化工設備的選型和設計計算

1、第五章 化工設備的選型和設計計算,主要內容,物料輸送設備貯罐換熱設備分離設備傳質設備化學反應器,化工設備類型：標準設備（定型設備）非標準設備（非定型設備 ）,工藝設備一覽表：,選型和工藝設計的原則：合理性。 先進性。安全性。經濟性。,§5.1 物料輸送設備,物料輸送設備分類：,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,§5.1 物料輸送設備,§5

2、.1.1 液體輸送設備,通常把提升液體、輸送液體或使液體增加壓力,即把原動機的機械能變?yōu)橐后w能量從而達到抽送液體目的的機器統(tǒng)稱為泵。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,液體輸送泵的結構：主要泵頭（主要工作部件）、電機（提供動力的部件）和底座（安裝部件）,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,泵的技術指標（1）型號：以IH型單級單吸離心泵為例說明 IH

3、 50—— 32 ——160 A,葉輪直徑第一次切削葉輪名義直徑（mm）泵排出口直徑（mm）泵吸入口直徑（mm）泵的型號代號,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,其他各種類型的離心泵,ISG型系列單級單吸管道離心泵,DL、DLR型泵系立式單吸多級分段式離心泵,D型泵系單吸多級分段式離心泵,,,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液

4、體輸送設備,其他各種類型的泵 （1）油泵,CYZ型自吸油泵,LQRY無水冷卻熱油泵,KCB型、2CY型齒輪式輸油泵,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,其他各種類型的泵 （2）耐腐蝕泵,FB型單級、單級懸臂式耐腐蝕離心泵,FP/FV耐腐蝕節(jié)能離心泵,FP（FS）型耐腐蝕塑料離心泵,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,其他各種類型的泵 （3）液下泵,HYF氟合金

5、液下泵,自動自控液下泵,HTCN液下泵,FYB不銹鋼液下泵,FY型耐腐蝕液下泵,DHY系列液下泵,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,其他各種類型的泵 （4）屏蔽泵,PBG型管道式 屏蔽泵,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,其他各種類型的泵 （5）隔膜泵,DBY型電動隔膜泵,QBY氣動隔膜泵,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送

6、設備,其他各種類型的泵 （5）隔膜泵的工作原理,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,其他各種類型的泵 （6）計量泵,JM系列機械隔膜計量泵,JWM-A隔膜計量泵,JWM系列機械隔膜計量泵,J-XM系列機械隔膜計量泵,J25系列柱塞式計量泵,J-DM系列隔膜計量泵,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,其他各種類型的泵 （7）齒輪泵,PD 系列碳鋼齒輪泵,磁力驅動無

7、泄漏齒輪計量泵,N 系列齒輪計量泵,cipex 系列不銹鋼齒輪泵,CHEM-TECH 系列機械式隔膜計量泵,MB/MC 系列機械隔膜計量泵,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,其他各種類型的泵 （8）螺桿泵,PNL型污水泥漿泵,NL型污水泥漿泵,I-1B系列螺桿泵(濃漿泵),G型單螺桿泵（濃漿泵）,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,其他各種類型的泵 （9）

8、旋渦泵,W型單級直連 旋渦泵,WB型旋渦泵,型號意義說明   32WB-30　　 32----泵入口直徑　　　　　　 WB----表示旋渦泵　     　　　　　 30----表示泵在設計點的揚程值為30米,,FW系列不銹鋼耐腐蝕旋渦泵,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,其他各種類型的泵 （10）軸流泵,FJX型化工

9、軸流泵,ZWB型臥式軸流泵,型號意義： 以1600ZWB8.4—2.5為例:1600---水泵葉輪名義直徑（mm）Z----軸流型W---臥式B---半調節(jié)Q---全調節(jié)8.4---水泵流量（m3/s）2.5---水泵揚程（m）,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,泵的技術指標揚程：泵在輸送單位液體量時，泵出口能量的增加值，包括液體靜壓頭、速度頭及幾何位能等能量增加的總合，以m液柱表

