化工設(shè)備的選型及設(shè)計計算培訓資料

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(wù)：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(yīng)，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(yīng)情況，對供應(yīng)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標標準準設(shè)設(shè)備備的的選選擇擇(1)確確定定泵泵的的型型式式依據(jù)據(jù)物物料料的的性性質(zhì)質(zhì)如如溫溫度度、、粘粘度度、、揮揮發(fā)發(fā)性性、、毒毒性性、、化化學學腐腐蝕蝕性性、、溶溶解解性性和和物物料料是是否否均均一一等等因因素素來來確確定定泵泵的的基基本本型型式式。。例如如：：水水——清清水水泵泵，，鹵鹵水水——化化工工泵泵。。油油類類————油油泵泵等等等等；；流量量大大而而揚揚程程不不高高時時可可選選用用單單級級離離心心泵泵；；流流量量不不大大而而揚揚程程高高的的宜宜選選往往復復泵泵或或多多級級離離心心泵泵；；輸輸送送有有腐腐蝕蝕性性介介質(zhì)質(zhì)，，選選耐耐腐腐蝕蝕泵泵；；輸輸送送昂昂貴貴液液體體、、劇劇毒毒或或具具有有放放射射性性能能的的液液體體選選用用完完全全不不泄泄漏漏、、無無軸軸封封的的屏屏蔽蔽泵泵；；當當要要求求精精確確進進料料時時應(yīng)應(yīng)選選用用計計量量泵泵或或柱柱塞塞泵泵等等。。泵的的用用步步驟驟4.2標標準準設(shè)設(shè)備備的的選選擇擇(2)確確定定選選泵泵的的流流量量和和揚揚程程①流流量量的的確確定定和和計計算算選泵泵時時以以最最大大流流量量為為基基礎(chǔ)礎(chǔ)。。如如果果數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)是是正正常常流流量量，，則則應(yīng)應(yīng)在在正正常常流流量量的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)上上乘乘以以1．．1～～1．．2的的安安全全系系數(shù)數(shù)。。②揚揚程程的的確確定定和和計計算算先計計算算出出所所需需要要的的揚揚程程，，即即用用來來克克服服兩兩端端容容器器的的位能能差差，兩兩端端容容器器上上靜壓壓力力差差，兩兩端端全全系系統(tǒng)統(tǒng)的的管管道道、、管管件件和和裝裝置置的的阻力力損損失失，以以及及兩兩端端(進進口口和和出出口口)的的速速度度差差引引起起的的動能差。揚程值用柏柏努利方程計計算，用米液柱表示。計算出出的揚程一般般要放大5％％—10％。。4.2標準準設(shè)備的選擇擇(3)確定泵泵的安裝高度度?！嬎闼?4)確定泵泵的臺數(shù)和備備用。一般只設(shè)一臺臺泵，在特殊殊情況下，也也可采用兩（（多）臺泵同同時串聯(lián)或并并聯(lián)操作。輸輸送泥漿或含含有固體顆粒粒及其他雜質(zhì)質(zhì)的泵和一些些重要操作崗位位用泵應(yīng)設(shè)有備用泵。對于大型型的連續(xù)化流流程，可適當當提高泵的備備用率，而對對于間歇操作作，泵的維修修簡易，操作作很成熟的常常常不考慮備備用泵。4.2標準準設(shè)備的選擇擇(5)校核泵泵的軸功率。。泵的樣本上給給定的功率和和效率都是用用清水試驗出來的，，輸送介質(zhì)不不是清水時，，應(yīng)考慮密度度、粘度等對對泵的流量、、揚程性能的的影響。(6)確定冷冷卻水或驅(qū)動動蒸汽的耗用用量。(7)選用電電動機。(8)填寫選選泵規(guī)格表。。