化工设备基础设计
化工设备设计基础第6章化工设备设计概述
外压容器 : 设计压力通常为低压
一、容器的结构与分类
• 4. 按壁温分类
• ⑴ 常温容器
– 指壁温高于-20℃至200℃条件下工作的容器；
• ⑵ 高温容器
– 指壁温达到材料蠕变温度下工作的容器。对碳家钢或低 合金钢容器，温度超过420℃，合金钢（如Cr-Mo钢）超 过450℃，奥氏体不锈钢超过550℃，均属高温容器；
• ⑶ 中温容器
– 指壁温在常温和高温之间的容器；
• ⑷ 低温容器
– 指壁温低于-20℃条件下工作的容器。其中低于-20℃至 -40℃者为浅冷容器，低于-40℃者为深冷容器。
一、容器的结构与分类
• 5. 按结构材料分类
– 金属容器：目前应用最多的是低碳钢和普通低合 金钢制的容器。在腐蚀严重或产品纯度要求高的 场合，使用不锈钢、不锈复合钢板或铝、银、钴 等制的容器，在深冷操作中，可用铜或铜合金。 而承压不大的塔节或容器，可用铸铁。
•无缝钢管做筒体的公称直径系列
159 219 273 325 377 426
三、压力容器的安全监察
• 1. 安全监察的必要性
– 应用广泛、特殊、事故率高、危害性大，一旦发生破坏会导致爆炸、 介质泄漏等灾难性事故，因此必须纳为特种设备进行管理。
• 2. 压力容器相关的法规和标准
– 法规性规定：具有强制性
• A.三类容器。符合下列情况之一者为三类容器： – (1)高压容器； – (2)中压容器(毒性程度为极度和高度危害介质)； – (3)中压贮存容器(易燃或毒性程度为中度危害介质，且设计压力与容积之积pV ≥ 10MPa·m3)； – (4)中压反应容器(易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV ≥0.5MPa·m3)； – (5)低压容器(毒性程度为极度和高度危害介质，且pV ≥0.2MPa·m3)； – (6)高压、中压管壳式余热锅炉； – (7)中压搪玻璃压力容器； – (8)使用强度级别较高(抗拉强度规定值下限≥540MPa)的材料制造的压力容器； – (9)移动式压力容器，包括铁路罐车（气体、低温液体或永久气体运输车）和罐 式集装箱（介质为液化气体、低温液体等）；
化工设备设计全部教案
第一章概述第一节绪言一、本课程的任务了解压力容器的基础知识；掌握压力容器的一般设计方法，重点掌握设计的基本原理与思路。
（说明： 由于工业生产中约10%~40%的设备为换热设备，而换热设备中最为常见、普遍的是管壳式换热器，故在本课程中我们将以管壳式换热器为例，学习压力容器的具体设计方法，包括选择材料、结构设计，受压元件的强度计算，以及设计、制造、检验中的相关要求等。
）二、本课程的要求通过这门课程的学习，要求同学们掌握如下的内容：1、掌握压力容器的类型与总体结构；2、了解管壳式换热器的形式与总体结构；3、掌握管壳式换热器的结构设计的相关知识；4、了解管壳式换热器各元件的强度设计（掌握筒体及封头的设计）；5、了解管壳式换热器中的振动与防振；6、了解管壳式换热器的设计以、制造、检验中的相关要求。
第二节化工容器概述一、压力容器的概念1．化工设备——工艺过程中静止设备的总称。
2．容器——化工设备外壳的总称。
3．压力容器——承受压力载荷作用的容器。
（由于化工容器几乎都承受压力载荷，通常直接称其为压力容器。
化工容器的特点：为高温、高压，介质易燃易爆、有毒。
）二、化工容器的结构组成化工容器一般由筒体、封头、支座（基本件）、接管、法兰（对外连接件）、人孔、手孔、液面计（附件）以及一些内构件等零部件组成。
1．筒体、封头：就如同房子四周的墙，它是构成容器空间的主要部件（属主要受压元件）。
壳体按形状的不同，可以分为圆筒壳体、圆锥壳体、球壳体、椭圆壳体、矩形壳体等等。
而封头有椭圆形封头、半球形封头、碟形封头、锥形封头及平板封头等。
