化工设备 根底知识训练 收拾课件 1 首要内容 一.化工出产特色 二.化工设备与机器的概念 三.压力容器及分类 四.贮存压力容器 五.换热设备 六.塔器 七.反响器 八.泵 九.气体紧缩设备 收拾课件 2 一、化工出产的特色 1 出产的接连性很强，工艺流程专注化 化工出产所处理的大多是气体、液体和粉体介质， 归于流程性资料，便于运送和操控，处理进程如传质、 传热、化学反响可接连进行，为了进步出产功率，节 约本钱，化工出产进程一般选用接连的工艺流程。不 同产品工艺流程不同，工艺的杂乱程度和成熟程度不 尽相同，在接连性的进程中，每一出产环节都十分重 要，若呈现事端，将损坏接连性出产。 收拾课件 3 一、化工出产的特色 2 介质的腐蚀性强、设备保护难度大 化工出产进程中，有许多介质具有腐蚀性。例如， 酸、碱、盐一类的介质，对金属或非金属物件的腐蚀， 使机器与设备的运用寿命大为下降。腐蚀生成物的沉 积，或许阻塞机器与设备的通道，损坏正常的工艺条 件，影响出产的正常进行。 收拾课件 4 一、化工出产的特色 3 质料品种多、大多是风险化学品 化工出产进程中，有不少介质是简略焚烧和爆破的， 例如无机物中的氢气、煤气、二硫化碳、生动碱金属 等，有机物中烃类、酯类、酮类、醇类、芳香类、过 氧化物等。这些易燃、易爆、有毒性的介质一旦走漏， 不只会形成环境的污染，并且还或许形成人员伤亡和 重大事端的发生。 收拾课件 5 一、化工出产的特色 4 工艺条件严苛、温度和压力的改动大 不同的化工进程，工艺条件距离很大，介质的温度和压力各 不相同。介质温度从深冷到高温，压力从真空到数百大气压，有 的设备要接受高温或高压，有的设备要接受低温或低压。同一设 备在不同的反响阶段温度或压力也会发生改动，工艺要求决议设 备的作业条件和资料挑选。 收拾课件 6 一、化工出产的特色 5 单元操作多，设备品种杂乱 化工产品的出产是经过若干个化学反响和若干个物理操作实 现的，化工进程首要有传质、传热、流体活动、机械和热力五大 进程；各进程要经过单元操作来完结，常见的单元操作有：运送、 吸收、蒸馏、冷凝、萃取、别离、枯燥、破坏、涣散、研磨等等， 各单元操作要经过不同的设备来完结，杂乱的有机组成，多达十 几步反响、简直要用到一切的单元操作，所以化工设备的用处、 操作条件、结构方法也千差万别。 收拾课件 7 一、化工出产的特色 6 出产技能含量高、办理难度大 现代化工出产既包含了先进的出产工艺，又需求 先进的出产设备，还离不开先进的操控与检测手法。 因而，出产技能含量要求高。并呈现出学科归纳，专 业复合，化、机、电一体化的开展势态，要求有专业 根底复合型的工艺、设备技能人员和出产办理人员。 收拾课件 8 二、化工设备与机器的概念 化工出产中所用的机器和设备的总称。化工出产 中为了将质料加工成必定规范的制品，往往需求经过 质料预处理、化学反响以及反响产品的别离和精制等 一系列化工进程，进程要经过各种单元操作来实际， 完结这些进程所用的机械，常常都被划归为化工设备。 收拾课件 9 二、化工设备与机器的概念 1 化工设备： 指首要效果部件是中止的或许只要很少运动的机 械，如各种容器（槽、罐等）、反响釜、换热器、塔 器、一般枯燥器、蒸发器，反响炉、结晶设备、吸附 设备、一般别离设备以及离子交流设备等，又称“静 设备”。 收拾课件 10 二、化工设备与机器的概念 2 化工机器： 指首要效果部件为运动的机械，如各种泵，紧缩 机，离心别离机、拌和机以及流体运送机械等，又称 “动设备”。 收拾课件 11 3.1 压力容器 三、压力容器 压力容器一般是指在工业出产中用来完结反响、传热、传质、分 离、贮存等工艺进程，并接受0．1MPa表压以上压力的密闭容器。 特种设备安全督查法令》中明确指出压力容器的界说为： 压力容器，是指盛装气体或许液体，承载必定压力的密闭设备，其范 围规定为最高作业压力大于或许等于０．１ＭＰａ（表压），且压力 与容积的乘积大于或许等于２．５ＭＰａ·Ｌ的气体、液化气体和最高 作业温度高于或许等于规范沸点的液体的固定式容器和移动式容器； 盛装公称作业压力大于或许等于０．