4.3非標標標準設(shè)備的的工藝設(shè)計非標設(shè)備的設(shè)設(shè)計程序（1）工藝流流程上確定設(shè)設(shè)備的類型：：例如真空制鹽鹽需要蒸發(fā)設(shè)設(shè)備、固液分分離設(shè)備等；；（2）確定設(shè)設(shè)備材質(zhì)（3）匯集設(shè)設(shè)計條件：根據(jù)物料衡算算和熱量衡算算，確定設(shè)備備負荷、轉(zhuǎn)化化率和效率要要求，確立設(shè)設(shè)備的工藝操操作條件如溫溫度、壓力、、流量、流速速、投料方式式和投料量、、卸料、排渣渣形式、工作作周期等；4.3非標標標準設(shè)備的的工藝設(shè)計（4）選定設(shè)備的基基本結(jié)構(gòu)型式式根據(jù)各類設(shè)備備的性能、使使用特點和適適用的范圍，，依據(jù)各類規(guī)規(guī)范、樣本和和說明書、進進行權(quán)衡比較較，確定該設(shè)設(shè)備的基本結(jié)結(jié)構(gòu)型式。例如確定是用重力力沉降、離心心沉降等等；；（5）設(shè)計設(shè)設(shè)備的基本尺尺寸：確定基本外形形尺寸，如外外徑、高度、、攪拌器主要要尺寸等；確確定設(shè)備的各各種工藝附件件，如進出料料口、排料裝裝置等；4.3非標標標準設(shè)備的的工藝設(shè)計（6）向設(shè)備備制造設(shè)計(機械設(shè)計)專業(yè)提出設(shè)設(shè)計條件如材質(zhì)、溫度度、壓力、裝裝載系數(shù)、運運轉(zhuǎn)周期、維維修安裝要求求和設(shè)備開口口、支承等等等和設(shè)備草圖，由設(shè)備設(shè)計計專業(yè)人員根根據(jù)各種規(guī)范范進行機械設(shè)設(shè)計、強度設(shè)設(shè)計和檢驗，，提出施工圖圖等。（7）匯總列列出設(shè)備一覽覽表。4.3非標標標準設(shè)備的的工藝設(shè)計4.3.1貯貯槽的選型型及設(shè)計化工生產(chǎn)中原原料、中間物物料、產(chǎn)品都都需要貯存。。用于氣體、、液體的容積積設(shè)備，國內(nèi)內(nèi)己形成了系列標準。貯槽設(shè)計方法：（1）匯集工工藝設(shè)計數(shù)據(jù)據(jù)包括物料衡算算和熱量衡算算，貯存物料料的溫度、壓壓力、最高使使用溫度、最最低使用溫度度，腐蝕性、、毒性、蒸汽汽壓、壓力，，最大使用進進出量、貯罐罐的工藝方案案等。4.3非標標標準設(shè)備的的工藝設(shè)計(2)選擇容容器材料對有腐蝕性的的物科可選用用不銹鋼等金金屬材料，在在溫度壓力允允許時可用非非金屬貯罐、、搪瓷容器或或由鋼制壓力力容器襯膠、、搪瓷、襯聚聚四氨乙烯等等。(3)容器型型式的選用我國已有許多多化工貯罐實實現(xiàn)了系列化化和標準化。。在貯罐型式式選用時，應(yīng)應(yīng)盡量選擇已已經(jīng)標準化的的產(chǎn)品。(4)容積計計算（核心））4.3非標標標準設(shè)備的的工藝設(shè)計①單純用于貯存存原料和成品品的貯罐：全全廠性的貯罐罐一般主張至至少有一個月月的耗用量貯貯存；車間的的貯罐一般考考慮至少半個個月的用量貯貯存。液體產(chǎn)產(chǎn)品貯罐一般般設(shè)計至少有有一周的產(chǎn)品品產(chǎn)量。液體體貯罐的裝載系數(shù)通常?？蛇_80％％；②中間貯罐：：一般考慮一一晝夜的產(chǎn)量量或發(fā)生量；；③計量罐：計量量罐的容積一一般考慮最少少為10~15min，，多則2h的的產(chǎn)量的儲存存。計量耀裝裝載系數(shù)一般般只考慮60％~70％％；一般儲槽、計計量槽取0.8-0.9，攪拌反應(yīng)應(yīng)器取0.7-0.85，對沸騰操操作或易發(fā)泡泡的反應(yīng)器取取0.4-0.6。高徑比一般取取H:D=1-24.3非標標標準設(shè)備的的工藝設(shè)計④緩沖罐、汽化化罐：緩沖罐的目的的是使氣體有有一定數(shù)量的的積累，保持持壓力比較穩(wěn)穩(wěn)定，從而保保證工藝流程程中流量穩(wěn)定定。其容量通通常是下游設(shè)設(shè)備5~10min的用用量，有時可可以超過15min的用用量。