過程裝備成套技術(shù)01章

1《過程裝備成套技術(shù)》課程簡介

23（一）生產(chǎn)實習(xí)回憶一、問題的提出設(shè)備機器管道控制聯(lián)接起來，最后形成成套裝置。4(二)專業(yè)改革——從“化機”到“過控”化工機械過程裝備與控制工程專業(yè)課《化工容器設(shè)計》《化工機器》《過程設(shè)備設(shè)計》《過程流體機械》《過程裝備成套技術(shù)》側(cè)重點單個容器、機器的設(shè)計，科研與設(shè)計能力較強在單個容器、機器的設(shè)計的基礎(chǔ)上，與化工廠、機械廠的生產(chǎn)實際相結(jié)合，工程訓(xùn)練加強。畢業(yè)分配高校、設(shè)計院或大中型企業(yè)以企業(yè)為主專業(yè)比較5多數(shù)畢業(yè)生分配到過程工業(yè)企業(yè)，所從事的工作主要是成套裝置的管理工作、工程建設(shè)工作。僅僅強調(diào)單個容器、機器的設(shè)計，顯然是不能適應(yīng)目前市場經(jīng)濟的要求，學(xué)生還需要廣泛的工程實踐知識，才可能在企業(yè)中對整個裝置的技術(shù)進行管理。成套裝置這門課程，正好彌補了以前學(xué)生知識的不足。課程從過程工業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)到裝置投產(chǎn)全過程各個階段所涉及的主要技術(shù)問題的基本知識都作了介紹，使學(xué)過本課程的學(xué)生，到企業(yè)后適應(yīng)能力會更強。（三）開設(shè)本門課目的6二、課程內(nèi)容第一章概論第二章工藝開發(fā)與工藝設(shè)計概述——工藝專業(yè)

第三章經(jīng)濟分析與評價——財務(wù)專業(yè)第四章工藝流程設(shè)計及設(shè)備布置設(shè)計——工藝、設(shè)備專業(yè)第五章過程裝置的設(shè)計與選型——設(shè)備專業(yè)第六章管道設(shè)計——管道專業(yè)第七章過程控制工程設(shè)計——儀表專業(yè)第八章絕熱設(shè)計——曖通專業(yè)第九章防腐工程——防腐專業(yè)第十章過程裝備安裝——設(shè)備專業(yè)為主第十一章試車——各專業(yè)7（一）綜合性與實踐性強三、課程的特點從工藝、設(shè)備、電氣、儀表、財務(wù)、土建、管路、曖通、防腐，直到安裝試車，覆蓋了在工廠作為高層技術(shù)管理人員必須掌握的基本知識，橫跨學(xué)科大，知識面廣，是對今后作高級工程技術(shù)管理人員的基本訓(xùn)練。8（二）涉及的專業(yè)課多涉及過控專業(yè)的《過程設(shè)備設(shè)計》、《過程流體機械》專業(yè)課程；涉及工科中的其它各專業(yè)，如管道專業(yè)的專業(yè)課程、工藝、電氣、儀表、曖通、防腐等專業(yè)的專業(yè)課程，還涉及到財務(wù)方面的課程，幾乎每一章展開，就是一個專業(yè)。9（三）涉及的工程建設(shè)中的標準、規(guī)范多比如：僅就第十、十一章來講，就涉及到

化工機器安裝工程施工及驗收通用規(guī)范HG20203-2000《石油化工金屬管道工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50517-2010等設(shè)備、機器、管路安裝與驗收規(guī)范。10

HGJ209-83中低壓化工設(shè)備施工及驗收規(guī)范；

HGJ203-83化工機器設(shè)備安裝施工及驗收規(guī)范（通用規(guī)定）；

HGJ207-83化工用泵安裝工程施工及驗收規(guī)范；

HGJ235-82化工管道施工及驗收規(guī)范；

GB50237-97工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范11四、學(xué)習(xí)中注意的幾個問題理論與實踐相結(jié)合多看參考書與上網(wǎng)樹立“工程觀念”，全局考慮五、成績評定3項作業(yè)12教學(xué)重點：過程工業(yè)的的概念過程工業(yè)的特點過程裝備成套技術(shù)的概念教學(xué)難點：過程工業(yè)裝備成套技術(shù)的工程應(yīng)用狀況典型過程工業(yè)生產(chǎn)過程的具體細節(jié)第一章概述

