化工設計第四章設備設計

1、長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University 主主 要要 內內 容容長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University（一）化工設備的分類（一）化工設備的分類（二）設備設計分類（二）設備設計分類（三）選型和工藝設計的原則（三）選型和工藝設計的原則（四）設備設計方法與步驟（四）設備設計方法與步驟(五五)設備工藝及設備

2、圖的計算機輔助設計設備工藝及設備圖的計算機輔助設計長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University（一）化工設備的分類（一）化工設備的分類q 按標準化可分為標準設備和非標準設備按標準化可分為標準設備和非標準設備q 按設備在生產中所起作用可分為：按設備在生產中所起作用可分為：反應設備反應設備 如合成塔、聚合釜、沸騰爐、反應器如合成塔、聚合釜、沸騰爐、反應器傳質設備傳質設備 如精餾塔、吸收塔、萃取塔、干燥器如精餾塔、吸收塔、萃取塔、干燥器傳熱設備傳熱設備 如蒸發(fā)器、熱交換器、結晶罐如蒸發(fā)器、熱交換器、結晶罐分離設備分離設

3、備 如過濾機、除塵器如過濾機、除塵器電力、動力設備電力、動力設備 如電動機、鍋爐如電動機、鍋爐熱能設備熱能設備 如熱風機如熱風機流體輸送設備流體輸送設備 如離心泵、真空泵如離心泵、真空泵備料設備設備備料設備設備 如破碎機、配料機如破碎機、配料機制泠設備制泠設備 如氨泠機如氨泠機起重運輸設備起重運輸設備 如皮帶運輸機、斗式提升機如皮帶運輸機、斗式提升機長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University（二）設備設計分類（二）設備設計分類1、標準設備選型、標準設備選型如泵、壓縮機、過濾機、離心機和鼓風機等動如泵、壓縮機、過

4、濾機、離心機和鼓風機等動力設備經過專業(yè)設備加工廠精心設計，已經形成力設備經過專業(yè)設備加工廠精心設計，已經形成了系列產品，每一系列又分為許多型號。在設備了系列產品，每一系列又分為許多型號。在設備設計時，只要計算出特征尺寸，如泵的流程和揚設計時，只要計算出特征尺寸，如泵的流程和揚程，就可以通過產品目錄選擇合適的設備。程，就可以通過產品目錄選擇合適的設備。近年來，隨著發(fā)展，一些非標準設備如換熱器、近年來，隨著發(fā)展，一些非標準設備如換熱器、攪拌反應釜和旋風除塵等也成為該行業(yè)的標準設攪拌反應釜和旋風除塵等也成為該行業(yè)的標準設備。備。標準設備，又稱之為定型設備標準設備，又稱之為定型設備長江師范學院長江師范

5、學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University2 2、非標準設備、非標準設備q也稱非定型設備，是需要專門設計的特殊設備也稱非定型設備，是需要專門設計的特殊設備非標設備工藝設計，就是根據(jù)工藝要求，通過工非標設備工藝設計，就是根據(jù)工藝要求，通過工藝計算，提出型式、材料、尺寸和其他要求。再由藝計算，提出型式、材料、尺寸和其他要求。再由化工設備專業(yè)進行機械設計，由有關工廠制造化工設備專業(yè)進行機械設計，由有關工廠制造; ;在設計非標設備時，必須遵循設備設計的有關標在設計非標設備時，必須遵循設備設計的有關標準和規(guī)范等。如塔類設備施工及驗收規(guī)范（準

6、和規(guī)范等。如塔類設備施工及驗收規(guī)范（HGJ HGJ 211-85211-85）; ; 高壓化工靜止設備施工及驗收規(guī)范高壓化工靜止設備施工及驗收規(guī)范（ HGJ 208-35 HGJ 208-35 ）; ; 中、低壓靜止設備施工及驗收中、低壓靜止設備施工及驗收規(guī)范（規(guī)范（ HGJ 2O9-83 HGJ 2O9-83 ）。）。長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University（三）選型和工藝設計的原則（三）選型和工藝設計的原則合理性合理性：滿足工藝要求；：滿足工藝要求；先進性先進性：保持一定的先進水平；：保持一定的先進水平；

7、安全性安全性：無事故隱患；：無事故隱患；經濟性經濟性：投資節(jié)省，易于加工，維修；：投資節(jié)省，易于加工，維修；(5)系統(tǒng)性系統(tǒng)性：通盤考慮，保留適當?shù)挠嗔?；：通盤考慮，保留適當?shù)挠嗔?；長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University（四）設備設計方法與步驟（四）設備設計方法與步驟原料（或進料）與產品（或出料）的流量、原料（或進料）與產品（或出料）的流量、組成、狀態(tài)（溫度、壓力、相態(tài)等）、物化組成、狀態(tài)（溫度、壓力、相態(tài)等）、物化性質、流量波動范圍。性質、流量波動范圍。設計目的、要求，設備功能。設計目的、要求，設備功能。

8、公用工程條件，如冷卻水溫度，加熱蒸汽公用工程條件，如冷卻水溫度，加熱蒸汽壓力，氣溫、濕度等。壓力，氣溫、濕度等。其他特殊要求。其他特殊要求。長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University2 2、調查待設計設備國內外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢、調查待設計設備國內外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢、有關新技術及專利狀況，設計計算方法等。有關新技術及專利狀況，設計計算方法等。4 4、確定方案、確定方案確定設備的操作條件，如溫度、壓力等。確定設備的操作條件，如溫度、壓力等。確定設備結構型式，評比各類設備結構的優(yōu)缺確定設備結構型式，評比各類設備結構的優(yōu)缺

