第四章 设备的工艺设计及化工设备图.

• 分类 1. 液体物料输送设备 各种泵 2.气体物料输送、压缩、制冷设备 风机、压缩机、真空泵、制冷机等 3.液体物料输送设备
第三节 泵的设计与选型
通常把提升液体、输送液体或使液体增加压 力，即把原动机的机械能变为液体能量从而达 到抽送液体目的的机器统称为泵。
（1）泵型
泵的不同用途、不同的输送液体介质、不同流量、 扬程的范围，泵的结构型式也不一样，材料也不同。 选用时考虑物料基本性质、生产的工艺过程和动力、 环境等
通过载热体在两个间壁式换热器之间循环，实现热量传递。如热管式 换热器。
一、换热器的分类
2.按传热面形状和结构分类
（1）管式换热器
热冷流体通过管子壁面进行传热。如管壳式、套管式、蛇管式换 热器等。
（2）板式换热器
热冷流体通过板面进行传热。如平板式、螺旋板式、板翅式换热 器等。
（3）特殊形式换热器
根据工艺特殊要求设计。
第四节 气体输送、压缩设备的设计与选型
一、分类 (1)通风机(压力<0.115MPa,分轴流风机和离心风机） (2)鼓风机(压力0.115～0.4MPa,罗茨鼓风机和离心鼓风机） (3)压缩机(压力>0.4MPa,离心式、螺杆式、往复式） (4)制冷机(压力>0.4MPa,活塞式、离心式、螺杆式、溴化锂
吸收式、氨吸收式）
(5)真空泵(压力接近0MPa,往复式、水环、液环、旋片、喷射）
通风机
通风机的选用
一、主要用途 用于通风、干燥过程；轴流风机因风压小， 流量大，只用于通风换气，如凉水塔，空冷器的 通风。 二、主要技术参数 1）风量m3/h 2) 风压Pa 3) 功率kw 4) 效率%鼓Biblioteka 机压缩机换热器性能比较
• 表5.5
换热器设计的一般原则
（1）基本要求
满足工艺操作条件
能长期运转
安全可靠 不泄漏
维修清洗方便
满足工艺要求的传热面积 尽量有较高的传热效率
流体阻力尽量小
满足工艺布置的安装尺寸等要求
（2）流速
①流速较高，可提高传热效率，有利于冲刷污垢和沉积； ②但流速不能过大，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，能量消耗也将增加。 流体在直管内的常见流速可查看相关经验数据。
制冷机
第五节 换热设备的设计与选型
换热器
一、换热器的分类
1.按换热器作用原理分类
（1）直接接触（混合）式换热器
换热时，热冷流体发生接触和混合，如凉水塔、喷射冷凝器等
（2）间壁式换热器
如管壳式换热器、板式换热器等。
（3）蓄热式换热器
热、冷流体交替与固体蓄热体发生接触传热。如回转式空气预热器等。 （4）中间载热体式换热器
（5）校核泵的轴功率
泵的样本上给定的功率和效率是水试验结果，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。 离心泵的轴功率是指电机输入到泵轴的功率。流体 从泵获得的实际功率为泵的有效功率，由泵的流量 和扬程求得
有效功率与轴功率的比值为离心泵的效率
各种泵的特性
第三节 泵的设计与选型 泵的技术指标：
流量大而扬程不高→单级离心泵
流量不大而扬程高→多级离心泵或往复泵
输送有腐蚀性介质→耐腐蚀泵
输送昂贵液体、剧毒或具有放射性能的液体→完 全不泄漏、无轴封的屏蔽泵 要求精确进料→计量泵或塞住泵
（2）选泵的流量和扬程
①流量的确定和计算
选泵时以最大流量为基础，正常流量乘安全系数。
②扬程的确定和计算
设备工艺设计的内容
1．结合流程确定化工单元操作所需设备类型； 2．确定设备材质；
3．确定设备的设计参数； 4．确定标准设备的型号和台数； 5．确定标准图的图号和型号； 6．非标设备，向(机械设计)专业提设计条件； 7．汇总列出设备一览表。 8.同设备专业设计人员进行图纸会签。
第二节 物料输送设备
单位重量液体通过泵所获得的能量叫扬程。即用 来克服两端（进出口）容器的位能差，两端容器 上静压力差，两端全系统的管道、管件和装置的 阻力损失，以及两端的速度差引起的动能差。 （伯努利方程计算）计算结果要放大5%~10%。
（3）确定泵的安装高度 （4）确定泵的台数和备用率
一般只设一台泵。输送泥浆或含有固体 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。
（3）介质流程
清洗方便------易结垢流体走管程
流体压力------高压流体走管程 减少腐蚀机会------腐蚀性大的流体走管程
毒性物质的泄漏------毒性大的走管程
热能的合理利用------冷却时，热流体走壳程 蒸汽加热情况------蒸汽走壳程：排不凝气、冷凝液，洁净，减少 热应力。 流体的粘性------粘性大者走壳程，利用折流挡板增大湍动。
第四章 设备的工艺设计与选型
分类：
1）一类称标准设备或定型设备； 2）一类称非标准设备或非定型设备。
化工设备工艺设计，对于定型和标准设备来说就是 选型，对于非标准设备来说就是通过化工计算，提出型 式、材料、尺寸和其它一些要求，由化工设备专业进行 工程机械加工设计，由有关机械加工厂制造。
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。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。 2.非定型标准设备，需专门设计和特殊设备。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。
1．型号； 2．扬程； 3．流量； 4．必需汽蚀余量； 5．功率与效率。
选泵的工作方法和基本程序
1．列出选泵的岗位和介质的基础数据； 2. 确定选泵的流量和扬程； 3．选择泵的类型，确定具体型号； 4．换算泵的性能； 5．确定泵的安装高度； 6．确定泵的台数和备用率； 7．校核泵的轴功率选定泵的材料及轴封； 8．确定冷却水或驱动蒸汽的耗用量； 9．选用电动机； 10．填写选泵规格表。