認(rèn)識化工設(shè)備PPT課件

1、1第一節(jié)第一節(jié) 化工設(shè)備及應(yīng)用化工設(shè)備及應(yīng)用 石化企業(yè)的雄姿 第1頁/共40頁2第2頁/共40頁3第一節(jié)化工設(shè)備及應(yīng)用第一節(jié)化工設(shè)備及應(yīng)用 化工設(shè)備應(yīng)用廣化工設(shè)備應(yīng)用廣泛泛化工設(shè)備是化工工藝的基礎(chǔ), 是實現(xiàn)化工生產(chǎn)的重要工具第3頁/共40頁4第二節(jié) 化工設(shè)備的特點 1.1. 功能原理多樣化 2. 2. 外殼多為壓力容器 3. 3. 化工機械電氣一體化 4. 4. 設(shè)備結(jié)構(gòu)大型化第4頁/共40頁5化工設(shè)備: 是化工工藝的基礎(chǔ), 是實現(xiàn)化工生產(chǎn)的重要工具。壓力容器壓力容器： 承受一定壓力載荷，與外界形成一個封閉系統(tǒng)的外承受一定壓力載荷，與外界形成一個封閉系統(tǒng)的外殼。殼。壓力容器特點壓力容器特點：

2、在高溫、高壓、高真空、低溫、強腐蝕條件下操作，在高溫、高壓、高真空、低溫、強腐蝕條件下操作，工藝條件苛刻和惡劣，工藝條件苛刻和惡劣，安全性要求極高。安全性要求極高。 第5頁/共40頁6壓力容器的安全第6頁/共40頁7壓力容器的安全第7頁/共40頁8第三節(jié) 化工設(shè)備的基本要求1.1.安全可靠性要求安全可靠性要求 化工設(shè)備必須具有足夠的化工設(shè)備必須具有足夠的強度強度和和剛度剛度，良好的，良好的韌性韌性、耐腐蝕性耐腐蝕性和可靠的和可靠的密封性密封性。2.2.工藝條件要求工藝條件要求 工藝性能要求通常包括：反應(yīng)設(shè)備的反應(yīng)速度、換工藝性能要求通常包括：反應(yīng)設(shè)備的反應(yīng)速度、換熱設(shè)備的傳熱量、塔設(shè)備的傳質(zhì)效

3、率、儲存設(shè)備的儲存熱設(shè)備的傳熱量、塔設(shè)備的傳質(zhì)效率、儲存設(shè)備的儲存量等量等。3.3.經(jīng)濟合理性要求經(jīng)濟合理性要求 在滿足工藝要求和安全可靠運行的前提下，要盡量在滿足工藝要求和安全可靠運行的前提下，要盡量作到適用和經(jīng)濟合理。作到適用和經(jīng)濟合理。4.4.便于操作和維護便于操作和維護5.5.環(huán)境保護要求環(huán)境保護要求第8頁/共40頁9 第四節(jié) 壓力容器結(jié)構(gòu)及分類（1 1）P0.1MPaP0.1MPa（2 2）D0.15mD0.15m（3 3）介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于等）介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體于標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體（一）、壓力容器結(jié)構(gòu)第9頁/共40頁10 第四節(jié)

4、 壓力容器結(jié)構(gòu)及分類（一）壓力容器結(jié)構(gòu)第10頁/共40頁11（二）壓力容器分類第四節(jié) 壓力容器結(jié)構(gòu)及分類1、按設(shè)計壓力分類 低壓容器 0.1 MPap1.6 MPa。中壓容器 1.6 MPap10.0 MPa。高壓容器 10.0 MPap100 MPa。超高壓容器 p100 MPa。第11頁/共40頁12第四節(jié) 壓力容器結(jié)構(gòu)及分類（二）壓力容器分類第12頁/共40頁133 3、按工作溫度分類、按工作溫度分類 低溫容器低溫容器 設(shè)計溫度設(shè)計溫度-20-20。常溫容器常溫容器 設(shè)計溫度設(shè)計溫度-20-20200 200 。中溫容器中溫容器 設(shè)計溫度設(shè)計溫度200200450 450 。高溫容器高溫

5、容器 設(shè)計溫度設(shè)計溫度450450 第四節(jié) 壓力容器結(jié)構(gòu)及分類（二）壓力容器分類第13頁/共40頁144 4、按壁厚分類、按壁厚分類 薄壁容器薄壁容器 K=DK=D0 0/D/Di i1.21.2厚壁容器厚壁容器 K=DK=D0 0/D/Di i 1.21.2第四節(jié) 壓力容器結(jié)構(gòu)及分類（二）壓力容器分類第14頁/共40頁155 5、按、按壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程分類分類 第四節(jié) 壓力容器結(jié)構(gòu)及分類（二）壓力容器分類第15頁/共40頁165 5、按、按壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程分類分類 第四節(jié) 壓力容器結(jié)構(gòu)及分類（二）壓力容器分類第16頁/共40頁1