9、點，結合本設計的具體情況，選擇高效、可靠的點，結合本設計的具體情況，選擇高效、可靠的設備型式。設備型式。確定單元設備的流程。確定單元設備的流程。3 3、收集有關物料的物性數(shù)據(jù)、腐蝕性質等。、收集有關物料的物性數(shù)據(jù)、腐蝕性質等。長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University5 5、工藝計算、工藝計算全設備物料與能量衡算。全設備物料與能量衡算。設備特性尺寸計算。設備特性尺寸計算。如：精餾設備的理論級數(shù)、塔徑、塔高如：精餾設備的理論級數(shù)、塔徑、塔高 換熱設備的傳熱面積換熱設備的傳熱面積流體力學計算。流體力學計算。 如流動

10、阻力與操作范圍計算如流動阻力與操作范圍計算長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University6、結構設計、結構設計q在設備型式及主要尺寸已定的基礎上，根據(jù)各在設備型式及主要尺寸已定的基礎上，根據(jù)各種設備常用結構，參考有關資料與規(guī)范，詳細設種設備常用結構，參考有關資料與規(guī)范，詳細設計設備各零部件的結構尺寸。計設備各零部件的結構尺寸。如填料塔要設計液體分布器、再分布器、填料如填料塔要設計液體分布器、再分布器、填料支承、填料壓板和各種接口，各種構件的材料選支承、填料壓板和各種接口，各種構件的材料選擇、壁厚計算，塔板、塔盤等的

11、機械設計各種輔擇、壁厚計算，塔板、塔盤等的機械設計各種輔助結構如支座、保溫支架的設計，總裝配圖及零助結構如支座、保溫支架的設計，總裝配圖及零件圖繪制，設備材料表。件圖繪制，設備材料表。7 7、制造技術要求與規(guī)范、制造技術要求與規(guī)范長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University（五）設備工藝及設備圖的計算機輔助部分（五）設備工藝及設備圖的計算機輔助部分Aspen pluspro/HysyschemCAD作用：作用： 一般設備的選型，動力消耗，基本工藝參一般設備的選型，動力消耗，基本工藝參數(shù)的估計，總體設備尺寸數(shù)的估計

12、，總體設備尺寸長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University（五）設備工藝及設備圖的計算機輔助部分（五）設備工藝及設備圖的計算機輔助部分離心泵離心泵智能選泵軟件智能選泵軟件換熱器換熱器HTRI Xchanger Suite 5.0 塔設備塔設備cup-tower，KG-tower反應器反應器Aspen plus作用作用： 一般設備的選型，動力消耗，基本工藝參數(shù)一般設備的選型，動力消耗，基本工藝參數(shù)的估計，總體設備尺寸的估計，總體設備尺寸長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYa

13、ngtze Normal University（五）設備工藝及設備圖的計算機輔助部分（五）設備工藝及設備圖的計算機輔助部分autoCAD2008版本以上版本以上CAD的二次開發(fā)軟件：的二次開發(fā)軟件： PVCAD,PIDCAD,CMCAD等等作用作用： 繪制完整的設備圖，對于工藝專業(yè)來說繪制完整的設備圖，對于工藝專業(yè)來說只需繪制設備示意簡圖，和提供設備設計條只需繪制設備示意簡圖，和提供設備設計條件單。件單。長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University( (一一) )泵的選用與選擇程序泵的選用與選擇程序長江師范學院長

14、江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University離心泵類型離心泵類型1 - 1 - 泵體；泵體；2 - 2 - 泵蓋；泵蓋；3 - 3 - 葉輪；葉輪；4 - 4 - 軸；軸；5 - 5 - 密封環(huán)；密封環(huán)；6 - 6 - 葉輪螺母；葉輪螺母；7 - 7 - 止動墊圈；止動墊圈；8 - 8 - 軸蓋；軸蓋；9 - 9 - 填料壓蓋；填料壓蓋；10 - 10 - 填料環(huán)；填料環(huán)；11 - 11 - 填料；填料；12 - 12 - 懸架軸承部件懸架軸承部件 清水泵（清水泵（B B、D D、Sh Sh 型）型）廣泛用于工礦企業(yè)、城市給排

15、水和各種水利工程，也可用于廣泛用于工礦企業(yè)、城市給排水和各種水利工程，也可用于輸送各種不含固體顆粒的、物理化學性質類似于水的介質。輸送各種不含固體顆粒的、物理化學性質類似于水的介質。單級單吸式離心清水泵，系列代號為單級單吸式離心清水泵，系列代號為“B”B”，結構簡圖如下：，結構簡圖如下： 化工生產中常用清水泵、耐腐蝕泵、油泵、化工生產中常用清水泵、耐腐蝕泵、油泵、雜質泵、液下泵、屏蔽泵等。雜質泵、液下泵、屏蔽泵等。1.確定泵型確定泵型長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University B B型泵型泵: : 單級單吸懸臂

