化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)

1、化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)、化工靜設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)一、化工設(shè)備的概念化工設(shè)備是指化工生產(chǎn)中靜止的或配有少量傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成的裝置，主要用于完成傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)等過(guò)程，或用于儲(chǔ)存物料。二、化工設(shè)備的分類1、按結(jié)構(gòu)特征和用途分為容器、塔器、換熱器、反應(yīng)器（包括各種反應(yīng)釜、固定床或液態(tài)化床）和管式爐等。2、按結(jié)構(gòu)材料分為金屬設(shè)備（碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鋁、銅等）、非金屬設(shè)備（陶瓷、玻璃、塑料、木材等）和非金屬材料襯里設(shè)備（襯橡膠、塑料、耐火材料及搪瓷等）其中碳鋼設(shè)備最為常用。3、按受力情況分為外壓設(shè)備（包括真空設(shè)備）和內(nèi)壓設(shè)備，內(nèi)壓設(shè)備又分為常壓設(shè)備（操作壓力小于1kgf/cm2）、低壓設(shè)備（操作壓力在116

2、 kgf/cm2之間）、中壓設(shè)備（操作壓力在16100 kgf/cm2之間）、高壓設(shè)備（操作壓力在1001000 kgf/cm2之間）和超高壓設(shè)備（操作壓力大于1000 kgf/cm2）三、化工容器結(jié)構(gòu)與分類1、基本結(jié)構(gòu)在化工類工廠使用的設(shè)備中，有的用來(lái)貯存物料，如各種儲(chǔ)罐、計(jì)量罐、高位槽；有的用來(lái)對(duì)物料進(jìn)行物理處理，如換熱器、精餾塔等；有的用于進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，如聚合釜，反應(yīng)器，合成塔等。盡管這些設(shè)備作用各不相同，形狀結(jié)構(gòu)差異很大，尺寸大小千差萬(wàn)別，內(nèi)部構(gòu)件更是多種多樣，但它們都有一個(gè)外殼，這個(gè)外殼就叫化工容器。所以化工容器是化工生產(chǎn)中所用設(shè)備外部殼體的總稱。由于化工生產(chǎn)中，介質(zhì)通常具有較高的壓

3、力，故化工容器痛常為壓力容器?；と萜饕话阌赏搀w、封頭、支座、法蘭及各種開(kāi)孔所組成，見(jiàn)圖1-1。圖11化工容器的總體結(jié)構(gòu)1法蘭； 2支座； 3封頭拼接焊縫； 4封頭； 5環(huán)焊縫；6補(bǔ)強(qiáng)圈； 7人孔； 8縱焊縫； 9筒體； 10壓力表； 11安全閥； 12液面計(jì)1）筒體筒體是化工設(shè)備用以儲(chǔ)存物料或完成傳質(zhì)、傳熱或化學(xué)反應(yīng)所需要的工作空間，是化工容器最主要的受壓元件之一，其內(nèi)直徑和容積往往需由工藝計(jì)算確定。圓柱形筒體（即圓筒）和球形筒體是工程中最常用的筒體結(jié)構(gòu)。2）封頭根據(jù)幾何形狀的不同，封頭可以分為球形、橢圓形、碟形、球冠形、錐殼和平蓋等幾種，其中以橢圓形封頭應(yīng)用最多。封頭與筒體的連接方式有可拆

4、連接與不可拆連接（焊接）兩種，可拆連接一般采用法蘭連接方式。3）密封裝置化工容器上需要有許多密封裝置，如封頭和筒體間的可拆式連接，容器接管與外管道間可拆連接以及人孔、手孔蓋的連接等，可以說(shuō)化工容器能否正常安全地運(yùn)行在很大程度上取決于密封裝置的可靠性。4）開(kāi)孔與接管化工容器中，由于工藝要求和檢修及監(jiān)測(cè)的需要，常在筒體或封頭上開(kāi)設(shè)各種大小的孔或安裝接管，如人孔、手孔、視鏡孔、物料進(jìn)出口接管，以及安裝壓力表、液面計(jì)、安全閥、測(cè)溫儀表等接管開(kāi)孔。5）支座化工容器靠支座支承并固定在基礎(chǔ)上。隨安裝位置不同，化工容器支座分立式容器支座和臥式容器支座兩類，其中立式容器支座又有腿式支座、支承式支座、耳式支座和裙

5、式支座四種。大型容器一般采用裙式支座。臥式容器支座有支承式、鞍式和圈式支座三種；以鞍式支座應(yīng)用最多。而球形容器多采用柱式或裙式支座。6）安全附件由于化工容器的使用特點(diǎn)及其內(nèi)部介質(zhì)的化學(xué)工藝特性，往往需要在容器上設(shè)置一些安全裝置和測(cè)量、控制儀表來(lái)監(jiān)控工作介質(zhì)的參數(shù)，以保證壓力容器的使用安全和工藝過(guò)程的正常進(jìn)行?；と萜鞯陌踩b置主要有安全閥、爆破片、緊急切斷閥、安全聯(lián)鎖裝置、壓力表、液面計(jì)、測(cè)溫儀表等。上述筒體、封頭、密封裝置、開(kāi)孔接管、支座及安全附件等即構(gòu)成了一臺(tái)化工設(shè)備的外殼。對(duì)于儲(chǔ)存用的容器，這一外殼即為容器本身。對(duì)用于化學(xué)反應(yīng)、傳熱、分離等工藝過(guò)程的容器而言，則須在外殼內(nèi)裝入工藝所要求的

6、內(nèi)件，才能構(gòu)成一個(gè)完整的產(chǎn)品。2、分類從不同的角度對(duì)化工容器及設(shè)備有各種不同的分類方法，常用的分類方法有以下幾種。1）按壓力等級(jí)分按承壓方式分類，化工容器可分為內(nèi)壓容器與外壓容器。內(nèi)壓容器又可按設(shè)計(jì)壓力大小分為四個(gè)壓力等級(jí)，具體劃分如下：低壓（代號(hào)l）容器 0.1mpap1.6 mpa；中壓（代號(hào)m）容器 1.6mpap10.0 mpa；高壓（代號(hào)h）容器 10.0mpap100 mpa；超高壓（代號(hào)u）容器 p 100mpa。外壓容器中，當(dāng)容器的內(nèi)壓小于一個(gè)絕對(duì)大氣壓（約0.1mpa）時(shí)又稱為真空容器。2）按原理與作用分根據(jù)化工容器在生產(chǎn)工藝過(guò)程中的作用，可分為反應(yīng)容器、換熱容器、分離容器、

7、儲(chǔ)存容器。反應(yīng)容器（代號(hào)r）主要是用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)的容器，如反應(yīng)器、反應(yīng)釜、聚合釜、合成塔、蒸壓釜、煤氣發(fā)生爐等。換熱容器（代號(hào)e）主要是用于完成介質(zhì)熱量交換的容器。如管殼式余熱鍋爐、熱交換器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、加熱器等。分離容器（代號(hào)s）主要是用于完成介質(zhì)流體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離的容器。如分離器、過(guò)濾器、蒸發(fā)器、集油器、緩沖器、干燥塔等。儲(chǔ)存容器（代號(hào)c,其中球罐代號(hào)b）主要是用于儲(chǔ)存、盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)的容器。如液氨儲(chǔ)罐、液化石油氣儲(chǔ)罐等。在一臺(tái)化工容器中，如同時(shí)具備兩個(gè)以上的工藝作用原理時(shí)，應(yīng)按工藝過(guò)程的主要作用來(lái)劃分品種。3）按相對(duì)壁厚分按容器的壁厚