２ＭＰａ（表压），且压力与容 积的乘积大于或许等于１．０ＭＰａ·Ｌ的气体、液化气体和规范沸点 等于或许低于６０℃液体的气瓶；氧舱等。 收拾课件 12 收拾课件 13 3.2 压力容器的结构 收拾课件 14 3.2 压力容器的组成 筒体、封头、密封设备、开孔接收、支座及安全 附件这六大部件即构成了一台压力容器的外壳。关于 贮存用的容器，这一外壳即为容器自身；关于用于化 学反响、传热、别离等工艺进程的容器，则须在外壳 内装入工艺所要求的内件，才干构成一个完好的产品。 收拾课件 15 3.3 压力容器分类 介质损害性指介质的毒性、易燃性、腐蚀性、氧 化性等，其间影响压力容器分类的首要是毒性和易燃 性。 A、毒性 收拾课件 16 3.3 压力容器分类 介质损害性指介质的毒性、易燃性、腐蚀性、氧 化性等，其间影响压力容器分类的首要是毒性和易燃 性。 B、易燃性 可燃气体或蒸汽与空气的混合物遇着明火可以发 生爆破的浓度规模称爆破浓度极限，爆破时的最低浓 度称为爆破下限，最高浓度称为爆破上限，爆破极限 一般用可燃气体或蒸汽在混合物中的体积分数表明。 爆破下限小于10%，或爆破上限和下限之差值大于等 于20%的介质，一般称为易燃介质。 收拾课件 17 3.3 压力容器分类 3.3.1 按压力等级分类 按承压方法可分为内压容器与外压容器。内压容 器又可按规划压力分为四个等级： 收拾课件 18 3.3 压力容器分类 3.3.2 按容器在出产中的效果分类 按依据压力容器在出产工艺进程中的效果，可分为反响压 力容器、换热压力容器、别离压力容器、贮存压力容器4种。 收拾课件 19 3.3 压力容器分类 收拾课件 20 3.3 压力容器分类 3.3.3 按设备方法分类 ①固定式压力容器； ②移动式压力容器。 收拾课件 21 3.3 压力容器分类 3.3.4 按安全技能办理分类 TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技能督查 规程》依据介质、规划压力和容积三个要素进行压力 容器分类，共分三类压力容器。 (1)第一组介质：毒性程度为极度损害、高度损害的化 学介质，易爆介质，液化气体。 (2)第二组介质：除第一组以外的介质。 ?关于第一组介质，压力容器的分类见图A-1； ?关于第二组介质，压力容器的分类见图A-2。 收拾课件 22 3.3 压力容器分类 2.3.4 按安全技能办理分类 收拾课件 23 3.3 压力容器分类 2.3.4 按安全技能办理分类 收拾课件 24 四、储运压力容器 4.1 卧式圆柱形储罐 卧式圆柱形储罐简称卧式储罐或卧罐，可分为地 面卧式储罐与地下卧式储罐。 收拾课件 25 四、储运压力容器 4.2 立式平底筒形储罐 这类固定式储罐归于大型仓储式常压或低压存储设备，主 要用于贮存压力不大于0.1MPa的消防水、石油、汽油等常温条 件下饱满蒸汽压较低的物料。 可分为固定顶储罐和浮顶储罐。 收拾课件 26 4.3 球形储罐 四、储运压力容器 收拾课件 27 四、储运压力容器 4.4 压力容器的安全附件 压力容器的安全附件是为避免容器超温、超压、超负 荷而装设在设备上的一种安全设备。压力容器的安全附件 较多，但最常用的安全附件有安全泄压设备（安全阀、爆 破片、防爆帽）、压力表、液位计等。 安全泄压设备 安全泄压设备是为确保压力容器安全运转，避免它超 压的一种用具。 常见的安全泄压设备有安全阀、爆破片和防爆帽。 收拾课件 28 四、储运压力容器 4.4 压力容器的安全附件 Ａ、安全阀 收拾课件 29 四、储运压力容器 4.4 压力容器的安全附件 Ａ、安全阀 收拾课件 30 四、储运压力容器 4.4 压力容器的安全附件 Ｂ、防爆片 防爆片又称防爆膜、防爆板，是一种开裂型的安 全泄压设备。防爆片具有密封性能好、反响动作快以 及不易受介质中粘污物的影响等长处。但它是经过膜 片的开裂来泄压的，所以泄后不能持续运用，容器也 被逼中止运转。因而它只是在不宜装设安全阀的压力 容器上运用。 收拾课件 31 四、储运压力容器 4.4 压力容器的安全附件 Ｂ、防爆片 收拾课件 32 四、储运压力容器 4.4 压力容器的安全附件 Ｃ、防爆帽 防爆帽又称爆破帽，也是一种开裂型安全泄压装 置。