过程装备与控制工程系 过程装备教研室.pptVIP

(４) 在役设备检验与监控 过程设备设计 焊缝（大修） 内部缺陷 表面缺陷 射/超 磁/渗 材料 使用过程中退化 金相组织变化 晶界孔穴 微裂纹、氢侵袭 辐照脆化 新材料 成熟材料 在新环境下使用 ‘挂片’ 过程设备设计 5. 本课程的内容 第一篇：介绍压力容器总体结构、应力分析模型、环境 和时间对材料性能的影响、失效形式及各种设 计方法等，提高学生在设计阶段分析和解决压 力容器全寿命过程中安全问题的能力； 第二篇：介绍储存设备、传热设备、塔设备和反应设备 等典型过程设备，突出功能要求、结构特点 与设计选用的联系。 * 过程装备与控制工程系 过程装备教研室 太原理工大学 化学化工学院 2007年3月 绪论 INTRODUCTION 专业课设置 过程装备与控制工程 过程装备 过程控制 过程机械 实践环节 毕业环节 压力容器部分 过程设备部分 过程设备设计 第一篇 压力容器部分(第1章—第4章) 最终目的：防止压力容器失效、确保其安全可靠运行 主要内容： 压力容器总体结构 应力分析模型 环境和时间对材料性能的影响 失效形式 设计方法 达到目标：掌握设计方法；提高设计阶段分析和解决压力容器 在全寿命过程中安全问题的能力 过程设备设计 第二篇 过程设备部分（第５章—第８章） 储存设备、换热设备、 塔设备和反应设备 主要内容： 典型过程设备设计 重 点： 突出功能要求、结构特点与设计选用 的联系。 过程设备设计 本课程的性质： 是过程装备与控制工程专业的核心课之一，是一门涉及多门学科，综合性很强的课程。 比如，它涉及到物理、化学、力学、热力学、机械学、化学工程与工艺学、信息技术科学、课程设计、实习经验等许多方面。 本课程的任务： 综合运用基础课、技术基础课中的基本理论，培养学生具有过程设备工程设计的初步能力。 过程设备设计 绪论 过 程： 原材料 产品 物理或化学加工 过程设备： 即：完成物料的粉碎、混合、储存、分离、传热、传质、反应等操作的设备。例如，泵、压缩机、管道、储罐、塔、换热器、反应器等。 过程设备设计： 根据设备的工艺、强度、经济性等要求制订出的可用于制造的技术文件。 完成物理或化学加工所用到的设备。 过程设备设计 ●过程设备的应用 ●过程设备的特点 ●过程设备的基本要求 ●过程设备的质量保证 ●本课程的内容 内 容： 过程设备设计 绪论 1. 过程设备的应用 过程设备的应用领域： 所有的工业过程。 过程设备的典型例子： a、加氢反应器: 加氢过程的关键设备。 b、用于液氢的深冷（-253℃）高压 （40MPa）储存。 c、超高压食品杀菌釜：超高压食品杀菌所需关键设备。 d、核反应堆：核电站的核心设备。 e、超临界流体萃取装置：萃取和分离过程中所需的萃取 釜、换热 器、分离器等设备。 f、潜艇外壳：承受外压作用的壳体。日本于1988年 研制成 功的潜深为6000m的深海潜艇，其耐压舱为一壁厚 70mm的钛合金制球形壳体。 图1、图2 、图3 、图4 、图5、图6 、图7、为一些过程设备的照片。 随着科学技术的发展，过程设备向多功能、大型化、成套化和专业化方向发展，呈现出以下特点： a、功能原理多种多样，是典型的非标设备。 b、化机电一体化。 2. 过程设备的特点 c、外壳一般为压力容器。 含有压力介质的封闭容器都被称做压力容器 过程设备 = 承受一定压力的外壳 + 各种各样的内件 压力容器的 载荷 除压力载荷、温度载荷外，还可能受风载荷、地震载荷、冲击载荷的作用。 压力容器的 失效 失去正常的使用功能。图１是容器失稳外观，图2和图3是压力容器断裂后的外观。 可能的 失效原因 选材不当、材料误用、材料缺陷、材质劣化、介质腐蚀、制造缺陷、设计失误、缺陷漏检、操作不当、意外操作条件、难以控制的环境等原因。 过程设备设计 压力容器的规范标准—— 如我国的GB150《钢制压力容器》 JB4732《钢制压力容器——分析设计标准》