8、可分為薄壁容器和厚壁容器，當(dāng)筒體外徑與內(nèi)徑之比小于或等于1.2mm時(shí)稱為薄壁容器，大于1.2mm 時(shí)稱厚壁容器。 4）按支承形式分當(dāng)容器采用立式支座支承時(shí)叫立式容器，用臥式支座支承時(shí)叫臥式容器。5）按材料分當(dāng)容器由金屬材料制成時(shí)叫金屬容器；用非金屬材料制成時(shí)，叫非金屬容器。6）按幾何形狀分按容器幾何形狀，可分為圓柱形、球形、橢圓形、錐形、矩形等容器。7）按安全技術(shù)管理分上面所述的幾種分類方法僅僅考慮了壓力容器的某個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)或使用狀況，還不能綜合反應(yīng)壓力容器面臨的整體危害水平。例如儲(chǔ)存易燃或毒性程度中度以及上危害介質(zhì)的壓力容器，其危害性要比相同幾何尺寸、儲(chǔ)存毒性程序輕度或非易燃介質(zhì)的壓力容器大得

9、多。壓力容器的危害性還與其設(shè)計(jì)壓力p和全容積v的乘積有關(guān)， pv值愈大，則容器破裂時(shí)爆炸能量愈大，危害性也愈大，對(duì)容器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、使用和管理的要求愈高。為此，壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程采用既考慮容器壓力與容積乘積大小，又考慮介質(zhì)危害程度以及容器品種的綜合分類方法，有利于安全技術(shù)監(jiān)督和管理。該方法將壓力容器分為三類。（1）、第三類壓力容器具有下列情況之一的為第三類壓力容器。高壓容器；中壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）；中壓儲(chǔ)存容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且pv乘積大于等于10 mpam3)中壓反應(yīng)容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且pv乘積0.5 mpa .m3

10、）；低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)，且pv乘積 0.2 mpa m3）；高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；中壓搪玻璃壓力容器；使用強(qiáng)度級(jí)別較高（指相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限大于等于540 mpa ）的材料制造的壓力容器；移動(dòng)式壓力容器，包括鐵路罐車(chē)（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）、罐式汽車(chē) 液化氣體運(yùn)輸（半掛）車(chē)、低溫液體運(yùn)輸（半掛）車(chē)、永久氣體運(yùn)輸（半掛）車(chē) 和罐式集裝箱（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）等；球形儲(chǔ)罐（容積大于等于50m3）；低溫液體儲(chǔ)存容器（容積大于5 m3）。（2）、第二類壓力容器具有下列情況之一的為第二類壓力容器。中壓容器；低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）；低壓

11、反應(yīng)容器和低壓儲(chǔ)存容器（僅限易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)）；低壓管殼式余熱鍋爐；低壓搪玻璃壓力容器。（3）、第一類壓力容器除上述規(guī)定以外的低壓容器為第一類壓力容器。四、化工塔設(shè)備的分類和結(jié)構(gòu)（一）塔設(shè)備的分類1、按操作壓力分類1）加壓塔；2）減壓塔；3）常壓塔。2、按化工單元操作分類1）精餾塔； 2）吸收塔和解吸塔； 3）萃取塔； 4）反應(yīng)塔； 5）再生塔； 6）干燥塔。3、按氣液接觸的基本構(gòu)件分類1）填料塔； 2）板式塔（二） 塔設(shè)備的結(jié)構(gòu) 1、塔設(shè)備的基本部件填料塔和板式塔結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖12圖13。從圖中可看出，兩種不同的塔結(jié)構(gòu)，均包括一些基本部件，如塔體、支座及塔體附件。而其不同的內(nèi)件結(jié)構(gòu)

12、則在介紹兩種塔型時(shí)分別介紹。圖12填料塔結(jié)構(gòu)圖1支座； 2液體出口； 3填料支承； 4卸料孔； 5塔體；6填料； 7液體再分布器； 8噴淋裝置1）塔體塔體是塔設(shè)備的主要部件，大多數(shù)塔體是等直徑、等壁厚的圓筒體，頂蓋以橢圓形封頭為多。但隨著裝置的大型化，不等直徑、不等壁厚的塔體已逐漸增多。塔體除滿足工藝條件對(duì)它提出的強(qiáng)度、剛度要求外，還應(yīng)考慮風(fēng)力、地震、偏心載荷所帶來(lái)的影響，以及吊裝、運(yùn)輸、檢驗(yàn)、開(kāi)停工等情況。塔體材質(zhì)常采用的有：鑄鐵、碳素鋼、低合金鋼、不銹耐酸鋼（復(fù)層、襯里）等。2）塔體支座塔設(shè)備常采用裙式支座。它應(yīng)當(dāng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，來(lái)承受塔體操作重量、風(fēng)力、地震等引起的載荷。塔體支座的

13、材質(zhì)常采用碳素鋼，也有采用鑄鐵的。3）塔體附件接管；人孔和手孔；吊耳；吊柱；平臺(tái)和爬梯。2、填料塔圖13板式塔總體結(jié)構(gòu)圖1裙座； 2裙座人孔； 3塔底液體出口； 4裙座氣孔； 5塔體； 6人孔； 7蒸汽入口； 8塔板； 9回流入口；10吊柱； 11塔頂蒸汽出口； 12進(jìn)料口填料塔是化學(xué)工業(yè)中最常用的氣液傳質(zhì)設(shè)備之一，在塔內(nèi)設(shè)置填料使氣液兩相能夠達(dá)到良好傳質(zhì)所需的接觸面積。填料塔具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于用耐腐蝕材料制造，適應(yīng)性較好。填料塔廣泛的應(yīng)用在蒸餾、吸收和解吸操作，而在大型裝置中，填料塔的使用范圍正在擴(kuò)大。六十年代后期，直徑超過(guò)3米的填料塔已十分普遍。目前，填料塔不僅可以大型化，而且在某些方面超

14、過(guò)了板式塔的規(guī)模。所以，近代化學(xué)、石油工業(yè)中，填料塔的地位變得日益重要。近來(lái)，由于塔內(nèi)采用接觸面積較大的矩鞍型或聚丙烯鮑爾環(huán)填料，經(jīng)實(shí)踐證明，已克服大型填料塔的不足，顯示出效率高，處理量大，壓力降小等優(yōu)點(diǎn)。1）填料、填料的選擇填料塔操作的好壞與選用填料的正確與否有很大關(guān)系。選擇填料的原則如下：?jiǎn)挝惑w積填料的表面積要大；使氣液相接觸的自由體積要大；對(duì)氣相阻力要小，即空隙截面積大；重量要輕；機(jī)械強(qiáng)度要高；耐介質(zhì)腐蝕，經(jīng)久耐用；價(jià)格低廉。填料的選擇，應(yīng)根據(jù)操作壓力和介質(zhì)來(lái)選擇填料的材質(zhì)，根據(jù)操作工藝要求，選擇填料的型式，根據(jù)填料塔徑選擇填料尺寸。、填料的分類工業(yè)用填料大致分為實(shí)體填料和網(wǎng)體填料兩大類