16、式離心水泵單級單吸懸臂式離心水泵, ,泵體和泵體和泵蓋都是用鑄鐵制成泵蓋都是用鑄鐵制成, ,全系列揚程范圍全系列揚程范圍為為8 898m98m，流量范圍為，流量范圍為4.54.5360m360m3 3/h/h。 8B29A8B29A8 8 泵吸入口直徑泵吸入口直徑, in, in英寸英寸, ,即即8 82525200mm;200mm;B B 單級單吸懸臂式離心水泵單級單吸懸臂式離心水泵; ;29 29 泵的揚程泵的揚程, m;, m;A A 該型號泵的葉輪直徑比基本型號該型號泵的葉輪直徑比基本型號8B298B29的小一級的小一級, ,即基本型號葉輪第一次即基本型號葉輪第一次切削。切削。長江師范

17、學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University型泵型泵: :多級泵，一般自多級泵，一般自2 2級到級到9 9級，最多可到級，最多可到1212級。全系列揚程范圍為級。全系列揚程范圍為1414351m,351m,流量范圍為流量范圍為10.810.8850m850m3 3/h/h。 150D30150D305 5150150泵吸入口直徑（泵吸入口直徑（mmmm）D D 多級泵；多級泵；30 30 單級揚程單級揚程 m;m;5 5 級數(shù)級數(shù); ; 12345671吸入段；吸入段；2中段；中段；3壓出段；壓出段；4軸；軸；5葉輪；葉

18、輪；6導葉；導葉；7軸承部軸承部 長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal UniversityD D 系列多級離心泵系列多級離心泵TSWA 型臥式多級泵TSWATSWA型臥式多級泵型臥式多級泵T T 透平式透平式S S 單吸泵單吸泵W W 介質溫度低于介質溫度低于8080A A 第一次更新第一次更新DL 型立式多級泵長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal UniversitySh型泵：型泵：雙吸泵，全系列揚程范圍為雙吸泵，全系列揚程范圍為9140m，流量范圍，流量

19、范圍為為12012500m3/h。 6sh96 泵吸入口直徑泵吸入口直徑, in英寸英寸,即即625150mm;sh 雙吸式離心水泵雙吸式離心水泵;9 比轉數(shù)被比轉數(shù)被10除后的整數(shù)除后的整數(shù);1泵體；泵體；2泵蓋；泵蓋；3葉輪；葉輪；4泵軸；泵軸； 5密封環(huán)；密封環(huán)；6軸套；軸套；7軸承；軸承；8連軸器連軸器 長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal UniversityS 型單級雙吸離心泵KSY 雙吸中開式離心泵S、SA、SH型單級雙吸中開式離心泵長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYa

20、ngtze Normal UniversityCQ 型磁力驅動泵IH 型化工泵耐腐蝕泵（耐腐蝕泵（F F型）：輸送腐蝕性化工流體必須選用耐腐蝕泵。耐腐型）：輸送腐蝕性化工流體必須選用耐腐蝕泵。耐腐蝕泵所有與流體介質接觸的部件都采用耐腐蝕材料制作。不同材料蝕泵所有與流體介質接觸的部件都采用耐腐蝕材料制作。不同材料耐腐蝕性能不一樣，選用時應多加注意。離心耐腐蝕泵有多種系列，耐腐蝕性能不一樣，選用時應多加注意。離心耐腐蝕泵有多種系列，其中常用的系列代號為其中常用的系列代號為F F。需要特別注意耐腐蝕泵的密封性能，以。需要特別注意耐腐蝕泵的密封性能，以防腐蝕液外泄。操作時還不宜使耐腐蝕泵在高速運轉或出

21、口閥關閉防腐蝕液外泄。操作時還不宜使耐腐蝕泵在高速運轉或出口閥關閉的情況下空轉，以避免泵內介質發(fā)熱加速泵的腐蝕。的情況下空轉，以避免泵內介質發(fā)熱加速泵的腐蝕。 40FM12640 泵吸入口直徑泵吸入口直徑, mm;F 懸臂式耐腐蝕離心泵懸臂式耐腐蝕離心泵;M 與液體接觸部件材料代號與液體接觸部件材料代號(M表示鉻鎳鉬鈦合金鋼表示鉻鎳鉬鈦合金鋼);1 軸封型式代號軸封型式代號(1表示單端面密封表示單端面密封)。長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University F型泵全系列的揚程范圍為型泵全系列的揚程范圍為15105m，

22、流量范圍為，流量范圍為2400m3/h。在。在F后面加一個字母表示材料代號后面加一個字母表示材料代號,以作區(qū)別：以作區(qū)別：H灰口鑄鐵材料，用于輸送濃硫酸?；铱阼T鐵材料，用于輸送濃硫酸。G 高硅鑄鐵材料，用于輸送壓強不高的硫酸或以硫酸為高硅鑄鐵材料，用于輸送壓強不高的硫酸或以硫酸為主的混酸。主的混酸。B 鉻鎳合金鋼材料，用于常溫輸送低濃度的硝酸、氧化鉻鎳合金鋼材料，用于常溫輸送低濃度的硝酸、氧化性酸液、堿液和其它弱腐蝕性液體。性酸液、堿液和其它弱腐蝕性液體。M 鉻鎳鉬鈦合金鋼材料，最適用于硝酸及常溫的高濃度鉻鎳鉬鈦合金鋼材料，最適用于硝酸及常溫的高濃度硝酸。硝酸。S 聚三氟氯乙烯塑料材料，適用于

