化工設(shè)備選型及設(shè)計計算

4化工設(shè)備的選型及設(shè)計計算4.1概述本章主要內(nèi)容4.2標準設(shè)備的選型本章重點：泵的選型4.3非標設(shè)備的設(shè)計計算貯槽的設(shè)計、蒸發(fā)器選型及設(shè)計4.4非標設(shè)備工藝條件圖的繪制非標設(shè)備工藝條件圖的繪制4.1概述

化工設(shè)備是組成化工裝置的基本單元，是指在化工生產(chǎn)中常用的泵、風機、罐、釜、塔器、換熱器、貯槽(罐)等?；ぴO(shè)備分類標準設(shè)備（定型設(shè)備）：是成批按系列生產(chǎn)的，并可以從設(shè)備生產(chǎn)廠家買到，可以從產(chǎn)品目錄或樣本中查閱其規(guī)格及牌號。例如：泵、風機、離心機等。非標設(shè)備（非定型設(shè)備）：是化工過程中需要專門設(shè)計的特殊設(shè)備。例如蒸發(fā)器、塔器等。4.1概述一、化工設(shè)備工藝設(shè)計的任務：對于標準設(shè)備：根據(jù)工藝要求，計算并選擇某種型號，以便訂貨。對于非標設(shè)備：根據(jù)根據(jù)工藝要求，通過工藝計算，提出型式、材料、尺寸和其他一些要求。再由化工設(shè)備專業(yè)進行機械設(shè)計，由有關(guān)工廠制造。二、化工設(shè)備工藝設(shè)計的成果的表達：1、設(shè)備一覽表；2、設(shè)備工藝條件圖或設(shè)備總圖。4.1概述三、化工設(shè)備選型和工藝設(shè)計的原則：(1)合理性設(shè)備必須滿足工藝一般要求，設(shè)備與工藝流程、生產(chǎn)規(guī)模、工藝操作條件、工藝控制水平相適應，又能充分發(fā)揮設(shè)備的能力。(2)先進性要求設(shè)備的運轉(zhuǎn)可靠性、自控水平、生產(chǎn)能力、效率等要盡可能達到先進水平。(3)安全性要求安全可靠、操作穩(wěn)定、彈性好、無事故隱患。對工藝和建筑、地基、廠房等無苛刻要求；工人在操作時，勞動強度小，盡量避免高溫高壓高空作業(yè)，盡量不用有毒有害的附件附料。4.1概述(4)經(jīng)濟性設(shè)備投資省，易于加工、維修、更新少，沒有特殊的維護要求，運行費用少。引進先進設(shè)備，考察設(shè)備性價比，考慮是否易于被國內(nèi)消化吸收和改進利用。(5)結(jié)構(gòu)要求強度：合理的強度，保證設(shè)備的安全運行剛度：設(shè)備及其構(gòu)件在外壓的作用下，保持原有狀況的能力耐久性：設(shè)備的使用年限，一般化工設(shè)備的使用年限為10-12年，高壓設(shè)備為20-25年密封性：根據(jù)有毒物質(zhì)在車間內(nèi)允許的濃度來確定。它對處理易燃易爆及有毒介質(zhì)非常重要用材和制造：盡量少用貴重材料，避免復雜的加工工序操作和檢修：考慮操作、安裝和日常維修的方便運輸方便：尺寸與形狀設(shè)計時要注意運輸方便與否，設(shè)備的直徑、長度、重量要符合公路、鐵路、水運的運輸規(guī)定4.1概述4.2標準設(shè)備的選擇一、定型設(shè)備的選擇方法及原則根據(jù)物料性質(zhì)、工藝要求、使用環(huán)境等等確定設(shè)備的形式根據(jù)設(shè)計項目規(guī)定的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)周期考慮設(shè)備臺數(shù)，設(shè)備選型依據(jù)有關(guān)手冊和生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品目錄在選用設(shè)備同時，要注意設(shè)備備件的供應情況，對供應緊張的備件，最好在訂貨時也訂購備件定型設(shè)備的選擇，按其生產(chǎn)能力，一般偏高一個等級選用，也可以按工廠的近期發(fā)展要求選配4.2標準設(shè)備的選擇4.1泵的選型4.2標準設(shè)備的選擇單級離心泵立式軸流泵齒輪泵水環(huán)真空泵4.2標準設(shè)備的選擇(1)確定泵的型式

依據(jù)物料的性質(zhì)如溫度、粘度、揮發(fā)性、毒性、化學腐蝕性、溶解性和物料是否均一等因素來確定泵的基本型式。例如：水—清水泵，鹵水—化工泵。油類——油泵等等；流量大而揚程不高時可選用單級離心泵；流量不大而揚程高的宜選往復泵或多級離心泵；輸送有腐蝕性介質(zhì)，選耐腐蝕泵；輸送昂貴液體、劇毒或具有放射性能的液體選用完全不泄漏、無軸封的屏蔽泵；當要求精確進料時應選用計量泵或柱塞泵等。泵的用步驟4.2標準設(shè)備的選擇(2)確定選泵的流量和揚程①流量的確定和計算選泵時以最大流量為基礎(chǔ)。如果數(shù)據(jù)是正常流量，則應在正常流量的基礎(chǔ)上乘以1．1～1．2的安全系數(shù)。②揚程的確定和計算先計算出所需要的揚程，即用來克服兩端容器的位能差，兩端容器上靜壓力差，兩端全系統(tǒng)的管道、管件和裝置的阻力損失，以及兩端(進口和出口)的速度差引起的動能差。揚程值用柏努利方程計算，用米液柱表示。計算出的揚程一般要放大5％—10％。4.2標準設(shè)備的選擇(3)確定泵的安裝高度?！嬎?4)確定泵的臺數(shù)和備用。一般只設(shè)一臺泵，在特殊情況下，也可采用兩（多）臺泵同時串聯(lián)或并聯(lián)操作。輸送泥漿或含有固體顆粒及其他雜質(zhì)的泵和一些重要操作崗位用泵應設(shè)有備用泵。對于大型的連續(xù)化流程，可適當提高泵的備用率，而對于間歇操作，泵的維修簡易，操作很成熟的常常不考慮備用泵。4.2標準設(shè)備的選擇(5)校核泵的軸功率。泵的樣本上給定的功率和效率都是用清水試驗出來的，輸送介質(zhì)不是清水時，應考慮密度、粘度等對泵的流量、揚程性能的影響。(6)確定冷卻水或驅(qū)動蒸汽的耗用量。(7)選用電動機。(8)填寫選泵規(guī)格表。4.3非標標準設(shè)備的工藝設(shè)計非標設(shè)備的設(shè)計程序（1）工藝流程上確定設(shè)備的類型：例如真空制鹽需要蒸發(fā)設(shè)備、固液分離設(shè)備等；（2）確定設(shè)備材質(zhì)（3）匯集設(shè)計條件：根據(jù)物料衡算和熱量衡算，確定設(shè)備負荷、轉(zhuǎn)化率和效率要求，確立設(shè)備的工藝操作條件如溫度、壓力、流量、流速、投料方式和投料量、卸料、排渣形式、工作周期等；4.3非標標準設(shè)備的工藝設(shè)計（4）選定設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)型式根據(jù)各類設(shè)備的性能、使用特點和適用的范圍，依據(jù)各類規(guī)范、樣本和說明書、進行權(quán)衡比較，確定該設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)型式。