【教学课件】第六章设备设计和选型与车间布置

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,*,第六章 设备设计和选型与车间布置,郝红勋 副教授,化工设计,1,了解化工设备选用及设计的一般原则,掌握定型设备的选用程序,(,换热器,泵,储罐等,),了解非定型设备设计的主要程序,(,塔,反应釜,),掌握化工设备图的基本内容,掌握车间平立面布置原则及布置图画法,2,本章要求,3,本学时主要内容,第六章 设备设计和选型与车间布置,第一节 化工设备选用及设计的一般原则,第二节 定型设备的选用,第一节 化工设备选用及设计的一般原则,6.1.1,化工设备类型,标准设备（定型设备）,：按照国家规定的产品标准成批成系列生产的设备,这类设备可以从产品目录或样本手册中查阅其规格型号即选型，并可从设备生产厂家直接订购，主要是选型问题。,非标准设备（非定型设备）,非定型设备是化工过程需要的专用设备。这类设备是设计单位根据工艺要求进行工艺计算和机械计算，并提供设计图纸由设备加工厂制作的。,4,按用途分,物料输送及加工设备：,泵、压缩机、离心机、过滤器、干燥器,等,换热设备：,换热器,等,分离设备：,结晶器、精馏塔、萃取塔,等,反应设备：,反应器,储存设备：,中转罐、储罐,等。,5,(1),合理性。,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能力,(2),先进性。,要求设备的运转可靠性、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,6.1.2,设备选型和设计的原则：,6,(3),安全性。,安全可靠、操作稳定、弹性好、无事故隐患,(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。,7,6.1.3,化工设备设计和选型的主要工作,(1),结合工艺流程设计确定化工单元操作所用设备的,类型,。,(2),根据工艺操作条件,(,温度、压力、介质的性质等,),和对设备的工艺要求确定设备的,材质,。,(3),通过工艺流程设计、物料衡算、能量衡算、设备的工艺计算确定,设备的设计参数,。不同类型设备的设计参数有：,8,1),换热器,：热负荷，换热面积，冷、热载体的种类，冷、热流体的流量，温度和压力。,2),泵,：流量，扬程，轴功率，允许吸上高度。,3),风机,：风量和风压。,4),塔,：进料物料，塔顶产品、塔釜产品的流量、组成和温度，塔的操作压力、塔径、筒体的材质、塔板的材质、塔板类型和板数,(,对塔式塔,),，填料种类、规格、填料总高度、每段填料高度和段数,(,对填料塔,),，加料口位置、塔顶冷凝器的热负荷及冷却介质的种类、流量、温度和压力，再沸器的热负荷及加热介质的种类、流量、温度和压力、灵敏板位置。,9,5),反应器,：反应器的类型，进、出口物料的流量、组成、温度和压力，催化剂的种类、规格、数量和性能参数，反应器的主要尺寸。,6,）,结晶器,：结晶器类型、结构，结晶器进出口物料流量、组成、温度等，结晶器的主要尺寸、操作压力等。,10,(4),确定标准设备,(,定型设备,),的型号,(,牌号,),和台数,泵、风机、电动机、压缩机、冷冻机、除尘设备、过滤机、离心机和搅拌器等,(5),对已有标准图纸的设备，确定标准图的图号和型号。,换热器、容器、发酵罐等,(6),对非标准设备来说，应向化工设备专业设计人员提出设计条件和设备草图。明确设备的类型、材质，基本设计参数，管口、维修、安装要求，支撑要求及其他要求,(,如防爆口、人孔、手孔、卸料口、液面计接口等,),。,(7),编制设备一览表。,11,第二节 定型设备的选用,6.2.1,泵的选择,12,一、泵的类型,叶片式泵（叶片旋转产生离心力）,离心泵、轴流泵和旋涡泵,流量大，扬程受限,容积式泵（往复或旋转产生挤压作用）,活塞泵和回转泵,流量小，扬程大,13,表,6-1,各种类型泵的特点,14,泵选型中考虑的问题,:,耐腐蚀问题,冷却问题,密封问题,粘度问题,在选择时切不可随意和盲目，应多查阅相关资料或借鉴成熟经验。,二、,泵的选用与设计程序,1,、确定泵型,化工过程中大部分是单级水平安装离心泵,15,输送腐蚀介质：,耐腐蚀泵,输送昂贵、剧毒、或放射性液体：,屏蔽泵,精确输送：,计量泵或柱塞泵,输送易汽化液体：,低温泵,输送高温介质：,热油泵,输送粘性液体时：根据,黏度大小,选择,输送含有固体液体：,考虑晶体破碎，晶浆泵等,16,表,6-2,各种类型泵的黏度适用范围,17,2,、确定泵的流量和扬程,流量的确定和计算,。选泵时以最大流量为基础。,体积流量，在正常流量的基础上乘以的安全系数,扬程的确定和计算（柏努力方程）,。,单位重量液体通过泵所获得的能量叫扬程。泵的扬程包括吸程在内，近似为泵出口和入口压力差。扬程用,H,表示，单位为米（,m,）。,安全系数：,18,3,、确定泵的安装高度,离心泵的安装技术关键在于确定水泵安装高度。这个高度是指,水源水面到水泵叶轮中心线的垂直距离。,19,4,、确定泵的台数和备用率。,泵的台数，考虑,一开一备,是合理的，但如为大型泵，一开一备的配置并不经济，这种情况下可设两台较小的泵供正常操作使用，另设一台同样大小的泵作备用。,一般来说，一些重要的泵、在高温操作或其他苛刻条件下使用的泵，均应设置备用泵，备用率一般取,100,，而在其他情况下连续操作的泵，可考虑用,50,的备用率。在连续操作的大型装置中使用的泵应考虑较大的备用率。,20,5,、校核泵的轴功率。,泵的样本上给定的功率和效率都是用水试验出来的，输送介质不是清水时，应考虑密度、粘度等对泵的流量、扬程性能的影响。,6,、选用电动机。,KW,21,7,、填写选泵规格表。,6.2.2,换热设备的设计和选用,通常，在化工厂的建设中，换热器投资约占总投资的,11,，换热器的质量约占化工、炼油装置设备总质量的,40,。,合理地选择和使用换热器可节省投资，降低能耗。,22,由于换热设备应用广泛，国家现在已将多种换热器包括管壳式、板式换热器和石墨换热器系列化，采用标准图纸进行系列化生产。,