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1、设计概论与化工制图1工厂基本建设过程1、可行性研究2、初步设计3、施工图设计4、施工、试车、验收｛｝1、厂址选择2、总平面设计3、工艺设计1、工艺流程设计2、化工计算3、设备的选型与设计4、车间布置设计5、管道设计6、公用工程7、向有关专业提供条件8、工程概预算9、技术经济分析10、安全生产与环境保护2工艺流程设计是工厂设计的核心；而设备选型及其工艺设计，是工艺流程设计的主体。本章主要从工艺设计的角度对设备的选型原则、设计计算的一般程序及有关注意问题作扼要介绍。以确定设备的类型、规格、尺寸和台数。关于设备设计的方法可参考有关化学工程书籍。第六章设备选
2、型及其工艺设计3第一节设备分类与选型原则一、设备分类1、专用设备:主物料,半成品,产品直接经过的,有技术参数要求的设备。2、通用设备:机械工业部主管生产的泵,通风机,压缩机,离心机,输送机。3、非标准设备:规格和材质都不固定的辅助设备。二、选型原则1、满足工艺要求:力求技术先进,经济合理。2、设备成熟可靠:设备成熟,设备材质可靠。3、尽量采用国产设备:节约外汇,促进机械制造业发展。4第二节泵的选择5一、泵的分类和特性1、泵的分类1)根据作用于液体的原理,泵可分为两种类型容积式类型:如往复泵,齿轮泵,螺杆泵,水环泵叶片式类型:离心泵,旋涡泵,轴流泵。2
3、)按使用性能分类水泵,油泵,砂泵,泥浆泵。3)按结构特点分类齿轮泵,螺杆泵,立式泵,卧式泵。还有一种喷射泵:特点无运动部件,结构简单不易损坏。62、泵的特性(离心泵)1)液体排出状态:流率的均匀性。2)液体品质:流体的均匀性。3)允许吸入真空高度:4-8米。4)扬程:6-600米。5)体积流量:流量的大小。6)流量与扬程的关系:流量小扬程大。7)构造特点:体积大小,运行平稳,简单易修。8)流量与轴功率关系:流量减小,轴功率减小。7二、选泵的原则和程序1、选泵原则1)综合考虑泵流量:变化范围富裕能力最大流量。2)根据要求确定扬程:取正常扬程的1.05-
4、1.1倍。3)根据流体输送设备的特性曲线确定泵型:离心泵:流量大,扬程低,粘度不大于6.5旋涡泵:流量小,扬程低,粘度不大于0.35容积泵:流量小,扬程高,粘度不大于0.014)计算装置的有效气蚀余量:必须使泵入口的压头高于物料在输送条件下的饱和蒸汽压相应的压头,减压塔塔底泵气蚀安全系数至少取1.3。8需要效气蚀余量计算公式:92、选泵的方法及步骤(参考附录2选泵)1)确定基本参数:介质物性,操作条件,位置。2)确定流量和扬程:流量1.2倍,大于所需扬程。3)选择泵型和型号:根据样本和说明书选泵型。4)核算泵的性能:符合工艺要求。5)确定泵的安装高度
5、:不发生气蚀。6)选择泵的材料和轴封:根据介质腐蚀性选择。7)计算泵的轴功率:8)确定冷却水耗用量:9)选用电动机:10)确定泵的台数:考虑备台。11)填写泵规格表:各项数据汇总。10第三节换热器的选型及其工艺设计11一、换热器的结构特点1、管壳式换热器:应用最广泛,最成熟的换热器,管板,浮头,U型管。耐高温高压但结构复杂。2、夹套式换热器:结构简单,传热面积及系数小。3、套管式换热器:结构简单,连接处易泄漏。4、板式换热器:传热系数大,但不耐高温高压。5、螺旋板式换热器:传热系数大,但不易检修。二、管壳式换热器选择中应注意的问题1、流体在管内外的选
6、择管程:1)不清洁粘度大流体2)腐蚀性强流体3)有压力的流体4)流量小流体5)与外界温差大的流体壳程:饱和蒸汽宜走壳程122、热补偿的选择补偿方法:补偿圈,U形管,浮头,一般采用U形膨胀节。3、管程数、壳程数的选择管程数:1,2,4,6,8,10,12七种。壳程数:多达6管壳。4、管壳长径比的选择卧式:6-10最常见立式:4-6为宜5、折流板的选择折流板有弓型和圆型两种,弓型分单弓,双弓,三弓三种,高度为直径的20-45％,折流板间距不应小于圆筒内径的五分之一,且不小于50mm。13三、管壳式换热器设计中有关参数的确定1、传热系数K:K--A—给热α
7、—校核K。2、传热面积A:应比计算值大10-20％。3、污垢热阻系数RS:尽可能引用经验数据。4、传热壁温与定性温度:壁温决定定性温度。5、流速选择:参照常用速度范围,高振动耗能。6、流体进、出口温度的确定:冷却水进、出温升5-10℃。14四、管壳式换热器的选用1、标准换热器型号的表示方法AES500-1.6-54-6/25-4I2、标准换热器的选用程序1)确定基本参数:流量,温度,压力,物性数据。2)选择换热器类型3)确定流体在空间的流向4)计算定性温度及在该温度下的有关物性数据5)计算热负荷6)选用传热系数K值或计算K值7)计算有效平均温差8)计
8、算所需传热面积:10-20％的安全系数9)确定所需设备台数:根据传热面积确定设备台数。10)计算压力降:在工