15、。、填料材質(zhì)選擇填料要根據(jù)被處理物料的腐蝕性及操作壓力，確定使用填料的材質(zhì)。 、填料尺寸選擇填料尺寸選定與塔徑尺寸有關(guān)，一般要求塔徑與填料直徑之比不能太小，否則，填料與塔壁的間隙過(guò)大，易使液體沿塔壁空隙流下，使截面上液體分布不均。、常用填料的特性拉西環(huán)拉西環(huán)使用歷史悠久，各種參數(shù)比較完整；設(shè)計(jì)與操作經(jīng)驗(yàn)豐富，外形簡(jiǎn)單、制造方便；取材容易、造價(jià)低廉，適用于非金屬耐腐蝕材料制造等優(yōu)點(diǎn)。但拉西環(huán)由于表面積利用率低，因而使塔的生產(chǎn)能力降低，阻力較大，加上自身的形狀決定了它溝流和壁流嚴(yán)重，使氣液分布不均勻，氣液接觸不良。 鮑爾環(huán)鮑爾環(huán)除鋼制外，還有用陶瓷和塑料制成的。具有如下優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于同樣的空隙率而言，

16、阻力比拉西環(huán)小，因而可提高氣速，生產(chǎn)能力可以提高。由于小窗葉片向環(huán)中心彎，液體分布較為均勻，所以溝流和壁流情況比拉西環(huán)好。開(kāi)小窗后表面積比拉西環(huán)要大，且環(huán)內(nèi)表面得以充分利用，以進(jìn)行氣液傳質(zhì)，而拉西環(huán)內(nèi)表面利用率較低。操作彈性范圍大。在一般情況下，當(dāng)同樣壓降時(shí)，處理量比拉西環(huán)大50以上；在同樣處理量時(shí)，壓降可降低，傳質(zhì)效率能提高20左右。 、鞍形填料鞍形填料又分弧鞍形和矩鞍形兩種。 此種填料常用于吸收操作，處理腐蝕性介質(zhì)較為適宜，且成本低。近來(lái)，又對(duì)矩鞍形填料予以改進(jìn)。它是目前瓷制填料中處理量大，效率較高的一種。 2）塔設(shè)備噴淋裝置在塔頂部裝設(shè)噴淋裝置，可使塔頂引入的液體能沿塔截面均勻分布進(jìn)入填

17、料層，避免部分填料得不到濕潤(rùn)，降低填料層的有效利用率，影響傳質(zhì)效果。噴淋裝置的類型很多，常用的如下表：管式噴淋型 蓮蓬頭式盤(pán)式溢流式 槽式 噴淋裝置類型 反射板式 沖擊式 寶塔式離心式機(jī)械式 管式噴淋器小直徑的填料塔（300mm以下）可以采用管式噴淋器，如圖1-4（a）、（b）所示。直徑小于600mm的塔可采用多孔直管式如圖1-4（c）。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是噴淋面積小而且不均勻。圖1-4管式噴淋器（a）直管；（b）彎管；（c）多孔直管式對(duì)于直徑稍大的填料塔（1200mm以下），可以采用多孔環(huán)管?chē)娏芷?，如圖1-5所示。環(huán)狀管的下面開(kāi)有小孔，小孔直徑為48mm，共有35排，小孔面積總和約

18、與管截面積相等，環(huán)管中心圓直徑d1一般為塔徑dg的6080。這種噴淋器優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造及安裝方便，但缺點(diǎn)是噴淋面積小，不夠均勻，而且液體要清潔，否則小孔易堵塞。蓮蓬頭式噴淋器這種結(jié)構(gòu)是應(yīng)用最普遍的一種噴淋裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，噴淋較均勻，如圖16所示。蓮蓬頭可以作成半球形、碟形或杯形，它懸于填料上方中央處，液體經(jīng)小孔分股噴出，蓮蓬頭直徑一般為塔徑的2030，小孔直徑為315mm，它的安裝位置離填料表面的距離一般約為(0.51)dg，此種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是容易堵塞，液體分布情況與壓頭有關(guān)，所以適用于料液清潔且料液壓頭不變或變化不大的情況，一般用于直徑600mm以下的塔設(shè)備。溢流型噴淋器盤(pán)式分布器是常用的

19、一種溢流型噴淋裝置，液體經(jīng)過(guò)進(jìn)液管加到噴淋盤(pán)內(nèi)，然后從噴淋盤(pán)內(nèi)的降液管溢流，噴淋到填料上。中央進(jìn)料的盤(pán)式分布器如圖17所示。降液管一般按等邊三角形排列，焊接在噴淋盤(pán)的分布板上。圖15環(huán)管多孔噴淋器 圖16蓮蓬頭式噴淋器 圖17盤(pán)式分布器沖擊型噴淋器反射板式噴灑器為沖擊型的一種，利用液流沖擊反射板（可以是平板、凸板或錐形板）以飛濺分布液體。最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)為平板，液體循中心管流下，沖擊后分成液滴并向各方飛濺。 3）液體再分布裝置由于工藝條件的要求，需要的填料層總高度較大，當(dāng)噴淋液體噴到填料表面后，液體有流向塔壁造成“壁流”的傾向，稱為“干錐體”現(xiàn)象，使液體分布不均，降低了填料塔的效率。為避免產(chǎn)生“干

20、錐體”現(xiàn)象，必須在塔結(jié)構(gòu)上采取措施，即沿填料層每隔一段距離，裝設(shè)液體再分布器，使其在整個(gè)高度的填料層內(nèi)部都得到噴淋液的均勻分布。分配錐是最簡(jiǎn)單的一種結(jié)構(gòu)，如圖18所示。（b）圖為具有通孔的分配錐，適用塔徑在600800mm的塔，為3545，d1（0.70.8）dg。圖1-9所示為槽形液體再分配器，器上的通孔是增加氣體通過(guò)的截面積，使氣體通過(guò)再分配器時(shí)，速度變化不大，該分布器適用塔徑600mm以上的塔。 圖1-8 分配錐 圖1-9 槽形再分配器4）填料的支承結(jié)構(gòu)填料的支承結(jié)構(gòu)不但要有足夠的強(qiáng)度和剛度，而且須有足夠的自由截面積，否則會(huì)增大塔的壓力降，使在支承處不致首先發(fā)生液泛。在工業(yè)填料塔中，最常

21、用的填料支承是柵板，它是用豎扁鋼制成，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1-10。5）除沫器除沫器是用來(lái)捕集夾帶在氣相中液滴的裝置，裝在塔內(nèi)頂部，它能起到保證傳質(zhì)效率，降低物料損失，改善塔后壓縮機(jī)或真空泵的操作狀況以及減少對(duì)環(huán)境污染的作用。 圖1-10填料支承結(jié)構(gòu) 圖1-11 小型除沫器常見(jiàn)的除沫器有折板除沫器、填料除沫器及絲網(wǎng)除沫器，其中絲網(wǎng)除沫器采用最多，它適用于分離5微米的液滴，其除沫率可達(dá)99%。絲網(wǎng)由一定規(guī)格編織成的絲網(wǎng)帶卷制成盤(pán)狀物，再用支承板加以固定，絲網(wǎng)帶可用金屬或非金屬材料制成，絲網(wǎng)支承柵板的自由截面積應(yīng)大于90%。適用于潔凈氣體。若在氣液中含有粘結(jié)物時(shí)，則易堵塞網(wǎng)孔，影響塔的正常操作。圖1-11是

