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化工设备基础ppt课件
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第二节 化工容器结构与分类
一、化工容器的基本结构
3.密封装置 化工容器上需要有许多密封装置，如封头和筒体间的可拆式 连接，容器接管与外管道间的可拆连接以及人孔、手孔盖的连接 等，可以说化工容器能否正常安全地运行在很大程度上取决于密 封装置的可靠性。 4.开孔与接管 化工容器中，由于工艺要求和检修及监测的需要，常在筒体 或封头上开设各种大小的孔或安装接管，如人孔、手孔、视镜孔、 物料进出口接管，以及安装压力表、液面计、安全阀、测温仪表 等接管开孔。
（3）分离容器(代号S)主要是用于完成介质流体中不同组分分离 的容器。如分离器、过滤器、蒸发器、集油器、缓冲器、干燥塔等。
（4）储存容器(代号C，其中球罐代号B)主要是用于储存、盛装 气体、液体、液化气体等介质的容器。如液氨储罐、液化石油气储 罐等。
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第二节 化工容器结构与分类
二、 化工容器与设备的分类
8
第二节 化工容器结构与分类
一、化工容器的基本结构
1.筒体 筒体是化工设备用以储存物料或完成传质、传热或化学反应所需
要的工作空间，是化工容器最主要的受压元件之一，其内径和容 积往往需由工艺计算确定。圆柱形筒体(即圆筒)和球形筒体是工程 中最常用的筒体结构。 2.封头
根据几何形状的不同，封头可以分为球形、椭圆形、碟形、球 冠形、锥壳和平盖等几种，其中以椭圆形封头应用最多。封头与 筒体的连接方式有可拆连接与不可拆连接(焊接)两种，可拆连接一 般采用法兰连接方式。
4.经济性能要求
在满足安全性、工艺性、使用性的前提下，应尽量减少化 工设备的基建投资和日常维护、操作费用，并使设备在使用期 内安全运行，以获得较好的经济效益。
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第二节 化工容器结构与分类
一、化工容器的基本结构
第二节 化工容器结构与分类
一、化工容器的基本结构
3.密封装置 化工容器上需要有许多密封装置，如封头和筒体间的可拆式 连接，容器接管与外管道间的可拆连接以及人孔、手孔盖的连接 等，可以说化工容器能否正常安全地运行在很大程度上取决于密 封装置的可靠性。 4.开孔与接管 化工容器中，由于工艺要求和检修及监测的需要，常在筒体 或封头上开设各种大小的孔或安装接管，如人孔、手孔、视镜孔、 物料进出口接管，以及安装压力表、液面计、安全阀、测温仪表 等接管开孔。
（3）分离容器(代号S)主要是用于完成介质流体中不同组分分离 的容器。如分离器、过滤器、蒸发器、集油器、缓冲器、干燥塔等。
（4）储存容器(代号C，其中球罐代号B)主要是用于储存、盛装 气体、液体、液化气体等介质的容器。如液氨储罐、液化石油气储 罐等。
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第二节 化工容器结构与分类
二、 化工容器与设备的分类
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第二节 化工容器结构与分类
一、化工容器的基本结构
1.筒体 筒体是化工设备用以储存物料或完成传质、传热或化学反应所需
要的工作空间，是化工容器最主要的受压元件之一，其内径和容 积往往需由工艺计算确定。圆柱形筒体(即圆筒)和球形筒体是工程 中最常用的筒体结构。 2.封头
根据几何形状的不同，封头可以分为球形、椭圆形、碟形、球 冠形、锥壳和平盖等几种，其中以椭圆形封头应用最多。封头与 筒体的连接方式有可拆连接与不可拆连接(焊接)两种，可拆连接一 般采用法兰连接方式。