10、示。流量：泵單位時間內抽入或排出液體的體積數(shù)稱為流量，以m3/h或L/s表示。必需汽蝕余量：為了使泵在工作時不產生汽蝕現(xiàn)象，泵進口處必需具有超過輸送溫度下液體汽化壓力的能量，使泵在工作時不產生汽蝕現(xiàn)象所必需具有的富裕能量稱為必需汽蝕余量，國際上稱凈正吸入壓頭，單位為m。功率和效率：有效功率指單位時間內泵對液體所作的功；軸功率是指原動機傳給泵的功率；效率是指有效功率和軸功率之比。,§5.1 物料輸送設備,§5.1

11、.1 液體輸送設備,泵選型中考慮的問題:,耐腐蝕問題   一直以來，腐蝕就是化工設備最頭痛的危害之一，稍有不慎，輕則損壞設備，重則造成事故甚至引發(fā)災難。據(jù)有關統(tǒng)計，化工設備的破壞約有60%是由于腐蝕引起的，因此在化工泵選型時首先要注意選材的科學性。通常有一種誤區(qū)，認為不銹鋼是“萬能材料”，不論什么介質和環(huán)境條件都捧出不銹鋼，這是很危險的。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,輸送

12、介質與泵材料的關系:,硫酸:氟塑料具有較好的耐硫酸性能，采用襯氟泵是一種更為經濟的選擇。 鹽酸 :內襯橡膠泵和塑料泵（如聚丙烯、氟塑料等）是輸送鹽酸的最好選擇。 硝酸 :不銹鋼是應用最廣的耐硝酸材料，對常溫下一切濃度的硝酸都有良好的耐蝕性，對于高溫硝酸，通常采用鈦及鈦合金材料。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,輸送介質與泵材料的關系:,醋酸 :不銹鋼是優(yōu)良的耐醋酸材料，高溫高濃醋酸

13、或含有其它腐蝕介質等苛刻要求時，可選用高合金不銹鋼或氟塑料泵。堿（氫氧化鈉） : 鋼鐵廣泛應用于80℃以下、30%濃度內的氫氧化鈉溶液，也有許多工廠在100℃、75%以下時仍采用普通鋼鐵，雖然腐蝕增加，但經濟性好。對于高溫堿液多采用鈦及鈦合金或者高合金不銹鋼。氨 :只有銅和銅合金不宜使用。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,鹽水（海水）  :普通鋼鐵在氯化鈉溶液和海水、咸水

14、中腐蝕率不太高，一般須采用涂料保護 ;各類不銹鋼也有很低的均勻腐蝕率，但可能因氯離子而引起局部性腐蝕，通常采用316不銹鋼較好。 醇類、酮類、酯類、醚類 :基本沒有腐蝕性，常用材料均可適用 .酮、酯、醚對多種橡膠有溶解性，在選擇密封材料時避免出錯。,輸送介質與泵材料的關系:,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,輸送介質與泵材料的關系:,冷卻問題 密封問題 粘度問題 在選材時切不

15、可隨意和盲目，應多查閱相關資料或借鑒成熟經驗。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,1、根據(jù)裝置的布置、地形條件、水位條件、運轉條件、經濟方案比較等多方面因素；2、考慮選擇臥式、立式和其它形式（管道式、直角式、彎角式、轉角式、平行式、垂直式、直立式、潛水式、便拆式、液下式、無堵塞式、自吸式、齒輪式、充油式、充水溫式）。臥式泵拆卸方便：（1）易管理、但體積大；（2）價格較貴；（3）需很大占地面積；

16、立式泵：（1）很多情況下葉輪淹沒在水中；（2）任何時候可以啟動；（3）便于遠程控制；（4）緊湊，安裝面積??；（5）價格較便宜。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,3、根據(jù)液體介質性質，確定清水泵，熱水泵還是油泵、化工泵或耐腐蝕泵或雜質示，或者采用不堵塞泵。安裝在爆炸區(qū)的示，應根據(jù)爆炸區(qū)域等級，采用防爆電動機。4、振動量分為：氣動、電動（電動分為220V電壓和380V電壓）5、根據(jù)流量大小，