22、一種小型除沫器，該結(jié)構(gòu)適用于除沫器直徑與塔徑相近的情況。若塔體直徑大于1000mm以上時(shí)，將采取分塊結(jié)構(gòu)型式，便于絲網(wǎng)的安裝與檢修。（三）板式塔板式塔因空塔速度比填料塔高，所以生產(chǎn)強(qiáng)度比填料塔大。板式塔的塔板結(jié)構(gòu)有多種，它是決定塔特性的主要因素。1、塔板的主要部件塔板的主要部件有：1）降液管降液管的作用是使液體由上一層塔板流到下一層塔板。 2）出口堰出口堰具有維持板上液層高度及使液流均勻的作用。 3）入口堰其作用是使上一層板流入的液體能在板上均勻分布，并減少進(jìn)入處液體水平?jīng)_出。降液管與下層塔板至入口堰處稱為受液盤(pán)，這種結(jié)構(gòu)便于液體的側(cè)線抽出。在低液流量時(shí)，仍能造成正液封，具有改變液體流向的緩沖

23、作用。4）塔板塔板有整塊式或分塊式兩種。（1）整塊式塔板 此種塔板一般用于塔徑小于800mm，人不便進(jìn)入安裝和檢修的塔內(nèi)。塔體由若干塔節(jié)組成，塔節(jié)與塔節(jié)之間用法蘭連接。塔板與塔板之間用管子支承。塔板與塔壁間隙用填料來(lái)密封。（2）分塊式塔板分塊式塔板用于塔徑在900mm以上，人可以進(jìn)入的塔內(nèi)。塔體為一焊制整體圓筒，不分塔節(jié)，而塔板是分成數(shù)塊，通過(guò)人孔送入塔內(nèi)，裝到焊在塔內(nèi)壁的塔板固定件上。為了進(jìn)行塔內(nèi)清洗和檢修，在塔板中央設(shè)置一塊內(nèi)部通道板，通道板應(yīng)為上、下均可拆的。 塔板上的鼓泡構(gòu)件型式很多，常用鼓泡構(gòu)件為泡罩、浮閥等。下節(jié)分別敘述。（3）泡罩塔板泡罩塔板所用的泡罩有圓形和條形兩類，其主要特點(diǎn)

24、是鼓泡元件各具有升氣管。上升氣體經(jīng)升氣管由泡罩齒縫吹入液層，兩相接觸密切，加之板上液層較高，兩相接觸時(shí)間較長(zhǎng)，分離效果較好。但由于氣體通過(guò)泡罩的路線曲折及液層較高，導(dǎo)致壓降及霧沫夾帶增高等缺點(diǎn)。同時(shí)，由于塔板上液面梯度較大，氣相分布不均，影響傳質(zhì)效率，這也是泡罩結(jié)構(gòu)所造成的。（4）浮閥塔板及特點(diǎn)生產(chǎn)能力大，比泡罩塔板約提高2040，與篩板塔相近。操作彈性大，在較寬的氣速變化范圍內(nèi)，板效率變化較小，其彈性范圍（即最大負(fù)荷與最小負(fù)荷之比）為79。由于氣液接觸狀態(tài)良好，以及氣體為水平方向吹出，霧沫夾帶量小，因此塔板效率高，比泡罩塔效率可提高15左右。液面梯度小，蒸汽分配比較均勻，塔板壓降比泡罩塔小。

25、塔板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝容易。 浮閥塔板結(jié)構(gòu)與泡罩塔板類同。操作時(shí)氣流自下而上吹起浮閥，從浮閥周邊水平方向吹入塔板上液層，進(jìn)行兩相接觸。液體則由上一層塔板的降液管流入，經(jīng)進(jìn)口堰均布，再橫向流過(guò)塔板與氣相接觸傳質(zhì)后，再經(jīng)溢流堰進(jìn)入降液管，流入下一層塔板。五、化工換熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)和分類化工換熱設(shè)備是在化工生產(chǎn)過(guò)程中即化學(xué)反應(yīng)物中實(shí)現(xiàn)熱能傳遞的設(shè)備，使熱量從溫度較高的流體傳給另一種溫度較低的流體。 在化肥、化工、煉油工業(yè)生產(chǎn)中，常常進(jìn)行著各種不同的換熱過(guò)程，特別是近年開(kāi)發(fā)的各種化工工藝，充分進(jìn)行了熱能的綜合利用，各種型式的高效、節(jié)能換熱設(shè)備不斷推出，應(yīng)用到不同的冷換操作單元中。例如：加熱或冷卻、蒸發(fā)或冷凝。

26、換熱設(shè)備就是在生產(chǎn)過(guò)程即化學(xué)反應(yīng)或物理反應(yīng)中實(shí)現(xiàn)熱能傳遞的設(shè)備，使熱量從溫度較高的流體傳給另一種溫度較低的流體。根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同，為達(dá)到熱量的充分利用和滿足工藝參數(shù)，換熱設(shè)備可以是熱交換器（如兩流體介質(zhì)相互換熱）、冷凝器（如用水蒸汽冷凝）、加熱器（如高溫工藝氣加熱水）、冷卻器（如水或液體氨作冷載體）等。在化工生產(chǎn)中，換熱設(shè)備不但作為一個(gè)單獨(dú)的化工設(shè)備，而且在其他設(shè)備中也常附有換熱設(shè)備或換熱部分，如蒸餾設(shè)備中的回流冷凝器，蒸發(fā)設(shè)備中的加熱，高低變爐和氨合成塔中觸媒的換熱等，均為重要的不可缺少的化工操作設(shè)備。化工生產(chǎn)流程中，用于汽液、汽氣、氣氣、液液之間的換熱設(shè)備，按熱量的授受方式可分為表面式換

27、熱器；蓄熱式換熱器；液體間接式換熱器；直接接觸式換熱器。表面式換熱器是溫度不同的兩種流體在被壁面分開(kāi)的空間里流動(dòng)，通過(guò)壁面的導(dǎo)熱和流體在壁表面對(duì)流，兩種流體之間進(jìn)行換熱。表面式換熱器有管殼式、套管式和其他型式的熱交換器。蓄熱式換熱器是借助于由固體構(gòu)成的蓄熱體，把熱量從高溫流體傳遞給低溫流體，蓄熱體與高溫流體接觸一定時(shí)間，接受和儲(chǔ)蓄了一定熱量，然后與低溫流體接觸一定時(shí)間，把熱量釋放給低溫流體。蓄熱式換熱器有用在一段爐對(duì)流段上的旋轉(zhuǎn)換熱器，回收煙氣溫度用于預(yù)熱燃燒空氣；還有閥門(mén)切換式換熱器等。流體連接間接式換熱器，是把兩個(gè)表面式換熱器由在其中循環(huán)的熱載體連接起來(lái)的換熱器，熱載體在高溫流體熱交換器和

28、低溫流體之間循環(huán)，在高溫流體換熱器接受熱量，在低溫流體換熱器把熱量釋放給低溫流體。直接接觸式熱交換器是兩種流體直接接觸進(jìn)行換熱的設(shè)備，例如：冷水塔、氣體冷凝器等。另外，換熱器按用途還可分為：加熱器把流體加熱到必要的溫度，但加熱流體沒(méi)有發(fā)生相的變化。預(yù)熱器預(yù)先加熱流體，為后序操作提供標(biāo)準(zhǔn)的工藝參數(shù)；過(guò)熱器用于把流體（工藝氣或蒸汽）加熱到過(guò)熱狀態(tài)；蒸發(fā)器用于加熱流體，達(dá)到沸點(diǎn)以上溫度，使其流體蒸發(fā)，一般有相的變化。（一）化工裝置常用換熱設(shè)備結(jié)構(gòu)、性能和特點(diǎn)1、管殼式換熱器管殼式換熱器的類型和優(yōu)缺點(diǎn)常用的管殼式換熱器有固定管板式、浮頭式和“u”形管式。固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，制造容易，管程