汽化罐的的物料汽汽化空間間通常是是貯罐總總?cè)莘e的的一半。。汽化空空間的容容積大小小，通常常根據(jù)物物料汽化化速度來來估計，，一般希希望汽化化空間足足夠下游游崗位3min以上的的使用量量，至少少在2min左左右。4.3非非標標準設(shè)設(shè)備的工藝藝設(shè)計(5)確定定貯罐基本本尺寸(6)選擇擇標準型號號：如沒有則自自行設(shè)計。。(7)開口口和支座在設(shè)備上考考慮進料、、出料、溫溫度、壓力力(真空)、放空、、液面計、、排液、放放凈以及人人孔、手孔孔、吊裝等等裝置，并并留有一定定數(shù)目的備備用孔。立立式或臥式式裙座、鞍座座、三角支支座等(8)繪制制設(shè)備草圖圖(條件圖圖)，提提出設(shè)計條條件和訂貨貨要求繪制設(shè)備容容器的外形形輪廓，標標注一切有有關(guān)尺寸，，包括容器器管口的規(guī)規(guī)格，井填填寫“設(shè)計計條件表””，由設(shè)備備專業(yè)的人人員，進行行非標推設(shè)設(shè)備設(shè)計。。4.3非非標標準設(shè)設(shè)備的工藝藝設(shè)計例1、設(shè)計計提溴廢液液為原料蒸蒸發(fā)法生產(chǎn)產(chǎn)鹵片的保保溫槽（蒸蒸發(fā)與制片片之間銜接接）（1）蒸發(fā)發(fā)過程為間間歇操作，，制片過程程為連續(xù)操操作；（2）蒸發(fā)發(fā)器的裝料料容積為15m3;（3）保溫溫溫度≥125℃（考慮夾套套蒸汽保溫溫）設(shè)備一覽表表序號設(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非非標標準設(shè)設(shè)備的工藝藝設(shè)計4.3.2蒸發(fā)器器的選型及及設(shè)計一、常用蒸蒸發(fā)器的形形式及工作作原理4.3非非標標準設(shè)設(shè)備的工藝藝設(shè)計4.3非非標標準設(shè)設(shè)備的工藝藝設(shè)計1-蒸發(fā)室室2-加熱室室3-循環(huán)泵泵4-下循環(huán)環(huán)管5-上循環(huán)環(huán)管（沸騰騰段）進料生蒸汽冷凝水二次蒸汽排料4.3非非標標準設(shè)設(shè)備的工藝藝設(shè)計4.3非非標標準設(shè)設(shè)備的工藝藝設(shè)計二、外加熱熱室強制蒸蒸發(fā)器的工工藝設(shè)計4.4化化工設(shè)備圖圖化工設(shè)備圖圖：化工設(shè)備裝裝配圖表達各零件件間的裝配配聯(lián)接關(guān)系系、設(shè)備的的結(jié)構(gòu)形狀狀等。內(nèi)容：一組視圖尺寸技術(shù)要求零件序號、、明細表標題欄接管口序號號和管口表表設(shè)備技術(shù)特特性表4.4化化工設(shè)備圖圖一、化工設(shè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)構(gòu)特點設(shè)備主殼體體以回轉(zhuǎn)體體為主，如如6；設(shè)備主體上上有較多開開孔和接管管口，如2、5；大量采用焊焊接結(jié)構(gòu)；；較多標準零零部件，如如2、4、、8；結(jié)構(gòu)尺寸相相差懸殊。。1二、化工設(shè)設(shè)備的習慣慣表達方法法1、多次旋旋轉(zhuǎn)的表達達方法2、管口方方位的表達達方法3、細部結(jié)結(jié)構(gòu)的表達達方法4、斷開和和分段表達達方法1、多次旋旋轉(zhuǎn)的表達達方法不平行于基基本投影面面的結(jié)構(gòu)視圖、、剖視視圖例：：液面面計a、人人孔b注意：：應(yīng)避避免各各結(jié)構(gòu)構(gòu)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)后投影重重疊圖例：：接管管d2、管管口方方位的的表達達方法法用粗實實線示示意畫畫出設(shè)設(shè)備管管口標注管管口符符號及及方位位角圖例：：a，b，c，d90°°，150°，，225°°，315°3、細