2．接管：是介质进出容器的通道。
3．法兰：是容器及接管的可拆连接装置，分为设备法兰和管法兰（属主要受压元件）。
4．支座：是用于支承容器的部件。
5．人孔、手孔：是为便于制造、检验和维护管理而设置的部件（属主要受压元件）。
6．液面计：用于观察或监控液位的部件（属安全附件，此外还有安全阀、压力表等）。
化工设备机械基础课程设计
化工设备机械基础课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握化工设备机械基础的相关理论知识，包括设备的结构、工作原理、材料性能等；2. 使学生了解化工设备机械在化工生产过程中的应用和重要性；3. 引导学生掌握化工设备机械的设计原则和标准，具备初步的设计能力。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析和解决实际化工设备机械问题的能力；2. 提高学生的工程图纸阅读和绘制能力，能够完成简单的化工设备机械设计；3. 培养学生团队协作、沟通表达的能力，能够在项目中进行有效交流。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化工设备机械专业的兴趣和热情，激发学生的学习动力；2. 引导学生树立正确的工程观念，关注化工设备机械在环保、节能方面的表现；3. 培养学生的创新意识，鼓励他们在设计过程中提出新思路、新方案。
课程性质：本课程为专业基础课，旨在培养学生化工设备机械方面的基本理论、基本技能和初步设计能力。
学生特点：学生已具备一定的高中阶段物理、化学知识基础，对化工设备机械有一定了解，但缺乏系统深入的学习。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的学习积极性，提高他们的实践操作能力和创新能力。
通过本课程的学习，使学生具备化工设备机械基础知识和初步设计能力，为后续专业课程学习打下坚实基础。
教学过程中，关注学生的学习进度和反馈，及时调整教学方法和策略，确保课程目标的达成。
二、教学内容1. 化工设备机械概述：介绍化工设备机械的定义、分类、应用领域和发展趋势，对应教材第一章内容。
- 结构与原理：分析各种化工设备机械的结构特点、工作原理及其在化工生产中的作用。
- 材料选择：阐述化工设备常用材料的性能、特点及选用原则。
2. 化工设备设计原则与标准：讲解化工设备设计的基本原则、设计标准和规范，对应教材第二章内容。
- 设计原则：探讨化工设备设计的安全性、可靠性、经济性和环保性等方面的要求。
- 设计标准：介绍国家和行业相关化工设备设计标准，以及国际标准。
化工设备设计基础第8章内压薄壁圆筒与封头的强度设计
Sc pcDi
2[]t- pc
计算壁厚公式
考虑腐蚀裕量C2，得到圆筒的设计壁厚
Sd 2[p]ctD-i pc C2
设计壁厚公式
设计壁厚加上钢板厚度负偏差C1，再根据钢板标准规格向上圆整确定 选用钢板的厚度，即名义壁厚（Sn），即为图纸上标注厚度。
一、强度计算公式
1.圆筒强度计算公式的推导 1.2 无缝钢管作筒体（外径DO为基准）
内径为基准 外径为基准
内径为基准 外径为基准
一、强度计算公式
3.球形容器厚度计算及校核计算公式
3.1厚度计算公式
Sc
pcDi
4[]t -
p
计算壁厚
Sd 4[p]ctD i-pc C2
设计壁厚
3.2校核计算公式
t pcDi Se[]t
4S e
[pw]
4[]tSe
Di Se
已有设备强度校核
确定最大允许工作压 力
常温容器 中温容器 高温容器
[]
minnss
，b
nb
[]t
minnsst
，bt
nb
[]t
minnsst
， D t ， nt
nD nn
二、设计参数的确定
3.许用应力和安全系数
3.2安全系数