29、清洗檢修方便。殼程清洗困難，管束制造后有溫差應(yīng)力存在，當(dāng)冷熱兩流體的平均溫差較大，或殼體和傳熱管材料熱膨脹系數(shù)相差較大、熱應(yīng)力超過(guò)材質(zhì)的許用應(yīng)力時(shí)，在殼體上應(yīng)設(shè)膨脹節(jié)，由于膨脹節(jié)不能承受較大內(nèi)壓，所以換熱器殼程壓力不能太高。固定管板式換熱器適用于兩種介質(zhì)溫差不大（一般應(yīng)低于30），或溫差較大但殼程壓力不高的條件。浮頭式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是殼體和管束的溫差不受限制，管束清洗和檢修較為方便，管程、殼程均容易清掃。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，密封要求較高，一旦泄漏在線處理較為困難。一般在溫差較大的化工單元操作中設(shè)置浮頭式換熱器。u形管式換熱器，克服了固定管板式和浮頭式換熱器的缺點(diǎn)，但在u形拐彎處很難清洗干凈，更換管子

30、較為困難，特別是管板中心部的u形管，泄漏后只能堵管，要想更換管子必須從管板處全部切除，造成很大浪費(fèi)。u形管換熱器適用于兩種流體溫差較大，且殼程易結(jié)垢的條件。管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、固定管板式換熱器固定管板式換熱器主要有外殼、管板、管束、封頭壓蓋等部件組成，如圖112所示。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在殼體中設(shè)置有管束，管束兩端用焊接或脹接的方法將管子固定在管板上，兩端管板直接和殼體焊接在一起，殼程的進(jìn)出口管直接焊在殼體上，管板外圓周和封頭法蘭用螺栓緊固，管程的進(jìn)出口管直接和封頭焊在一起。管束內(nèi)根據(jù)換熱管的長(zhǎng)度設(shè)置了若干塊折流板。這種換熱器，管程可以用隔板分成任何程數(shù)。應(yīng)用極為廣泛。近年來(lái)，也有設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出固定管

31、板的撓性管板，即薄管板式換熱器，這是根據(jù)彈性薄圓板理論，在均勻載荷作用下周邊固定支承的圓平板產(chǎn)生的撓度可被看作在管板布管區(qū)的變形，無(wú)論是熱應(yīng)力還是管殼溫差應(yīng)力撓性變形薄管板均能承受，它的應(yīng)用比常規(guī)的固定管板式換熱器更具有優(yōu)點(diǎn)。圖112固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)圖1排氣口 2封頭 3法蘭 4管板 5排氣口 6殼體 7列管 8支座 9定距管 10折流板 11膨脹節(jié) 12殼體接管 13排氣口 14封頭接管 15封頭 16排氣口 17法蘭 18管板 19排液口 20支座 21接管 22排液口 23入口管薄管板換熱器用于中壓、大直徑換熱設(shè)備上更有滿意的效果。薄管板的結(jié)構(gòu)一般有三種型式，如圖113。圖113薄管

32、板結(jié)構(gòu)（a）凸面薄管板；（b）平面薄管板；（c）凹面薄管板、浮頭式換熱器浮頭式換熱器主要由殼體、浮動(dòng)式封頭管箱、管束等部件組成，如圖114所示。它的一端管板固定在殼體與管箱之間，另一端管板可以在殼體內(nèi)自由移動(dòng)，也就是殼體和管束熱膨脹可自由，故管束和殼體之間沒(méi)有溫差應(yīng)力。一般浮頭設(shè)計(jì)成可拆卸結(jié)構(gòu)，使管束可自由地抽出和裝入。浮頭式換熱器的浮頭也有不同的結(jié)構(gòu)型式，常用的如圖115所示，它是用鉗形環(huán)和螺栓使浮頭和管板密封貼合，以使管內(nèi)和管間流體互不滲漏。這種結(jié)構(gòu)現(xiàn)在用的不多了。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，采用了圖116所示結(jié)構(gòu)，即浮頭蓋法蘭直接和鉤圈用螺栓緊固，使浮頭法蘭和活動(dòng)的管板密封貼合，雖然減少了管束的有效傳

33、熱面積，但密封性可靠，整體也較緊湊。圖1-14浮頭式換熱器1吊環(huán)； 2平蓋板； 3法蘭； 4接口； 5管線接管； 6分程板； 7殼體；8排氣口；9接管；10接管； 11封頭；12接管；13排氣口；14接管； 15支座； 16內(nèi)封頭； 17堰板；18吊耳；19浮頭襯托；20浮動(dòng)管板；21列管； 22折流板；23定距管；24支座；25接管；26排液口； 27法蘭； 28固定管板； 29法蘭；30排液口；31接管； 32管箱、“u”形管式換熱器u形管式換熱器的結(jié)構(gòu)如圖1-17所示。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是換熱管做成u形，兩端固定在同一塊管板上，由于殼體和管子分開(kāi)，可以不考慮熱膨脹，管束可以自由伸縮，不會(huì)因?yàn)榱黧w介

34、質(zhì)溫差而產(chǎn)生溫差應(yīng)力。u形管換熱器只有一塊管板，沒(méi)有浮頭，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。管束可以自由抽出和裝入，方便清洗。由于換熱管均做成半徑不等的u形彎，最外層損壞后可更換外，其余的管子損壞只有堵管。同時(shí)和固定管板式換熱器相比，它的管束的中心部分存有空隙，流體很容易走短路，影響了傳熱效果，管板上排列的管子也比固定管板式換熱器少，體積有些龐大。由于u形管曲率半徑不一樣，也增加了制造程序，加上切管長(zhǎng)短不一，流體流動(dòng)狀態(tài)下的分布也不均勻，堵管后更減少了換熱面積。圖1-15浮頭結(jié)構(gòu)之一 圖1-16浮頭結(jié)構(gòu)之二圖1-17 u形管式換熱器1吊耳； 2蓋板； 3法蘭； 4接管； 5接管； 6隔板； 7接管；8短管； 9殼

35、體；10折流板； 11擋板； 12拉桿； 13列管；14放氣管； 15封頭； 16接管； 17支座；18支座； 19接管；20短管；21法蘭；22管板;23接管；24接管；25管箱u形管換熱器，一般使用于高溫高壓的場(chǎng)合，在壓力高時(shí)，須加厚管子彎管段的壁厚。為增加流體介質(zhì)在殼程內(nèi)的流速，可在殼體內(nèi)設(shè)置折流板和縱向隔板，以提高傳熱效果。2、板式換熱器板式換熱器是一種高效換熱器，在工廠應(yīng)用中有傘板換熱器和平板換熱器，化工裝置中常用后一種。工作原理如圖1-18。板式換熱器的特點(diǎn): 、體積小，占地面積少。、傳熱效率高，可使在低速下強(qiáng)化傳熱。圖118 板式換熱器工作原理圖、組裝方便，當(dāng)增加換熱面積時(shí)，只多

