化工设备选型及设计计算

或含有固体颗粒及其他杂质的泵和一些重要操作岗位用
泵应设有备用泵。对于大型的连续化流程，可适当提高 泵的备用率，而对于间歇操作，泵的维修简易，操作很
成熟的常常不考虑备用泵。
4.2 标准设备的选择
(5)校核泵的轴功率。
泵的样本上给定的功率和效率都是用清水试验出来 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)确定冷却水或驱动蒸汽的耗用量。 (7)选用电动机。
4.4 化工设备图
• 一、化工设备的结构特点
– 设备主壳体以回转体为主， 如6； – 设备主体上有较多开孔和接 管口，如2、5； – 大量采用焊接结构； – 较多标准零部件，如2、4、8； – 结构尺寸相差悬殊。
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• 二、化工设备的习惯表达方法
– 1、多次旋转的表达方法 – 2、管口方位的表达方法 – 3、细部结构的表达方法 – 4、断开和分段表达方法
设备一览表
序 设备 设备 型 材 操 作 单 数 重 来 备 号 位号 名称 号 质 参 数 位 量 量 源 注 及规 温 压 格 度 力 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
4.3 非标标准设备的工艺设计
4.3.2 蒸发器的选型及设计
一、常用蒸发器的形式及工作原理
4.3 非标标准设备的工艺设计
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 用有毒有害的附件附料。
4.1 概述
(4)经济性 设备投资省，易于加工、维修、更新少，没有特殊 的维护要求，运行费用少。引进先进设备，考察设备性价比，
考虑是否易于被国内消化吸收和改进利用。
(5)结构要求 强度：合理的强度，保证设备的安全运行 刚度：设备及其构件在外压的作用下，保持原有状况的能力
管道、管件和装置的阻力损失，以及两端(进口和出口)的
速度差引起的动能差。扬程值用柏努利方程计算，用米液 柱表示。计算出的扬程一般要放大5％—10％。
4.2 标准设备的选择
(3)确定泵的安装高度。——计算 (4)确定泵的台数和备用。一般只设一台泵，在特殊情况下， 也可采用两（多）台泵同时串联或并联操作。输送泥浆
4.3 非标标准设备的工艺设计
① 单纯用于贮存原料和成品的贮罐：全厂性的贮罐一般主 张至少有一个月的耗用量贮存；车间的贮罐一般考虑至 少半个月的用量贮存。液体产品贮罐一般设计至少有一 周的产品产量。液体贮罐的装载系数通常可达80％； ②中间贮罐 ：一般考虑一昼夜的产量或发生量； ③计量罐：计量罐的容积一般考虑最少为10~15min，多则2h 的产量的储存。计量耀装载系数一般只考虑60％~70％； 一般储槽、计量槽取0.8-0.9，搅拌反应器取0.7-0.85， 对沸腾操作或易发泡的反应器取0.4-0.6。 高径比一般取H:D=1-2
– （2）规则排列的管子
• 只画出一根或几根，其余用中心线表示。
– （3）按规则排列的孔
• 方法一：用细实线画出孔的范围及圆心的连接线； • 方法二：只画出孔的范围线，用局部放大图表达孔的 具体大小、间距和排列。
螺 孔
– （4）塔盘及其填充物
• 塔盘：简化用粗实线表示。 • 填充物：
– 同一规格、材料和堆放方法的填充物，在装配图的剖视图 中，允许用细线“X‖符号表示。 – 不同规格或堆放方法的填充物，必须分层表示。
也可以按工厂的近期发展要求选配
4.2 标准设备的选择
4.1 泵的选型
4.2 标准设备的选择
单级离心泵
立式轴流泵
水环真空泵
齿轮泵
4.2 标准设备的选择
泵的用步骤 (1)确定泵的型式 依据物料的性质如温度、粘度、挥发性、毒性、化学腐蚀
性、溶解性和物料是否均一等因素来确定泵的基本型式。例
如 ：水—清水泵，卤水—化工泵。油类——油泵等等；流 量大而扬程不高时可选用单级离心泵；流量不大而扬程高的 宜选往复泵或多级离心泵；输送有腐蚀性介质，选耐腐蚀泵； 输送昂贵液体、剧毒或具有放射性能的液体选用完全不泄漏、
• 三、化工设备的简化画法
– 1、标准件的简化画法 – 2、管法兰的简化画法 – 3、重复结构的简化画法
• 1、标准件的简化画法
– 如电动机、人孔、液面计等
粗 实 线
• 2、管法兰的简化画法
– 不管何种型式的法兰， 均可简化为右图示。
• 3、重复结构的简化画法
– （1）螺孔和螺纹连接件
• 只用中心线表示位置
般希望汽化空间足够下游岗位3min以上的使用量，至少
在2min左右。
4.3 非标标准设备的工艺设计
(5)确定贮罐基本尺寸 (6)选择标准型号：如没有则自行设计。 (7)开口和支座 在设备上考虑进料、出料、温度、压力