6、7小結(jié)1.化工設(shè)備化工設(shè)備: :是化工工藝的基礎(chǔ)是化工工藝的基礎(chǔ), , 是實現(xiàn)化工生產(chǎn)的是實現(xiàn)化工生產(chǎn)的重要工具重要工具. .2.壓力容器：壓力容器：承受一定壓力載荷，與外界形成一個封閉系統(tǒng)的外承受一定壓力載荷，與外界形成一個封閉系統(tǒng)的外殼。殼。3.壓力容器特點壓力容器特點：在高溫、高壓、高真空、低溫、強腐蝕條件在高溫、高壓、高真空、低溫、強腐蝕條件下操作下操作, 工藝條件苛刻和惡劣，安全性要求極高。工藝條件苛刻和惡劣，安全性要求極高。4.4.化工設(shè)備的基本要求化工設(shè)備的基本要求: : 五條五條5.5.壓力容器結(jié)構(gòu)壓力容器結(jié)構(gòu):基本承壓部件基本承壓部件 六部分六部分6.壓力容器分類壓力容器分類

7、第17頁/共40頁18壓力容器的結(jié)構(gòu)封頭人孔支座筒體管口液位計筒體封頭密封裝置開孔接管支座第18頁/共40頁19第19頁/共40頁20二、壓力容器分類1.按壓力等級分類低壓容器（L） 0.1MPa P1.6MPa中壓容器（M） 1.6MPa P10.0MPa高壓容器（H） 10.0MPa P100MPa 超高壓容器（U） P100MPa3.按容規(guī)分類 壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程，綜合考慮了設(shè)計壓力、幾何容積、材料強度、應(yīng)用場合和介質(zhì)危害程度等影響因素。對容器的設(shè)計、制造、檢驗、使用和管理要求愈高。第20頁/共40頁21第21頁/共40頁22第五節(jié) 壓力容器常用材料及其選擇教學(xué)重點： （1）材料的

8、力學(xué)性能； （2）壓力容器材料的選擇。 教學(xué)難點： 材料的選擇。第22頁/共40頁23（一）、金屬的分類鑄造生鐵金屬黑色金屬有色金屬生鐵鋼煉鋼生鐵合金生鐵第23頁/共40頁24復(fù)習(xí)工程材料知識：“鐵碳合金”由95以上鐵和0.054碳及1左右雜質(zhì)元素所組成合金一般含碳量0.022稱為鋼；大于2稱為鑄鐵；當(dāng)含碳量小于0.02時稱純鐵(工業(yè)純鐵)；含碳量大于4.3的鑄鐵極脆，后二者的工程應(yīng)用價值都很小。 第24頁/共40頁251 1、碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼（1）、普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 代表鋼材屈服點的字母代表鋼材屈服點的字母 屈服點的數(shù)值屈服點的數(shù)值 材料質(zhì)量等級材料質(zhì)量等級符號符號 脫氧方法符號，脫氧方

9、法符號， 常用：常用：Q235BQ235B，Q235CQ235C，Q235AQ235AF F（2 2）、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 較普通碳素結(jié)構(gòu)含較普通碳素結(jié)構(gòu)含S S、P P量較少，表面質(zhì)量較好。量較少，表面質(zhì)量較好。常用：常用：1010、15 15 、20g20g、20R20R和和2020等等第五節(jié) 壓力容器常用材料及其選擇碳鋼特殊性能鋼合金鋼常用三類鋼第25頁/共40頁263 3、特殊性能鋼、特殊性能鋼 主要指不銹耐酸鋼。主要指不銹耐酸鋼。 如：鉻不銹鋼，如如：鉻不銹鋼，如1Cr131Cr13 鉻鎳不銹鋼，如鉻鎳不銹鋼，如0Cr18Ni90Cr18Ni92、合金鋼 在碳素鋼的基礎(chǔ)上加入少量合金元素

10、。特別：鍋爐鋼和容器鋼主要用于殼體或鍋爐承壓元件。常用： 16MnR，15MnVR，18MnMoNb等第26頁/共40頁27 材料在外力材料在外力( (或外加能量或外加能量) )作用下抵抗外力所表現(xiàn)的行為，包括作用下抵抗外力所表現(xiàn)的行為，包括變形和抗力，即在外力作用下不產(chǎn)生超過允許的變形或不被破壞的能變形和抗力，即在外力作用下不產(chǎn)生超過允許的變形或不被破壞的能力。力。第五節(jié) 壓力容器常用材料及其選擇硬度強度塑性韌性固體材料在外力作用下抵抗產(chǎn)生塑性變形和斷裂的特性。1、強度屈服強度s抗拉強度b材料承受載荷作用，當(dāng)載荷不再增加或緩慢增加時，仍繼續(xù)發(fā)生明顯的塑性變形，這種現(xiàn)象就稱為屈服金屬在拉伸條件