4.经济性能要求
在满足安全性、工艺性、使用性的前提下，应尽量减少化 工设备的基建投资和日常维护、操作费用，并使设备在使用期 内安全运行，以获得较好的经济效益。
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第二节 化工容器结构与分类
一、化工容器的基本结构
《化工设备图》课件
安全生产管理
设备图在安全生产管理中起到关键作用，有助于 预防和应对各类生产事故。
化工设备图的发展趋势与展望
数字化与智能化
随着技术的发展，化工设备图将逐渐实现数字化和智能化，提高 设计效率。
标准化与规范化
为了提高设备图的通用性和易用性，未来将更加注重标准化和规范 化工作。
环保与可持续发展
随着环保意识的提高，化工设备图的设计将更加注重环保和可持续 发展。
标注与说明
添加必要的标注和说明，如尺寸、材料、工艺流 程等。
审核与修改
对完成的图纸进行审核，发现并修正错误或不清晰的地 方。
化工设备图的绘制技巧
使用标准符号和图例
遵循行业标准，使用标准的符号和图例，确保图纸的可读性和通用性。
突出重点
在绘制过程中，对重要的设备和部件进行突出显示，便于读者快速了解关键信息。
分析图纸的完整性
在阅读图纸时，应注意分析图纸的完整性，检查 是否缺少必要的视图或标注，以确保图纸的完整 性和准确性。
化工设备图的常见问题分析
视图不完整或标注
不清
在某些情况下，由于视图不完整 或标注不清，可能导致对设备的 结构和功能理解不准确。
比例尺使用不当
比例尺是化工设备图中的重要元 素，如果使用不当，可能导致图 纸的尺寸和实际设备尺寸不一致 。
02
03
工艺流程设计
管道设计
通过化工设备图，可以清晰地展 示工艺流程中各个设备的相互关 系和物料流动方向。
化工设备图中的管道和阀门等部 件信息，为管道设计提供了基础 数据和依据。
化工设备图在生产管理中的应用
操作规程制定
依据化工设备图，可以制定详细的操作规程，规 范生产操作。
维护与检修
设备图在安全生产管理中起到关键作用，有助于 预防和应对各类生产事故。
化工设备图的发展趋势与展望
数字化与智能化
随着技术的发展，化工设备图将逐渐实现数字化和智能化，提高 设计效率。
标准化与规范化
为了提高设备图的通用性和易用性，未来将更加注重标准化和规范 化工作。
环保与可持续发展
随着环保意识的提高，化工设备图的设计将更加注重环保和可持续 发展。
标注与说明
添加必要的标注和说明，如尺寸、材料、工艺流 程等。
审核与修改
对完成的图纸进行审核，发现并修正错误或不清晰的地 方。
化工设备图的绘制技巧
使用标准符号和图例
遵循行业标准，使用标准的符号和图例，确保图纸的可读性和通用性。
突出重点
在绘制过程中，对重要的设备和部件进行突出显示，便于读者快速了解关键信息。
分析图纸的完整性
在阅读图纸时，应注意分析图纸的完整性，检查 是否缺少必要的视图或标注，以确保图纸的完整 性和准确性。
化工设备图的常见问题分析
视图不完整或标注
不清
在某些情况下，由于视图不完整 或标注不清，可能导致对设备的 结构和功能理解不准确。
比例尺使用不当
比例尺是化工设备图中的重要元 素，如果使用不当，可能导致图 纸的尺寸和实际设备尺寸不一致 。
02
03
工艺流程设计
管道设计
通过化工设备图，可以清晰地展 示工艺流程中各个设备的相互关 系和物料流动方向。
化工设备图中的管道和阀门等部 件信息，为管道设计提供了基础 数据和依据。
化工设备图在生产管理中的应用
操作规程制定
依据化工设备图，可以制定详细的操作规程，规 范生产操作。
维护与检修
《化工设备机械基础》课件
新型材料
高分子合成材料
如聚乙烯、聚丙烯、聚氯 乙烯等，具有优良的耐腐 蚀性和绝缘性，适用于制 造管道和储罐等。
纳米材料
具有优异的力学性能和耐 腐蚀性，可用于制造高效 能换热器和催化剂载体等 。
智能材料