安全系数的影响因素： ①计算方法的准确性、可靠性和受力分析的的精确程度； ②材料的质量和制造的技术水平； ③ 容器的工作条件以及容器在生产中的重要性和危险性。
当
0
n
[]
二、强度理论及其相应的强度条件
复杂应力状态的强度条件，要解决两方面的问题： 一是根据应力状态确定主应力； 二是确定材料的许用应力。
内压薄壁容器的主应力：
化工设备设计基础
《化工设备设计基础》综合练习题第一篇工程力学基础第一章构件的受力分析一简答题1．什么叫力？力的三要素是什么？2．二力平衡条件是什么？什么叫二力杆？3．平面一般力系的平衡条件是什么？4．什么叫约束反力？5．工程中有哪几种常见的约束型式？二计算题1．如图所示的简易起重机横梁AB的A端以铰链固定，B端有拉杆BC，起重量W=10KN。
AB梁重P=4KN。
BC杆自重忽略不计，试求载荷W位于图示位置时BC杆的拉力和铰链A的约束反力。
2．车刀的A端禁固在刀架上，B端受到切削刀作用，已知Py=18KN，Px=7.2KN，L=60mm，求固第二章直杆的拉伸与压缩一简答题1．什么叫内力？如何求出直杆各截面处的内力？2．什么叫强度？直杆拉伸或压缩时的强度条件是什么？3．低碳钢的拉伸试验中，从开始加载至断裂经过哪几个阶段？4．钢材的机械性能主要包含哪些指标？5．什么叫应力集中？二计算题1．试求图示的杆横截面1-1的内力，已知P1=26KN，P2=14KN，P3=12KN。
32．一个总重为200N的电动机，采用M8吊环螺钉，螺纹根部的直径为6.4mm，其材料的许用应力[σ]=40MPa。
问起吊电动机时，吊环螺钉是否安全？第三章直梁的弯曲一简答题1．什么叫梁？2．什么叫平面弯曲？3．梁中内力有哪些？4．剪力和弯矩的正负如何规定？5．什么剪力图和弯矩图？6．梁弯曲时的正应力强度条件是什么？7．梁纯弯曲时的正应力分布有什么特点？第五章复杂应力状态下的强度计算一简答题1．什么叫应力状态？2．什么叫主应力？什么叫二向应力状态？3．工程设计中有哪几种常用的强度理论？4．什么是第一强度理论？5．材料破坏有哪几种主要形式？第二篇化工设备常用材料一简答题1．金属材料有哪些基本性能？2．金属材料中碳，硫，磷，锰，硅对材料性能各有何影响？3．什么叫弹性变形？什么叫塑性变形？4．什么叫材料的韧性？什么叫无塑性转变温度？5．什么叫热处理？什么叫调质处理？6．碳钢按含碳量如何分类？按冶炼方法如何分类？7．碳钢按质量如何分类？碳钢的牌号如何规定？8．指出Q235B中各符号的含义？指出20R中各符号的含义？9．合金钢按用途如何分类？10．合金钢的牌号如何规定？11．指出0Cr18Ni9Ti及16MnR中各符号的含义？第三篇化工设备设计基础绪论一简答题1．什么叫压力容器？2．内压容器有几种分类方法？3．判断容器是一类、二类或三类容器的原则是什么？4．何谓公称直径？管子DN20表示什么意思？5．何谓公称压力？第八章内压薄壁容器的应力理论一简答题1．什么叫薄壁容器？2．什么叫回转壳体？什么叫经线？什么叫纬线？3．什么叫无力矩理论？什么叫薄膜应力？4．什么叫边缘应力？边缘应力如何产生？边缘应力有何特点？5．什么叫第一曲率半径？什么叫第二曲率半径？二判断题1．下列直立薄壁容器，受均匀气体内压力作用。
化工设备机械基础课程设计
化工设备机械基础课程设计题目：液氨储罐的机械设计班级：07080102学号：0708010209姓名：熊领领指导老师：崔岳峰沈阳理工环境与化学工程学院2010月11月设计任务书课题：液氨储罐的机械设计设计内容:根据给定的工艺参数设计一个液氨储罐已知工艺参数：1 最高使用温度：T=50℃2 公称直径: DN=2600mm=3900mm3 筒体长度（不含封头）：L具体内容包括： 1：筒体材料的选择2：罐的结构及尺寸3 罐的制造施工4 零部件型号及位置、接口5 相关校核及计算设计人：熊领领学号： 0708010209下达时间： 