23、聚三氟氯乙烯塑料材料，適用于90以下的硫酸、硝酸、以下的硫酸、硝酸、鹽酸和堿液。鹽酸和堿液。 耐腐蝕泵（耐腐蝕泵（F F 型）型）長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University油泵（油泵（Y Y 型）：型）： 油泵用于輸送石油及油類產品，油泵系列代號為油泵用于輸送石油及油類產品，油泵系列代號為Y Y。因油類。因油類液體具有易燃、易爆的特點，因此對此類泵密封性能要求較高。液體具有易燃、易爆的特點，因此對此類泵密封性能要求較高。輸送輸送200200以上的熱油時，還需設冷卻裝置。一般軸承和軸封裝以上的熱油時，還需設冷卻裝

24、置。一般軸承和軸封裝置帶有冷卻水夾套。有單吸和雙吸、單級和多級置帶有冷卻水夾套。有單吸和雙吸、單級和多級(2(26 6級級),),全系全系列揚程范圍為列揚程范圍為6060603m,603m,流量范圍為流量范圍為6.256.25500m500m3 3/h/h。 DFAY 型臥式輸油泵100Y1202100 泵吸入口直徑泵吸入口直徑, mm;Y 單吸離心油泵單吸離心油泵; 120 泵的單級揚程泵的單級揚程, m;2 葉輪級數(shù)。葉輪級數(shù)。長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University雜質泵（雜質泵（P P 型）：型）：離

25、心雜質離心雜質泵有多種系列，常分為污水泵有多種系列，常分為污水泵、無堵塞泵、渣漿泵、泥泵、無堵塞泵、渣漿泵、泥漿泵等。這類泵的主要結構漿泵等。這類泵的主要結構特點是葉輪上葉片數(shù)目少，特點是葉輪上葉片數(shù)目少，葉片間流道寬，有的型號泵葉片間流道寬，有的型號泵殼內還襯有耐磨材料。殼內還襯有耐磨材料。 液液下泵：下泵：液下泵是一種立式離心泵，整個液下泵是一種立式離心泵，整個泵體浸入在被輸送的液體貯槽內，通過一泵體浸入在被輸送的液體貯槽內，通過一根長軸，由安放在液面上的電機帶動。由根長軸，由安放在液面上的電機帶動。由于泵體浸沒在液體中，因此軸封要求不高，于泵體浸沒在液體中，因此軸封要求不高，可用于輸送化

26、工過程中各種腐蝕性液體?？捎糜谳斔突み^程中各種腐蝕性液體。 YW YW 型液下式排污型液下式排污泵泵ZW ZW 型自吸式排污型自吸式排污長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University屏蔽泵：屏蔽泵：屏蔽泵是一種無泄漏泵。其結構特點是葉輪直接固屏蔽泵是一種無泄漏泵。其結構特點是葉輪直接固定在電機的軸上，并置于同一密封殼體內?？捎糜谳斔鸵兹级ㄔ陔姍C的軸上，并置于同一密封殼體內?？捎糜谳斔鸵兹家妆?、劇毒或貴重等嚴禁泄漏的液體。易爆、劇毒或貴重等嚴禁泄漏的液體。 DFM DFM 型屏蔽泵型屏蔽泵DFPW DFPW 型屏蔽

27、泵型屏蔽泵長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University屏蔽泵屏蔽泵長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University2.2.確定選泵的流量和揚程確定選泵的流量和揚程流量的確定和計算流量的確定和計算 選泵時以最大流量為基礎。如選泵時以最大流量為基礎。如果數(shù)據(jù)是正常流量，則應根據(jù)工藝情況可能出現(xiàn)的波果數(shù)據(jù)是正常流量，則應根據(jù)工藝情況可能出現(xiàn)的波動，開車和停車的需要等，在正常流量的基礎上乘以動，開車和停車的需要等，在正常流量的基礎上乘以1.l1

28、.l1.21.2的安全系效。的安全系效。揚程的確定和計算揚程的確定和計算 揚程用柏努利方程計算，計算揚程用柏努利方程計算，計算出的揚程不能作為選泵的依據(jù)，一般要放大出的揚程不能作為選泵的依據(jù)，一般要放大5%5%10%10%。3.3.確定泵的安裝高度確定泵的安裝高度必需汽蝕余量必需汽蝕余量 安全量cr)()(NPSHNPSHgpgugpNPSHv2)(21min, 1c長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University允許吸上真空度允許吸上真空度式中式中HsHs泵樣本上查到試驗條件下允許吸上的真空泵樣本上查到試驗條件下允

29、許吸上的真空度度(20,10m(20,10m水柱水柱) )，如果使用條件與此不符，則必須，如果使用條件與此不符，則必須校正。校正。 P P0 0泵操作條件時液面上方壓強泵操作條件時液面上方壓強, ,Pa;Pa; 10 10試驗條件時大氣壓試驗條件時大氣壓,m;,m; 操作條件下液體的密度操作條件下液體的密度, , kg/ m3 0.24 試驗條件下，試驗條件下， 20 20水飽和蒸汽壓水飽和蒸汽壓,m,m長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University4.4.確定泵的臺數(shù)和備用泵確定泵的臺數(shù)和備用泵 按泵的操作臺數(shù)，

30、一般只設一臺泵，在特殊情況下，按泵的操作臺數(shù)，一般只設一臺泵，在特殊情況下，也可采用兩臺泵同時操作。輸送泥漿或含有固體顆粒及也可采用兩臺泵同時操作。輸送泥漿或含有固體顆粒及其他雜質的泵和一些重要崗位用泵應有備用泵。對于大其他雜質的泵和一些重要崗位用泵應有備用泵。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。操作，泵的維修簡易，操作很成熟的常常不考慮備用泵。5.5.校核泵的軸功率。校核泵的軸功率。6.6.選用電動機選用電動機7.7.填寫選泵規(guī)格表。填寫選泵規(guī)格表。長江師范學院長江師范學院1Y