如形状记忆合金和光纤传 感器等，具有自适应和自 诊断功能，可用于化工设 备的监测和维护。
03
CATALOGUE
气密封
利用气体在密封腔内的压力差，使气体被密封在腔室内，以达到密封的目的。原理是利用 气体在密封腔内的压力差和密封元件的配合，使气体被密封在腔室内。
密封材料的选择
耐腐蚀材料
对于腐蚀性较强的介质，应选择耐腐蚀性能 较好的材料，如不锈钢、钛合金等。
耐磨材料
对于磨损较大的介质，应选择耐磨性能较好 的材料，如碳化硅、碳石墨等。
详细描述
腐蚀的原理是金属原子与环境中的原子发生交换或结合，导致金属表面的原子被氧化或还原。腐蚀速率受多种因 素影响，如环境湿度、温度、酸碱度、氧气浓度、盐分等。此外，金属的种类、合金成分、表面状态、机械性能 等也会影响腐蚀速率。
防腐蚀的方法与措施
总结词
防腐蚀的方法包括材料选择、表面处理、涂层保护等，目的是减缓或阻止腐蚀的发生。
化工设备的腐蚀与防护
腐蚀的定义及分类
总结词
腐蚀是一种常见的化学反应，会导致材料损失和设备损坏。
详细描述
腐蚀是指金属与环境之间的化学或电化学反应，导致金属损 失和性能下降。根据腐蚀机理和环境条件的不同，腐蚀可以 分为多种类型，如化学腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀等。
腐蚀的原理及影响因素
总结词
腐蚀的原理涉及到金属与环境之间的相互作用，影响因素包括环境因素和金属性质。
设备安装精度控制
化工设备设计概述PPT培训课件
工艺优化
总结词
工艺优化是在化工设备设计过程中， 通过对生产工艺的改进，提高设备的 生产效率和产品质量，降低能耗和生 产成本。
详细描述
工艺优化主要涉及对设备操作参数、 反应条件、工艺流程等方面的改进。 通过对这些工艺条件的优化，可以提 高设备的生产效率和产品质量，降低 能耗和生产成本。
材料优化
总结词
05
化工设备设计优化
结构优化
总结词
结构优化是化工设备设计中的重要环节 ，通过改进设备结构，提高设备的稳定 性和可靠性，降低能耗和生产成本。
VS
详细描述
结构优化主要涉及对设备内部流道、反应 器结构、换热器传热方式等方面的改进。 通过对这些结构的优化，可以提高设备的 传热和传质效率，降低流体阻力，减少设 备维修和更换的频率，从而降低生产成本 。
详细描述
壳体设计应考虑设备的工艺要求、操作压力、操作温度以及 各种外力因素，如重力、风载、地震等。常用的壳体材料有 碳钢、不锈钢、钛材等，根据不同的工艺介质和操作条件选 择合适的材料和结构形式。
设备附件设计
总结词
附件设计是化工设备的重要组成部分，包括管道、阀门、支撑结构等。
详细描述
附件设计需遵循工艺流程和操作要求，确保流体流动顺畅、控制精确。阀门应具 备足够的密封性和耐腐蚀性，支撑结构应考虑设备的振动和热膨胀等因素。同时 ，附件设计还应注重安全性和可靠性，如设置安全阀、防爆装置等。
材料优化是在化工设备设计过程中，通过对 设备材料的选择和改进，提高设备的耐腐蚀 性、耐高温性、耐高压性等性能指标，降低 设备制造成本和使用成本。
详细描述
材料优化主要涉及对设备材料的选用、材料 加工工艺的改进、材料表面处理等方面的改 进。通过对这些材料的优化，可以提高设备 的性能指标和使用寿命，降低设备的制造成 本和使用成本。
化工设备基础(刘尚明)课件ppt
“十二五”职业教育国家规划教材
化工设备基础 项目 创新 实践 乐学
任务一 了解化工设备基础知识
任务二 学习化工设备材料
任务三 了解化工设备管理知识
学习目标： 了解化工生产对化工设备的要求 认识本课程涉及到的有关规范并会查询 了解化工设备的种类、使用材料类型、特性及应用 了解化工设备管理知识
一、化工设备的定义及分类 1.定义 化学工业生产中所用的机器和设备的总称叫化工设备。
金属 材料
工程材料 组成
非金属 材料
复合 材料
二、金属材料的主要性能 1.力学性能
1.强度 2.硬度
3.塑性 4.冲击韧性