例如確定是用重力沉降、離心沉降等等；（5）設(shè)計設(shè)備的基本尺寸：確定基本外形尺寸，如外徑、高度、攪拌器主要尺寸等；確定設(shè)備的各種工藝附件，如進出料口、排料裝置等；4.3非標標準設(shè)備的工藝設(shè)計（6）向設(shè)備制造設(shè)計(機械設(shè)計)專業(yè)提出設(shè)計條件如材質(zhì)、溫度、壓力、裝載系數(shù)、運轉(zhuǎn)周期、維修安裝要求和設(shè)備開口、支承等等和設(shè)備草圖，由設(shè)備設(shè)計專業(yè)人員根據(jù)各種規(guī)范進行機械設(shè)計、強度設(shè)計和檢驗，提出施工圖等。（7）匯總列出設(shè)備一覽表。

4.3非標標準設(shè)備的工藝設(shè)計4.3.1貯槽的選型及設(shè)計化工生產(chǎn)中原料、中間物料、產(chǎn)品都需要貯存。用于氣體、液體的容積設(shè)備，國內(nèi)己形成了系列標準。貯槽設(shè)計方法：（1）匯集工藝設(shè)計數(shù)據(jù)包括物料衡算和熱量衡算，貯存物料的溫度、壓力、最高使用溫度、最低使用溫度，腐蝕性、毒性、蒸汽壓、壓力，最大使用進出量、貯罐的工藝方案等。4.3非標標準設(shè)備的工藝設(shè)計(2)選擇容器材料對有腐蝕性的物科可選用不銹鋼等金屬材料，在溫度壓力允許時可用非金屬貯罐、搪瓷容器或由鋼制壓力容器襯膠、搪瓷、襯聚四氨乙烯等。(3)容器型式的選用我國已有許多化工貯罐實現(xiàn)了系列化和標準化。在貯罐型式選用時，應盡量選擇已經(jīng)標準化的產(chǎn)品。(4)容積計算（核心）4.3非標標準設(shè)備的工藝設(shè)計①單純用于貯存原料和成品的貯罐：全廠性的貯罐一般主張至少有一個月的耗用量貯存；車間的貯罐一般考慮至少半個月的用量貯存。液體產(chǎn)品貯罐一般設(shè)計至少有一周的產(chǎn)品產(chǎn)量。液體貯罐的裝載系數(shù)通?？蛇_80％；②中間貯罐：一般考慮一晝夜的產(chǎn)量或發(fā)生量；③計量罐：計量罐的容積一般考慮最少為10~15min，多則2h的產(chǎn)量的儲存。計量耀裝載系數(shù)一般只考慮60％~70％；一般儲槽、計量槽取0.8-0.9，攪拌反應器取0.7-0.85，對沸騰操作或易發(fā)泡的反應器取0.4-0.6。高徑比一般取H:D=1-24.3交非標標準馳設(shè)備的工察藝設(shè)計④緩沖罐惱、汽化牛罐：緩沖罐貓的目的陷是使氣蛾體有一頁定數(shù)量藥的積累搖，保持點壓力比咬較穩(wěn)定重，從而罷保證工羽藝流程培中流量心穩(wěn)定。舒其容量煉通常是牌下游設(shè)窮備5~屠10m賓in的憶用量，絕有時可錫以超過催15m僑in的菊用量。汽化罐的泡物料汽化歉空間通常詢是貯罐總升容積的一壩半。汽化袍空間的容葵積大小，厲通常根據(jù)跟物料汽化術(shù)速度來估素計，一般叮希望汽化勺空間足夠主下游崗位委3min置以上的使衰用量，至鈴少在2m幼in左右所。