《过程设备设计》ppt课件

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1、ProcessEquipmentDesign过程设备设计过程装备与控制工程教研室第1章1.压力容器导言1.1压力容器总体结构1.2压力容器分类1.3压力容器规范标准1.1压力容器总体结构1.1.1压力容器基本组成外壳一般包括筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座和安全附件，其功能是提供能承受一定温度和压力的密闭空间。筒体的作用是提供工艺所需的承压空间，是压力容器最主要的受压元件之一，其内直径和容积往往需由工艺计算确定。需根据筒体的直径、长度和壁厚，确定结构形式。筒体筒体直径较小（一般小于500mm时），可用无缝钢管制作，此时筒体上没有纵焊缝。直径较大时，筒体可用钢板在卷板机上卷成圆筒或用钢板在

2、水压机上压制成两个半圆筒，再用焊缝将两者焊接在一起，形成整圆筒。焊缝的方向和圆筒的纵向，即轴向平行，因此称为纵向焊缝，简称纵焊缝。长度较短的容器可直接在一个圆筒的两端连接封头，构成一个封闭的压力空间，也就制成了一台压力容器外壳。当容器较长时，由于钢板幅面尺寸的限制，需要先用钢板卷焊成若干段筒体（某一段筒体称为一个筒节），再由两个或两个以上筒节组焊成所需长度的筒体。筒节与筒节之间、筒体与端部封头之间的连接焊缝，由于其方向与筒体轴向垂直，因此称为环向焊缝，简称环焊缝。圆柱形筒体按其结构可分为：单层式筒体的器壁在厚度方向是由一整体材料所构成，即器壁只有一层（为防止内部介质腐蚀，衬上的防腐层不包括在

3、内）。单层筒体按制造方式又分为单层卷焊式、整体锻造式、锻焊式等几种。组合式筒体的器壁在厚度方向是由两层或两层以上互不连续的材料构成。组合式筒体按结构和制造方式又可分为多层式和缠绕式两大类缠绕式多层式封头容器不需开启时，可把封头和筒体焊接在一起，从而有效地保证密封，节省材料和减少加工制造的工作量。根据几何形状的不同：封头球形球冠形椭圆形蝶形锥壳平盖凸形封头对于因检修或更换内件的原因而需要多次开启的容器，封头和筒体的连接应采用可拆式的，此时在封头和筒体之间就必须要有一个密封装置。密封装置螺栓法兰连接（简称法兰连接）是一种应用最广的密封装置，它的作用是通过螺栓连接，并通过拧紧螺栓使密封元件压紧而保

4、证密封。法兰按其所连接的部件分为容器法兰和管道法兰。开孔与接管由于工艺要求和检修的需要，常在压力容器的筒体或封头上开设各种大小的孔或安装接管，如人孔、手孔、视镜孔、物料进出口接管，以及安装压力表、液面计、安全阀、测温仪表等接管开孔。筒体或封头上开孔后，开孔部位的强度被削弱，并使该处的应力增大。这种削弱程度随开孔直径的增大而加大，因而容器应尽量减少开孔的数量，尤其要避免开大孔。对容器已开设的孔，还应进行开孔补强设计，以确保所需的强度。1.压力容器导言1.1压力容器总体结构1.2压力容器分类1.3压力容器规范标准1.2压力容器分类压力容器的使用范围广、数量多、工作条件复杂，发生事故所造成的危害程

5、度各不相同。危害程度与多种因素有关，如设计压力、设计温度、介质危害性、材料力学性能、使用场合和安装方式等。危害程度愈高，压力容器材料、设计、制造、检验、使用和管理的要求也愈高。因此，需要对压力容器进行合理分类。1.2.1介质危害性毒性是指某种化学毒物引起机体损伤的能力，用来表示毒物剂量与毒性反应之间的关系。介质危害性指介质的毒性、易燃性、腐蚀性、氧化性等，其中影响压力容器分类的主要是毒性和易燃性。毒性毒性大小一般以化学物质引起实验动物某种毒性反应所需要的剂量来表示。设计压力容器时，依据化学介质的最高容许浓度，中国将化学介质分为极度危害（Ⅰ级）、高度危害Ⅱ级）、中度危害（Ⅲ级）、轻度危害（Ⅳ级

6、）等四个级别。毒性程度对法兰的选用影响很大，主要体现在法兰的公称压力等级上，介质毒性程度愈高，压力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈严重，对材料选用、制造、检验和管理的要求愈高。易燃性可燃气体或蒸气与空气组成混合物，当混合物中可燃气体含量满足完全燃烧条件时，则其燃烧反应最为剧烈。若其含量减少或增加，火焰燃烧速度则会降低，而当浓度低于或高于某一限度值时，就不再燃烧和爆炸。可燃气体或蒸气与空气的混合物遇着明火能够发生爆炸的浓度范围称爆炸浓度极限，爆炸极限一般用可燃气体或蒸气在混合物中的体积百分比来表示。爆炸下限小于10%，或爆炸上限和下限之差值大于等于20%的介质，一般称为易燃介质。易燃介质对压力容器

7、的选材、设计、制造和管理等提出了较高的要求。易燃介质压力容器的所有焊缝（包括角焊缝）均应采用全焊透结构等。压力容器盛装的易燃介质主要指易燃气体和液化气体。1.2.2压力容器分类世界各国规范对压力容器分类的方法各不相同，本节着重介绍中国《压力容器安全技术监察规程》中的分类方法。按压力等级分类内压容器又可按设计压力（p）大小分为四个压力等级，具体划分如下：按承压方式分类，压力容器可分为内压容器与外压容器。低压(代