5.疲劳强度
✓ 强度是金属材料在外力作用下，抵抗产 生塑性变形（不可恢复的变形）和断裂 的能力
✓ 常用的强度指标是抗拉强度和屈服强度 ✓ 硬度是金属材料抵抗硬物压入的能力，
或者说金属表面抵抗局部塑性变形的能 力 ✓ 材料的强度和硬度是相关的，强度越高， 塑性变形抗力越高，硬度值也就越高
一、反应器的应用 反应器广泛应用于石油、化工、医药、农药、橡胶、染 料等行业中
反应器
二、分类 1.根据物料的聚集状态分类
均相 反应器
非均相 反应器
气相 反应器
液相 反应器
气-液 反应器
气-固 反应器
液-液 反应器
液-固 反应器
气-液固反应
器
2.根据反应器结构形式分类
反应器
釜式 反应器
管式 反应器
一、反应器的常见故障现象及处理方法 区分现象 了解原因 会处理
二、釜设备的维护
日常 维护
釜式反 应器的
检査
1.经常观察压力表指示值； 2.要注意设备有无异常振动和声； 3.电动机不得超过额定电流； 4.减速机齿轮啮合正常，不得有异常声音；压 力润滑系统，水冷却系统畅通好用 ； 5.经常观察各部密封垫片是否严密可靠 。
化工设备基础 项目 创新 实践 乐学
任务一 了解化工设备基础知识
任务二 学习化工设备材料
任务三 了解化工设备管理知识
学习目标： 了解化工生产对化工设备的要求 认识本课程涉及到的有关规范并会查询 了解化工设备的种类、使用材料类型、特性及应用 了解化工设备管理知识
一、化工设备的定义及分类 1.定义 化学工业生产中所用的机器和设备的总称叫化工设备。
金属 材料
工程材料 组成
非金属 材料
复合 材料
二、金属材料的主要性能 1.力学性能
1.强度 2.硬度
3.塑性 4.冲击韧性
5.疲劳强度
✓ 强度是金属材料在外力作用下，抵抗产 生塑性变形（不可恢复的变形）和断裂 的能力
✓ 常用的强度指标是抗拉强度和屈服强度 ✓ 硬度是金属材料抵抗硬物压入的能力，
或者说金属表面抵抗局部塑性变形的能 力 ✓ 材料的强度和硬度是相关的，强度越高， 塑性变形抗力越高，硬度值也就越高
一、反应器的应用 反应器广泛应用于石油、化工、医药、农药、橡胶、染 料等行业中
反应器
二、分类 1.根据物料的聚集状态分类
均相 反应器
非均相 反应器
气相 反应器
液相 反应器
气-液 反应器
气-固 反应器
液-液 反应器
液-固 反应器
气-液固反应
器
2.根据反应器结构形式分类
反应器
釜式 反应器
管式 反应器
一、反应器的常见故障现象及处理方法 区分现象 了解原因 会处理
二、釜设备的维护
日常 维护
釜式反 应器的
检査
1.经常观察压力表指示值； 2.要注意设备有无异常振动和声； 3.电动机不得超过额定电流； 4.减速机齿轮啮合正常，不得有异常声音；压 力润滑系统，水冷却系统畅通好用 ； 5.经常观察各部密封垫片是否严密可靠 。
化工设备基础知识培训课件PPT课件
换热器
要点一
总结词
换热器是化工生产中用于实现热量交换的设备，其结构和 工作原理对于确保工艺过程的热量平衡至关重要。
要点二
详细描述
换热器有多种类型，如管式换热器、板式换热器、热管换 热器等。其结构通常包括壳体、传热管或板、冷热流体进 出口等部分。换热器的工作原理基于热传导和热对流，通 过冷热流体的交替流动实现热量交换。换热器的设计需充 分考虑工艺要求的传热面积、流体性质以及温度和压力条 件等因素，以确保热量交换的效率和安全性。
化工设备的日常维护与保养
日常维护
定期对化工设备进行清洁、润滑和紧 固等日常维护工作，确保设备正常运 行。同时，要定期检查设备的密封性、 振动等状况。
保养计划
制定并执行定期保养计划，包括对化 工设备的全面检查、清洗、更换磨损 件等。保养计划应根据设备的重要性 和磨损情况来确定。
05
化工设备的安全与环保
化工设备的制造工艺
铸造工艺
焊接工艺
通过将熔融的金属倒入模具中，冷却 凝固后形成设备零部件。铸造工艺适 用于制造复杂形状的零件。
