设备的工艺设计及化工设备图.ppt

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1、9/20/20211化工设计第四章设备的工艺设计及化工设备图教学内容：化工设备选用及工艺设计原则化工设备的选用方法化工设备及简单的工艺计算设备图的绘制及表示方法教学重点：设备的选择教学难点：非定型设备设计教学时数：8学时实施方案：9/20/20212化工设计第一节化工设备选用及工艺设计的一般原则化工设备一般分为两类：1、标准设备或定型设备，是成批系列生产的设备，可现成购买。2、非定型标准设备，需专门设计和特殊设备。标准设备有产品目录或手册样本，有各种型号，有不同生产厂家。工艺设计的任务是根据生产需要，计算并选择某种型号，以便订货。9/

2、20/20213化工设计非标准设备也是化工厂生产中大量存在的设备，它是化工厂生产的一种特色，非标准设备工艺设计就是根据工艺要求，通过工艺计算提出、材料、尺寸和其他一些具体要求。再由化工设备专业进行机械设计，由有关工厂进行制造。在设计非标准设备时，应尽量采用已经标准化的图纸。造型和工艺设计的原则：1、合理性即设备必须满足工艺一般要求，设备与工艺流程、生产规模、工艺操作条件、工艺控制水平相适应，又能充分发挥设备的生产能力。9/20/20214化工设计2、先进性运转可靠、自控水平、生产能力、转化率、收率、效率要尽可能达到先进水平。3、安全性要

3、求安全可靠、操作稳定、弹性好、无事故隐患。对工艺和建筑、地基、厂房等无苛刻要求；工人在操作时，劳动强度小，尽量避免高温高压高空作业，尽量不用有毒有害的设备附件附料。4、经济性设备投资省，易于加工、维修、更新，没有特殊的维护要求，运行费用减少。引进先进设备，应反复报价，考察设备的性能是否复合国情，避免盲目性。9/20/20215化工设计第二节化工设备的选用主要介绍常用的几种典型设备选用一、泵的选用与设计程序1、确定泵型根据工艺条件及泵的特性，首先决定泵的的尺寸。从被输送的物料性质可知、温度、粘度、挥发性、毒性、化学腐蚀性、溶解性等因素来确

4、定泵的基本形式。还应考虑生产工艺过程动力，环境等条件，如：生产是连续或间断，扬程和流量的波动范围，动力来源，厂房层次高低等因素。所以泵的形式各不相同。9/20/20216化工设计从工艺方面讲：①流量大，扬程不高时，可选单级离心泵；②流程不大，扬程高时，宜选往复泵或多级离心泵；③输送有腐蚀介质，选耐腐蚀泵；④输送昂贵液体、剧毒或放射性能的液体应用完全不泄漏无轴封的屏蔽泵；⑤当要求精确进料时，应选用计量泵或柱塞泵。2、确定泵的流量和计算①、流量的确定和计算选泵时应以最大流量基础，如果数据是正常流量，则应乘1.1~~1.2的安全系数,通常应核

5、算成体流量。②、扬程的确定用柏努力方程计算，用米演液柱表示一般放大5~10%先算出所需的扬程，即用来克服两端容器的位能，两端容器的静压力，两端系统的管道、管件和装置的阻力损失。9/20/20217化工设计③、确定泵的安装高度。④、确定泵的台数和备用台数。一般情况下只设一台泵，特殊情况下也可两台同时操作。输送泥浆和特殊原料的泵应设有备用泵。⑤、校核泵的轴功率。⑥、确定冷却水或驱动蒸汽的耗用量。⑦、选用电动机。⑧、填写泵的规格表。通过以上程序即可选出合适的泵9/20/20218化工设计二、换热设备的设计的选用1、换热器设计的一般原则①、基本

6、要求：满足工艺要求，能长期运转安全可靠，不泄漏，维修清洗方便；满足传热面积要求，传热效率高，液体阻力小，便于安装与维修。②、介质流程何种介质走管程；何种介质走壳程。9/20/20219化工设计可按下列情况确定：腐蚀性介质降低对外壳材质要求有毒性介质泄漏几率小易结垢的介质便于清洗压力高的介质减小对壳体机械强度要求温度高的介质可以改变材质粘度大可提高传热系数流量小可提高传热系数雷诺数小阻力小，△p下降管程壳程9/20/202110化工设计③、终端温差换热器的终端温差通常由工艺过程的需要而定。但在工艺确定温差时，应考虑换热器的经济合理和传热效

7、率，使换热器在最低最佳范围内操作。一般认为范围如下：a、热端的温差应大于20℃以上；b、用水或其他冷却介质冷却时，冷端温差可以小一些，但不要低于5℃；c、当用冷却剂冷凝工艺流体时，冷却剂的进口温度应当高于工艺流体中最高凝点组分的凝点5℃以上；d、空冷器的最小值温差就大于20℃；e、冷凝含有惰性气体时，冷却剂出口温度至少比冷凝组分的露点低5℃。9/20/202111化工设计④、流速在换热器内，一般希望采用较高的流速，这样可以提高传热效率，有利于冲涮污垢和沉积。但流速过大，磨损严重，甚至造成设备振动，影响操作和使用寿命，能量消耗增加。因此，

8、须选择适宜的经济流速。根据经验常用的流体流速范围好听下：P60流体在直管内和壳程的流速。9/20/202112化工设计⑤、压力降一般随操作压力不同而有一个大致的范围。压力降的影响因素很多，但通常希望换热器的