绪论及压力容器导言

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1、过程设备设计主讲教师：方书起、马晓建fangsq@zzu.edu.cn郑州大学化工与能源学院（2012）9.10～12.28绪论过程设备设计绪论一、什么是《过程设备设计》1、过程（工艺，Process）：从原料到产品的一系列加工处理步骤。如粉碎、混合、分离、传热、反应等操作。2、过程设备（设备，Equipment）：用来满足过程工艺要求的装置。如储罐、换热器、反应器、塔器等。3、设计：构思施工图4、工艺与设备之间的关系：设备为工艺服务，工艺需要设备来完成。过程设备设计郑州大学化工与能源学院过程设备是一个非常广义的概念，可以说覆盖各行各业，有静设备和动设备之分。本课程只介绍静设备：储存

2、设备（C、球罐为B）换热设备（E）分离设备（S）反应设备（R）《过程设备设计》是一门涉及多门学科、综合性很强的课程。过程设备设计绪论郑州大学化工与能源学院二、过程设备的特点随着科学技术的发展，过程设备向多功能、大型化、成套化和专业化方向发展，呈现出以下特点：1、功能原理多种多样：是典型的非标设备。2、化机电一体化；3、外壳一般为压力容器；4、工作条件苛刻；5、用材多种多样。过程设备设计绪论郑州大学化工与能源学院过程设备设计绪论三、过程设备的基本要求1、满足过程要求功能要求、寿命要求。2、安全可靠强度、刚度、稳定性韧性：材料断裂前吸收变形能量的能力。密封性：设备防止介质或空气泄漏的能力

3、，分为内泄漏和外泄漏。3、经济性好4、易于操作、维护和控制郑州大学化工与能源学院四、过程设备设计程序设计是过程设备诞生的第一道工序；基本设计步骤（1）需求分析和目标界定（前期准备工作）；（2）总体结构设计；（3）零部件结构设计；（4）参数确定；（5）强度、刚度、稳定性计算等；（6）施工图设计、计算书及说明书编制等。过程设备设计绪论郑州大学化工与能源学院课程性质专业课（4×16学时，6（4）？学分）考试课程学习方式学生自学为主+教师授课为辅郑州大学化工与能源学院过程设备设计绪论要求上课不能迟到、早退作业按时独立完成上课关闭手机、不能吃东西成绩评定考试成绩为主、参考平时成绩过程设备设计郑

4、州大学化工与能源学院绪论第1章压力容器导言过程设备设计第1.1节压力容器总体结构第1章压力容器导言过程设备设计图1-1压力容器的总体结构第1-1节压力容器总体结构郑州大学化工与能源学院第1-1节压力容器总体结构过程设备设计一、压力容器的基本组成是典型的板、壳组合而成的焊接结构。板：圆平板—平盖（或平板封头）；环形板—R0－Ri≥10δn；环—R0－Ri≤10δn(如法兰)；弹性基础圆平板—管板。郑州大学化工与能源学院过程设备设计壳：圆柱壳—圆柱形筒体（圆筒）椭球壳+圆柱壳—椭圆形封头球壳—球罐（球形封头）球壳+环壳+圆柱壳—碟形封头锥壳—锥形封头、变径段环形板+环壳—膨胀节主要结构壳

5、和板通过不同的组合和焊接（或其它连接）可以组成各种各样的压力容器外壳。第1-1节压力容器总体结构郑州大学化工与能源学院过程设备设计压力容器=（设备）下面结合一台卧式容器来说明压力容器的基本组成：外壳+支座+密封元件+安全附件+其它零部件第1-1节压力容器总体结构郑州大学化工与能源学院过程设备设计图1-1压力容器的总体结构第1-1节压力容器总体结构郑州大学化工与能源学院过程设备设计（1）筒体—常用的结构主要压力空间（贮存物料、完成反应）压力容器主要的受压元件之一。其内径和容积由工艺计算确定。筒体直径小时（≤300～400mm），常用无缝钢管制作，筒体上无纵焊缝。筒体直径大时，筒体一般要

6、卷焊而成。有纵焊缝（一条或若干条）和环焊缝，一个或若干个筒节组焊成所需长度的筒体。第1-1节压力容器总体结构郑州大学化工与能源学院过程设备设计筒体的两种结构形式：①单层式筒体：筒体的壁面在厚度方向上是由一整体材料构成，也就是壁面只有一层（衬里不算）。按制造方式分：单层卷焊式、整体锻造式、锻焊式等几种。②组合式（非单层式）筒体：壁面在厚度方向上是由两层或两层以上互不连续的材料构成的。按制造方式分：多层式、缠绕式（绕板、绕带、绕丝等）两大类。第1-1节压力容器总体结构郑州大学化工与能源学院过程设备设计（2）封头：即容器的端盖。结构形式（按几何形状分）：凸形封头：球形、椭圆形、碟形、球冠

7、形封头；锥形封头：平盖封头：封头与筒体的连接方式：焊接（不可拆连接）：大型容器或内部不需检修的容器；法兰连接（可拆连接）：内部需要检修，有密封结构。第1-1节压力容器总体结构郑州大学化工与能源学院过程设备设计（3）密封装置：用于压力容器的可拆结构上。如封头与筒体、人孔、手孔、接管与外部管道的连接密封结构。密封装置组成：一对法兰、若干对螺栓（柱）螺母、一个垫片—螺栓法兰连接，简称法兰连接。法兰分为：容器法兰和管道法兰。第1-1节压力容器总体结构郑州大学化工与