通过熔融金属或高分子材料，将两个 或多个零部件连接在一起。焊接工艺 适用于制造大型设备和复杂结构。
锻造工艺
通过施加外力使金属坯料变形，从而 形成所需的零部件。锻造工艺可以提 高材料的机械性能。
化工设备基础知识培训课 件
• 化工设备概述 • 化工设备的结构与工作原理 • 化工设备的材料与制造 • 化工设备的操作与维护 • 化工设备的安全与环保
01
化工设备概述
化工设备的定义与分类
总结词
化工设备的定义、分类
详细描述
化工设备是指用于实现化学工业生产过程的各种机械和设备的总称。根据不同 的用途和功能，化工设备可分为多种类型，如反应设备、分离设备、换热设备、 储存设备等。
化工设备机械基础-PPT
第四节 化工设备的腐蚀及防腐
一、金属的腐蚀
定义： 金属与周围介质发生化学或电化学作用而引起的破坏现象。 类型（腐蚀过程有无电流产生） 化学腐蚀（如氢腐蚀） 电化学腐蚀（如晶间腐蚀，应力腐蚀）
二、常见腐蚀类型
氢腐蚀 氢气在较低温度和压力(＜200℃，＜5.0MPa)下 对普通碳钢及低合金钢不会有明显的腐蚀，但是 在高温高压下则会对它们产生腐蚀，结果使材料 的机械强度和塑性显著下降，甚至损坏，这种现 象常称为“氢腐蚀”。
持久强度σD
蠕变强度σn
屈服强度σs(σ0.2)
抗拉强度σb
疲劳极限σn
问题
判断正误并说出理由 韧性高的材料，塑性好；塑性较高的材料，韧性也好。
注意！韧性是材料在外加动载荷突然袭击时的一种及时和迅速塑性变形的能力。韧性高的材料，一般都有较高的塑性指标；但塑性较高的材料，却不一定都有高的韧性。其所以如此，就是因为静载菏下能够缓慢塑性变形的材料．在动载荷下不一定能迅速塑性变形。
2、钢的分类
钢铁牌号及表示方法（GB/T221-2000）
钢板 牌号
使用温度℃
设计压力MPa
壳体钢板厚度mm
其它限制
Q235-B
0~350
≤1.6
≤20
不得用于毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器
Q235-C
0~400
≤2.5
≤30
表1-2 压力容器用碳素钢镇静钢板的适用范围表
耐腐蚀性 抗氧化性
化学性能
第三节 金属材料的分类及牌号
一、分类
1、金属的分类
铸造生铁
金属
黑色金属
有色金属
生铁
钢
炼钢生铁
《化工设备》课件
传热设备的应用
传热设备广泛应用于化工、石 油、制药等领域，是实现工艺 流程中热量传递和平衡的关键
设备。
反应设备
反应设备概述
反应设备是化工生产中用于实现化学 反应的重要设备，主要包括反应釜、 固定床反应器等。
反应设备的分类
根据反应类型和工艺要求的不同，反 应设备可分为釜式反应器、管式反应 器、塔式反应器等类型。
02 化工设备的材料
CHAPTER
化工设备的材料分类
01
02
03
金属材料
如钢铁、铜、铝等，具有 高强度、耐腐蚀性等特点 ，广泛应用于化工设备制 造。
非金属材料
如玻璃、陶瓷、塑料等， 具有耐高温、化学稳定性 好等优点，适用于特定化 工设备。
复合材料
由两种或多种材料组成， 具有各组成材料的优点， 如高强度、耐腐蚀等，广 泛应用于化工设备制造。
备和管道。
陶瓷
具有高硬度、高耐磨性和耐腐蚀 性，适用于高温和腐蚀性环境。
塑料
质轻、耐腐蚀、绝缘性好，常用 于制造管道、阀门等化工设备。
化工设备材料的安全性要求
材料应无毒无害，不含有对健康有害 的物质。
材料应具有足够的强度和刚度，能够 承受工作载荷和压力，保证设备的安 全运行。
材料应具有良好的稳定性和耐久性， 能够承受各种环境条件下的使用。
04 化工设备的结构与特点
CHAPTER
化工设备的结构类型与特点
反应器 分离器 换热器 储罐
用于化学反应的设备，具有耐高温、高压、耐腐蚀等特点，分 为釜式、管式、塔式等多种类型。
用于将反应产物与其他物质分离的设备，如蒸馏塔、萃取塔等 ，要求具有高效、稳定、耐磨损等特点。