(真空)、放空、液面计、排液、放净以及人孔、手孔、
吊装等装置，并留有一定数目的备用孔。立式或卧式
4.3 非标标准设备的工艺设计
④缓冲罐、汽化罐：
缓冲罐的目的是使气体有一定数量的积累，保持压力
比较稳定，从而保证工艺流程中流量稳定。其容量通常 是下游设备5~10min的用量，有时可以超过15min的用量。 汽化罐的物料汽化空间通常是贮罐总容积的一半。汽 化空间的容积大小，通常根据物料汽化速度来估计，一
4.2 标准设备的选择
一、定型设备的选择方法及原则 根据物料性质、工艺要求、使用环境等等确定设备的形式
根据设计项目规定的生产能力和生产周期考虑设备台数，设
备选型依据有关手册和生产厂家的产品目录 在选用设备同时，要注意设备备件的供应情况，对供应紧张 的备件，最好在订货时也订购备件 定型设备的选择，按其生产能力，一般偏高一个等级选用，
出料口、排料装置等；
4.3 非标标准设备的工艺设计
（6）向设备制造设计(机械设计)专业提出设计条件如材质、
温度、压力、装载系数、运转周期、维修安装要求和设备
开口、支承等等和设备草图，由设备设计专业人员根据各 种规范进行机械设计、强度设计和检验，提出施工图等。
（7）汇总列出设备一览表。
4.3 非标标准设备的工艺设计
• 1、多次旋转的表达方法
– 不平行于基本投影面的结构 – 视图、剖视
• 图例：液面计a、人孔b
– 注意：应避免各结构旋转后 投影重叠
• 图例：接管d
• 2、管口方位的表达方法
– 用粗实线示意画出设备管口 – 标注管口符号及方位角
• 图例： a，b，c，d 90°，150°，225°，315°
• 3、细部结构的表达方法
4.3 非标标准设备的工艺设计
(2)选择容器材料 对有腐蚀性的物科可选用不锈钢等
金属材料，在温度压力允许时可用非金属贮罐、搪瓷容
器或由钢制压力容器衬胶、搪瓷、衬聚四氨乙烯等。 (3)容器型式的选用 准化的产品。 (4)容积计算（核心） 我国已有许多化工贮罐实现了系
列化和标准化。在贮罐型式选用时，应尽量选择已经标
第三节 化工设备的尺寸标注
• 一、尺寸基准的选择
– 设备筒体和封头的轴线或对称中心线 – 设备筒体和封头焊接时所用的环焊缝 – 化工容器中接管法兰的密封面 – 设备安装时所使用的支座底面
4.3.1 贮槽的选型及设计 化工生产中原料、中间物料、产品都需要贮存。用于气体、 液体的容积设备，国内己形成了系列标准。 贮槽设计方法： （1）汇集工艺设计数据 包括物料衡算和热量衡算，
贮存物料的温度、压力、最高使用温度、最低使用温度，
腐蚀性、毒性、蒸汽压、压力，最大使用进出量、贮罐 的工艺方案等。
4 化工设备的选型及设计计算
本章主要内容 4.1 概述 4.2 标准设备的选型 4.3 非标设备的设计计算 4.4 非标设备工艺条件图的绘制 本章重点： 泵的选型 贮槽的设计、蒸发器选型及设计 非标设备工艺条件图的绘制
4.1 概述
化工设备是组成化工装置的基本单元，是指在化 工生产中常用的泵、风机、罐、釜、塔器、换热器、 贮槽(罐)等。
① 标准设备（定型设备）：是成批按系列生 产的，并可以从设备生产厂家买到，可以
化 工 设 备 分 类
从产品目录或样本中查阅其规格及牌号。 例如：泵、风机、离心机等。 ② 非标设备（非定型设备）：是化工过程中 需要专门设计的特殊设备。例如蒸发器、 塔器等。
4.1 概述
一、化工设备工艺设计的任务： 对于标准设备：根据工艺要求，计算并选择某种型号，以便 订货。 对于非标设备：根据根据工艺要求，通过工艺计算，提出型 式、材料、尺寸和其他一些要求。再由化工设备专业进行 机械设计，由有关工厂制造。 二、化工设备工艺设计的成果的表达： 1、设备一览表； 2、设备工艺条件图或设备总图。
耐久性：设备的使用年限，一般化工设备的使用年限为10-12
年，高压设备为20-25年
4.1 概述
密封性：根据有毒物质在车间内允许的浓度来确定。它对
处理易燃易爆及有毒介质非常重要
用材和制造：尽量少用贵重材料，避免复杂的加工工序 操作和检修：考虑操作、安装和日常维修的方便 运输方便：尺寸与形状设计时要注意运输方便与否，设备 的直径、长度、重量要符合公路、铁路、水运的运输规 定
4.1 概述
三、化工设备选型和工艺设计的原则： (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、
效率等要尽可能达到先进水平。 (3)安全性 要求安全可靠、操作稳定、弹性好、无事故隐
4.3 非标标准设备的工艺设计
二次蒸汽
1-蒸发室
2-加热室
3-循环泵
生蒸汽
4-下循环管 5-上循环管（沸腾段）
冷凝水
排料 进料
4.3 非标标准设备的工艺设计
4.3 非标标准设备的工艺设计