4.3散非標標準企設(shè)備的工豈藝設(shè)計(5)確激定貯罐基互本尺寸(6)毯選擇標尼準型號捎：如沒有呀則自行硬設(shè)計。(7)開租口和支座在設(shè)備上童考慮進料馬、出料、埋溫度、壓涉力(真空律)、放空辯、液面計建、排液、趨放凈以及懂人孔、手蜻孔、吊裝岸等裝置，料并留有一蜓定數(shù)目的戶備用孔。軋立式或臥絡式裙座、遠鞍座、驚三角支肌座等(8)繪受制設(shè)備草冬圖(條件鄙圖)，怨提出設(shè)計僚條件和訂潤貨要求繪制設(shè)頁備容器未的外形購輪廓，濾標注一記切有關(guān)克尺寸，六包括容紗器管口彈的規(guī)格漢，井填擋寫“設(shè)藥計條件塌表”，損由設(shè)備輩專業(yè)的喚人員，凈進行非核標推設(shè)病備設(shè)計瓶。4.3潔非標驚標準設(shè)峽備的工啊藝設(shè)計例1、設(shè)俊計提溴廢串液為原料或蒸發(fā)法生攜產(chǎn)鹵片的事保溫槽（撤蒸發(fā)與制遇片之間銜危接）（1）蒸鳥發(fā)過程為然間歇操作熔，制片過鉗程為連續(xù)輪操作；（2）彈蒸發(fā)器陽的裝料臨容積為呈15m3;（3）保矮溫溫度≥梅125℃（考慮夾能套蒸汽保自溫）設(shè)備一覽非表序號設(shè)備位號設(shè)備名稱及規(guī)格型號材質(zhì)操作參數(shù)單位數(shù)量重量來源備注溫度壓力1234567891011124.3粱非標寄標準設(shè)云備的工清藝設(shè)計4.3欠.2悔蒸發(fā)器儉的選型姜及設(shè)計一、常尾用蒸發(fā)價器的形路式及工么作原理4.3衛(wèi)非標諸標準設(shè)胡備的工費藝設(shè)計4.3背非標標準任設(shè)備的工容藝設(shè)計1-蒸核發(fā)室2-加丸熱室3-循葵環(huán)泵4-下寧循環(huán)管5-上刃循環(huán)管監(jiān)（沸騰產(chǎn)段）進料生蒸汽冷凝水二次蒸摩汽排料4.3百非標標準打設(shè)備的工社藝設(shè)計4.3倆非標稍標準設(shè)潔備的工糾藝設(shè)計二、外靜加熱室辛強制蒸叼發(fā)器的植工藝設(shè)能計4.4蹲化工賭設(shè)備圖化工設(shè)備全圖：化工設(shè)脫備裝配衰圖表達各零成件間的裝梢配聯(lián)接關(guān)勁系、設(shè)備蜻的結(jié)構(gòu)形已狀等。內(nèi)容：一組視掘圖尺寸技術(shù)要達求零件序號紅、明細表標題欄接管口客序號和因管口表設(shè)備技術(shù)稅特性表4.4授化工挽設(shè)備圖一、化霉工設(shè)備撓的結(jié)構(gòu)朋特點設(shè)備主毛殼體以狐回轉(zhuǎn)體吊為主，舊如6；設(shè)備主牲體上有系較多開鉆孔和接遠管口，脅如2、英5；大量采用饞焊接結(jié)構(gòu)尼；較多標準兇零部件，敞如2、4肥、8；結(jié)構(gòu)尺寸魚相差懸殊指。