過程裝備成套技術(shù)第五章

1、華東理工大學(xué) East China University of Science And Technology 華東理工大學(xué) East China University of Science And Technology 白志山白志山 博士博士博士生導(dǎo)師博士生導(dǎo)師 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)17樓樓512 研究領(lǐng)域：化工廢水污染防治技術(shù)與設(shè)備研究領(lǐng)域：化工廢水污染防治技術(shù)與設(shè)備 過程裝備成套技術(shù)過程裝備成套技術(shù) 第第5章章 過程裝備的設(shè)計(jì)與選型過程裝備的設(shè)計(jì)與選型 5.1 過程設(shè)備工藝設(shè)計(jì)過程設(shè)備工藝設(shè)計(jì) 5.2 設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.3 機(jī)器選型機(jī)器選型 5.4 驅(qū)動(dòng)機(jī)的選型驅(qū)動(dòng)機(jī)的選型 5

2、.5 變壓器的選型變壓器的選型 4 5.1 過程設(shè)備工藝設(shè)計(jì)過程設(shè)備工藝設(shè)計(jì) 5.1.1 單元設(shè)備工藝設(shè)計(jì)概述單元設(shè)備工藝設(shè)計(jì)概述 5.1.2 設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)及選型設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)及選型 過程裝備成套技術(shù)過程裝備成套技術(shù) 5 5.1.1 單元設(shè)備工藝設(shè)計(jì)概述單元設(shè)備工藝設(shè)計(jì)概述 單元設(shè)備的設(shè)計(jì)是過程裝備成套設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分。單元設(shè)備的設(shè)計(jì)是過程裝備成套設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分。 單元設(shè)備按其作用可分為塔設(shè)備、換熱器、反應(yīng)器、分離設(shè)單元設(shè)備按其作用可分為塔設(shè)備、換熱器、反應(yīng)器、分離設(shè) 備、干燥設(shè)備、加熱爐以及流體機(jī)械等。備、干燥設(shè)備、加熱爐以及流體機(jī)械等。 設(shè)備工藝設(shè)計(jì)要明確設(shè)計(jì)任務(wù)和條件

3、設(shè)備工藝設(shè)計(jì)要明確設(shè)計(jì)任務(wù)和條件, ,保證使設(shè)計(jì)的設(shè)備能保證使設(shè)計(jì)的設(shè)備能 滿足工藝的要求。工藝設(shè)計(jì)要力求使設(shè)備技術(shù)上先進(jìn)、可靠。滿足工藝的要求。工藝設(shè)計(jì)要力求使設(shè)備技術(shù)上先進(jìn)、可靠。 設(shè)備設(shè)備工藝計(jì)算主要包括設(shè)備的物料衡算、能量衡算，設(shè)備的工藝計(jì)算主要包括設(shè)備的物料衡算、能量衡算，設(shè)備的 特性尺寸計(jì)算以及流體流動(dòng)阻力與操作范圍的計(jì)算等。特性尺寸計(jì)算以及流體流動(dòng)阻力與操作范圍的計(jì)算等。 6 5.1.2 設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)及選型設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)及選型 7 5.1.2.1 5.1.2.1 換熱設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)換熱設(shè)備的工藝設(shè)計(jì) 換熱設(shè)備按其特征可分為三類：間壁式、混合式間壁式、混合式和和蓄熱式蓄熱式。 熱

4、流熱流 體體 冷流體冷流體 熱流體熱流體 冷流冷流 體體 蓄熱式換熱器蓄熱式換熱器 冷流冷流 體體 冷流冷流 體體 熱流熱流 體體 熱流熱流 體體 載熱體載熱體 間壁間壁式換熱器式換熱器混合混合式換熱器式換熱器 8 管殼式換熱器管殼式換熱器：應(yīng)用最廣泛的一種換熱設(shè)備：應(yīng)用最廣泛的一種換熱設(shè)備 常用的管殼式換熱器有固定管板式、浮頭式、常用的管殼式換熱器有固定管板式、浮頭式、U型管式等型管式等 結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式 圖 7-2 固 定 管 板 式 換 熱 器 圖 7-3 帶 補(bǔ) 償 器 的 固 定 管 板 式 換 熱 器 圖 7-4 浮 頭 式 換 熱 器 圖 7-6 U形 管 式 換 熱 器 5.1

5、.2.1 5.1.2.1 換熱設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)換熱設(shè)備的工藝設(shè)計(jì) 固定管板式換熱器固定管板式換熱器 浮頭式換熱器浮頭式換熱器 U型管式換熱器型管式換熱器 9 流程的選擇流程的選擇: 一般 一般不潔不潔或或易結(jié)垢易結(jié)垢的物料走易于清洗的物料走易于清洗 的一側(cè)，對(duì)于的一側(cè)，對(duì)于直管管束直管管束，走管程；需要提高，走管程；需要提高流速流速以增大傳以增大傳 熱膜系數(shù)的流體、熱膜系數(shù)的流體、腐蝕性腐蝕性或或壓力高壓力高的流體走管程；的流體走管程；深冷低深冷低 溫溫流體應(yīng)走管程；流體應(yīng)走管程；被冷卻流體被冷卻流體和和飽和蒸汽飽和蒸汽一般走殼程；一般走殼程；粘粘 度大度大或或流量小流量小的流體，也以走殼程為宜

6、，因殼程中一般設(shè)的流體，也以走殼程為宜，因殼程中一般設(shè) 有折流板，易于達(dá)到湍流。有折流板，易于達(dá)到湍流。 流動(dòng)方式的選擇流動(dòng)方式的選擇: 并流 并流和和逆流逆流，還有，還有多殼程多管程多殼程多管程 的的復(fù)雜流動(dòng)復(fù)雜流動(dòng)方式。盡可能采取逆流方式。盡可能采取逆流 (1) 管殼式換熱器設(shè)計(jì)或選用時(shí)應(yīng)考慮的問題管殼式換熱器設(shè)計(jì)或選用時(shí)應(yīng)考慮的問題 5.1.2.1 5.1.2.1 換熱設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)換熱設(shè)備的工藝設(shè)計(jì) 10 折流板的安裝折流板的安裝: 折流板的目的是 折流板的目的是提高管外給熱糸數(shù)。提高管外給熱糸數(shù)。 但應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)男螤詈烷g距。對(duì)圓缺形擋板，弓形缺口但應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)男螤詈烷g距。對(duì)圓缺形擋板

7、，弓形缺口 的高度太大或太小都會(huì)產(chǎn)生死區(qū)，不利于傳熱且增加流的高度太大或太小都會(huì)產(chǎn)生死區(qū)，不利于傳熱且增加流 體阻力。一般體阻力。一般缺口高度缺口高度為直徑的為直徑的10%-40%，最長見的為，最長見的為 20%和和25%的兩種。擋板間距一般為擋板直徑的的兩種。擋板間距一般為擋板直徑的0.4-1.0 倍。倍。間距過大間距過大，則不能保證流體垂直流過管束，使管外，則不能保證流體垂直流過管束，使管外 給熱系數(shù)下降；給熱系數(shù)下降；間距過小間距過小，則加大阻力損失，且給制造，則加大阻力損失，且給制造 和維修帶來不便。和維修帶來不便。 5.1.2.1 5.1.2.1 換熱設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)換熱設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)

8、 11 換熱管的規(guī)格和排列換熱管的規(guī)格和排列: 為為增大換熱器的單位容積傳增大換熱器的單位容積傳 熱面積熱面積，應(yīng)將管子直徑取得小些；但對(duì)于不潔凈以及易，應(yīng)將管子直徑取得小些；但對(duì)于不潔凈以及易 結(jié)垢的流體，結(jié)垢的流體，為防止堵塞為防止堵塞，則應(yīng)將管子直徑取得大些。，則應(yīng)將管子直徑取得大些。 常用的管子規(guī)格有常用的管子規(guī)格有192和和252.5等，管長一般采用等，管長一般采用3 m或或6m。管束有正三角形排列和正方形排列等。管束有正三角形排列和正方形排列等。 流體流動(dòng)方向流體流動(dòng)方向 正三角形排列正三角形排列 流體流動(dòng)方向流體流動(dòng)方向 正方形排列正方形排列 5.1.2.1 5.1.2.1 換熱