它的款式较多，但根本效果原理相同，它的首要 元件是一个一端关闭、中心具有一单薄断面的厚壁短 管。当容器的压力超越规守时，防爆帽即从单薄断面 处开裂，气体从管孔中排出。为了避免防爆帽开裂后 飞出伤人，在它的外面应装有保护设备。 收拾课件 33 四、储运压力容器 4.4 压力容器的安全附件 压力表 压力表是丈量压力容器中介质压力的一种计量仪 表。压力表的品种较多，有液柱式、弹性元件式、活 塞式和电量式四大类。压力容器大多运用弹性元件式 的单绷簧管压力表。 收拾课件 34 四、储运压力容器 4.4 压力容器的安全附件 压力表 装在锅炉、压力容器上的压力表，其最大量程（表 盘上刻度极限值）应与设备的作业压力相适应。压力表 的量程一般为设备作业压力的1.5～3倍，最好取2倍。 压力表一般每半年校验一次，校验后的压力表应加 铅封，并注明下次校验日期或校验有效期。在容器运转 期间，如发现压力表指示失灵，刻度不清，表盘玻璃破 裂，泄压后指针不回零位，铅封损坏等状况，应立即校 正或替换。 收拾课件 35 四、储运压力容器 4.4 压力容器的安全附件 压力表 收拾课件 36 四、储运压力容器 4.4 压力容器的安全附件 液面计 液面计又称液位计，是用来丈量容器内液面改动情 况的一种计量外表。操作人员依据其指示的液面凹凸来 调理或操控充装量，然后确保容器内介质的液而一直在 正常规模内。 首要有： 伺服液位计、钢带液位计、浮筒液位计、磁翻板液 位计、超声波液位计、磁致弹性液位计、雷达液位计、 电容液位计、玻璃板液位计、玻璃管液位计、吹气液位 计、差压液位计、激光液位计和γ射线料位计等，用得最 多的是差压液位计和浮筒液位计。 收拾课件 37 四、储运压力容器 4.4 压力容器的安全附件 ③液面计 收拾课件 38 五、换热设备 5.1换热器概述 在炼油、化工出产中，绝大多数的工艺进程都有加热、 冷却和冷凝的进程，这些进程总称为换热进程。传热进程的 进行需求必定的设备来完结，这些使传热进程得以完结的设 备就称之为换热设备。 据统计，在化工厂中换热设备的出资占悉数工艺设备总 出资的35％～40％,因为绝大部分的化学反响或传质传热进程 都与热量的改动密切相关，如反响进程中：有的要放热、有 的要吸热、要保持反响的接连进行，就必须扫除剩余的热量 或弥补所需的热量。工艺进程中某些废热或余热也需求加以 收回使用，以下降本钱。 收拾课件 39 五、换热设备 5.3换热器分类 （1）、按传热方法可分为：直触摸摸式、蓄热式、间壁 式。 （2）、按其工艺用处可分为：冷却器（cooler）、冷凝 器（condenser）、加热器（一般不发生相变）（heater）、 蒸发器（发生相变）（evaporator）、再沸器（reboiler） 、 废热锅炉（waste heat boiler） 。 （3）、按资料分类：分为金属资料和非金属资料换热器。 收拾课件 40 5.3换热器分类 五、换热设备 收拾课件 41 5.3换热器分类 五、换热设备 收拾课件 42 5.3换热器分类 五、换热设备 收拾课件 43 五、换热设备 5.4列管式换热器的根本结构方法 1）、列管式换热器的首要结构： 壳体、管箱、管板、换热管、折流挡板以及其它 附件组成。 2）、列管式换热器的作业原理： 高温流体A（赤色）由管箱进入换热管，低温流体 B （蓝色）在管外活动，因为两种流体存在温度差， 所以经过管壁进行热量交流。 收拾课件 44 五、换热设备 5.4列管式换热器的根本结构方法 收拾课件 45 五、换热设备 5.4列管式换热器的根本结构方法 收拾课件 46 五、换热设备 5.5列管式换热器的首要类型 收拾课件 47 五、换热设备 5.6固定管板式换热器 1）、结构特色：两块管板均与壳体相焊接，并加入了热补偿 原件——膨胀节。 2 ）、长处：结构简略、紧凑、能接受较高的压力，造价低， 管程清洗便利，管子损坏时易于堵管或替换。 3）、缺陷：不易清洗壳程，壳体和管制中或许发生较大的热 应力。 