17、選單吸示還是雙吸泵：根據(jù)揚程高低，選單吸泵還是多吸泵，高轉速泵還是低轉速泵（空調泵）、多級效率比單級泵低，當選單級泵和多級泵同樣都能用時，宜選用單級泵。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,泵的選擇:（1）列出基礎數(shù)據(jù)介質的物性操作條件泵所在位置,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,泵的選擇:(2) 確定選泵的流量和揚程,流量的確定和計算。選泵時以最

18、大流量為基礎。揚程的確定和計算。 單位重量液體通過泵所獲得的能量叫揚程。即用來克服兩端容器的位能差，兩端容器上靜壓力差，兩端全系統(tǒng)的管道、件和裝置的阻力損失，以及兩端（進口和出口）的速度差引起的動能差。 泵的揚程包括吸程在內，近似為泵出口和入口 壓力差。揚程用H表示，單位為米（m）。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,泵的選擇:,流量V [

19、m3/s]壓頭H [mH2o]軸功率N [kW]效率?[%],性能參數(shù)：,H—V曲線 N—V曲線 ?—V曲線,離心泵的特性曲線由制造廠附于產品樣本中，是指導正確選擇和操作離心泵的主要依據(jù)。,特性曲線：,離心泵的特性曲線,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,泵的選擇:,利用泵的特性曲線，在橫坐標上找到所需流量值，在縱坐標上找到所需揚程值，從兩值分別向上和向右引垂線或水平線，兩線交點正好落在特

20、性曲線上，則該泵就是要選的泵，但是這種理想情況一般不會很少，通常會碰到下列幾種情況：A、第一種：交點在特性曲線上方，這說明流量滿足要求，但揚程不夠。此時，若揚程相差不多，或相差5%左右，仍可選用，若揚程相差很多，則選揚程較大的泵，或設法減小管路阻力。B、第二種：交點在特性曲線下方，在泵特性曲線扇狀梯形范圍內，就初步定下此型號，然后根據(jù)揚程相差多少，來決定是否切割葉輪直徑，若揚程相差很小，就不切割，若揚程相差很大，就按所需Q、H，根據(jù)

21、其ns和切割公式，切割葉輪直徑，若交點不落在扇狀梯形范圍內，應選揚程較小的泵。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,泵的選擇:,（3）確定泵的安裝高度。 離心泵的安裝技術關鍵在于確定水泵安裝高度。這個高度是指水源水面到水泵葉輪中心線的垂直距離，它與允許吸上真空高度不能混為一談，水泵銘牌或產品說明書上標示的允許吸上真空高度是指水泵進水口斷面上的真空值，而且是在1標準大氣壓下；水溫20

22、攝氏度情況下，進行試驗而測定得的。它并沒有考慮吸水管道配套以后的水流狀況。而水泵安裝高度應該是允許吸上真空高度扣除了吸水管道損失揚程以后，所剩下的那部分數(shù)值，它要克服實際地形吸水高度。水泵安裝高度不能超過計算值，否則，水泵將會抽不上水來。另外，影響計算值的大小是吸水管道的阻力損失揚程，因此，宜采用最短的管路布置，并盡量少裝彎頭等配件，也可考慮適當配大一些口徑的水管，以減管內流速。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1

23、 液體輸送設備,泵的選擇:,（4）確定泵的臺數(shù)和備用率。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,泵的選擇:,（5） 校核泵的軸功率 。,有效功率與軸功率的比值為離心泵的效率?,離心泵的軸功率N是指電機輸入到泵軸的功率。流體從泵獲得的實際功率為泵的有效功率Ne，由泵的流量和揚程求得,§5.1 物料輸送設備,§5.1.1 液體輸送設備,泵的選擇:,（6）確定冷卻水或驅動蒸汽的耗用量