9、設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)換熱設(shè)備的工藝設(shè)計(jì) 換熱器的工藝計(jì)算采用試差法 換熱器的工藝計(jì)算采用試差法, ,其步驟為：其步驟為： 計(jì)算傳熱量及平均溫差，初選總傳熱系數(shù)，估算傳熱面積；計(jì)算傳熱量及平均溫差，初選總傳熱系數(shù)，估算傳熱面積； 遵照換熱器標(biāo)準(zhǔn)，初步?jīng)Q定管徑、管長、管數(shù)、殼體直徑、遵照換熱器標(biāo)準(zhǔn)，初步?jīng)Q定管徑、管長、管數(shù)、殼體直徑、 管程數(shù)、折流板型式及數(shù)目等；管程數(shù)、折流板型式及數(shù)目等； 然后根據(jù)初步確定的換熱器主要尺寸，選擇管程流體和殼然后根據(jù)初步確定的換熱器主要尺寸，選擇管程流體和殼 程流體；程流體； 再分別計(jì)算管、殼程傳熱膜系數(shù)，確定污垢熱阻，求總傳再分別計(jì)算管、殼程傳熱膜系數(shù)，確定污垢熱阻，

10、求總傳 熱系數(shù)，重新計(jì)算傳熱面積；若傳熱面積與前述估算的傳熱熱系數(shù)，重新計(jì)算傳熱面積；若傳熱面積與前述估算的傳熱 面積大致相等，則通過，否則應(yīng)重新估算。面積大致相等，則通過，否則應(yīng)重新估算。 計(jì)算管程、殼程的壓力降，使壓力損失限制在允許范圍內(nèi)。計(jì)算管程、殼程的壓力降，使壓力損失限制在允許范圍內(nèi)。 (2) 管殼式換熱器的工藝計(jì)算步驟管殼式換熱器的工藝計(jì)算步驟 5.1.2.1 5.1.2.1 換熱設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)換熱設(shè)備的工藝設(shè)計(jì) 13 塔設(shè)備按內(nèi)件結(jié)構(gòu)可分為塔設(shè)備按內(nèi)件結(jié)構(gòu)可分為板式塔板式塔和和填料塔填料塔。 5.1.2.2 5.1.2.2 傳質(zhì)設(shè)備（塔設(shè)備）的類型及設(shè)計(jì)傳質(zhì)設(shè)備（塔設(shè)備）的類型及

11、設(shè)計(jì) 塔設(shè)備作為氣液傳質(zhì)設(shè)備被廣泛采用。塔設(shè)備作為氣液傳質(zhì)設(shè)備被廣泛采用。 氣液傳質(zhì)設(shè)備包括蒸餾塔和吸收塔。氣液傳質(zhì)設(shè)備包括蒸餾塔和吸收塔。 蒸餾塔：利用液體混合物中各組分的揮發(fā)度的差異提蒸餾塔：利用液體混合物中各組分的揮發(fā)度的差異提 純某物質(zhì)。純某物質(zhì)。 吸收塔：利用氣體在溶液中溶解度的差異分離氣體混吸收塔：利用氣體在溶液中溶解度的差異分離氣體混 合物。合物。 14 5.1.2.2 5.1.2.2 傳質(zhì)設(shè)備（塔設(shè)備）的類型及設(shè)計(jì)傳質(zhì)設(shè)備（塔設(shè)備）的類型及設(shè)計(jì) 內(nèi)件內(nèi)件壓力降壓力降空塔氣速空塔氣速彈性彈性效率效率安裝維安裝維 修修 板式塔一定數(shù)量 塔板 小大 （生產(chǎn)能力大） 大穩(wěn)定容易 填料塔

12、一定高度 的填料 較大 小 （生產(chǎn)能力小） 小小塔徑下 就高，規(guī) 則填料也 高 較難 （1） 板式塔與填料塔的比較板式塔與填料塔的比較 15 對(duì)于具有對(duì)于具有腐蝕性的物料腐蝕性的物料，宜選擇，宜選擇填料塔填料塔，因?yàn)樘盍峡?，因?yàn)樘盍峡?選用選用陶瓷陶瓷或其它或其它耐蝕材料耐蝕材料； 易起泡的物料易起泡的物料宜選宜選填料塔填料塔，因?yàn)樘盍喜灰仔纬膳菽?，因?yàn)樘盍喜灰仔纬膳菽?具有熱敏性的物料宜減壓操作，以防過熱，故應(yīng)選用具有熱敏性的物料宜減壓操作，以防過熱，故應(yīng)選用 壓降小的填料塔；壓降小的填料塔； 有懸浮物或易結(jié)垢的物料有懸浮物或易結(jié)垢的物料以以板式塔板式塔為宜，因?yàn)樘盍纤橐?，因?yàn)樘盍纤?/p>

13、 多數(shù)容易堵塞；多數(shù)容易堵塞； 若物系在傳質(zhì)過程中伴若物系在傳質(zhì)過程中伴有熱效應(yīng)有熱效應(yīng)，需引出熱量，以，需引出熱量，以板板 式塔式塔為宜。為宜。 5.1.2.2 5.1.2.2 傳質(zhì)設(shè)備（塔設(shè)備）的類型及設(shè)計(jì)傳質(zhì)設(shè)備（塔設(shè)備）的類型及設(shè)計(jì) 16 塔板是氣液兩相接觸的基本元件，塔板是氣液兩相接觸的基本元件， （2）板式塔的塔板形式及選用）板式塔的塔板形式及選用 鼓泡型鼓泡型 噴射型噴射型 塔板塔板 溢流裝置塔板溢流裝置塔板 無溢流裝置塔板無溢流裝置塔板 舌形塔板舌形塔板 篩板塔板篩板塔板 泡罩塔板等泡罩塔板等 浮閥塔板浮閥塔板 斜孔塔板等斜孔塔板等 穿流式柵板穿流式柵板 穿流式篩板穿流式篩板

14、穿流式浮閥塔板穿流式浮閥塔板 5.1.2.2 5.1.2.2 傳質(zhì)設(shè)備（塔設(shè)備）的類型及設(shè)計(jì)傳質(zhì)設(shè)備（塔設(shè)備）的類型及設(shè)計(jì) 17 填料塔氣液兩相沿填料表面進(jìn)行逆流傳填料塔氣液兩相沿填料表面進(jìn)行逆流傳 質(zhì)。兩相的組份濃度沿塔高呈連續(xù)變化。質(zhì)。兩相的組份濃度沿塔高呈連續(xù)變化。 填料填料 （3）填料塔的填料及附屬結(jié)構(gòu)）填料塔的填料及附屬結(jié)構(gòu) 規(guī)則填料：規(guī)則填料：波紋填料應(yīng)用很廣波紋填料應(yīng)用很廣 亂堆填料：亂堆填料：用于持液量高的場合用于持液量高的場合 附屬結(jié)構(gòu)附屬結(jié)構(gòu) 液體分布器液體分布器： ：使液體均勻分布在填料層 使液體均勻分布在填料層 液體再分布器：液體再分布器：需配適宜的液體收集裝置需配適宜

15、的液體收集裝置 填料支撐填料支撐:要求有足夠強(qiáng)度，足夠大要求有足夠強(qiáng)度，足夠大 的自由橫截面，有利于液體再分布的自由橫截面，有利于液體再分布 5.1.2.2 5.1.2.2 傳質(zhì)設(shè)備（塔設(shè)備）的類型及設(shè)計(jì)傳質(zhì)設(shè)備（塔設(shè)備）的類型及設(shè)計(jì) 5.1.2.2 5.1.2.2 傳質(zhì)設(shè)備（塔設(shè)備）的類型及設(shè)計(jì)傳質(zhì)設(shè)備（塔設(shè)備）的類型及設(shè)計(jì) 5.1.2.2 5.1.2.2 傳質(zhì)設(shè)備（塔設(shè)備）的類型及設(shè)計(jì)傳質(zhì)設(shè)備（塔設(shè)備）的類型及設(shè)計(jì) 5.1.2.2 5.1.2.2 傳質(zhì)設(shè)備（塔設(shè)備）的類型及設(shè)計(jì)傳質(zhì)設(shè)備（塔設(shè)備）的類型及設(shè)計(jì) 21 計(jì)算計(jì)算塔徑塔徑，求出液泛氣速并確定，求出液泛氣速并確定空塔氣速 空塔氣速

16、計(jì)算理論板數(shù)以確定板式塔的計(jì)算理論板數(shù)以確定板式塔的塔板數(shù)塔板數(shù)或填料塔的或填料塔的填料層填料層 高度高度；板式塔還須進(jìn)行塔板的開孔區(qū)和溢流區(qū)的設(shè)計(jì)和；板式塔還須進(jìn)行塔板的開孔區(qū)和溢流區(qū)的設(shè)計(jì)和 計(jì)算。計(jì)算。 進(jìn)行流體力學(xué)計(jì)算，包括氣流通過塔板或填料的進(jìn)行流體力學(xué)計(jì)算，包括氣流通過塔板或填料的壓降壓降、 板式塔板式塔漏液點(diǎn)的計(jì)算漏液點(diǎn)的計(jì)算等，保證設(shè)備的工作點(diǎn)落在穩(wěn)定操等，保證設(shè)備的工作點(diǎn)落在穩(wěn)定操 作區(qū)內(nèi)。一般應(yīng)算出氣、液流量的上限和下限，作區(qū)內(nèi)。一般應(yīng)算出氣、液流量的上限和下限，劃出設(shè)劃出設(shè) 備的穩(wěn)定操作范圍備的穩(wěn)定操作范圍。 （4）塔設(shè)備的工藝計(jì)算）塔設(shè)備的工藝計(jì)算 5.1.2.2 5.