2010年11月19号完成时间: 2010年12月20号目录1设计方案 (1)1.1设计依据 (1)1.2设计参数的确定 (1)1.3设计结果的确定 (2)2工艺计算 (3)2.1壁厚的设计 (3)2.1.1筒体壁厚设计 (3)2.1.2封头壁厚的设计 (3)2.1.3筒体与封头水压强度的校核 (4)2.2人孔的设计及补强的确定 (5)2.2.1人孔的选择 (5)2.2.2补强的确定 (5)2.3接口管的设计 (6)2.3.1液氨进料管的设计 (6)2.3.2液氨出料管的设计 (6)2.3.3放空管接管口的设计 (6)2.3.4液面计接口管的设计 (6)2.3.5排污管的设计 (6)2.3.6安全阀接口管的设计 (7)2.4鞍座的设计 (7)2.4.1罐体的质量 (7)2.4.2封头的质量 (7)2.4.3液氨的质量 (7)2.4.4附件的质量 (8)3参数的校核 (9)3.1筒体轴向应力的校核 (9)3.1.1筒体轴向弯矩计算 (9)3.1.2筒体轴向应力计算 (10)3.2筒体和封头切向应力的校核 (11)3.2.1筒体切向应力 (11)3.2.2 封头切向应力校核 (11)3.3筒体环向应力的校核 (12)3.3.1轴向应力计算 (12)3.3.2轴向应力校核 (12)3.4鞍座有效断面平均压力 (12)4液氨贮罐设备图 (14)5设计汇总 (15)6总结 (16)参考文献 (17)1设计方案1.1设计依据本液氨贮罐属于中压容器，设计以“钢制压力容器”国家标准为依据，严格按照政府部门对压力安全监督的法规“压力容器安全技术监督教程”的规定进度进行设计。
化工设备基础设计规定
化工设备基础设计规定
首先，化工设备基础设计规定要求根据工艺需求选择合适的设备类型
和规格。
在设计过程中，要充分考虑工艺要求、工作压力、工作温度等参数，并依据相关设计规范进行选择。
其次，化工设备基础设计规定要求合理的结构设计。
设备的结构设计
应考虑到设备的载荷、工作条件、热应力等因素，以确保设备在使用过程
中的稳定性和安全性。
同时，还要考虑设备的维修与保养的便利性。
此外，化工设备基础设计规定要求合适的材料选择。
根据设备的工作
环境和工艺要求，选择耐腐蚀性能良好的材料，以确保设备的耐久性和可
靠性。
此外，材料的选用还要考虑到成本、可用性等因素。
在化工设备基础设计规定中，还需要考虑到环境保护和安全生产的因素。
化工设备的设计应充分考虑到设备在使用过程中可能产生的危险因素，并采取相应的防护措施，以确保设备的安全操作和环境污染的控制。
总之，化工设备基础设计规定是保障化工设备安全运行和提高设备效
率的重要依据。
化工设备设计人员应在设计过程中遵循相关规定和标准，
以确保设备的质量和可靠性。
浅谈石油化工塔型设备基础的结构设计及设计要点
浅谈石油化工塔型设备基础的结构设计及设计要点发布时间：2023-02-15T07:02:45.845Z 来源：《建筑实践》2022年19期作者：张弘强[导读] 塔型设备是石油化工行业中的重要组成部分，张弘强中石油吉林化工工程有限公司 132002摘要：塔型设备是石油化工行业中的重要组成部分，它包括设备本体、附属构筑物、基础设备等。
其中，操作平台、扶手、梯子等辅助性构件非常重要。
塔基支承塔式装置的受力可分为垂直荷载和水平荷载两类。
为此，应采取合理的结构设计，以确保基础的坚固、适用、经济合理。
塔型设备基础的设计要充分考虑到风、震的影响，因此，在进行基础结构设计时，必须明确塔型设备承受的荷载。
因此，本文着重介绍了塔形设备的有关基础设施的设计要求及注意事项，以供同行借鉴。
关键词：塔型设备；基础设备；结构设计；设计要求引言：塔型设备是一种比较重要的高层建筑，广泛用于石化工业和其他工业领域。
按照生产流程分为吸收塔、裂解塔、热再生塔、蒸发塔等。