4）、适用场合：适用于壳程介质清洁，不易结垢，管程需清洗 以及温差不大或温差虽大可是壳程压力不大的场合。 收拾课件 48 六、塔设备 6.1 塔设备概述 在化工、炼油、医药、食物及环境保护等工业部 门，塔设备是一种重要的单元操作设备。它的使用面 广，量大，塔设备不管其出资费用仍是所耗费的钢材 分量，在整个进程设备中所占的份额都适当高。表6.1 所示为几个典型的实例。 收拾课件 49 6.1 塔设备概述 表6.1塔设备的出资及分量在进程设备中所占的比重 收拾课件 50 6.2 塔设备简介 六、塔设备 塔设备的效果 塔设备的用处 完结气（汽）—液相或液—液相之间的充沛触摸，从 而到达相际传质和传热的意图。 广泛用于蒸馏、吸收、萃取、气体的洗刷、增湿及冷 却等单元操作。 收拾课件 51 六、塔设备 6.3 塔设备的整体结构 操作压力 加压塔 常压塔 减压塔 塔设备分类 单元操作 精馏塔 吸收塔 反响塔 介吸塔 萃取塔 枯燥塔等 内件结构 填料塔 板式塔 组成:塔体、支座、人孔及手孔、接收、除沫器、吊柱等 收拾课件 52 6.4 填料 收拾课件 53 2.6 6.4 填料 塔设备 收拾课件 54 2.6 塔设备 6.4 填料塔 B、规整填料 在塔内按均匀的几何图形规矩、规整地堆砌的填料。 收拾课件 55 6.5 板式 六、塔设备 收拾课件 56 6.6 除沫器 六、塔设备 收拾课件 57 6.6 裙座 六、塔设备 收拾课件 58 七、反响设备 7.1概述 在器内完结一个或几个化学反响，并使反响物通 过化学反响转变为反响产品的设备。 质料 排气 前处理 化学反响 循环 后处理 排污 化工出产的典型流程 收拾课件 产品 59 七、反响设备 7.2机械拌和式反响器 拌和容器又称拌和罐， 它由罐体、夹套和附 件等构成，其间罐体 和夹套均包含筒体、 上封头和下封头；附 件包含各管接头、仪 表、人孔和支座等。 拌和容器的首要效果 是为反响物料供给容 积，并为反响进程提 供温度和压力。 收拾课件 60 八泵 原理图 当泵壳内存有空气，因空气 的密度比液体的密度小得多而产 生较小的离心力。然后，贮槽液 面上方与泵吸入口处之压力差不 足以将贮槽内液体压入泵内，即 离心泵无自吸才能，使离心泵不 能运送液体，此种现象称为“气 缚现象”。 收拾课件 61 8.1 离心泵的结构 收拾课件 62 8.2单级离心泵： ? 首要部件有叶轮、泵壳、轴、和轴 封设备。 ? 特色：介质要求不高，酸、碱、含 少数固体颗粒，修补便利。走漏频 繁 收拾课件 63 8.3屏蔽泵 ? 首要部件有叶轮、转子、定子、 泵壳。 ? 特色：动密封转化为静密封，介 质要求洁净，无颗粒和结晶，电 机烧坏修补周期长。 收拾课件 64 屏蔽泵结构图： 收拾课件 65 8.4 磁力泵 ? 首要部件有泵壳、叶轮、外磁缸、 内磁转子、阻隔套等。 ? 特色：动密封转化为静密封，介质 要求洁净，无颗粒和结晶。排气时 间较长，磁领会失磁。 收拾课件 66 磁力泵结构图： 收拾课件 67 8.5高速泵 ? 首要部件有泵壳、叶轮、增速箱 和轴封设备。 ? 特色：体积小，转速高8500RPM， 扬程高，制作精度要求高 收拾课件 68 8.5多级泵 ? 首要部件有泵壳、叶轮、轴封装 置。 ? 特色：多级叶轮，扬程高的状况 下造价低 收拾课件 69 8.6 机械真空泵 ? 首要部件有活塞、曲轴箱、气缸、 滑阀、偏心轮、皮带轮等。 ? 特色：极限真空度高，故障率高， 嗓音大 收拾课件 70 8.7 水环真空泵 ? 首要部件有泵体、叶轮转子组件。 ? 特色：运转平稳，故障率低；真 空度短缺 收拾课件 71 九 气体运送设备 气体运送设备 收拾课件 72 9.1 离心紧缩机 收拾课件 73 9.1 离心紧缩机 叶轮 收拾课件 74 9.1 离心紧缩机 轴承箱 内缸总成由隔板上下剖分的内缸端盖密封轴承箱组成 内缸 隔板束 收拾课件 75 9.2 往复式紧缩机： ? 特色： ? 经过连杆和曲轴使活塞在 气缸内的往复运动来改动 汽缸的作业容积。用处非 常广泛，简直没有任何限 制。嗓音较大 收拾课件 76 9.2往复式紧缩机（氢气紧缩机） 收拾课件 77 收拾课件 78 收拾课件 79