17、1.2.2 傳質(zhì)設(shè)備（塔設(shè)備）的類型及設(shè)計(jì)傳質(zhì)設(shè)備（塔設(shè)備）的類型及設(shè)計(jì) 22 前面介紹的換熱器和塔設(shè)備主要用于前面介紹的換熱器和塔設(shè)備主要用于傳熱傳熱 和和傳質(zhì)傳質(zhì)的物理過程。而過程工業(yè)中常要進(jìn)行以的物理過程。而過程工業(yè)中常要進(jìn)行以 化學(xué)反應(yīng)為主的過程，完成化學(xué)反應(yīng)過程的設(shè)化學(xué)反應(yīng)為主的過程，完成化學(xué)反應(yīng)過程的設(shè) 備統(tǒng)稱為備統(tǒng)稱為反應(yīng)器反應(yīng)器。常用的反應(yīng)設(shè)備有。常用的反應(yīng)設(shè)備有攪拌反應(yīng)攪拌反應(yīng) 器器、固定床反應(yīng)器固定床反應(yīng)器和和流化床反應(yīng)器流化床反應(yīng)器。 5.1.2.3 5.1.2.3 反應(yīng)設(shè)備的類型及特點(diǎn)反應(yīng)設(shè)備的類型及特點(diǎn) 23 由由容器、攪拌器、傳動(dòng)容器、攪拌器、傳動(dòng) 裝置裝置以及以及

18、夾套夾套等組成，它適等組成，它適 應(yīng)性強(qiáng)、制造方便、裝置緊應(yīng)性強(qiáng)、制造方便、裝置緊 湊，應(yīng)用很廣?？捎糜跍?，應(yīng)用很廣?？捎糜谝阂? - 液相液相、液液- -固相固相和和液液- -氣相氣相間間 物料的反應(yīng)。攪拌反應(yīng)器約物料的反應(yīng)。攪拌反應(yīng)器約 占反應(yīng)設(shè)備總數(shù)的占反應(yīng)設(shè)備總數(shù)的90%90%。夾。夾 套是反應(yīng)器的外部傳熱構(gòu)件。套是反應(yīng)器的外部傳熱構(gòu)件。 傳熱面積不夠時(shí)，需在筒體傳熱面積不夠時(shí)，需在筒體 內(nèi)部增設(shè)蛇管以強(qiáng)化傳熱。內(nèi)部增設(shè)蛇管以強(qiáng)化傳熱。 1-攪拌器攪拌器 2-罐體罐體 3-夾套夾套 4-攪拌軸攪拌軸 5-壓出管壓出管 6-支座支座 7-人孔人孔 8-軸封軸封 9-傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置 攪拌

19、設(shè)備結(jié)構(gòu)圖攪拌設(shè)備結(jié)構(gòu)圖 5.1.2.3 5.1.2.3 反應(yīng)設(shè)備的類型及特點(diǎn)反應(yīng)設(shè)備的類型及特點(diǎn) 1.攪拌反應(yīng)器攪拌反應(yīng)器 24 攪拌器是攪拌反應(yīng)器的主要部件，借助攪拌使參加反攪拌器是攪拌反應(yīng)器的主要部件，借助攪拌使參加反 應(yīng)的物料混合均勻并不斷更新接觸，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)。應(yīng)的物料混合均勻并不斷更新接觸，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)。 5.1.2.3 5.1.2.3 反應(yīng)設(shè)備的類型及特點(diǎn)反應(yīng)設(shè)備的類型及特點(diǎn) 25 多用于氣相間反應(yīng)。參加反應(yīng)的物多用于氣相間反應(yīng)。參加反應(yīng)的物 料以預(yù)定的方向運(yùn)動(dòng)，各點(diǎn)的流體間沒料以預(yù)定的方向運(yùn)動(dòng)，各點(diǎn)的流體間沒 有沿流動(dòng)方向的混合。固定床反應(yīng)器的有沿流動(dòng)方向的混合。固定床反應(yīng)器的

20、 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是是反應(yīng)速度快，產(chǎn)量高反應(yīng)速度快，產(chǎn)量高；床中的；床中的催催 化劑不易磨損化劑不易磨損，可，可長期使用長期使用（除非失（除非失 活）；特別適用于活）；特別適用于大規(guī)模生產(chǎn)大規(guī)模生產(chǎn)。但固定。但固定 床中床中傳熱較差傳熱較差，對(duì)于熱效應(yīng)較大的反應(yīng)，對(duì)于熱效應(yīng)較大的反應(yīng) 過程，傳熱和控溫是工藝設(shè)計(jì)的重要內(nèi)過程，傳熱和控溫是工藝設(shè)計(jì)的重要內(nèi) 容。容。 2.固定床反應(yīng)器固定床反應(yīng)器 5.1.2.3 5.1.2.3 反應(yīng)設(shè)備的類型及特點(diǎn)反應(yīng)設(shè)備的類型及特點(diǎn) 26 多用于固體和氣體反應(yīng)。細(xì)顆多用于固體和氣體反應(yīng)。細(xì)顆 粒狀的物料裝填在一個(gè)垂直的粒狀的物料裝填在一個(gè)垂直的 圓筒形的多孔板上，氣流通

21、過圓筒形的多孔板上，氣流通過 多孔板向上通過顆粒層，以足多孔板向上通過顆粒層，以足 夠大的速度使顆粒浮起呈現(xiàn)沸夠大的速度使顆粒浮起呈現(xiàn)沸 騰狀態(tài)；顆?？焖龠\(yùn)動(dòng)的結(jié)果，騰狀態(tài)；顆?？焖龠\(yùn)動(dòng)的結(jié)果， 使床層溫度非常均勻，這對(duì)在使床層溫度非常均勻，這對(duì)在 絕熱條件下進(jìn)行的反應(yīng)過程是絕熱條件下進(jìn)行的反應(yīng)過程是 一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是缺點(diǎn)是固體固體 顆粒的磨損造成的催化劑損失，顆粒的磨損造成的催化劑損失， 以及排出氣流中的粉塵問題。以及排出氣流中的粉塵問題。 3.流化床反應(yīng)器流化床反應(yīng)器 5.1.2.3 5.1.2.3 反應(yīng)設(shè)備的類型及特點(diǎn)反應(yīng)設(shè)備的類型及特點(diǎn) 5.1.2.4 5.1.2

22、.4 工業(yè)鍋爐工業(yè)鍋爐 主要提供工業(yè)生產(chǎn)所需的蒸汽和熱水，前者為蒸汽鍋爐，主要提供工業(yè)生產(chǎn)所需的蒸汽和熱水，前者為蒸汽鍋爐， 后者為熱水鍋爐后者為熱水鍋爐 鍋爐參數(shù)：鍋爐容量，蒸汽壓力，蒸汽溫度和給水溫度鍋爐參數(shù)：鍋爐容量，蒸汽壓力，蒸汽溫度和給水溫度 鍋爐容量用額定蒸發(fā)量表示。（鍋爐容量用額定蒸發(fā)量表示。（額定蒸發(fā)量：在額定蒸額定蒸發(fā)量：在額定蒸 汽壓力，蒸汽溫度，規(guī)定的鍋爐效率和給水溫度下，連汽壓力，蒸汽溫度，規(guī)定的鍋爐效率和給水溫度下，連 續(xù)運(yùn)行時(shí)所保證的最大蒸發(fā)量續(xù)運(yùn)行時(shí)所保證的最大蒸發(fā)量） 鍋爐按結(jié)構(gòu)分為火管鍋爐和水管鍋爐。鍋爐按結(jié)構(gòu)分為火管鍋爐和水管鍋爐。 主要部件為爐膛，燃燒設(shè)備