31、angtze Normal UniversityYangtze Normal University8. 8. 離心泵的操作離心泵的操作安裝時，必須使實際安裝高度小于最大安裝高度，安裝時，必須使實際安裝高度小于最大安裝高度，防止氣蝕；防止氣蝕；啟動前先灌水，防止氣縛；啟動前先灌水，防止氣縛；合閘前先關出口閘，使電機在最小功率下啟動，合閘前先關出口閘，使電機在最小功率下啟動，保護電機；保護電機；停泵時也先關出口閘，防止水倒流，葉片反轉，停泵時也先關出口閘，防止水倒流，葉片反轉，并可免去下次啟動時灌水；并可免去下次啟動時灌水；長期停泵，應將泵內的水排空。長期停泵，應將泵內的水排空。長江師范學院長江師

32、范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University 長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal UniversityF型耐腐蝕離心泵性能范圍圖型耐腐蝕離心泵性能范圍圖長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal UniversityF型泵的主要參數(shù)型泵的主要參數(shù)長江師范學院長江師范學院1Yan

33、gtze Normal UniversityYangtze Normal University( (二二) )如何選擇各種類型的化工泵如何選擇各種類型的化工泵 1.1.硫酸硫酸 作為強腐蝕介質之一，硫酸是用途非常廣泛的重作為強腐蝕介質之一，硫酸是用途非常廣泛的重要工業(yè)原料。不同濃度和溫度的硫酸對材料的腐蝕差要工業(yè)原料。不同濃度和溫度的硫酸對材料的腐蝕差別較大，對于濃度在別較大，對于濃度在80%80%以上、溫度小于以上、溫度小于8080的濃硫的濃硫酸，碳鋼和鑄鐵有較好的耐蝕性，但它不適合高速流酸，碳鋼和鑄鐵有較好的耐蝕性，但它不適合高速流動的硫酸，不適用作泵閥的材料；普通不銹鋼如動的硫酸，不適用

34、作泵閥的材料；普通不銹鋼如304304（0Cr18Ni90Cr18Ni9）、）、316316（0Cr18Ni12Mo2Ti0Cr18Ni12Mo2Ti）對硫酸介質）對硫酸介質也用途有限。因此輸送硫酸的泵閥通常采用高硅鑄鐵也用途有限。因此輸送硫酸的泵閥通常采用高硅鑄鐵（鑄造及加工難度大）、高合金不銹鋼（鑄造及加工難度大）、高合金不銹鋼（2020號合金）號合金）制造。氟塑料具有較好的耐硫酸性能，采用襯氟泵制造。氟塑料具有較好的耐硫酸性能，采用襯氟泵（F46F46）是一種更為經濟的選擇。）是一種更為經濟的選擇。 長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtz

35、e Normal University 2.2.鹽酸鹽酸 決大多數(shù)金屬材料都不耐鹽酸腐蝕（包括決大多數(shù)金屬材料都不耐鹽酸腐蝕（包括各種不銹鋼材料），含鉬高硅鐵也僅可用于各種不銹鋼材料），含鉬高硅鐵也僅可用于5050、30%30%以下鹽酸。和金屬材料相反，絕大多數(shù)非金屬材料對以下鹽酸。和金屬材料相反，絕大多數(shù)非金屬材料對鹽酸都有良好的耐腐蝕性，所以內襯橡膠泵和塑料泵鹽酸都有良好的耐腐蝕性，所以內襯橡膠泵和塑料泵（如聚丙烯、氟塑料等）是輸送鹽酸的最好選擇。（如聚丙烯、氟塑料等）是輸送鹽酸的最好選擇。 3.3.硝酸硝酸 一般金屬大多在硝酸中被迅速腐蝕破壞，一般金屬大多在硝酸中被迅速腐蝕破壞，不銹鋼是

36、應用最廣的耐硝酸材料，對常溫下一切濃度不銹鋼是應用最廣的耐硝酸材料，對常溫下一切濃度的硝酸都有良好的耐蝕性，值得一提的是含鉬的不銹的硝酸都有良好的耐蝕性，值得一提的是含鉬的不銹鋼（如鋼（如316316、316L316L）對硝酸的耐蝕性不優(yōu)于普通不銹鋼）對硝酸的耐蝕性不優(yōu)于普通不銹鋼（如（如304304、321321），有時甚至不如。而對于高溫硝酸，），有時甚至不如。而對于高溫硝酸，通常采用鈦及鈦合金材料。通常采用鈦及鈦合金材料。 長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University 4.4.醋酸醋酸 它是有機酸中腐蝕性最

37、強的物質之一，它是有機酸中腐蝕性最強的物質之一，普通鋼鐵在一切濃度和溫度的醋酸中都會嚴重腐普通鋼鐵在一切濃度和溫度的醋酸中都會嚴重腐蝕，不銹鋼是優(yōu)良的耐醋酸材料，含鉬的蝕，不銹鋼是優(yōu)良的耐醋酸材料，含鉬的316316不不銹鋼還能適用于高溫和稀醋酸蒸汽。對于高溫高銹鋼還能適用于高溫和稀醋酸蒸汽。對于高溫高濃醋酸或含有其它腐蝕介質等苛刻要求時，可選濃醋酸或含有其它腐蝕介質等苛刻要求時，可選用高合金不銹鋼或氟塑料泵。用高合金不銹鋼或氟塑料泵。 5.5.堿（氫氧化鈉）堿（氫氧化鈉） 鋼鐵廣泛應用于鋼鐵廣泛應用于8080以下、以下、30%30%濃度內的氫氧化鈉溶液，也有許多工廠在濃度內的氫氧化鈉溶液，也