13（一）產(chǎn)品的分類一、過程工業(yè)與過程裝備成套技術(shù)硬件產(chǎn)品流程性材料產(chǎn)品軟件產(chǎn)品服務(wù)產(chǎn)品產(chǎn)品（如：發(fā)動機機械零件）通常，硬件和流程性材料是有形產(chǎn)品，而軟件或服務(wù)是無形產(chǎn)品。（如：運輸）（如：潤滑油）（如：計算機程序）14(二) 過程工業(yè)1、定義加工制造流程性產(chǎn)品的工業(yè)稱為過程工業(yè)2、特點（1）處理對象：流程性物料。很多生產(chǎn)過程處理的物料為流程性物料，如氣體、液體、粉體等（2）有過程性從原材料到最后產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中要進行一系列的化學(xué)、物理過程，以改變物質(zhì)的狀態(tài)、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)15（3）傳輸性生產(chǎn)過程中，原料和中間反應(yīng)產(chǎn)物往往需要傳輸。那么，從原材料怎樣得到中間產(chǎn)品，又怎樣得到最終產(chǎn)品，即采用什么樣的工藝路途的問題，是我們以后要講的工藝設(shè)計；用什么實物傳輸呢？管道。今后我們以要講管道的問題。（4）密閉性過程工業(yè)中進行的各種化學(xué)、物理過程往往在密閉狀態(tài)下進行。比如氨的合成，氮、氫氣體在合成塔中合成氨是密閉的。16（5）連續(xù)性生產(chǎn)要求連續(xù)運行，除了大檢修設(shè)備外，以及事故停車外，都要連續(xù)生產(chǎn)。四班三倒三班二倒對倒17（6）廣泛性化學(xué)工業(yè)是最傳統(tǒng)、典型的過程工業(yè)，化肥、石油化工、生物化工、制藥、農(nóng)藥、染料、食品、煉油、輕工、熱電、核工業(yè)、公用工程、濕法冶金、環(huán)保等生產(chǎn)過程大都處理流程性物料，處理過程中幾乎都包含改變物質(zhì)的狀態(tài)、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的生產(chǎn)過程。在這些過程中都需要使用多種機器、設(shè)備、管道，如各種型式的壓縮機、泵、換熱設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備、塔設(shè)備、干燥設(shè)備、分離設(shè)備、儲罐、爐窯、管子、管件等，以完成生產(chǎn)過程中的各種化學(xué)反應(yīng)、熱交換、不同成分的分離、各種原料（包括中間產(chǎn)物）的傳輸、氣體壓縮、原料和產(chǎn)品的儲存等。183、完整的過程工業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)在過程工業(yè)中過程裝備是裝置的主體，但只有這些機器、設(shè)備還不能完成生產(chǎn)的全過程，它們之間還要用各種管道連接起來才能形成一個完整的系統(tǒng)，為保證各種機器、設(shè)備正常運行，在關(guān)鍵部位還要設(shè)置各種參數(shù)顯示和控制裝置，如壓力表、溫度計、流量計、液位計或相應(yīng)的自動檢測、控制裝置等.如當(dāng)壓縮機排氣壓力超標時自動打開安全閥，鍋爐、鍋筒液位過高、過低自動報警等，具有自控功能，自動調(diào)整有關(guān)工藝參數(shù)。這樣，構(gòu)成一個完整的過程工業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)，并保持生產(chǎn)正常進行。19（一）成套裝置二、過程裝備成套技術(shù)為了獲得新的產(chǎn)品，就要進行工藝設(shè)計、設(shè)備設(shè)計或選型，管道、儀表、電氣等設(shè)計，最后要安裝、試車，使一套裝置達到預(yù)定的技術(shù)要求和技術(shù)指標后才能投入正常運行。完成所有這些工作所涉及的各項技術(shù)就構(gòu)成了“過程裝備成套技術(shù)”（二）過程裝備成套技術(shù)成套裝置是組成過程工業(yè)的基礎(chǔ)，它通常是一系列的過程機器和過程設(shè)備，按一定的流程方式用管道、閥門等連接起來的一個獨立的密閉連續(xù)系統(tǒng)，再配以必要的控制儀表和設(shè)備，即能平穩(wěn)連續(xù)地把以流體為主的各種流程性材料，讓其在裝置內(nèi)部經(jīng)歷必要的物理化學(xué)過程，創(chuàng)造出人們需要的新的流程性材料產(chǎn)品。20三、過程裝備成套技術(shù)裝置：為實現(xiàn)特定工藝性能所設(shè)計或選定的、并能將具有各種不同性能的眾多部分（生產(chǎn)設(shè)備）有機結(jié)合而成的整體（系統(tǒng)）。煉油化工生產(chǎn)裝置種類2122裝備：用以完成某種生產(chǎn)過程所需的生產(chǎn)工具，即機器、設(shè)備、及各種輔助設(shè)備，配以管道系統(tǒng)的統(tǒng)稱。石化裝備：塔、反應(yīng)設(shè)備、加熱爐、熱交換器、儲罐、管道、壓縮機、泵、分離設(shè)備、成型設(shè)備…2324中海殼牌南海石化項目乙烯裂解裝置急冷油分餾塔長６２米、最大直徑１１米、重９５０噸2526加氫反應(yīng)器27大港石化加氫裂化反應(yīng)器吊裝28加熱爐29管式裂解爐303132333435活塞式壓縮機36活塞式壓縮機37螺桿式壓縮機38離心式壓縮機39風(fēng)機404142聚乙烯擠壓機43硫磺成型機44轉(zhuǎn)鼓真空過濾機45成套裝置四、過程裝備成套技術(shù)