23、，鍋筒，水冷壁，爐墻，過主要部件為爐膛，燃燒設(shè)備，鍋筒，水冷壁，爐墻，過 熱器，省煤爐和空氣預(yù)熱器等熱器，省煤爐和空氣預(yù)熱器等 5.1.2.4 5.1.2.4 工業(yè)鍋爐工業(yè)鍋爐 鍋爐的爐型和選用鍋爐的爐型和選用 1）爐型）爐型 按按燃燒方式燃燒方式分為手燒爐，鏈條爐，往復(fù)爐，拋煤機(jī)分為手燒爐，鏈條爐，往復(fù)爐，拋煤機(jī) 爐，沸騰爐，煤粉爐，油爐，沸騰爐，煤粉爐，油/氣爐。氣爐。 2）選型）選型 先確定先確定供熱介質(zhì)供熱介質(zhì)，熱負(fù)荷熱負(fù)荷，鍋爐參數(shù)和鍋爐燃用的煤鍋爐參數(shù)和鍋爐燃用的煤 種種選擇爐型。選擇爐型。 過程裝備成套技術(shù)過程裝備成套技術(shù) 第第5章章 過程裝備的設(shè)計(jì)與選型過程裝備的設(shè)計(jì)與選型 5

24、.1 過程設(shè)備工藝設(shè)計(jì)過程設(shè)備工藝設(shè)計(jì) 5.2 設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.3 機(jī)器選型機(jī)器選型 5.4 驅(qū)動(dòng)機(jī)的選型驅(qū)動(dòng)機(jī)的選型 5.5 變壓器的選型變壓器的選型 30 5.2 設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.2.1 設(shè)備的常用材料及選用設(shè)備的常用材料及選用 5.2.2 設(shè)備設(shè)計(jì)的主要計(jì)算內(nèi)容設(shè)備設(shè)計(jì)的主要計(jì)算內(nèi)容 第第5章章 過程裝備的設(shè)計(jì)與選型過程裝備的設(shè)計(jì)與選型 31 過程設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是：過程設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是： 詳細(xì)設(shè)計(jì)設(shè)備各零部件的結(jié)構(gòu)尺寸；詳細(xì)設(shè)計(jì)設(shè)備各零部件的結(jié)構(gòu)尺寸； 選擇材料；選擇材料； 強(qiáng)度計(jì)算；強(qiáng)度計(jì)算； 內(nèi)件與管口方位設(shè)

25、計(jì)；內(nèi)件與管口方位設(shè)計(jì)； 總裝配圖及零件圖繪制；總裝配圖及零件圖繪制； 制造技術(shù)要求與規(guī)范。制造技術(shù)要求與規(guī)范。 5.2.1 設(shè)備的常用材料及選用設(shè)備的常用材料及選用 32 對(duì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)與機(jī)械設(shè)計(jì)的要求是：對(duì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)與機(jī)械設(shè)計(jì)的要求是： 足夠的強(qiáng)度足夠的強(qiáng)度: :保證安全，防止設(shè)備受外力而破保證安全，防止設(shè)備受外力而破 壞；壞； 足夠的剛度足夠的剛度: :防止設(shè)備在運(yùn)輸、安裝及使用過防止設(shè)備在運(yùn)輸、安裝及使用過 程中發(fā)生較大變形；程中發(fā)生較大變形； 良好的密封性良好的密封性: :防止物料外泄；防止物料外泄； 良好的耐蝕性良好的耐蝕性: :針對(duì)有腐蝕性的物料應(yīng)正確選針對(duì)有腐蝕性的物料應(yīng)正確選

26、材或采取合適的防腐措施以保證設(shè)備的耐久性。材或采取合適的防腐措施以保證設(shè)備的耐久性。 5.2.1 設(shè)備的常用材料及選用設(shè)備的常用材料及選用 33 具有具有較高的強(qiáng)度較高的強(qiáng)度，較好的韌性較好的韌性，同時(shí)具有，同時(shí)具有導(dǎo)電性導(dǎo)電性和和導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性。 鑄造生鐵鑄造生鐵 金屬金屬 黑色金屬黑色金屬 有色金屬有色金屬 生鐵生鐵 鋼 煉鋼生鐵煉鋼生鐵 合金生鐵合金生鐵 銅及其合金銅及其合金 輕金屬及其合金輕金屬及其合金 其它有色及其合金其它有色及其合金 純銅（紫銅純銅（紫銅） ） 銅鋅合金（黃銅銅鋅合金（黃銅） ） 銅錫合金（錫青銅）銅錫合金（錫青銅） 鋁及鋁合金鋁及鋁合金 鈦及鈦合金鈦及鈦合金 鎂及鎂

27、合金鎂及鎂合金 鉛、錫及其合金鉛、錫及其合金 鋅及其合金鋅及其合金 鎳、鈷及其合金鎳、鈷及其合金 5.2.1.1 5.2.1.1 過程設(shè)備常用材料及適用范圍過程設(shè)備常用材料及適用范圍 （1）金屬材料）金屬材料 過程設(shè)備常用的材料可分為：過程設(shè)備常用的材料可分為：金屬材料金屬材料和和非金屬材料非金屬材料 34 低碳鋼的焊接性和韌性良好，是中低壓容器及設(shè)備的主要材料，低碳鋼的焊接性和韌性良好，是中低壓容器及設(shè)備的主要材料， 如普通碳鋼如普通碳鋼Q235-B、優(yōu)質(zhì)碳鋼、優(yōu)質(zhì)碳鋼20等。等。 對(duì)于設(shè)備中的運(yùn)動(dòng)零件，采用強(qiáng)度較高的中碳鋼，如對(duì)于設(shè)備中的運(yùn)動(dòng)零件，采用強(qiáng)度較高的中碳鋼，如30、35、45

28、等。碳鋼的耐蝕性差，故多用在腐蝕不大的介質(zhì)中，否則就要在內(nèi)等。碳鋼的耐蝕性差，故多用在腐蝕不大的介質(zhì)中，否則就要在內(nèi) 部加襯里解決。部加襯里解決。 a. 碳鋼碳鋼 碳鋼的綜合性能較差 碳鋼的綜合性能較差,為提高強(qiáng)度、韌性、耐蝕等性能為提高強(qiáng)度、韌性、耐蝕等性能,在碳鋼中加入一些在碳鋼中加入一些 合金元素，如合金元素，如Mn、Cr、Ni等。就成了合金鋼。等。就成了合金鋼。 低合金鋼（合金元素總量小于低合金鋼（合金元素總量小于5%）。）。16Mn是最常用的一類普通低合金鋼，是最常用的一類普通低合金鋼， 屈服極限提高屈服極限提高30%-40%，焊接性能亦較好。，焊接性能亦較好。16MnR、15MnT

29、i、15MnV也是也是 常用的低合金鋼。常用的低合金鋼。 高合金鋼中的合金元素總量大于高合金鋼中的合金元素總量大于5%。其綜合機(jī)械性能、耐熱性、耐蝕性。其綜合機(jī)械性能、耐熱性、耐蝕性 均優(yōu)于碳鋼，一般用于高壓容器及各種受力零部件。均優(yōu)于碳鋼，一般用于高壓容器及各種受力零部件。 b. 合金鋼合金鋼 5.2.1.1 5.2.1.1 過程設(shè)備常用材料及適用范圍過程設(shè)備常用材料及適用范圍 35 不銹鋼或不銹耐酸鋼中的主要合金元素為不銹鋼或不銹耐酸鋼中的主要合金元素為Cr和和Ni，用以提，用以提 高其耐蝕性。不銹鋼按金相組織分為三大類：高其耐蝕性。不銹鋼按金相組織分為三大類： 奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼

30、耐蝕性最好，應(yīng)用最廣泛。有一定強(qiáng)度和韌性，且耐 耐蝕性最好，應(yīng)用最廣泛。有一定強(qiáng)度和韌性，且耐 高溫。為防止在高溫。為防止在450-850范圍內(nèi)停留引起晶間腐蝕，壓力容器一般均采用范圍內(nèi)停留引起晶間腐蝕，壓力容器一般均采用 含碳量低的含碳量低的0Cr18Ni9，0Cr18Ni9Ti等鋼種，等鋼種，0Cr18Ni12Mo2Ti在醋酸工業(yè)中在醋酸工業(yè)中 得到最廣泛的應(yīng)用。得到最廣泛的應(yīng)用。 鐵素體不銹鋼 鐵素體不銹鋼 耐蝕性較差，對(duì)腐蝕性不太強(qiáng)的介質(zhì)仍有使用價(jià)值。 耐蝕性較差，對(duì)腐蝕性不太強(qiáng)的介質(zhì)仍有使用價(jià)值。 主要有：主要有：0Cr13，一般用于抗水蒸氣、碳酸氫氨、熱的含硫腐蝕物的設(shè)備等；，一般

31、用于抗水蒸氣、碳酸氫氨、熱的含硫腐蝕物的設(shè)備等； 0Cr17Ti，主要用于硝酸工業(yè)、食品廠、人造纖維廠的設(shè)備。，主要用于硝酸工業(yè)、食品廠、人造纖維廠的設(shè)備。 馬氏體不銹鋼 馬氏體不銹鋼 耐蝕性差，但強(qiáng)度較高，如： 耐蝕性差，但強(qiáng)度較高，如：1Cr13、2Cr13，主要，主要 用于抗弱腐蝕介質(zhì)、高韌性抗沖擊性零件。用于抗弱腐蝕介質(zhì)、高韌性抗沖擊性零件。 C.不銹鋼不銹鋼 5.2.1.1 5.2.1.1 過程設(shè)備常用材料及適用范圍過程設(shè)備常用材料及適用范圍 36 （2）非金屬材料）非金屬材料 非金屬非金屬 無機(jī)材料無機(jī)材料 有機(jī)材料有機(jī)材料 耐酸陶瓷耐酸陶瓷 塑料塑料 橡膠橡膠 不透性石墨等不透性

32、石墨等 搪瓷搪瓷 玻璃玻璃 巖石等巖石等 5.2.1.1 5.2.1.1 過程設(shè)備常用材料及適用范圍過程設(shè)備常用材料及適用范圍 37 材料的材料的機(jī)械強(qiáng)度機(jī)械強(qiáng)度是選材的重要依據(jù)，設(shè)計(jì)中主要考慮是選材的重要依據(jù)，設(shè)計(jì)中主要考慮 的是的是強(qiáng)度極限強(qiáng)度極限和和屈服極限屈服極限，高溫時(shí)還要考慮，高溫時(shí)還要考慮蠕變極限蠕變極限和和持持 久極限久極限。塑性延伸率及沖擊韌性塑性延伸率及沖擊韌性也是選擇材料的重要因素。也是選擇材料的重要因素。 對(duì)于需要進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算的外壓容器、塔設(shè)備等要考慮材料對(duì)于需要進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算的外壓容器、塔設(shè)備等要考慮材料 的彈性摸量，處理有腐蝕性的物料，要求材料有良好的耐的彈性摸量，處

33、理有腐蝕性的物料，要求材料有良好的耐 蝕性。換熱設(shè)備要求材料有高的導(dǎo)熱系數(shù)。蝕性。換熱設(shè)備要求材料有高的導(dǎo)熱系數(shù)。 5.2.1.2 5.2.1.2 材料的選擇材料的選擇 38 5.2.2 設(shè)備設(shè)計(jì)的主要計(jì)算內(nèi)容設(shè)備設(shè)計(jì)的主要計(jì)算內(nèi)容 過程設(shè)備的結(jié)構(gòu)型式確定后，需對(duì)各主要非標(biāo)準(zhǔn)零過程設(shè)備的結(jié)構(gòu)型式確定后，需對(duì)各主要非標(biāo)準(zhǔn)零 部件進(jìn)行計(jì)算。主要計(jì)算內(nèi)容有：部件進(jìn)行計(jì)算。主要計(jì)算內(nèi)容有： (1)(1)容器的筒體及封頭計(jì)算容器的筒體及封頭計(jì)算 壓力容器一般分為內(nèi)壓壓力容器一般分為內(nèi)壓 容器和外壓容器兩類。容器和外壓容器兩類。 c t ic p Dp 2 內(nèi)壓容器內(nèi)壓容器 計(jì)算厚度計(jì)算厚度 2 C d

34、設(shè)計(jì)厚度設(shè)計(jì)厚度 圓整值圓整值 1 C dn (圖紙上標(biāo)注的厚度圖紙上標(biāo)注的厚度) 名義厚度名義厚度 封頭 人孔 支座筒體 管口 液位計(jì) 39 (2) (2) 支座的計(jì)算支座的計(jì)算 立式設(shè)備的立式設(shè)備的裙式支座裙式支座用于高大塔器，需對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度用于高大塔器，需對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度 驗(yàn)算。臥式設(shè)備一般采用驗(yàn)算。臥式設(shè)備一般采用鞍式支座鞍式支座。鞍式支座的設(shè)計(jì)。鞍式支座的設(shè)計(jì) 計(jì)算包括驗(yàn)算支座本身的強(qiáng)度，校核支座處筒體局部計(jì)算包括驗(yàn)算支座本身的強(qiáng)度，校核支座處筒體局部 應(yīng)力。應(yīng)力。 腿式支座腿式支座 5.2.2 設(shè)備設(shè)計(jì)的主要計(jì)算內(nèi)容設(shè)備設(shè)計(jì)的主要計(jì)算內(nèi)容 40 (3) (3) 管殼式換熱器的計(jì)算管殼式

35、換熱器的計(jì)算 除了與一般容器相同的計(jì)算除了與一般容器相同的計(jì)算 外，還有其特有的強(qiáng)度計(jì)算，包外，還有其特有的強(qiáng)度計(jì)算，包 括由管壁和殼體的溫度差產(chǎn)生的括由管壁和殼體的溫度差產(chǎn)生的 溫差應(yīng)力的計(jì)算、管板厚度的計(jì)溫差應(yīng)力的計(jì)算、管板厚度的計(jì) 算、管子拉脫力的計(jì)算；當(dāng)溫差算、管子拉脫力的計(jì)算；當(dāng)溫差 應(yīng)力或管子拉脫力過大時(shí)，則必應(yīng)力或管子拉脫力過大時(shí)，則必 須進(jìn)行選用膨脹節(jié)的計(jì)算。須進(jìn)行選用膨脹節(jié)的計(jì)算。 5.2.2 設(shè)備設(shè)計(jì)的主要計(jì)算內(nèi)容設(shè)備設(shè)計(jì)的主要計(jì)算內(nèi)容 5.2.3 特殊工作條件的設(shè)備設(shè)計(jì)特殊工作條件的設(shè)備設(shè)計(jì) 特殊工作條件的設(shè)備指超高壓、高溫、低溫等特殊工作條件的設(shè)備指超高壓、高溫、低溫等

36、 條件下工作的設(shè)備條件下工作的設(shè)備 5.2.3.1 超高壓工作條件下的設(shè)備設(shè)計(jì)超高壓工作條件下的設(shè)備設(shè)計(jì) 大于大于35MPa的高壓和超高壓容器可視為特殊條件下工作的壓的高壓和超高壓容器可視為特殊條件下工作的壓 力容器。力容器。 (1)材料要求：滿足強(qiáng)度的情況下盡可能提高塑性和韌性，并材料要求：滿足強(qiáng)度的情況下盡可能提高塑性和韌性，并 嚴(yán)格控制硫，磷含量。嚴(yán)格控制硫，磷含量。 （2）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu) 筒體結(jié)構(gòu)有：單層整鍛式，多層圓筒，雙層熱套筒體，多層筒體結(jié)構(gòu)有：單層整鍛式，多層圓筒，雙層熱套筒體，多層 熱套筒體熱套筒體 連接與密封結(jié)構(gòu)：筒體和端蓋采用可拆連接，自緊式密封結(jié)連接與密封結(jié)構(gòu)：筒體和端蓋采