从受力角度来看，该结构的变形比较大，存在着一定的侧向扰动，并以风荷载和地震作用为主。
由于上述两种水平力的作用，使得塔体的基础成为整个塔体的核心。
为了确保塔型设备的安全运营，不仅要确保其设计工作的顺利进行，而且要使其与其设计密切相关，并且与之相协调。
因此，建筑设计人员需要具备充分的相关知识。
1.石油化工塔形设备概述石油化工塔型设备是石化行业中常用的设备，它直接关系到工艺的生产能力、产品质量、能源消耗、原料消耗和环境保护等。
据统计，石油化工企业能耗占工业能耗的比例很高，超过60%的能耗用于蒸馏设备。
化工和石化项目的总投资在总投资的30%-40%左右。
塔内的分离效果，包括产品的纯度、产品的回收、工业生产的能耗。
一般可分为：地面框架塔、底部框架塔、框架塔、排塔。
最常见的是斜塔和斜塔。
塔式设备地基的设计，首先要确定其承载力，塔基上的荷载分为两类：永久荷载：结构自重，各种管道和保温重量，平台，栏杆，梯子的重量；风荷载、平台活荷载、充水荷载等变量的变化荷载。
化工设备设计基础期末考试复习资料
《化工设备设计基础》课程综合复习资料一、判断题1.在补强圈上设置一个M10的螺纹孔，其目的是为了检验焊缝紧密性。
答案：√2.轴力图可以确定最大轴力的值及横截面危险截面位置，为强度计算提供依据。
答案：√3.法兰联接中，预紧密封比压大，则工作时可有较大的工作密封比压，有利于保证密封，所以预紧密封比压越大越好。
答案：×4.一般情况下，钢板材料的许用应力[σ]t随钢板使用温度的升高而降低，随钢板厚度的增加而增加。
答案：×≤0，说明地脚5.塔设备的裙座地脚螺栓设计计算结果中，如果地脚螺栓承受的最大拉应力B螺栓实际并未承受载荷，设备自身足够稳定，因此可不必设置地脚螺栓。
答案：×6.16MnDR是低温压力容器专用钢材，其碳含量约为0.16%。
答案：√7.整体补强就是用增加整个筒体或封头壁厚的办法来降低峰值应力，使之达到工程许可的程度。
当筒身上开设排孔，或封头上开孔较多时，可采用整体补强的办法。
答案：√8.我国第一部压力容器的国家标准是GB/T 151-2014《热交换器》。
答案：×9.进行梁的弯曲强度计算时，对于抗拉和抗压强度不同的材料，只要求出最大拉应力，满足抗拉强度条件。
答案：×10.压力容器法兰的公称直径指的是与之相连的容器筒体或封头的公称直径。
答案：√11.薄膜理论中轴对称壳体主要指壳体的几何形状和约束条件是对称于旋转轴的。
答案：×12.当筒体足够长，两端刚性较高的封头对筒体的中部的变形不能起到有效支撑作用时，筒体最容易失稳压瘪。
答案：√13.“等面积补强法”的计算原则是：处于补强有效区内的补强金属截面面积，应该至少等于或大于被削去的金属截面面积。
答案：√14.由于边缘应力具有局部性，在设计中可以在结构上只作局部处理。
答案：×15.容器类别越高，设计、制造、检验、管理等方面的要求越严格。
答案：√16.薄壁圆筒两端受轴向均布外压作用，当达到临界压力值时，同样会发生失稳现象，这种失稳状态与径向承受外压圆筒失稳完全相同。
化工设备机械基础课程设计
《化工设备机械基础课程设计》1.1课程设计的目的(1) 综合运用《化工设备机械基础》及其相关课程的理论知识，巩固和强化有关机械课程的基本理论和基本知识。
(2)培养学生对化工工程设计的技能以及独立分析问题、解决问题的能力。
树立明确的设计思想，掌握化工单元设备设计的基本方法初步骤，为今后创造性地设计化工设备及机械打下一定的基础。
(3)培养学生熟悉、查问并综合运用各种有关的设计手册、规范、标难、图册等设计技术资料；进一步培养学生识图、制图、运算、编写设计说明书等基本技能；完成作为工程技术人员在机械设计方面所必备的设汁能力的基本训练。
1.2课程设计的要求(1)树立正确的设计思想。
在设计中要本着对工程设计负责的态度，从难从严要求，综合考虑经济性、实用性、安全可靠性和先进性，严肃认真地进行设计，高质量地完成设计任务。