用于加热或冷却反应物质的设备，要求材料导热性能好、耐高 温、高压。
传热设备广泛应用于化工、石 油、制药等领域，是实现工艺 流程中热量传递和平衡的关键
设备。
反应设备
反应设备概述
反应设备是化工生产中用于实现化学 反应的重要设备，主要包括反应釜、 固定床反应器等。
反应设备的分类
根据反应类型和工艺要求的不同，反 应设备可分为釜式反应器、管式反应 器、塔式反应器等类型。
02 化工设备的材料
CHAPTER
化工设备的材料分类
01
02
03
金属材料
如钢铁、铜、铝等，具有 高强度、耐腐蚀性等特点 ，广泛应用于化工设备制 造。
非金属材料
如玻璃、陶瓷、塑料等， 具有耐高温、化学稳定性 好等优点，适用于特定化 工设备。
复合材料
由两种或多种材料组成， 具有各组成材料的优点， 如高强度、耐腐蚀等，广 泛应用于化工设备制造。
备和管道。
陶瓷
具有高硬度、高耐磨性和耐腐蚀 性，适用于高温和腐蚀性环境。
塑料
质轻、耐腐蚀、绝缘性好，常用 于制造管道、阀门等化工设备。
化工设备材料的安全性要求
材料应无毒无害，不含有对健康有害 的物质。
材料应具有足够的强度和刚度，能够 承受工作载荷和压力，保证设备的安 全运行。
材料应具有良好的稳定性和耐久性， 能够承受各种环境条件下的使用。
04 化工设备的结构与特点
CHAPTER
化工设备的结构类型与特点
反应器 分离器 换热器 储罐
用于化学反应的设备，具有耐高温、高压、耐腐蚀等特点，分 为釜式、管式、塔式等多种类型。
用于将反应产物与其他物质分离的设备，如蒸馏塔、萃取塔等 ，要求具有高效、稳定、耐磨损等特点。
用于加热或冷却反应物质的设备，要求材料导热性能好、耐高 温、高压。
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决于腐蚀情况，有些取决于工作条件。 5.密封性——包括内漏和外漏。 6. 标准化设计
法兰、螺栓、封头、筒体、支座、接管、人孔等。
15(20)
7.方便制造、操作与检修，便于运输 8.技术经济指标合理
经济指标：单位生产能力；消耗系数；设备价 格；管理费用和生产总成本。
16(20)
三、容器设计基本知识
2(20)
典型的压力容器结构示例图如下:
(1) 储罐
（2）管壳式换热器
3(20)
典型的压力容器结构示例图如下: (3)反应釜 (4)精馏塔
4(20)
(2)按承压性质分类
可分为内压容器与外压容器两类:
1) 当 容 器 内 部 介 质 压 力 大 于 外 界 压 力 时 称 为 内 压 容器；
6(20)
(3)按容器壁温分
1）常温容器 -20＜壁温≤2000C 2）高温容器 壁温~蠕变温度
碳钢，低合金钢 —— ＞4200C 奥氏体不锈钢 —— ＞5500C 3）低温容器 壁温≤-200C
-200C～-400C为浅冷容器 壁温≤-400C为深冷容器
7(20)
(4)按安放形式：
立式、卧式容器。
(5)按壁厚：
薄壁（ K D0 Di 1.2）,厚壁容器。
(6)安全综合*
根据介质性质，设计压力以及容器的容积等内容， 压力容器可分为I、II、III类压力容器。
8(20)
(6)安全综合分类
9(20)
(6)安全综合分类
10(20)
介质规定
（1）第一组介质，毒性程度为极度危害、高度危害 的化学介质，易燃介质，液化气体；
18(20)
1.回转壳体的几何特性
法线 通过经线上一点垂直于中间面的直线，称为中间面在
该点的“法线”。 特点：法线的延长线必与回转轴相交。 第一曲率半径* 某点经线(平面曲线或直线)的曲率半径。
第二曲率半径* 过某点垂直于经线的平面与中间面交线的曲率半径。
特点：[1]在法线上；[2]曲率中心在回转轴上。
（2）第二组介质，除第一组以外的介质
11(20)
4.相关法规及常用标准
(1)基本法规： 《特种设备安全监察条例》—国务院 《固定式压力容器安全技术监察规程》—国家质监局