37、用可拆連接，自緊式密封結(jié) 構(gòu)。構(gòu)。 5.2.3.2高溫壓力容器及設(shè)備高溫壓力容器及設(shè)備 工作溫度大于工作溫度大于350的壓力容器和設(shè)備視為高溫壓力容器的壓力容器和設(shè)備視為高溫壓力容器 （1）材料）材料 基本要求：具有耐高溫和應(yīng)力長期作用下抗變形和抗斷基本要求：具有耐高溫和應(yīng)力長期作用下抗變形和抗斷 裂的能力裂的能力 判據(jù)：判據(jù)：蠕變極限蠕變極限和和持久強(qiáng)度持久強(qiáng)度 （2）高溫壓力容器設(shè)計(jì)方法）高溫壓力容器設(shè)計(jì)方法 采用常規(guī)設(shè)計(jì)方法，許用應(yīng)力按蠕變極限和持久強(qiáng)度確采用常規(guī)設(shè)計(jì)方法，許用應(yīng)力按蠕變極限和持久強(qiáng)度確 定。方法有定。方法有變形準(zhǔn)則變形準(zhǔn)則和和斷裂準(zhǔn)則斷裂準(zhǔn)則。 5.2.3 特殊工作條件

38、的設(shè)備設(shè)計(jì)特殊工作條件的設(shè)備設(shè)計(jì) 5.2.3.3低溫壓力容器及設(shè)備低溫壓力容器及設(shè)備 設(shè)計(jì)溫度設(shè)計(jì)溫度-20，鋼材易發(fā)生低溫脆性破壞。，鋼材易發(fā)生低溫脆性破壞。 低溫壓力容器及設(shè)備設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是低溫壓力容器及設(shè)備設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是選材選材。 （1）低溫壓力容器用鋼）低溫壓力容器用鋼 一般有低溫鋁鎮(zhèn)靜鋼，鎳系低溫鋼，高錳奧氏體鋼一般有低溫鋁鎮(zhèn)靜鋼，鎳系低溫鋼，高錳奧氏體鋼 （2）低溫壓力容器用鋼的焊接材料）低溫壓力容器用鋼的焊接材料 焊接材的選擇必須保證焊接接頭含有的有害雜質(zhì)硫，磷焊接材的選擇必須保證焊接接頭含有的有害雜質(zhì)硫，磷 等含量最少。等含量最少。 （3）低溫壓力容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)）低溫壓力容器的

39、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn) 要保證有足夠韌性，盡可能減少和限制可能產(chǎn)生的各種要保證有足夠韌性，盡可能減少和限制可能產(chǎn)生的各種 局部應(yīng)力和峰值應(yīng)力。局部應(yīng)力和峰值應(yīng)力。 5.2.3 特殊工作條件的設(shè)備設(shè)計(jì)特殊工作條件的設(shè)備設(shè)計(jì) 過程裝備成套技術(shù)過程裝備成套技術(shù) 第第5章章 過程裝備的設(shè)計(jì)與選型過程裝備的設(shè)計(jì)與選型 5.1 過程設(shè)備工藝設(shè)計(jì)過程設(shè)備工藝設(shè)計(jì) 5.2 設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.3 機(jī)器選型機(jī)器選型 5.4 驅(qū)動(dòng)機(jī)的選型驅(qū)動(dòng)機(jī)的選型 5.5 變壓器的選型變壓器的選型 45 5.3 機(jī)器選型機(jī)器選型 5.3.1 機(jī)器選型的基本原則機(jī)器選型的基本原則 5.3.2 壓縮機(jī)的選型壓縮機(jī)的選型

40、 5.3.3 泵的選型泵的選型 5.3.5 干燥機(jī)械選型干燥機(jī)械選型 5.3.4 分離機(jī)械選型分離機(jī)械選型 過程裝備成套技術(shù)過程裝備成套技術(shù) 46 機(jī)器的選型首先要分析工藝要求。其次再在能滿足工藝要 求的機(jī)型中選擇運(yùn)行可靠性好、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、價(jià) 格便宜的機(jī)型。 5.3.1 機(jī)器選型的基本原則機(jī)器選型的基本原則 （1）工藝要求）工藝要求 47 經(jīng)過上述綜合分析后選出的機(jī)型既滿足了生產(chǎn)工藝經(jīng)過上述綜合分析后選出的機(jī)型既滿足了生產(chǎn)工藝 的要求，又價(jià)格便宜、運(yùn)行可靠、操作穩(wěn)定、維修方便、的要求，又價(jià)格便宜、運(yùn)行可靠、操作穩(wěn)定、維修方便、 運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低。但實(shí)際上往往不能找到一種十分完善的機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低

41、。但實(shí)際上往往不能找到一種十分完善的機(jī) 型。這就要根據(jù)實(shí)際情況分清主次、綜合考慮，選擇一型。這就要根據(jù)實(shí)際情況分清主次、綜合考慮，選擇一 種相對(duì)適用的機(jī)型。種相對(duì)適用的機(jī)型。 （2）選型要點(diǎn)）選型要點(diǎn) 5.3.1 機(jī)器選型的基本原則機(jī)器選型的基本原則 48 5.3.2 壓縮機(jī)的選型壓縮機(jī)的選型 選擇工業(yè)用壓縮機(jī)因具體工藝參數(shù)和工作環(huán)境不同選擇工業(yè)用壓縮機(jī)因具體工藝參數(shù)和工作環(huán)境不同, , 應(yīng)該選用最適合實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的型式。應(yīng)該選用最適合實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的型式。 W型型 立式立式V型型 49 5.3.3 泵的選型泵的選型 裝置中使用的泵有離心泵、往復(fù)泵及旋轉(zhuǎn)泵等多種型裝置中使用的泵有離心泵、往復(fù)泵及

42、旋轉(zhuǎn)泵等多種型 式。離心泵和往復(fù)泵使用尤為廣泛。為合理選用泵就必須式。離心泵和往復(fù)泵使用尤為廣泛。為合理選用泵就必須 仔細(xì)分析泵的特性和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。仔細(xì)分析泵的特性和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 50 (1) (1) 選用參數(shù)的確定選用參數(shù)的確定 介質(zhì)物性參數(shù)：介質(zhì)物性參數(shù)： 主要有主要有密度、粘度、化學(xué)組成、化學(xué)腐密度、粘度、化學(xué)組成、化學(xué)腐 蝕性、氣體或固體（粒度）含量、蒸汽壓蝕性、氣體或固體（粒度）含量、蒸汽壓等。等。 b. b. 工藝參數(shù)工藝參數(shù)： 流量、揚(yáng)程、功率流量、揚(yáng)程、功率 流量流量 工藝設(shè)計(jì)給出泵的流量一般包括正常、最大、最小三工藝設(shè)計(jì)給出泵的流量一般包括正常、最大、最小三 種流量，選泵時(shí)通常可

43、直接采用最大流量。如不給出最大流量種流量，選泵時(shí)通?？芍苯硬捎米畲罅髁?。如不給出最大流量 時(shí)，取正常流量的時(shí)，取正常流量的1.11.1倍倍. . 揚(yáng)程揚(yáng)程 選泵的揚(yáng)程要留一定余量，一般為正常需要揚(yáng)程的選泵的揚(yáng)程要留一定余量，一般為正常需要揚(yáng)程的1.1. 05-1.105-1.1倍。倍。 溫度溫度 確定工藝過程中介質(zhì)的正常，最高或最低輸送溫度確定工藝過程中介質(zhì)的正常，最高或最低輸送溫度 5.3.3 泵的選型泵的選型 (2) (2) 選用要點(diǎn)選用要點(diǎn) 選泵應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、使用壽命選泵應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、使用壽命 長，性能良好、效率高、并符合裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)特性，零部長，性能良

44、好、效率高、并符合裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)特性，零部 件互換性高、容易更換、維修方便，價(jià)格低廉。件互換性高、容易更換、維修方便，價(jià)格低廉。 裝置的有效汽蝕余量裝置的有效汽蝕余量 裝置的有效汽蝕余量應(yīng)該大于泵裝置的有效汽蝕余量應(yīng)該大于泵 所需要的允許汽蝕余量。所需要的允許汽蝕余量。 操作時(shí)間操作時(shí)間 確定操作周期及操作方式確定操作周期及操作方式 現(xiàn)場條件現(xiàn)場條件 泵所在位置的環(huán)境溫度，相對(duì)濕度等泵所在位置的環(huán)境溫度，相對(duì)濕度等 5.3.3 泵的選型泵的選型 (3) (3) 各種泵的特性各種泵的特性 離心泵、往復(fù)泵和回轉(zhuǎn)泵的基本特性見離心泵、往復(fù)泵和回轉(zhuǎn)泵的基本特性見表表5.55.5。 離心泵離心泵往復(fù)隔膜泵往