36、裝板片，進(jìn)出口管口方位不需變動(dòng)。、熱損失小，不需保溫，熱損失只為1左右。、拆卸、清洗方便，檢修容易在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。特別對(duì)于易結(jié)垢的介質(zhì)，板片隨時(shí)拆下清洗。、使用壽命長(zhǎng)。一組板式換熱器，一般可使用58年，而后常因橡膠板條老化而泄漏，拆下后重新粘結(jié)板條，組裝板片可繼續(xù)使用。、板式換熱器的缺點(diǎn)是密封周邊較長(zhǎng)，容易泄漏，使用溫度只能低于150，承受壓差較小，處理量較小，一旦發(fā)現(xiàn)板片結(jié)垢必須拆開(kāi)清洗。板式換熱器的結(jié)構(gòu)及部件性能：板式換熱器的整體結(jié)構(gòu)如圖119，主要有傳熱板片、密封板條、兩端壓板、固定螺栓、支架、進(jìn)出口管等部件組成。圖119板式換熱器結(jié)構(gòu)圖1固定板； 2進(jìn)口； 3孔； 4支架； 5螺栓； 6孔

37、； 7螺桿；8夾緊螺栓； 9螺母； 10防松螺母；11下導(dǎo)桿； 12立柱；13緊固壓板； 14上滑桿； 15板片； 16膠墊； 17板片； 18壓緊板、傳熱板片傳熱板片是換熱器主要起換熱作用的元件，一般波紋做成人字形，但a板和b板人字相反，如圖120。按照流體介質(zhì)的不同，傳熱板片的材質(zhì)也不一樣，大多采用不銹鋼和鈦材制作而成。制作工藝為平板沖壓，大多壓成矩形板片。、密封板條板式換熱器的泄漏多是因?yàn)槊芊獍鍡l壓制錯(cuò)位或者老化引起的，所以在開(kāi)始組裝或者解體時(shí)必須選擇合適的密封板條，以適用流體介質(zhì)的性能。一般選用乙丙膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠等，然后用401號(hào)粘結(jié)劑粘牢固化后組裝。對(duì)于使用的密封板條應(yīng)有嚴(yán)格

38、的技術(shù)要求，例如：耐溫、彈性好，抗大氣腐蝕、抗陽(yáng)光紫外線、抗老化等性能。 、端蓋兩端蓋主要是夾緊壓住所有的傳熱板片，保證流體介質(zhì)不泄漏，一般為碳素，端蓋應(yīng)平滑，不應(yīng)有變形、腐蝕、銹蝕等缺陷。、固定螺栓固定螺栓一般是通桿螺紋，預(yù)緊螺栓時(shí)，一定用力矩扳手，使固定板片的力均勻。螺紋裸露部分，一定用塑料套管保護(hù)，防止銹蝕。、支架支架是掛傳換板片的，對(duì)于不同型號(hào)的換熱器，支架的高度、長(zhǎng)度也不一樣，同時(shí)，支架下部有和基礎(chǔ)固定的螺栓。吊裝和安裝換熱器時(shí)，嚴(yán)格選擇吊點(diǎn)，防止支架變形。、進(jìn)出口管進(jìn)出口管和兩端壓蓋聯(lián)在一起，值得注意的是在進(jìn)出口管內(nèi)襯有橡膠襯套，安裝時(shí)不能被外部壓變形，否則很容易造成泄漏。圖120

39、 傳熱板片1人字形板片； 2密封板條六、化工管路與閥門(mén)化工管路與閥門(mén)是化工生產(chǎn)中不可缺少的組成部分，是各類化工設(shè)備的紐帶，其主要作用是輸送和控制各種流體，如氣體、液體等。 （一）、化工用管的種類：按材質(zhì)分：1、 金屬用管、鑄鐵管，鑄鐵管是化工管路中常用的管道之一。由于性脆及連接緊密性較差，只適用于輸送低壓介質(zhì)，不宜輸送高溫高壓蒸汽及有毒、易爆性物質(zhì)。常用于地下給水管、煤氣總管和下水管道。鑄鐵管的規(guī)格以內(nèi)徑壁厚（mm）表示。、有縫鋼管，有縫鋼管按使用壓力分普通水煤氣管（耐壓0.11.0mpa）和加厚管（耐壓1.01.5mpa）。一般用于輸送水、煤氣、取暖蒸汽、壓縮空氣、油等壓力流體。鍍鋅的叫白鐵

40、管或鍍鋅管。不鍍鋅的叫黑鐵管。其規(guī)格以公稱直徑表示。最小公稱直徑6mm，最大公稱直徑150mm。、無(wú)縫鋼管，無(wú)縫鋼管的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量均勻強(qiáng)度較高。其材質(zhì)有碳鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、低合金鋼、不銹鋼、耐熱鋼。因制造方法不同，分為熱軋無(wú)縫鋼管和冷拔無(wú)縫鋼管兩種。管道工程中管徑超過(guò)57mm時(shí)，常用熱軋管，57mm以下時(shí)常用冷拔管。無(wú)縫鋼管常用于輸送各種受壓氣體、蒸氣和液體，能耐較高溫度（約435）。合金鋼管用于輸送腐蝕性介質(zhì)，其中耐熱合金管耐溫可達(dá)900950。無(wú)縫鋼管的規(guī)格以內(nèi)徑壁厚（mm）表示。冷拔管最大外徑為200mm，熱軋管最大外徑630mm。無(wú)縫鋼管按用途分為一般無(wú)縫管和專用無(wú)縫管，如石油裂化無(wú)縫管、鍋爐

41、無(wú)縫管、化肥無(wú)縫管等。、銅管，銅管傳熱效果好，因此主要應(yīng)用于換熱設(shè)備和深冷裝置的管路，儀表測(cè)壓管或傳送有壓力的流體，但溫度高于250時(shí)，不宜在壓力下使用。因價(jià)格較貴，一般使用在重要場(chǎng)所。、鋁管，鋁具有很好的耐蝕性。鋁管常用于輸送濃硫酸、醋酸、硫化氫及二氧化碳等介質(zhì)，也常用于換熱器。鋁管不耐堿，不能用于輸送堿性溶液及含氯離子的溶液。由于鋁管的機(jī)械強(qiáng)度隨著溫度的升高而顯著降低，故鋁管的使用溫度不能超過(guò)200，對(duì)于受壓管路，使用溫度將更低。鋁在低溫下具有較好的機(jī)械性能，故在空氣分離裝置中大都采用鋁及鋁合金管。、鉛管，鉛管常用作輸送酸性介質(zhì)的管路，可輸送0.515的硫酸、二氧化碳、60的氫氟酸及濃度低

42、于80的醋酸等介質(zhì)，不宜輸送硝酸、次氯酸等介質(zhì)。鉛管最高使用溫度為200。2、 非金屬用管、塑料管，塑料管的優(yōu)點(diǎn)是耐蝕性好、質(zhì)量輕、成型方便、容易加工。缺點(diǎn)是強(qiáng)度低，耐熱性差。目前最常用的塑料管有硬聚氯乙烯管、軟聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管以及金屬管表面噴涂聚烯、聚三氟氯乙烯等。、橡膠管，橡膠管具有較好的耐腐蝕性能，質(zhì)量輕，有良好的可塑性，安裝、拆卸靈活方便。常用的橡膠管一般由天然橡膠或合成橡膠制成，適用于對(duì)壓力要求不高的場(chǎng)合。、玻璃管，玻璃管具有耐腐蝕、透明、易于清洗、阻力小、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是性脆、不耐壓。常用于檢測(cè)或?qū)嶒?yàn)性工作場(chǎng)合。、陶瓷管，化工陶瓷與玻璃相近，耐腐蝕性好，除氫氟酸、