24、。（7）選用電動機。（8）填寫選泵規(guī)格表。,例如，水泵廠在產品目錄中都提供了這種表格，表中每一個型號的性能都有三行數(shù)據(jù)。一般設計流量和設計揚程應與性能表列出的中間一行的數(shù)值相一致，或是相接近，而又必須落在上、下兩行的范圍內，因為這個范圍是水泵運轉的高效率區(qū)域，這個型號的水泵就認為是符合實際需要的。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,氣體輸送、壓縮設備分類:,按出口壓力的大小可分為四類：,

25、§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.1 通風機:,SF 型低噪聲軸流式通風機,9-19型系列高壓離心通風機,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.1 通風機:離心式通風機根據(jù)產生的壓頭可分為：（1）低壓離心式通風機 風壓≤1kPa（2）中壓離心式通風機 1-3 kPa

26、（3）高壓離心式通風機 3-15 kPa,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.1 通風機:離心式通風機型號,傳動方式（A為直聯(lián)，BC為皮帶連接，D為連軸器連接）機號（數(shù)字表示葉輪直徑 mm/100）型號代號（9-19表示高壓離心式通風機）,9—19 No7.1—A,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,

27、7;5.1.2.1 通風機:技術指標,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.2 鼓風機:,羅茨風機系列,C系列多級離心鼓風機,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.2 鼓風機:,羅茨風機結構示意圖,羅茨鼓風機的工作原理與齒輪泵類似。如圖所示，機殼內有兩個漸開擺線形的轉子，兩轉子的旋轉方向相反，可使氣體

28、從機殼一側吸，從另一側排出。轉子與轉子、轉子與機殼之間的縫隙很小，使轉子能自由運動而無過多泄漏。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.2 鼓風機:羅茨鼓風機,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.2 鼓風機:羅茨鼓風機,屬于正位移型的羅茨風機風量與轉速成正比，與出口壓強無關。該風機的風量范圍可自2至5

29、00m3/min，出口表壓可達80kPa，在40kPa左右效率最高。 該風機出口應裝穩(wěn)壓罐，并設安全閥。流量調節(jié)采用旁路，出口閥不可完全關閉。操作時，氣體溫度不能超過85℃，否則轉子會因受熱臌脹而卡住。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.2 鼓風機:離心鼓風機,離心式鼓風機的結構特點：離心式鼓風機的外形與離心泵相象，內部結構也有許多相同之處。,§

30、;5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.2 鼓風機:離心鼓風機,例如，離心式鼓風機的蝸殼形通道亦為圓形；但外殼直徑與厚度之比較大；葉輪上葉片數(shù)目較多；轉速較高；葉輪外周都裝有導輪。 單級出口表壓多在30kPa以內；多級可達0.3MPa。 離心式鼓風機的選型方法與離心式通風機相同。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣

31、體輸送、壓縮設備,§5.1.2.2 鼓風機:性能參數(shù),§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.3 壓縮機: 活塞式空氣壓縮機,L型、V型、W型及臥式、立式、對稱平衡式水冷式和空冷式、單級、兩級和多級,結構：空壓機、電動機、空氣過濾器、中間冷卻器、電控設備等,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1

32、.2.3 壓縮機:分類,壓縮機,,容積式速度式,,往復式回轉式,,軸流式離心式混流式,,活塞式膜式,,滑片式螺桿式轉子式,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.3 壓縮機: 活塞式壓縮機,技術指標,V—6/8—1,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.3 壓縮機: 活塞式壓縮機

33、型號：以 V-6/8-1型空壓機為例說明,冷卻方式（水冷）額定排氣壓力，×0.1MPa（表壓）排氣量，m3/min機型代號,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.3 壓縮機: 離心式空氣壓縮機,DA400-63型 離心式壓縮機,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.3 壓縮機: 離心式壓