45、復(fù)隔膜泵回轉(zhuǎn)泵回轉(zhuǎn)泵 5.3.3 泵的選型泵的選型 53 (4) (4) 各類泵的特點(diǎn)及適用范圍各類泵的特點(diǎn)及適用范圍 a.a.離心泵離心泵 粘度粘度650mm650mm2 2/s/s，否則泵效率下降較大；流量較大，揚(yáng)程相，否則泵效率下降較大；流量較大，揚(yáng)程相 對(duì)較低；液體中溶解或夾帶的氣體不宜大于對(duì)較低；液體中溶解或夾帶的氣體不宜大于5%5%（體積）；液（體積）；液 體中含有固體顆粒時(shí)，宜選用特殊離心泵（例如泥漿泵）；體中含有固體顆粒時(shí)，宜選用特殊離心泵（例如泥漿泵）； 要求流量變化大、揚(yáng)程變化小者，宜選用平坦的要求流量變化大、揚(yáng)程變化小者，宜選用平坦的 Q-H Q-H 曲線的曲線的 離心泵

46、；要求流量變化小、揚(yáng)程變化大者，宜選用陡降的離心泵；要求流量變化小、揚(yáng)程變化大者，宜選用陡降的 Q-Q- H H 曲線的離心泵。曲線的離心泵。 5.3.3 泵的選型泵的選型 54 b. b. 旋渦泵旋渦泵 輸送溫度下液體粘度不大于輸送溫度下液體粘度不大于35 mm35 mm2 2/s/s、溫度不大于、溫度不大于110110、 流量較小、揚(yáng)程較高、流量較小、揚(yáng)程較高、Q-HQ-H曲線要求較陡；液體中允許含有曲線要求較陡；液體中允許含有0 0 5%5%（體積）氣體；要求自吸時(shí)選自吸型旋渦泵。（體積）氣體；要求自吸時(shí)選自吸型旋渦泵。 c. c. 容積式泵容積式泵 輸送溫度下液體粘度高于輸送溫度下液體

47、粘度高于650 mm650 mm2 2/s/s者；流量較小且揚(yáng)程高者；流量較小且揚(yáng)程高 的，宜選用往復(fù)式；液體中氣體含量允許稍大于的，宜選用往復(fù)式；液體中氣體含量允許稍大于5%5%（體積）；液（體積）；液 體需要準(zhǔn)確計(jì)量時(shí)，可選用柱塞式計(jì)量泵，液體要求嚴(yán)格不漏時(shí)，體需要準(zhǔn)確計(jì)量時(shí)，可選用柱塞式計(jì)量泵，液體要求嚴(yán)格不漏時(shí)， 可選用隔膜計(jì)量泵；潤滑性能差的液體不宜選用齒輪泵和三螺桿可選用隔膜計(jì)量泵；潤滑性能差的液體不宜選用齒輪泵和三螺桿 泵，可選用往復(fù)泵；流量較小、溫度較低、壓力要求穩(wěn)定的，宜泵，可選用往復(fù)泵；流量較小、溫度較低、壓力要求穩(wěn)定的，宜 選用轉(zhuǎn)子泵或雙螺桿泵。選用轉(zhuǎn)子泵或雙螺桿泵。 5

48、.3.3 泵的選型泵的選型 55 (5) (5) 泵的性能換算泵的性能換算 樣本提供的性能參數(shù)是以清水在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下得到的，樣本提供的性能參數(shù)是以清水在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下得到的， 往往與實(shí)際生產(chǎn)情況有差別，所以，正確選用泵就要進(jìn)行必要往往與實(shí)際生產(chǎn)情況有差別，所以，正確選用泵就要進(jìn)行必要 的性能換算。的性能換算。 (6) (6) 泵型號(hào)的確定泵型號(hào)的確定 a.a.泵類型的選擇泵類型的選擇 根據(jù)裝置所需的流量和揚(yáng)程，按泵的分類根據(jù)裝置所需的流量和揚(yáng)程，按泵的分類 及適用范圍初步確定泵的類型。及適用范圍初步確定泵的類型。 b. b. 泵系列和材料的選擇泵系列和材料的選擇 根據(jù)工藝裝置參數(shù)和介質(zhì)特性選

49、擇根據(jù)工藝裝置參數(shù)和介質(zhì)特性選擇 泵的系列和材料。泵的系列和材料。 c. c. 泵號(hào)的確定泵號(hào)的確定 根據(jù)泵廠提供的樣本及有關(guān)技術(shù)材料，確定根據(jù)泵廠提供的樣本及有關(guān)技術(shù)材料，確定 泵的型號(hào)。泵的型號(hào)。 5.3.3 泵的選型泵的選型 56 在過程工業(yè)中經(jīng)常遇到液在過程工業(yè)中經(jīng)常遇到液- -固兩相構(gòu)成的懸浮液固兩相構(gòu)成的懸浮液 的的固固- -液分離液分離，不同密度液體構(gòu)成的乳濁液的，不同密度液體構(gòu)成的乳濁液的液液- -液液 分離分離?？墒褂玫臋C(jī)械很多，如。可使用的機(jī)械很多，如離心機(jī)離心機(jī)、過濾機(jī)過濾機(jī)等。等。 離心機(jī)是一類以離心力為推動(dòng)力的分離機(jī)械，分離心機(jī)是一類以離心力為推動(dòng)力的分離機(jī)械，分過過

50、 濾式濾式和和沉降式沉降式。過濾機(jī)是一類以重力和壓力差為推。過濾機(jī)是一類以重力和壓力差為推 動(dòng)力的固液分離機(jī)械。過濾式分離機(jī)和過濾機(jī)動(dòng)力的固液分離機(jī)械。過濾式分離機(jī)和過濾機(jī) 都需都需 要用過濾介質(zhì)攔截固相。沉降式離心機(jī)是不同密度要用過濾介質(zhì)攔截固相。沉降式離心機(jī)是不同密度 的物質(zhì)在離心力場作用下實(shí)現(xiàn)分離。常用的過濾機(jī)的物質(zhì)在離心力場作用下實(shí)現(xiàn)分離。常用的過濾機(jī) 和離心機(jī)型式，特點(diǎn)和場合如表和離心機(jī)型式，特點(diǎn)和場合如表5-65-6和表和表5-75-7。 (1) (1) 分離機(jī)械的型號(hào)和選型分離機(jī)械的型號(hào)和選型 5.3.4 分離機(jī)械選型分離機(jī)械選型 57 選離心機(jī)首先弄清物料是懸浮液還是乳濁液選離

51、心機(jī)首先弄清物料是懸浮液還是乳濁液 乳濁液：由兩種密度不同的液體構(gòu)成的乳濁液：由兩種密度不同的液體構(gòu)成的乳濁液只選乳濁液只選 用沉降式離心機(jī)用沉降式離心機(jī)。管式，室式和蝶式。管式，室式和蝶式分離機(jī)均可分離機(jī)均可 懸浮液：對(duì)含固量少且固體顆粒微小的懸浮液還要懸浮液：對(duì)含固量少且固體顆粒微小的懸浮液還要 選用選用沉降式離心機(jī)沉降式離心機(jī)。固含量高的。固含量高的都選用過濾式離心都選用過濾式離心 機(jī)機(jī)。 (2) (2) 離心機(jī)選型離心機(jī)選型 5.3.4 分離機(jī)械選型分離機(jī)械選型 管式分離機(jī)管式分離機(jī)室式分離機(jī)室式分離機(jī) 58 (3) (3) 過濾機(jī)選型過濾機(jī)選型 過濾機(jī)選型要考慮濾漿特性、濾漿物性和生

52、產(chǎn)規(guī)模等因素。過濾機(jī)選型要考慮濾漿特性、濾漿物性和生產(chǎn)規(guī)模等因素。 a.濾漿的過濾特性濾漿的過濾特性 濾漿按過濾性能分為良好、中等、差、稀濾漿按過濾性能分為良好、中等、差、稀 薄和極稀薄五類。與濾餅的過慮速度、濾餅孔隙率、固體顆粒薄和極稀薄五類。與濾餅的過慮速度、濾餅孔隙率、固體顆粒 沉降速度和固相濃度等因素有關(guān)。沉降速度和固相濃度等因素有關(guān)。 b. 濾漿物性濾漿物性 濾漿物性主要是指粘度、蒸汽壓、腐蝕性、溶解濾漿物性主要是指粘度、蒸汽壓、腐蝕性、溶解 度和顆粒直徑等。濾漿粘度高、過濾阻力大，要選加壓過濾機(jī)。度和顆粒直徑等。濾漿粘度高、過濾阻力大，要選加壓過濾機(jī)。 溫度高時(shí)蒸汽壓高，宜選用加壓