1二、化工手設(shè)備的習急慣表達方飾法1、多雅次旋轉(zhuǎn)擺的表達弟方法2、管騙口方位刃的表達初方法3、細部繁結(jié)構(gòu)的表兆達方法4、斷綢開和分窗段表達較方法1、多次齡旋轉(zhuǎn)的表聰達方法不平行于因基本投影門面的結(jié)構(gòu)視圖、剖款視圖例：吃液面計壟a、人臥孔b注意：應扎避免各結(jié)傘構(gòu)旋轉(zhuǎn)后投影重疊圖例：拉接管d2、管口醋方位的表誦達方法用粗實周線示意際畫出設(shè)諷備管口標注管口縫符號及方董位角圖例：a，b蔬，c，蛇d90°孟，15兄0°，糠225住°，3拼15°3、細部索結(jié)構(gòu)的表銜達方法局部放大練圖（節(jié)點坐圖）必須標欠注名稱朝和繪圖呼比例常用在重焊接接睛頭和法豈蘭聯(lián)接鍬面圖例：設(shè)踏備底座支批承圈采用兩饅個局部礎(chǔ)剖視進次行表達4、斷幟開和分歡段的表旁達方法斷開縮鄰短：設(shè)備過高展或過長，大又具有相薄同結(jié)構(gòu)圖例：屆填料塔斷開處熊為規(guī)格需、排列譜相同的享填料分段表達己：不能用麥斷開方診法，但禁圖幅不起夠圖例：棍填料塔三、化工猴設(shè)備的簡楊化畫法1、標趙準件的奮簡化畫就法2、管法鮮蘭的簡化紐奉畫法3、重南復結(jié)構(gòu)攔的簡化靈畫法1、標篇準件的刊簡化畫予法如電動機沫、人孔、碼液面計等粗實線2、管法命蘭的簡化斑畫法不管何映種型式崇的法蘭嫌，均可簡化強為右圖示閱。3、重復鉛結(jié)構(gòu)的簡曉化畫法（1）希螺孔和蛇螺紋連鵲接件只用中心榴線表示位嚼置（2）求規(guī)則排框列的管悼子只畫出友一根或瞇幾根，柜其余用饅中心線陸表示。（3）按廳規(guī)則排列登的孔方法一賤：用細捧實線畫舌出孔的挑范圍及粗圓心的竿連接線龜；方法二：放只畫出孔邊的范圍線傲，用局部翼放大圖表漏達孔的具公體大小、久間距和排兄列。螺孔（4）曲塔盤及扶其填充勤物塔盤：弊簡化用告粗實線眼表示。填充物炮：同一規(guī)濕格、材丈料和堆灰放方法鮮的填充脈物，在聯(lián)裝配圖稍的剖視仿圖中，掙允許用凝細線“皮X”符脆號表示且。不同規(guī)譯格或堆庭放方法透的填充茫物，必休須分層趕表示?？偨Y(jié)化工設(shè)團備的習間慣表達乏方法1、多搖次旋轉(zhuǎn)職的表達舍方法2、管遮口方位瞞的表達勿方法3、細戶部結(jié)構(gòu)如的表達惹方法4、斷開賞和分段表斤達方法化工設(shè)見備的簡奮化畫法1、標準網(wǎng)件的簡化勾畫法2、管法幣蘭的簡化柔畫法3、重復之結(jié)構(gòu)的簡香化畫法螺孔和對螺紋連而接件規(guī)則排炭列的管眠子按規(guī)則撫排列的針孔塔盤及笑其填充富物第三節(jié)蘇化工吵設(shè)備的監(jiān)尺寸標芳注一、尺死寸基準鹿的選擇設(shè)備筒共體和封柴頭的軸扶線或?qū)ζ品Q中心傲線設(shè)備筒體船和封頭焊臺接時所用趕的環(huán)焊縫化工容帽器中接繭管法蘭杠的密封碰面設(shè)備安貴裝時所赴使用的墾支座底蠻面二、常大見結(jié)構(gòu)甲的尺寸災注法1、筒黨體內(nèi)徑、壁算厚和長度2、封遍頭內(nèi)徑、緒壁厚和醫(yī)高度3、接管徑向：無縫鋼管繞：外徑×侵壁厚Φ13初3×4卷焊鋼管荒：內(nèi)徑、愧壁厚伸出長宵度全部相揀同：“所有護接管伸哄出長度陰為×毫特米“大部分相劑同：“除已注謀明外，其皮余接管的芬伸出長度鞏為×毫購米”Φ133聾×4第四節(jié)炎化工肯設(shè)備圖娛的表格粱與技術(shù)苦要求一、設(shè)粥備管口安表1、管代口符號一律用英垂文小寫字刮母(如a春,b,c僚)，注寫降在管口投速