為了獲得新的產(chǎn)品，就要進行工藝設(shè)計、設(shè)備設(shè)計或選型，管道、儀表、電氣等設(shè)計，最后要安裝、試車，使一套裝置達到預(yù)定的技術(shù)要求和技術(shù)指標后才能投入正常運行。完成所有這些工作所涉及的各項技術(shù)就構(gòu)成了“過程裝備成套技術(shù)”。過程裝備成套技術(shù)

成套裝置是組成過程工業(yè)的基礎(chǔ)，它通常是一系列的過程機器和過程設(shè)備，按一定的流程方式用管道、閥門等連接起來的一個獨立的密閉連續(xù)系統(tǒng)，再配以必要的控制儀表和設(shè)備，即能平穩(wěn)連續(xù)地把以流體為主的各種流程性材料，讓其在裝置內(nèi)部經(jīng)歷必要的物理化學(xué)過程，創(chuàng)造出人們需要的新的流程性材料產(chǎn)品。46成套技術(shù)包含的內(nèi)容：設(shè)計：工藝設(shè)計和裝備設(shè)計，要求合理組合。安裝：裝備的就位，要求符合設(shè)計、規(guī)范要求。檢驗試車：調(diào)試技術(shù)性能指標，是正常運行的保證。正常運行：運行管理。47選廠址48礦藏