43、氟硅酸和強(qiáng)堿外，能耐各種濃度的無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸和有機(jī)溶劑的腐蝕，由于強(qiáng)度低、性脆，一般用于排除腐蝕性介質(zhì)的下水道和通風(fēng)管道。、水泥管，主要用于對(duì)壓力要求、接管密封不高的場(chǎng)合，如地下排污、排水管等。（二）、管件與閥門(mén)管路中除管子以外，為滿足工藝生產(chǎn)和安裝檢修等需要，管路中還有許多其他構(gòu)件如短管、彎頭、三通、異徑管、法蘭、盲板、閥門(mén)等。我們通常稱這些構(gòu)件為管路附件簡(jiǎn)稱管件。管件是組成管路不可缺少的部分。這里簡(jiǎn)單介紹幾種常用管件。圖121 彎頭1、 彎頭 圖121彎頭主要用來(lái)改變管路的走向，可根據(jù)彎頭彎曲的程度不同來(lái)分類，常見(jiàn)的有90、45、180、360彎頭。180、360彎頭又稱u形彎管。另外還有

44、工藝配管需要的特定角度的彎頭。彎頭可用直管彎曲或用管子拼焊而成，也可用模壓后焊接而成，或用鑄造和鍛造等方法制成，如在高壓管路中的彎頭大都是優(yōu)質(zhì)碳鋼或合金鋼鍛制而成的。圖122三通2、三通 圖122當(dāng)兩條管路之間相互連通或需要有旁路分流時(shí)，其接頭處的管件稱為三通。根據(jù)接入管的角度不同，有垂直接入的正接三通、斜接三通。斜接三通按斜接角度來(lái)定名稱，如45斜三通等。此外按出入口的口徑大小分別稱謂，如等徑三通等。除常見(jiàn)的三通管件外，還常以接口的多少稱，例如四通、五通、斜接五通等。常見(jiàn)的三通管件，除用管子拼焊外，還有用模壓組焊、鑄造和鍛造而成。圖123 短接管和異徑管3、短接管和異徑管圖123當(dāng)管路裝配中

45、短缺一小段，或因檢修需要在管路中置一小段可拆的管段時(shí)，經(jīng)常采用短接管。短接管有帶連接頭（如法蘭、絲扣等），或僅僅是一直短管，也稱為管墊。將兩個(gè)不等管徑的管口連通起來(lái)的管件稱為異徑管。通常叫大小頭。這種管件有鑄造異徑管，也有用管子割焊而成或用鋼板卷焊而成。高壓管路中的異徑管是用鍛件或用高壓無(wú)縫鋼管縮制而成。4、法蘭、盲板 圖124為便于安裝和檢修，管路中常采用可拆連接，法蘭就是一種常用的連接零件。 圖124 法蘭、盲板 為清理和檢查需要在管路上設(shè)置手孔盲板或在管端裝盲板。盲板還可以用來(lái)暫時(shí)封閉管路的某一接口或?qū)⒐苈分械哪骋欢喂苈分袛嗯c系統(tǒng)的聯(lián)系。在一般中低壓管路中，盲板的形狀與實(shí)心法蘭相同，所以

46、這種盲板又叫法蘭蓋，這種盲板同法蘭一樣都已標(biāo)準(zhǔn)化，具體尺寸可以在有關(guān)手冊(cè)中查到。另外在化工設(shè)備和管路的檢修中，為確保安全，常采用鋼板制成的實(shí)心圓片插入兩個(gè)法蘭之間，用來(lái)暫時(shí)將設(shè)備或管路與生產(chǎn)系統(tǒng)隔絕。這種盲板習(xí)慣叫插入盲板。插入盲板的大小可與插入處法蘭的密封面外徑相同。5、閥門(mén)用來(lái)控制流體在管路內(nèi)流動(dòng)的裝置稱為閥門(mén)。其主要作用有：?jiǎn)㈤]作用切斷或溝通管路中的流體流動(dòng)；調(diào)節(jié)作用調(diào)節(jié)管路內(nèi)流體流速、流量；節(jié)流作用流體流過(guò)閥門(mén)后，產(chǎn)生很大壓力降。根據(jù)閥門(mén)在管路的作用不同，可分為切斷閥（又稱截止閥）、節(jié)流閥、止回閥、安全閥等；根據(jù)閥門(mén)的結(jié)構(gòu)形式不同，可分為閘閥、旋塞（常稱考克）、球閥、蝶閥、隔膜閥、襯里

47、閥等。此外，根據(jù)制作閥門(mén)的材料不同，又分為不銹鋼閥、鑄鋼閥、鑄鐵閥、塑料閥、陶瓷閥等。各種閥門(mén)的選用可查有關(guān)手冊(cè)和樣本，這里僅介紹最常見(jiàn)的幾種閥門(mén)。（1）截止閥（圖1-25），因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造維修方便，在中低壓管路中應(yīng)用廣泛。它是利用裝在閥桿下面圓形閥盤(pán)（閥頭）與閥體內(nèi)凸緣部分（閥座）相配合來(lái)達(dá)到截止流體流動(dòng)的目的。閥桿靠螺紋升降可調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)啟程度，起到一定的調(diào)節(jié)作用。由于閥門(mén)的截流作用是依靠閥頭與閥座平面接觸密封，不適合用于含有固體顆粒流體的管路上。截止閥可按使用介質(zhì)特性選用合適的閥頭、閥座、殼體的材料。對(duì)于使用中因密封不好或閥頭、閥座等零件損壞的閥門(mén)，可以采取光刀、研磨、堆焊鑲套等辦法修

48、復(fù)使用，以延長(zhǎng)閥門(mén)使用壽命。 圖1-25 截止閥（2）閘閥（圖1-26），是靠與介質(zhì)流動(dòng)方向垂直的一塊或兩塊平板，同閥體密封面相配合達(dá)到封閉的目的。閥板的升起就使閥門(mén)開(kāi)啟。平板隨閥桿的旋轉(zhuǎn)而升降，用開(kāi)啟的大小調(diào)節(jié)流體的流量。這種閥門(mén)阻力小、密封性能好、開(kāi)關(guān)省力，特別適用于大口徑的管路上，但閘閥的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、種類較多。根據(jù)閥桿結(jié)構(gòu)不同，有明桿和暗桿之分；根據(jù)閥板的結(jié)構(gòu)形式又分為楔式、平行式等。一般楔式閥板為單閥板，平行式多用兩塊閥板。平行式比楔式容易制造，好修理，使用中不易變形，但不宜用于輸送含有雜質(zhì)的流體管路中，多用于輸送水、干凈氣體，油類等管路中。（3）旋塞（圖1-27），旋塞俗稱考克，它