細部結(jié)結(jié)構(gòu)的的表達達方法法局部放放大圖圖（節(jié)節(jié)點圖圖）必須標標注名名稱和和繪圖圖比例例常用在在焊接接接頭頭和法法蘭聯(lián)聯(lián)接面面圖例：：設(shè)備備底座座支承承圈采用兩兩個局局部剖剖視進進行表表達4、斷斷開和和分段段的表表達方方法斷開縮縮短：：設(shè)備過過高或或過長長，又又具有有相同同結(jié)構(gòu)構(gòu)圖例：：填料料塔斷開處處為規(guī)規(guī)格、、排列列相同同的填填料分段表表達：：不能用用斷開開方法法，但但圖幅幅不夠夠圖例：：填料料塔三、化化工設(shè)設(shè)備的的簡化化畫法法1、標標準件件的簡簡化畫畫法2、管管法蘭蘭的簡簡化畫畫法3、重重復結(jié)結(jié)構(gòu)的的簡化化畫法法1、標標準件件的簡簡化畫畫法如電動動機、、人孔孔、液液面計計等粗實線線2、管管法蘭蘭的簡簡化畫畫法不管何何種型型式的的法蘭蘭，均可簡簡化為為右圖圖示。。3、重重復結(jié)結(jié)構(gòu)的的簡化化畫法法（1））螺孔孔和螺螺紋連連接件件只用中中心線線表示示位置置（2））規(guī)則則排列列的管管子只畫出出一根根或幾幾根，，其余余用中中心線線表示示。（3））按規(guī)規(guī)則排排列的的孔方法一一：用用細實實線畫畫出孔孔的范范圍及及圓心心的連連接線線；方法法二二：：只只畫畫出出孔孔的的范范圍圍線線，，用用局局部部放放大大圖圖表表達達孔孔的的具具體體大大小小、、間間距距和和排排列列。。螺孔孔（4））塔塔盤盤及及其其填填充充物物塔盤盤：：簡簡化化用用粗粗實實線線表表示示。。填充充物物：：同一一規(guī)規(guī)格格、、材材料料和和堆堆放放方方法法的的填填充充物物，，在在裝裝配配圖圖的的剖剖視視圖圖中中，，允允許許用用細細線線““X””符符號號表表示示。。不同同規(guī)規(guī)格格或或堆堆放放方方法法的的填填充充物物，，必必須須分分層層表表示示。?？偨Y(jié)結(jié)化工工設(shè)設(shè)備備的的習習慣慣表表達達方方法法1、、多多次次旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的的表表達達方方法法2、、管管口口方方位位的的表表達達方方法法3、、細細部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的表表達達方方法法4、、斷斷開開和和分分段段表表達達方方法法化工工設(shè)設(shè)備備的的簡簡化化畫畫法法1、、標標準準件件的的簡簡化化畫畫法法2、、管管法法蘭蘭的的簡簡化化畫畫法法3、、重重復復結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的簡簡化化畫畫法法螺孔孔和和螺螺紋紋連連接接件件規(guī)則則排排列列的的管管子子按規(guī)規(guī)則則排排列列的的孔孔塔盤盤及及其其填填充充物物第三三節(jié)節(jié)化化工工設(shè)設(shè)備備的的尺尺寸寸標標注注一、、尺尺寸寸基基準準的的選選擇擇設(shè)備備筒筒體體和和封封頭頭的的軸軸線線或或?qū)ΨQ稱中中心心線線設(shè)備備筒筒體體和和封封頭頭焊焊接接時時所所用用的的環(huán)環(huán)焊焊縫縫化工工容容器器中中接接管管法法蘭蘭的的密密封封面面設(shè)備備安安裝裝時時所所使使用用的的支支座座底底面面二、、常常見見結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的尺尺寸寸注注法法1、、筒筒體體內(nèi)徑徑、、壁壁厚厚和和長長度度2、、封封頭頭內(nèi)徑徑、、壁壁厚厚和和高高度度3、、接接管管徑向向：：無縫縫鋼鋼管管：：外外徑徑××壁壁厚厚Φ133××4卷焊焊鋼鋼管管：：內(nèi)內(nèi)徑徑、、壁壁厚厚伸出出長長度度全部部相相同同：：“所所有有接接管管伸伸出出長長度度為為××毫毫米米““大部部分分相相同同：：“除除已已注注明明外外，，其其余余接接