1.建廠附近礦藏分布及蘊藏量

2.礦物特征及其化學(xué)分析

3.礦層深度，剝離層厚度，掘進深度

4.開采地點，開采情況及其與工廠間距離和運輸條件

5.供給工廠使用的可能性

49地形

1.地理位置地形圖：

2.區(qū)域位置地形圖：

3.廠址地形圖：

4.廠外工程地形圖：廠外鐵路；道路；供水；排水管線；熱力管線；輸電線路；原料，成品輸送廊道等帶狀地形圖

氣溫和溫度

1.各年逐月平均最高、最低及平均氣溫

2.各年逐月極端最高、最低氣溫

3.最熱月的最高干球與濕球溫度

4.各年逐月平均最大最小相對濕度和絕對濕度

5.嚴寒期日數(shù)（溫度在-10℃以下時期）

6.采暖期日數(shù)（溫度在+5℃以下時期）

7.不采暖地區(qū)連續(xù)最冷5天的平均溫度

8.冬季每一天結(jié)凍和春季最后一天解凍的日期

9.歷年一般及最大凍土深度

10.土壤深度在0.7～1m處的最熱月平均溫度

11.最熱月份13時平均溫度及相對濕度

50降水量

1.當(dāng)?shù)夭捎玫挠炅坑嬎愎?/p>

2.歷年和逐月的平均、最大、最小降雨量

3.一晝夜、一小時、十分鐘最大強度降雨量

4.一次暴雨持續(xù)時間及其最大雨量以及連續(xù)最長降雨天數(shù)

5.初、終雪日期、積雪日期、積雪深度、積雪密度

風(fēng)

1.歷年各風(fēng)向頻率（全年、夏季、冬季），靜風(fēng)頻率，風(fēng)玫瑰圖

2.歷年的年、季、月平均及最大風(fēng)速、風(fēng)力

3.風(fēng)的特殊情況，風(fēng)暴、大風(fēng)情況及其原因，山區(qū)小氣候風(fēng)向變化情況

氣壓

1.歷年逐月最高、最低平均氣壓

2.歷年最熱三個月平均氣壓的平均值

51地面水

1.各年逐月一遇最大、最小、平均流量及相應(yīng)水位

2.各年逐月最大、最小平均含沙量及輸砂率、泥沙顆粒級配

3.各年逐月最高、最低平均水溫

4.實測或調(diào)查的最高洪水位，百年、五十年一遇洪水位，洪水淹沒范圍，河道沖淤變化及最大漂浮物

5.河床穩(wěn)定性，河床、河岸變遷情況（沖刷、崩塌、沖積）以及河床特征（泥底、砂底或石底），河床深度及其斷面，流速與水流方向

6.河流上下游10～15km環(huán)境衛(wèi)生情況（人口密度、工廠類別、污水量、污水性質(zhì)、河水污染情況、取水構(gòu)筑物的分布等）

7.有關(guān)部門對計劃取水、排水地點的協(xié)議志批準文件

濱海

1.歷史最高、最低潮水位，最大波浪高，近岸海流資料（實測取得）

2.漲落潮時海域內(nèi)泥砂運動數(shù)量，方向漂沙帶、波浪破碎帶的范圍

3.泥沙顆粒級配及天然容量，海岸變遷情況，水溫情況等

52給水

1.地面水、地下水見地面水、地下水要求部分

2.城市上水道供水時：

①城市管網(wǎng)布置與供水可靠性

②連接點的管徑、座標、標高及保證壓力

③水的物理、化學(xué)和細菌分析，全年水溫狀況

④供水方式，水分，有關(guān)部門協(xié)議排水

1.排入污水的容水體除見地面水要求部分外尚需下列資料：

①容水體稀釋能力，污水排入適合性

②環(huán)保部門對排入污水地點及處理程度的意見

③利用污水灌溉和其它用途情況

交通運輸：鐵路、公路、空運、水運53三通一平54大型設(shè)備運輸55乙烯乙二醇裝置反應(yīng)器吊裝56（一）合成氨工程實例57生產(chǎn)原理N2,H2NH3原料產(chǎn)品流程說明主要設(shè)備主要機器連接控制成套裝置合成塔、冷凝塔、水冷凝器、氨蒸發(fā)器、氨分離器、過濾器循環(huán)壓縮機管子、閥門、彎頭、三通等58（二）制堿提問：①原料、產(chǎn)品、生產(chǎn)原理？②主工藝流程？59（二）制堿提問：①原料、產(chǎn)品、生產(chǎn)原理？②主工藝流程？60（二）制堿61（三）管式爐乙烷裂解制乙烯生產(chǎn)流程圖