(2)具有积极主动的学习态度和进取精神。
在课程设计中遇到问题不敷衍，通过查阅资料和复习有关教科书，积极思考，提出个人见解，主动解决问题，注重能力培养。
(3)学会正确使用标准和规范，使没汁有法可依、有章可循。
(4)学会正确的设计方法，统筹兼顾，抓主要矛盾。
1.3 课程设计的内容根据教学大纲要求，完成一种典型设备的机械设计，工作量应包括：设备总装图1张，设计计算书1份。
1.4课程设计的步骤1.4.1准备阶段(1)设计前应预先准备好设计资料、手册、图册、计算和绘图工具、图纸及报告纸等；(2)认真研究设计任务书，分析设计题目的原始数据和工艺条件，明确设计要求和设计内容1.4.2 机械设计阶段化工设备的机械设计是在设备的工艺设计后进行的。
根据设备的工艺条件(包括工作压力、温度、介质特性、结构形式和尺寸、管口方位、标高等)，围绕着设备内、外附件的选型进行机械结构设计、围绕着确定厚度大小进行强度、刚度和稳定性的设计和校核计算。
这一步往往通过“边算、边选、边画、边改”的做法来进行。
一般步骤如下。
(1)全面考虑按压力大小、温度高低和腐蚀性大小等因素来选材。
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化工设备基础设计
化工设备是化工工艺过程的核心，对于化工生产具有至关重要的
作用。
化工设备的基础设计是实现化工流程控制和操作的关键，因此
必须重视。
一、化工设备的分类
根据化工过程的特点，化工设备可以分为反应器、蒸馏塔、吸收塔、萃取塔、离心机、过滤机、干燥机等多个类型。
其中，反应器是
化工生产中的核心设备，用于完成化学反应，蒸馏塔则用于将混合物
分离成不同的组分，吸收塔和萃取塔则主要用于气体分离和液体分离，离心机和过滤机则用于固液分离，干燥机则用于将制品的水分去除。
二、化工设备的基础设计
化工设备的基础设计要考虑到化学反应、物料传输、热传导和传
质等多种因素。
首先，设备的体积要大到足够容纳反应物和产物，同
时确保反应物能充分混合。
其次，设备的加热和冷却方式要具有良好
的热传导性，既能保证设备内的温度均匀分布，又能保证加热和冷却
的速度可以得到控制。
此外，设备的流动性能也是令人关注的问题，
必须考虑到物料在设备中的传输速度，避免产生物料的淤积和结块等
问题。
最后，还要注意设备的可靠性和安全性，避免发生意外事故。
三、化工设备基础设计中的关键因素
化工设备基础设计中的关键因素包括物料特性、工艺流程、温度、压力、材料选择等方面。
首先，物料特性对于设备的选择和设计具有
决定性的作用。
例如，对于粉状物料，需要考虑到粉尘的排放和防止
物料出现结块等问题；对于易燃易爆的物料，则需要考虑到设备的安
全性和防火措施。
其次，工艺流程也是化工设备基础设计中不可忽视
的因素，必须考虑到工艺流程的稳定性和可操作性。
温度和压力也是
影响化工设备基础设计的关键因素，必须仔细考虑。
最后，材料选择
对于设备的耐腐蚀性、耐高温性和耐压性等方面起着重要作用，需要
进行精心的选择。
四、化工设备基础设计中的常见问题及解决方法
在化工设备基础设计过程中，常见的问题包括设备的维修难度、
生产周期和成本问题、设备的升级和改进等。
维修难度可能会影响设
备的使用寿命和生产效率，因此需要在设计过程中考虑到设备的易维
护性和耐用性。
生产周期和成本问题也是需要考虑的问题，因为过长
的生产周期和高昂的成本会影响企业的盈利状况。
设备的升级和改进
则是为了提高设备的效率、降低生产成本和提高企业的市场竞争力，
需要针对设备的特点和使用情况进行精心选择和改进。
总之，化工设备基础设计是化工生产的基石，需要注重各种因素，从而保证生产效率和生产安全。
在化工生产中，我们需要不断完善化
工设备基础设计，并及时进行改进和升级，从而更好地推动化工生产
的发展。