38、有許多工廠在100100、75%75%以下時仍采用普通鋼鐵，雖然腐蝕增以下時仍采用普通鋼鐵，雖然腐蝕增加，但經濟性好。普通不銹鋼對堿液的耐蝕性與加，但經濟性好。普通不銹鋼對堿液的耐蝕性與鑄鐵相比沒有明顯優(yōu)點，只要介質中容許少量鐵鑄鐵相比沒有明顯優(yōu)點，只要介質中容許少量鐵份摻入不推薦采用不銹鋼。對于高溫堿液多采用份摻入不推薦采用不銹鋼。對于高溫堿液多采用鈦及鈦合金或者高合金不銹鋼。鈦及鈦合金或者高合金不銹鋼。長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University6 6. .氨（氫氧化氨）氨（氫氧化氨） 大多數(shù)金屬和非金屬在液

39、氨及氨水（氫氧大多數(shù)金屬和非金屬在液氨及氨水（氫氧化氨）中的腐蝕都很輕微，只有銅和銅合金不化氨）中的腐蝕都很輕微，只有銅和銅合金不宜使用。宜使用。7.7.鹽水（海水）鹽水（海水） 普通鋼鐵在氯化鈉溶液和海水、咸水中腐普通鋼鐵在氯化鈉溶液和海水、咸水中腐蝕率不太高，一般須采用涂料保護；各類不銹蝕率不太高，一般須采用涂料保護；各類不銹鋼也有很低的均勻腐蝕率，但可能因氯離子而鋼也有很低的均勻腐蝕率，但可能因氯離子而引起局部性腐蝕，通常采用引起局部性腐蝕，通常采用316316不銹鋼較好不銹鋼較好。 長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal

40、 University8.醇類、酮類、酯類、醚類醇類、酮類、酯類、醚類 常見的醇類介質有甲醇、乙醇、乙二醇、常見的醇類介質有甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇等，酮類介質有丙酮、丁酮等，酯類介質丙醇等，酮類介質有丙酮、丁酮等，酯類介質有各種甲酯、乙酯等，醚類介質有甲醚、乙醚、有各種甲酯、乙酯等，醚類介質有甲醚、乙醚、丁醚等，它們基本沒有腐蝕性，常用材料均可丁醚等，它們基本沒有腐蝕性，常用材料均可適用，具體選用時還應根據(jù)介質的屬性和相關適用，具體選用時還應根據(jù)介質的屬性和相關要求做出合理選擇。另外值得注意的是酮、酯、要求做出合理選擇。另外值得注意的是酮、酯、醚對多種橡膠有溶解性，在選擇密封材料時避醚對多種

41、橡膠有溶解性，在選擇密封材料時避免出錯。免出錯。 長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University（三）選擇示例（三）選擇示例1、離心耐酸泵選擇示例、離心耐酸泵選擇示例長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University即計算流量即計算流量Q e和揚程和揚程He, 其計算思路如下其計算思路如下:Qe=1.5Qmax=1.5體積流量體積流量=1.5質量流量密度質量流量密度He=1.1Hmax有用功有用功eg柏努利方程柏努利方程選擇計算選擇計算22

42、2121e21fppuuW(ZZ )gh2 )2()2(22uudlhhhfff直管阻力根據(jù)根據(jù)e ed d（相對粗糙度）圖查出（相對粗糙度）圖查出，為局部阻力系數(shù)之和為局部阻力系數(shù)之和長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University其計算過程其計算過程:已知已知Z1=0;Z2=15m p1=0(表壓表壓);p2=0.19.81104=9810N/m2 (表壓表壓)smAwuus/35. 1)081. 0(412003600/30000; 0221硝基苯的粘度為硝基苯的粘度為2.1cP,所以所以62500101 .2

43、120035.1081.03duRe不銹鋼的絕對粗糙度不銹鋼的絕對粗糙度0.2mm,0.2mm,故故相對粗糙度相對粗糙度 /d=0.2/81=0.00247/d=0.2/81=0.00247長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University由由ed圖查出圖查出0.0027hf=(貯槽進入管中孔板閥門彎頭）貯槽進入管中孔板閥門彎頭） 0.51+8.251+0.172+0.754=12.09235. 109.1235. 1081. 045027. 022fhkgJ /73.24kgJWe/1817 .24235. 1120

44、0981081. 9152Qe=1.5Qmax=1.5體積流量體積流量=1.5質量流量密度質量流量密度=1.5 30000/1200=37.5m3/h He=1.1Hmax=1.1eg=1.1181/9.81=20.3m長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University由由ed圖查出圖查出0.0027hf=(貯槽進入管中孔板閥門彎頭）貯槽進入管中孔板閥門彎頭） 0.51+8.251+0.172+0.754=12.09235. 109.1235. 1081. 045027. 022fhkgJ /73.24kgJWe/18