34、縮機,離心式壓縮機具有以下優(yōu)點:　　1.在相同冷量的情況下,特別在大容量時,與螺桿壓縮機組相比,省去了龐大的油分裝置,機組的重量及尺寸較小,占地面積小;　　2.離心式壓縮機結構簡單緊湊,運動件少,工作可靠,經久耐用,運行費用低;　　3.容易實現(xiàn)多級壓縮和多種蒸發(fā)溫度,容易實現(xiàn)中間冷卻,使得耗功較低;　　4.離心機組中混入的潤滑油極少,對換熱器的傳熱效果影響較小,機組具有較高的效率.,§5.1 物料輸送設備,§

35、5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.3 壓縮機: 離心式壓縮機,具有以下缺點:　　1.轉子轉速較高, 為了保證葉輪一定的寬度, 必須用于大中流量場合, 不適合于小流量場合;　　2.單級壓比低,為了得到較高壓比須采用多級葉輪,一般還要用增速齒輪;　　3.喘振是離心式壓縮機固有的缺點,機組須添加防喘振系統(tǒng);　　4.同一臺機組工況不能有大的變動,適用的范圍較窄.,§5.1 物料輸送設備,§5

36、.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.3 壓縮機: 螺桿式壓縮機,螺桿式壓縮機基本技術參數(shù),§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.3 壓縮機: 螺桿式壓縮機,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.3 壓縮機: 螺桿式壓縮機,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2

37、氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.3 壓縮機: 螺桿式壓縮機,選擇壓縮機應注意的問題,一是應考慮排氣壓力的高低和排氣量大小。一般用途空氣動力用壓縮機排氣壓力為0.7MPa，老標準為0 .8MPa。排氣量是空壓機的主要參數(shù)之一，選擇空壓機的氣量要和所需的排氣量相匹配，并留有10％的余量。另外，在選排氣量時還要考慮高峰用量和通常用量及低谷用量。 二是要考慮用氣場合和條件。如用氣場地狹小(船用、車用)，應選立式

38、；如用氣場合有長距離的變化(超過 500米)，則應考慮移動式；如果使用場合不能供電，則應選擇柴油機驅動式；如果使用場合沒有自來水，就必須選擇風冷式。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.3 壓縮機: 螺桿式壓縮機,選擇壓縮機應注意的問題,三是要考慮壓縮空氣質量。一般空壓機產生的壓縮空氣均含有一定量潤滑油，并有一定量的水，有些場合是禁油和禁水的，這時不但對壓縮機選型要注

39、意，必要時要增加附屬裝置。 解決的辦法：一是選用無潤滑壓縮機。第二種也是常用的方法，是將空壓機(無論哪種)再加一級或二級凈化裝置或干燥器。 四是要考慮壓縮機運行的安全性?？諌簷C是一種帶壓工作的機器，工作時伴有溫升和壓力，其運行的安全性要放在首位。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.4 制冷機: 概況,制冷劑主要有：活塞式、離心式、螺桿式、溴化鋰吸

40、收式和氨吸收式等幾種,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.4 制冷機: 概況,基本組成及工作原理 壓縮機（compressor） 冷凝器（condenser） 蒸發(fā)器（evaporator） 節(jié)流閥（throttle）,,高溫高壓過熱蒸氣,,高溫高壓飽和液體,,低溫低

41、壓兩相流,,低溫低壓飽和蒸氣or過熱蒸氣,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.4 制冷機: 化工生產中常用的制冷機,（1）活塞式氨壓縮制冷機,特點：1 轉數(shù)高，體積小，重量輕，效率高，占地面積小。2 零部件互換性強，維護修理方便。3 設有能量調節(jié)的機構，便于調節(jié)冷量，并且啟動方便，可無負荷啟動，節(jié)省電力。4 運轉平穩(wěn)，震

42、動力小，適于安靜的場所。5 裝有裝放油三通閥，可在正常運轉中加油。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.4 制冷機: 化工生產中常用的制冷機,（1）活塞式氨壓縮制冷機,輔助設備：氨冷凝器、氨液分離器、油分離器、貯氨器、蒸發(fā)器、中間冷卻器、集油器、空氣分離器、過冷器,一次節(jié)流中間完全冷卻雙級壓縮系統(tǒng)圖,,,§5.1 物料輸送設備,§5.