圖1.3是管式爐乙烷裂解制乙烯生產(chǎn)流程。乙烯是重要的石油化工基礎(chǔ)原料，主要用于生產(chǎn)聚乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯、乙丙橡膠、乙醇、乙醛、環(huán)氧乙烷、乙二醇等。

原料乙烷和循環(huán)乙烷經(jīng)熱水預(yù)熱后，到裂解爐對流層，加入一定比例的稀釋蒸氣進一步預(yù)熱，然后進入裂解爐輻射段裂解，裂解氣到余熱鍋爐迅速冷卻，再進入聚冷塔進一步冷卻，其中水和重質(zhì)成分冷凝成液體從塔底分出。

冷卻后裂解氣經(jīng)離心式壓縮機壓縮（三段壓縮）送堿洗塔除去酸性氣體。

再進乙炔轉(zhuǎn)換塔除去乙炔，再經(jīng)壓縮機四段增壓后到干燥塔除去水分，接著到乙烯/丙烯冷卻系統(tǒng)，烴類物質(zhì)降溫冷凝，分出氫氣。冷凝液先分出甲烷，再在碳二分餾塔得乙烯產(chǎn)品，乙烯循環(huán)使用。碳三以上成為燃料。流程中機器有離心式壓縮機，設(shè)備有裂解爐、余熱鍋爐和各種塔。

所有機器、設(shè)備之間全部用管子、管件、閥門等連接。

62（四）氨芐青霉素的生產(chǎn)制藥工業(yè)所用生產(chǎn)裝置其實也是以一些機器、設(shè)備為主體，配以管道、管件和一些固體輸送機械構(gòu)成一個完整的生產(chǎn)裝置，如圖1.4氨芐青霉素的生產(chǎn)，其流程見圖1.4?？s合鍋、脫色鍋、成鹽結(jié)晶鍋都是帶攪拌的反應(yīng)釜，離心機、篩粉機都是機器。分離器、壓濾器、干燥箱則是完成某種特定要求的設(shè)備。63（五）分散紅3B生產(chǎn)流程圖圖1.5是顏料分散紅3B的生產(chǎn)流程，主要生產(chǎn)工序為溴化、水解、縮合和后處理，主要設(shè)備是攪拌反應(yīng)釜、噴霧干燥和干燥箱、吸收塔、拼混機，壓濾機等。

64（六）廢有機氯化物中鹽酸的回收廢有機氯化物中鹽酸回收工藝流程包括燃燒、急冷、吸收和除害等工序。所用的設(shè)備歸結(jié)起來就是燃燒爐、塔設(shè)備、換熱設(shè)備和泵。這些設(shè)備也是用管子、管件等連接起來。65總結(jié)

1）過程工業(yè)所有的生產(chǎn)過程都以各種機器和設(shè)備為基礎(chǔ)，伴以不同的輸送手段，同時，大多為連續(xù)生產(chǎn)。不同產(chǎn)品使用的機器和設(shè)備各不相同，根據(jù)它們的作用大致可以分為：反應(yīng)設(shè)備：攪拌反應(yīng)釜、聚合反應(yīng)釜、氨合成塔、管式反應(yīng)器等；塔設(shè)備：吸收塔，氣化塔，脫甲烷塔，碳化塔等；換熱設(shè)備：熱交換器、冷凝器、蒸發(fā)器、空氣預(yù)熱器等；貯存設(shè)備：貯罐、球罐等；工業(yè)爐：燃燒爐、工業(yè)鍋爐；機器：離心機、壓縮機、過濾機、泵。2）各種機器、設(shè)備之間都用管道連接。3）現(xiàn)代大型裝置都使用自控系統(tǒng)。66（一）任務(wù)三、過程裝備成套技術(shù)的主要任務(wù)和基本要求這是一門綜合性、實踐性較強,涉及知識面很寬的課程。希望通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生獲得過程工業(yè)生產(chǎn)裝置建設(shè)有關(guān)的廣泛、全面的基礎(chǔ)知識。（二）要求本課