(2)压力容器常用标准： GB150 《压力容器》 GB151 《管壳式换热器 》 JB4732 《钢制压力容器分析设计》
》
Hale Waihona Puke 12(20)二、容器机械设计的基本要求
1.强度——不发生破坏 如焊缝开裂，筒体爆破，螺栓拉断等。
2.刚度——不发生过大变形 如塔体倾斜，塔盘下凹等。
3.稳定性——不发生瘪塌或褶皱 如卧式容器支座之间的筒体发生瘪塌，气柜抽负
瘪塌，塔体支座在起吊时发生瘪塌等。
13(20)
14(20)
4.耐久性——保证使用寿命。 一般化工设备设计使用寿命为10～15年。大多取
§5.1 容器设计基本知识
一、压力容器的基本结构与分类
1.基本结构
主体（容器壳体）+ 附件（人孔，手孔，物料进出、排污、 测量等管口、支座、法兰、安全附件等）
接管
人孔
封头
液面计
筒身
支座
1(20)
2. 压力容器分类
(1) 按容器在生产中的作用分
储存压力容器（C）——储罐、计量槽、压力缓冲器； 反应压力容器（R）——合成塔、反应釜、变换炉等； 传热压力容器（E）——加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、 废热锅炉、水洗塔等； 分离压力容器（S）——分馏塔、吸收塔、干燥塔、过滤器、 分离器等。
将研究的压力容器的壳体视为回转壳体
17(20)
1.回转壳体的几何特性
回转壳体 旋转壳体指壳体的中间面（等分壳体厚度的面）是由一
条直线或平面曲线作母线，绕其同平面内的轴线旋转一周而 成的旋转曲面。 轴对称
壳体的几何形状、约束条件和载荷都是对称于某一轴。 中间面
与壳体内外表面等距离的中曲面。内外表面的法向距离 为壳体的厚度。
2)当容器内部介质压力小于外界压力时则称为外压 容器。
注:外压容器中，当容器内压力小于一个绝对大气 压(约0.1MPa)时又称为真空容器。
5(20)
内压容器按设计压力又可分为：
※低压容器(代号L) 0.1MPa≤p＜1.6MPa； ※中压容器(代号M) 1.6MPa≤p＜10MPa； ※高压容器(代号H) 10MPa≤p＜100MPa； ※超高压容器(代号U) p≥100MPa。
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1.回转壳体的几何特性
20(20)
第一 和第二曲率半径的确定
试写出所标点的第一 和第二曲率半径。
21(20)
法兰、螺栓、封头、筒体、支座、接管、人孔等。
15(20)
7.方便制造、操作与检修，便于运输 8.技术经济指标合理
经济指标：单位生产能力；消耗系数；设备价 格；管理费用和生产总成本。
16(20)
三、容器设计基本知识
2(20)
典型的压力容器结构示例图如下:
(1) 储罐
（2）管壳式换热器
3(20)
典型的压力容器结构示例图如下: (3)反应釜 (4)精馏塔
4(20)
(2)按承压性质分类
可分为内压容器与外压容器两类:
1) 当 容 器 内 部 介 质 压 力 大 于 外 界 压 力 时 称 为 内 压 容器；
6(20)
(3)按容器壁温分
1）常温容器 -20＜壁温≤2000C 2）高温容器 壁温~蠕变温度
碳钢，低合金钢 —— ＞4200C 奥氏体不锈钢 —— ＞5500C 3）低温容器 壁温≤-200C
-200C～-400C为浅冷容器 壁温≤-400C为深冷容器
7(20)
(4)按安放形式：
立式、卧式容器。
(5)按壁厚：
薄壁（ K D0 Di 1.2）,厚壁容器。
(6)安全综合*
根据介质性质，设计压力以及容器的容积等内容， 压力容器可分为I、II、III类压力容器。
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(6)安全综合分类
9(20)
(6)安全综合分类
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介质规定