45、17 .24235. 11200981081. 9152Qe=1.5Qmax=1.5體積流量體積流量=1.5質量流量密度質量流量密度=1.5 30000/1200=37.5m3/h He=1.1Hmax=1.1eg=1.1181/9.81=20.3m長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University選擇型號選擇型號因輸送管材是不銹鋼的因輸送管材是不銹鋼的, ,所以泵過流部件零件也應為不銹所以泵過流部件零件也應為不銹鋼制造鋼制造F F型耐腐蝕離心泵是這種材質的型耐腐蝕離心泵是這種材質的, ,其性能范圍其性能范圍: :流量

46、流量Q Q為為2 2400m400m3 3/h;/h;揚程揚程H H為為1515105m105m所選泵的流量和揚程在其性能范圍內所選泵的流量和揚程在其性能范圍內p查查F F型泵性能范圍圖型泵性能范圍圖, ,得具體型號為得具體型號為80F-2480F-24從泵類產品樣本查可知該泵的主要參數(shù)從泵類產品樣本查可知該泵的主要參數(shù): :轉速轉速n=2960r/min,n=2960r/min,允許吸上高度允許吸上高度H HS S=5.0=5.06.0;6.0;效率效率=64=6472%;72%;軸功率為軸功率為3.843.845.35kw;5.35kw;所配電機功率為所配電機功率為7.5kw7.5kw長江

47、師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal UniversityF型耐腐蝕離心泵性能范圍圖型耐腐蝕離心泵性能范圍圖長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal UniversityF型泵的主要參數(shù)型泵的主要參數(shù)長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University選擇驗算選擇驗算泵的理論功率：泵的理論功率：KWgQHNeee49. 281. 9120036005 .373 .20泵的實際功率泵的實際功率：K

48、WNNe89. 364. 049. 2則在軸功率范圍內，故選擇適合。則在軸功率范圍內，故選擇適合。20時，硝基苯的運動粘度為時，硝基苯的運動粘度為smSPa/1075. 11200101 . 263p故粘度對流量、揚程和效率的影響，可忽略不計，所選故粘度對流量、揚程和效率的影響，可忽略不計，所選80F-24型耐型耐腐蝕離心泵是適合的腐蝕離心泵是適合的.20cSt長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University( (二二) )換熱設備的設計和選用換熱設備的設計和選用長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal

49、 UniversityYangtze Normal University1. 1. 按作用原理分按作用原理分(1)(1)直接接觸式換熱器直接接觸式換熱器( (混和式換熱器混和式換熱器) ) 冷、熱流體直接接觸，相互混和傳遞熱量。特冷、熱流體直接接觸，相互混和傳遞熱量。特點是結構簡單，傳熱效率高。點是結構簡單，傳熱效率高。 適于冷、熱流體允許混和的場合。適于冷、熱流體允許混和的場合。 如如涼水塔、洗滌塔、文氏管及噴射冷凝器涼水塔、洗滌塔、文氏管及噴射冷凝器等。等。換熱器的分類換熱器的分類長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal Un

50、iversity(2)2)蓄熱式換熱器蓄熱式換熱器( (回流式換熱器、回流式換熱器、蓄熱器蓄熱器) ) 冷、熱流體交替與固體蓄熱體冷、熱流體交替與固體蓄熱體發(fā)生傳熱接觸發(fā)生傳熱接觸, ,從而達到換熱從而達到換熱的目的。特點是結構簡單，可的目的。特點是結構簡單，可耐高溫，體積龐大，不能完全耐高溫，體積龐大，不能完全避免兩種流體的混和。避免兩種流體的混和。 適于高溫氣體熱量的回收或冷適于高溫氣體熱量的回收或冷卻。卻。 如回轉式空氣預熱器。如回轉式空氣預熱器。熱流體熱流體冷流體冷流體長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal Univer

51、sity(3)(3)間壁式換熱器間壁式換熱器( (表面式換熱器、間接式換熱器表面式換熱器、間接式換熱器) ) 冷、熱流體被固體壁面隔開，互不接觸，熱量由熱流體冷、熱流體被固體壁面隔開，互不接觸，熱量由熱流體通過壁面?zhèn)鬟f給冷流體。形式多樣，應用廣泛。通過壁面?zhèn)鬟f給冷流體。形式多樣，應用廣泛。 適于冷、熱流體不允許混和的場合。適于冷、熱流體不允許混和的場合。 如各種管殼式、板式結構的換熱器。如各種管殼式、板式結構的換熱器。2 .2 .按用途分按用途分( (1)1)加熱器加熱器：用于把流體加熱到所需溫度，被加熱流體在加：用于把流體加熱到所需溫度，被加熱流體在加熱過程中不發(fā)生相變。熱過程中不發(fā)生相變。

52、(2)(2)預熱器預熱器：用于流體的預熱，以提高整套工藝裝置的效率。：用于流體的預熱，以提高整套工藝裝置的效率。(3)(3)過熱器過熱器：用于加熱飽和蒸汽，使其達到過熱狀態(tài)。：用于加熱飽和蒸汽，使其達到過熱狀態(tài)。(4)(4)蒸發(fā)器蒸發(fā)器：用于加熱液體，使其蒸發(fā)汽化。：用于加熱液體，使其蒸發(fā)汽化。(5)(5)再沸器再沸器：用于加熱已被冷凝的液體，使其再受熱汽化。：用于加熱已被冷凝的液體，使其再受熱汽化。為蒸餾過程專用設備。為蒸餾過程專用設備。(6)(6)冷卻器冷卻器：用于冷卻流體，使其達到所需溫度。：用于冷卻流體，使其達到所需溫度。(7)(7)冷凝器冷凝器：用于冷卻凝結性飽和蒸汽，使其放出潛熱而