49、是利用閥體內(nèi)插入一個(gè)中央帶孔的錐形栓塞啟閉管路。旋塞根據(jù)密封形式不同，可分填料旋塞、油密封式旋塞和無(wú)填料旋塞等。旋塞的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸小，啟閉迅速，操作方便，流體阻力小，便于制成三通路或四通路的分配或切換閥門(mén)。旋塞的密封面大，容易磨損，開(kāi)關(guān)時(shí)費(fèi)力，不易調(diào)節(jié)流量，但切斷迅速。旋塞可用于壓力和溫度較低或介質(zhì)中含有固體顆粒的流體管路中，但不宜用于壓力較高、溫度較高或蒸汽管路中。（4）節(jié)流閥（圖1-28），屬于截止閥的一種。其閥頭的形狀為圓錐形或流線形，可以較好的控制調(diào)節(jié)流體的流量或進(jìn)行節(jié)流調(diào)壓等。該閥制作精度要求較高，密封性能好。主要用于儀表控制或取樣等管路中，但不宜用于粘度大和含固體顆粒介質(zhì)的管

50、路中。（5）球閥（圖1-29），又稱球心閥，是近幾年發(fā)展較快的一種閥門(mén)。它利用一個(gè)中間開(kāi)孔的球體作閥心，依靠球體的旋轉(zhuǎn)來(lái)控制閥門(mén)的開(kāi)或關(guān)。它和旋塞相仿，但比旋塞的密封圖1-26 閘板閥圖127 旋塞面小，結(jié)構(gòu)緊湊，開(kāi)關(guān)省力，遠(yuǎn)比旋塞應(yīng)用廣泛。隨著球閥制造精度的提高，球閥不僅在中低壓管路中使用，而且已在高壓管路中應(yīng)用。但由于密封材料的限制，目前還不宜用于高溫管路中。（6）隔膜閥（圖1-30），常見(jiàn)的有膠膜閥。這種閥門(mén)的啟閉是一塊特制的橡膠膜片，膜片夾置在閥體與閥蓋之間，關(guān)閉時(shí)閥桿下的圓盤(pán)把膜片壓緊在閥體上達(dá)到密封。這種閥門(mén)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封可靠，便于檢修，流體阻力小。適用于輸送酸性介質(zhì)和帶懸浮物的流

51、體管路中，但一般不宜用于較高壓力或溫度高于60的管路，不宜用于輸送有機(jī)溶劑和強(qiáng)氧化介質(zhì)的管路中。圖1-28 節(jié)流閥 圖129 球閥（7）止回閥（圖1-31），又稱止逆閥或叫單向閥。安在管路中使流體只能向一個(gè)方向流動(dòng)，不允許反向流動(dòng)。它是一種自動(dòng)關(guān)閉閥門(mén)，在閥體內(nèi)有一個(gè)閥瓣或搖板。當(dāng)介質(zhì)順流時(shí)流體將閥瓣自動(dòng)頂開(kāi)；當(dāng)流體倒流時(shí)，流體（或彈簧力）自動(dòng)將閥瓣關(guān)閉。圖130 隔膜閥 圖131 止回閥按止回閥結(jié)構(gòu)的不同，分為升降式和旋啟式二類。升降式止回閥瓣是垂直于閥體通道升降運(yùn)動(dòng)的，一般用于水平或垂直管道上；旋啟式止回閥的閥瓣常稱為搖板，搖板一側(cè)與軸連接，搖板可繞軸旋轉(zhuǎn)，旋啟式止回閥一般安裝在水平管道上

52、，對(duì)于小口徑的也可以安裝于垂直的管道上，但要注意流量不宜太大。止回閥一般適用于清潔介質(zhì)的管路中，對(duì)含有固體顆粒和粘度較大的介質(zhì)管路中不宜采用。升降式的止回閥封閉性能比旋啟式的好，但旋啟式的止回閥流體阻力比升降式的小。一般情況下旋啟式止回閥適用于大口徑的管路中。（8）蝶閥（ 圖132），是靠管內(nèi)一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤(pán)（或橢圓盤(pán)）來(lái)控制管路啟閉。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸小。由于密封結(jié)構(gòu)及材料問(wèn)題，該閥門(mén)封閉性能較差，只適用于低壓、大口徑管路中的調(diào)節(jié)，常用在輸送水、空氣、煤氣等介質(zhì)的管路中。（9）減壓閥（圖133），是將介質(zhì)壓力降低到一定數(shù)值的自動(dòng)閥門(mén)，一般閥后壓力要小于閥前壓力的50%，它主要靠膜片、彈簧

53、、活塞等零件利用介質(zhì)的壓差來(lái)控制閥瓣與閥座的間隙達(dá)到減壓的目的。減壓閥的種類很多，常見(jiàn)的有活塞式和薄膜式二種。（10）襯里閥（圖134），為防止介質(zhì)的腐蝕，有的閥門(mén)需要在閥體和閥頭等襯耐腐蝕的材料（如鉛、橡膠、搪瓷等），襯里材料應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的性質(zhì)來(lái)選用。為襯里方便，襯里閥門(mén)大多制成直角式或直流式。圖132 蝶閥（11）安全閥（圖1-35），為確?；どa(chǎn)的安全，在有壓力的管路系統(tǒng)中，常設(shè)有安全裝置，即選用一定厚度的金屬薄片，像插入盲板一樣裝在管路的端部或三通接口上。當(dāng)管路內(nèi)壓力升高時(shí)，薄片被沖破從而達(dá)到泄壓目的。爆破板一般用于低壓、大口徑的管路中，但在大多數(shù)化工管路中則用安全閥，安全閥的種類很多

54、，大致可分為兩大類，即彈簧式和杠桿式。圖134 襯里閥圖135 安全閥彈簧式安全閥，主要依靠彈簧的作用力來(lái)達(dá)到密封。當(dāng)管內(nèi)壓力超過(guò)彈簧的彈力時(shí)，閥門(mén)被介質(zhì)頂開(kāi)，管內(nèi)流體排出，使壓力降低。一旦管內(nèi)壓力降到低于彈簧彈力時(shí)，閥門(mén)重新關(guān)閉。杠桿式安全閥主要靠杠桿上重錘的作用力達(dá)到密封，作用原理同彈簧式。安全閥的選用，是根據(jù)工作壓力和工作溫度決定公稱壓力的等級(jí)，其口徑大小可參考有關(guān)規(guī)定計(jì)算確定。安全閥的結(jié)構(gòu)型式、閥門(mén)的材質(zhì)均應(yīng)按介質(zhì)的性質(zhì)、工作條件選用。安全閥的起跳壓力、試驗(yàn)及驗(yàn)收等均有專門(mén)規(guī)定，由安全部門(mén)定期校驗(yàn)、鉛封打印。在使用中不得任意調(diào)節(jié)，以確保安全。6、管路的連接管路的連接包括管道與管道的連接、管道與各種管件、閥門(mén)及設(shè)備接口等處的連接。目前普遍采用的有：法蘭連接、螺紋連接、焊接及填料式連接等。（圖1-36）（1）法蘭連接這是一種可拆式的連接，它與設(shè)備法蘭相同。法蘭盤(pán)與管道固定在一起，且采用與設(shè)備法蘭相同的密封面型式及墊片實(shí)現(xiàn)可靠的密封。（2）螺紋連接這種連接常用白漆加麻絲或四氟膜纏繞在螺紋表面，然后將螺紋配合擰緊，主要依靠錐管螺紋的咬合和在螺紋之間加敷的密封材料來(lái)達(dá)到密封。這種連接方法可以拆卸，但沒(méi)有法蘭連接那樣方便，且密封可靠性較低，其使用壓力、使用溫度不宜過(guò)高。目前，螺紋連接大多用于