53、過濾機(jī)，不宜用真空過濾機(jī)。溫度高時(shí)蒸汽壓高，宜選用加壓過濾機(jī)，不宜用真空過濾機(jī)。 當(dāng)物料易燃、有毒或揮發(fā)性強(qiáng)時(shí)，要選密封性好的加壓過濾機(jī)。當(dāng)物料易燃、有毒或揮發(fā)性強(qiáng)時(shí)，要選密封性好的加壓過濾機(jī)。 c. 生產(chǎn)規(guī)模生產(chǎn)規(guī)模 大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)選用連續(xù)式過濾機(jī)。小規(guī)模生產(chǎn)選大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)選用連續(xù)式過濾機(jī)。小規(guī)模生產(chǎn)選 間歇式過濾機(jī)。間歇式過濾機(jī)。 5.3.4 分離機(jī)械選型分離機(jī)械選型 59 干燥是工業(yè)生產(chǎn)中的一項(xiàng)重要單元操作干燥是工業(yè)生產(chǎn)中的一項(xiàng)重要單元操作 按按操作方式操作方式，可分為，可分為連續(xù)式 連續(xù)式和和間歇式間歇式。按。按加熱方式加熱方式，可分為，可分為 對(duì)流、傳導(dǎo)、輻射、高頻和微波對(duì)流、傳導(dǎo)、輻

54、射、高頻和微波等，加熱方式又可分為直接等，加熱方式又可分為直接 加熱型和間接加熱型兩種。按加熱型和間接加熱型兩種。按干燥機(jī)械干燥機(jī)械的結(jié)構(gòu)形式或運(yùn)行形的結(jié)構(gòu)形式或運(yùn)行形 式，可分為管式、塔式、箱式、隧道式（帶式）、回轉(zhuǎn)圓筒式，可分為管式、塔式、箱式、隧道式（帶式）、回轉(zhuǎn)圓筒 式、滾筒式、氣流式、噴霧、沸騰、真空及冷凍干燥等。干式、滾筒式、氣流式、噴霧、沸騰、真空及冷凍干燥等。干 燥的分類列于燥的分類列于表表5.8。 （1 1）干燥機(jī)械的分類）干燥機(jī)械的分類 噴霧干燥機(jī)械噴霧干燥機(jī)械 5.3.5 干燥機(jī)械選型干燥機(jī)械選型 60 （2 2）干燥機(jī)械的選型）干燥機(jī)械的選型 干燥機(jī)械的操作性能必須適應(yīng)

55、被干燥物料的特性干燥機(jī)械的操作性能必須適應(yīng)被干燥物料的特性,滿足干燥產(chǎn)滿足干燥產(chǎn) 品質(zhì)量要求品質(zhì)量要求,符合安全、環(huán)境保護(hù)和節(jié)能的要求。干燥機(jī)械的選符合安全、環(huán)境保護(hù)和節(jié)能的要求。干燥機(jī)械的選 型要綜合考慮上述因素。型要綜合考慮上述因素。 a. 物料特性物料特性 包括物料形態(tài)包括物料形態(tài) ；物料的物理性能；物料的物理性能 ；物料的熱敏；物料的熱敏 性 性 能；物料與水分結(jié)和狀態(tài)能；物料與水分結(jié)和狀態(tài) b.對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的要求對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的要求 c.使用地環(huán)境及能源狀況使用地環(huán)境及能源狀況 d.其它其它 如物料特殊性如物料特殊性,如毒性、流變性、表面易結(jié)殼硬化或收如毒性、流變性、表面易結(jié)殼硬化或收 縮

56、或開裂等性能縮或開裂等性能 5.3.5 干燥機(jī)械選型干燥機(jī)械選型 61 (3) (3) 干燥機(jī)械選型表干燥機(jī)械選型表 表表5.9 列出被干燥物料的形態(tài)與選擇干燥機(jī)械類型的列出被干燥物料的形態(tài)與選擇干燥機(jī)械類型的 推薦意見推薦意見.表中將被干燥物料分成表中將被干燥物料分成10類：液體、類：液體、 漿狀物、漿狀物、 膏糊狀物、膏糊狀物、 粉粒狀物、粉粒狀物、 塊狀物、塊狀物、 短纖維物、短纖維物、 片狀物、片狀物、 具有一定形狀物、具有一定形狀物、 長幅狀物、長幅狀物、 冷凍物。其中前冷凍物。其中前4類和最類和最 后后1類物料干燥后呈粉粒狀，其余物料干燥后形態(tài)不變。類物料干燥后呈粉粒狀，其余物料干

57、燥后形態(tài)不變。 5.3.5 干燥機(jī)械選型干燥機(jī)械選型 過程裝備成套技術(shù)過程裝備成套技術(shù) 第第5章章 過程裝備的設(shè)計(jì)與選型過程裝備的設(shè)計(jì)與選型 5.1 過程設(shè)備工藝設(shè)計(jì)過程設(shè)備工藝設(shè)計(jì) 5.2 設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.3 機(jī)器選型機(jī)器選型 5.4 驅(qū)動(dòng)機(jī)的選型驅(qū)動(dòng)機(jī)的選型 5.5 變壓器的選型變壓器的選型 過程裝備成套技術(shù)過程裝備成套技術(shù) 第第5章章 過程裝備的設(shè)計(jì)與選型過程裝備的設(shè)計(jì)與選型 5.1 過程設(shè)備工藝設(shè)計(jì)過程設(shè)備工藝設(shè)計(jì) 5.2 設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.3 機(jī)器選型機(jī)器選型 5.4 驅(qū)動(dòng)機(jī)的選型驅(qū)動(dòng)機(jī)的選型 5.5 變壓器的選型變壓器的選型 過程裝

58、備成套技術(shù)過程裝備成套技術(shù) 第第5章章 過程裝備的設(shè)計(jì)與選型過程裝備的設(shè)計(jì)與選型 5.1 過程設(shè)備工藝設(shè)計(jì)過程設(shè)備工藝設(shè)計(jì) 5.2 設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.3 機(jī)器選型機(jī)器選型 5.4 驅(qū)動(dòng)機(jī)的選型驅(qū)動(dòng)機(jī)的選型 5.5 變壓器的選型變壓器的選型 65 5.4 驅(qū)動(dòng)機(jī)的選型驅(qū)動(dòng)機(jī)的選型 5.4.1 電機(jī)的選型電機(jī)的選型 5.4.2 蒸汽透平蒸汽透平 5.4.3 節(jié)能措施節(jié)能措施 過程裝備成套技術(shù)過程裝備成套技術(shù) 66 (1) (1) 電機(jī)的分類電機(jī)的分類 驅(qū)動(dòng)機(jī)的形式有多種，驅(qū)動(dòng)機(jī)的形式有多種，電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最廣，其次是蒸汽透應(yīng)用最廣，其次是蒸汽透 平、柴油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等可參

59、照平、柴油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等可參照表表5-10選定選定 5.4.1 電機(jī)的選型電機(jī)的選型 按功用：按功用：發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)，電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)，特殊用途電機(jī)特殊用途電機(jī) 按電流類型：按電流類型：直流電機(jī)直流電機(jī)，交流電機(jī)交流電機(jī)。 交流電機(jī)又可分交流電機(jī)又可分 為同步電機(jī)和異步電機(jī)。為同步電機(jī)和異步電機(jī)。 按相數(shù)：按相數(shù)：單相電機(jī)單相電機(jī)和和多相電機(jī)多相電機(jī) 按容量和尺寸：按容量和尺寸：大、中、小、微型電機(jī)大、中、小、微型電機(jī) 電機(jī)主要分類和主要用途見電機(jī)主要分類和主要用途見表表5-11 (3) (3) 小功率三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇原則小功率三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇原則 電機(jī)的運(yùn)行條件包括對(duì)海拔、環(huán)境溫度、冷卻介質(zhì)和相電機(jī)的運(yùn)行條件包括對(duì)海拔、環(huán)境溫度、冷卻介質(zhì)和相 對(duì)濕度的要求，電氣條件