53、凝：用于冷卻凝結性飽和蒸汽，使其放出潛熱而凝結液化。結液化。長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University3. 3. 按傳熱面形狀和結構分按傳熱面形狀和結構分(1)(1)管式換熱器管式換熱器 通過管子壁面進行傳熱的換熱器。按傳熱管的結通過管子壁面進行傳熱的換熱器。按傳熱管的結構形式可分為管殼式換熱器、蛇管式換熱器、套構形式可分為管殼式換熱器、蛇管式換熱器、套管式換熱器、翅片式換熱器等。應用最廣。管式換熱器、翅片式換熱器等。應用最廣。(2)(2)板式換熱器板式換熱器 通過板面進行傳熱的換熱器。按傳熱板的結構形通過板面

54、進行傳熱的換熱器。按傳熱板的結構形式可分為平板式、螺旋板式、板翅式、熱板式換式可分為平板式、螺旋板式、板翅式、熱板式換熱器等。熱器等。(3)(3)特殊形式換熱器特殊形式換熱器 根據(jù)工藝特殊要求而設計的具有特殊結構的換熱根據(jù)工藝特殊要求而設計的具有特殊結構的換熱器。如回轉式、熱管、同流式換熱器等。器。如回轉式、熱管、同流式換熱器等。長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University4. 4. 按所用材料分按所用材料分(1)(1)金屬材料換熱器金屬材料換熱器 由金屬材料加工制成的換熱器。常用的材料有由金屬材料加工制成的換熱

55、器。常用的材料有碳鋼、合金鋼、銅及銅合金、鋁及鋁合金、鈦碳鋼、合金鋼、銅及銅合金、鋁及鋁合金、鈦及鈦合金等。因金屬材料導熱系數(shù)大，故此類及鈦合金等。因金屬材料導熱系數(shù)大，故此類換熱器的傳熱效率高。換熱器的傳熱效率高。(2)(2)非金屬材料換熱器非金屬材料換熱器 有非金屬材料制成的換熱器。常用的材料有石有非金屬材料制成的換熱器。常用的材料有石墨、玻璃、塑料、陶瓷等。因非金屬材料導熱墨、玻璃、塑料、陶瓷等。因非金屬材料導熱系數(shù)較小，故此類換熱器的傳熱效率較低。常系數(shù)較小，故此類換熱器的傳熱效率較低。常用于具有腐蝕性的物系。用于具有腐蝕性的物系。長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal

56、 UniversityYangtze Normal University1.1.管式換熱器的結構形式管式換熱器的結構形式(1)(1)列管式換熱器列管式換熱器( (管殼式換熱器管殼式換熱器) ) 結構緊湊，單位體積所具有的傳熱面積較大結構緊湊，單位體積所具有的傳熱面積較大(40(40150m150m2 2/m/m3 3) )，傳熱效果好，適應性強，操作彈，傳熱效果好，適應性強，操作彈性大，尤其適用于高溫、高壓和大型裝置中，是性大，尤其適用于高溫、高壓和大型裝置中，是管式換熱器中應用最普遍的換熱器。管式換熱器中應用最普遍的換熱器。 在列管式換熱器中，當兩流體的溫度差超過在列管式換熱器中，當兩流體的

57、溫度差超過5050時，就應從結構上考慮熱膨脹的影響，采取時，就應從結構上考慮熱膨脹的影響，采取相應的熱補償措施。根據(jù)熱補償方法的不同，列相應的熱補償措施。根據(jù)熱補償方法的不同，列管式換熱器分為三種形式：管式換熱器分為三種形式： 換熱器的結構形式換熱器的結構形式長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University固定管板式換熱器固定管板式換熱器長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal

58、UniversityYangtze Normal UniversityU型管換熱器型管換熱器長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University浮頭式換熱器浮頭式換熱器長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal

59、University2. 蛇管式換熱器蛇管式換熱器(1)(1)沉浸式蛇管換熱器沉浸式蛇管換熱器 優(yōu)點優(yōu)點: :結構簡單，制造方便，結構簡單，制造方便，能承受高壓，可用耐腐蝕材料能承受高壓，可用耐腐蝕材料制造。制造。 缺點缺點: :容器內液體湍動程度容器內液體湍動程度低，管外對流傳熱系數(shù)小，傳低，管外對流傳熱系數(shù)小，傳熱效果可通過增設攪拌提高，熱效果可通過增設攪拌提高，此外傳熱面積有限，主要用于此外傳熱面積有限，主要用于傳熱量不大的容器中。傳熱量不大的容器中。長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University(2)噴淋式

60、蛇管換熱器噴淋式蛇管換熱器 優(yōu)點：傳熱效果較沉浸式好，傳熱面積大而且優(yōu)點：傳熱效果較沉浸式好，傳熱面積大而且可以改變，檢修和清洗方便?？梢愿淖儯瑱z修和清洗方便。 缺點：噴淋不易均勻。缺點：噴淋不易均勻。 主要用于管內流體的冷卻，常設置在室外空氣主要用于管內流體的冷卻，常設置在室外空氣流通處。流通處。長江師范學院長江師范學院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University3.套管式換熱器套管式換熱器優(yōu)點優(yōu)點:結構簡單，能耐高壓，傳熱面積易于增減；結構簡單，能耐高壓，傳熱面積易于增減；缺點缺點:是設備結構不緊湊，金屬耗用量大是設備結構不緊湊，金