化工设备工艺设计课件.pptx

3 设备选型及工艺设计 天津科技大学 海洋科学与工程学院 化工设备与工厂设计 3.1 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。 化工设备分类 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。 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。 3.1 概述 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。 化工设备工艺设计的成果： 1、设备一览表； 2、设备工艺条件图或设备总图。 3.1 概述 (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)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，避免盲目性。 化工设备选型和工艺设计的原则 3.2 化工设备的选用 3.2.1 泵的选用 (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、无轴封的屏蔽泵；当要求精确进料时应选用计量泵或柱塞泵等。 (2)确定选泵的流量和扬程 ①流量的确定和计算 选泵时以最大流量为基础。如果数据是正常流量，则应在正常流量的基础上乘以1．1~1．2的安全系数。 ②扬程的确定和计算 先计算出所需要的扬程，即用来克服两端容器的位能差，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(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％。 3.2 化工设备的选用 (3)确定泵的安装高度。 (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。 (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。 3.2 化工设备的选用 3.2 化工设备的选用 (6)确定冷却水或驱动蒸汽的耗用量。 (7)选用电动机。 (8)填写选泵规格表。 3.1 化工设备的选用 3.1.2 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。 其设计方法如下： （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。 3.2 化工设备的选用 (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 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，应尽量选择已经标准化的产品。 3.2 化工设备的选用 (4)容积计算（核心） 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％， 3.2 化工设备的选用 ④缓冲罐、汽化