11、下，從開始加載到發(fā)生斷裂所能承受的最大應(yīng)力值，叫作抗拉強度。第27頁/共40頁28主要有兩個塑性指標(biāo)： 延伸率 斷面收縮率2、塑性金屬材料在斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力3、韌性表示材料彈塑性變形為斷裂全過程吸收能量的能力，也就是材料抵抗裂紋擴展的能力承受靜載荷抗裂紋擴展的能力缺口敏感性承受動載荷時抗裂紋的能力沖擊韌性4、硬度 金屬材料抵抗其它更硬的物體壓入其內(nèi)的能力。 表示金屬材料在一個小的體積范圍內(nèi)抵抗 彈性變形、塑性變形或破斷的能力。第28頁/共40頁29（二）、1、耐腐蝕性 金屬和合金對周圍介質(zhì)，如大氣、水汽、各種電解液侵蝕的抵抗能力叫做耐腐蝕性。 2、抗氧化性 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的許多

12、高溫化工設(shè)備，在高溫工作條件下，不僅有自由氧的氧化腐蝕過程，還有其他氣體介質(zhì)如水蒸氣，CO2、SO2等的氧化腐蝕作用，因此鍋爐給水中的含氧量和其他介質(zhì)中的硫及其他雜質(zhì)的含量對鋼的氧化是有一定影響的。 第29頁/共40頁30 金屬和合金的加工工藝性能是指鑄造性、可鍛性、可金屬和合金的加工工藝性能是指鑄造性、可鍛性、可焊性、切削加工性、熱處理性能等直接影響化工設(shè)備和零焊性、切削加工性、熱處理性能等直接影響化工設(shè)備和零部件的制造工藝方法，也是選擇材料時必須考慮的因素。部件的制造工藝方法，也是選擇材料時必須考慮的因素。加工工藝性能第30頁/共40頁31l 為滿足工藝要求，材料就具有較好的耐腐蝕能力 第

13、31頁/共40頁32 （1）碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼板碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼板 非壓力容器專用鋼板，但質(zhì)量穩(wěn)定，價格便宜。 Q235-AF、Q235-A、Q235-B、Q235-C，四、壓力容器常用材料第32頁/共40頁33性能指標(biāo)等見書P12表1-2第33頁/共40頁34 鋼管在化工設(shè)備中應(yīng)用也是很多的，如容器殼體上各種接管，管殼式換熱器上的換熱管、加熱爐的爐管等。這些都要求使用無縫鋼管，另外大直徑的無縫鋼管還可直接用來制作容器的殼體。無縫鋼管材料分為四類：碳素鋼、低合金鋼、低合金耐熱鋼、高合金鋼。見P13表第34頁/共40頁35 受力元件，與介質(zhì)接觸。受力情況復(fù)雜，故要求其材料力學(xué)性能要高于殼體。不與介質(zhì)接觸，

14、但承受較大負(fù)荷，故材料機械強度要高，要具有良好的塑性、韌性以及良好的機械加工性能；對高溫和高強度螺栓用鋼，還必須具有良好的抗松弛性、良好的耐熱性以及較低的缺口敏感性；同時，螺栓與螺母需要配套使用，通常螺栓用材料的強度和硬度應(yīng)略高于螺母用材料。螺栓、螺母常用材料見P14表1-4 不與介質(zhì)接觸，但承受整個容器負(fù)荷，選項用鋼性好的材料。如：第35頁/共40頁36 設(shè)備的使用和操作條件；設(shè)備的使用和操作條件； 材料的力學(xué)性能；材料的力學(xué)性能； 材料的焊接和冷熱加工性能；材料的焊接和冷熱加工性能； 設(shè)備的使用功能和制造工藝；設(shè)備的使用功能和制造工藝； 材料的來源與價格材料的來源與價格第36頁/共40頁3

15、7課后思考題1.選擇液氨貯罐材料第37頁/共40頁38第六節(jié) 壓力容器常用規(guī)范簡介 GB150G中國壓力容器方面一部最重要的國家標(biāo)是中國壓力容器方面一部最重要的國家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋼制壓力容器在設(shè)計、制造、檢驗與驗準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋼制壓力容器在設(shè)計、制造、檢驗與驗收方面的要求。收方面的要求。 2 2、GB151G殼式換熱器管殼式換熱器 GB151G管殼式換熱器的國家標(biāo)準(zhǔn)，是管殼式是管殼式換熱器的國家標(biāo)準(zhǔn)，是管殼式換熱器設(shè)計、制造、檢驗與驗收、安裝、試車和維護的基換熱器設(shè)計、制造、檢驗與驗收、安裝、試車和維護的基本依據(jù)。本依據(jù)。3 3、壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程 該規(guī)范是壓力容器安全管理的一個技