（1）第一组介质，毒性程度为极度危害、高度危害 的化学介质，易燃介质，液化气体；
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1.回转壳体的几何特性
法线 通过经线上一点垂直于中间面的直线，称为中间面在
该点的“法线”。 特点：法线的延长线必与回转轴相交。 第一曲率半径* 某点经线(平面曲线或直线)的曲率半径。
第二曲率半径* 过某点垂直于经线的平面与中间面交线的曲率半径。
特点：[1]在法线上；[2]曲率中心在回转轴上。
（2）第二组介质，除第一组以外的介质
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4.相关法规及常用标准
(1)基本法规： 《特种设备安全监察条例》—国务院 《固定式压力容器安全技术监察规程》—国家质监局
(2)压力容器常用标准： GB150 《压力容器》 GB151 《管壳式换热器 》 JB4732 《钢制压力容器分析设计》
》
Hale Waihona Puke 12(20)二、容器机械设计的基本要求
1.强度——不发生破坏 如焊缝开裂，筒体爆破，螺栓拉断等。
2.刚度——不发生过大变形 如塔体倾斜，塔盘下凹等。
3.稳定性——不发生瘪塌或褶皱 如卧式容器支座之间的筒体发生瘪塌，气柜抽负
瘪塌，塔体支座在起吊时发生瘪塌等。
13(20)
14(20)
4.耐久性——保证使用寿命。 一般化工设备设计使用寿命为10～15年。大多取
§5.1 容器设计基本知识
一、压力容器的基本结构与分类
1.基本结构
主体（容器壳体）+ 附件（人孔，手孔，物料进出、排污、 测量等管口、支座、法兰、安全附件等）
接管
人孔
封头
液面计
筒身
支座
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2. 压力容器分类
(1) 按容器在生产中的作用分
储存压力容器（C）——储罐、计量槽、压力缓冲器； 反应压力容器（R）——合成塔、反应釜、变换炉等； 传热压力容器（E）——加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、 废热锅炉、水洗塔等； 分离压力容器（S）——分馏塔、吸收塔、干燥塔、过滤器、 分离器等。
将研究的压力容器的壳体视为回转壳体
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1.回转壳体的几何特性
回转壳体 旋转壳体指壳体的中间面（等分壳体厚度的面）是由一
条直线或平面曲线作母线，绕其同平面内的轴线旋转一周而 成的旋转曲面。 轴对称
壳体的几何形状、约束条件和载荷都是对称于某一轴。 中间面
与壳体内外表面等距离的中曲面。内外表面的法向距离 为壳体的厚度。
2)当容器内部介质压力小于外界压力时则称为外压 容器。
注:外压容器中，当容器内压力小于一个绝对大气 压(约0.1MPa)时又称为真空容器。
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内压容器按设计压力又可分为：
※低压容器(代号L) 0.1MPa≤p＜1.6MPa； ※中压容器(代号M) 1.6MPa≤p＜10MPa； ※高压容器(代号H) 10MPa≤p＜100MPa； ※超高压容器(代号U) p≥100MPa。
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1.回转壳体的几何特性
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第一 和第二曲率半径的确定
试写出所标点的第一 和第二曲率半径。
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