43、1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.4 制冷機: 化工生產中常用的制冷機,（1）活塞式壓縮制冷機的技術參數(shù),§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.4 制冷機: 化工生產中常用的制冷機,（1）活塞式壓縮制冷機的型號,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.4 制冷機: 化工生產中常用的制

44、冷機,（2）離心式制冷機,離心式制冷壓縮機的工作原理與容積式壓縮機不同，它是依靠動能的變化來提高氣體的壓力的。它由轉子與定子等部分組成。當帶葉片的轉子(即工作輪)轉動時，葉片帶動氣體轉動，把功傳遞給氣體，使氣體獲得動能。,,定子部分則包括擴壓器、彎道、回流器、蝸殼等，它們是用來改變氣流的運動方向以及把速度能轉變?yōu)閴毫δ艿牟考?。制冷劑蒸氣由軸向吸入，沿半徑方向甩出，故稱離心式壓縮機（centrifugal compressor）。,,&#

45、167;5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.4 制冷機: 化工生產中常用的制冷機,（2）離心式制冷機,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.4 制冷機: 化工生產中常用的制冷機,,（2）離心式制冷機,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.4 制冷

46、機: 化工生產中常用的制冷機,,1—電動機  2—葉輪  3—進口導流葉片 4—離心式制冷壓縮機5—冷凝器  6—蒸發(fā)器  7—節(jié)流閥  8—過冷盤管 9—過濾器,（2）離心式制冷機,表6-2  ALT250-36/-20壓縮機主要技術參數(shù),§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2

47、.4 制冷機: 化工生產中常用的制冷機,（2）離心式制冷機,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.4 制冷機: 化工生產中常用的制冷機,（3）螺桿式制冷機,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.4 制冷機: 化工生產中常用的制冷機,螺桿式制冷壓縮機主要由轉子、機殼（包括中部的氣缸體和兩端的吸、排氣端座

48、等）、軸承、軸封、平衡活塞及輸氣量調節(jié)裝置組成。下圖是典型開啟螺桿式壓縮機的一對轉子、氣缸和兩端端座的外形圖。,1—吸氣端座  2—陰轉子  3—氣缸  4—滑閥  5—排氣端座  6—陽轉子,（3）螺桿式制冷機,,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.4 制冷機: 化工生產中常用的制冷機,（3）螺桿式制冷機,

49、§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.4 制冷機: 化工生產中常用的制冷機,（3）螺桿式制冷機 美國頓漢—布什（Dunham—Bush）全封閉式螺桿制冷壓縮機。,1—排氣孔口  2—內置電動機3—吸氣截止閥  4—吸氣口  5—吸氣止回閥6—吸氣過濾網  7—過濾器  8—輸氣量調節(jié)油活

50、塞  9—調節(jié)滑閥10—陰陽轉子  11—主軸承  12—油分離器  13—擋油板,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.4 制冷機: 化工生產中常用的制冷機,（3）螺桿式制冷機,我國螺桿壓縮機結構參數(shù),§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.4 制冷機:

51、 化工生產中常用的制冷機,（3）螺桿式制冷機,1. 優(yōu)點（1）轉速較高、又有質量輕、體積小，占地面積小等一系列優(yōu)點。（2）動力平衡性能好，故基礎可以很小。（3）結構簡單緊湊，易損件少，維修簡單，使用可靠，有利于實現(xiàn)操作自動化。（4）對液擊不敏感，單級壓力比高。（5）輸氣量幾乎不受排氣壓力的影響。在較寬的工況范圍內，仍可保持較高的效率。2. 缺點（1）噪聲大。（2）需要有專用設備和刀具來加工轉子。（3）輔助設備龐大。,&

52、#167;5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.4 制冷機: 化工生產中常用的制冷機,（3）螺桿式制冷機,計算冷負荷；計算壓縮機的機械負荷Q0 ；由工藝要求確定工作工況（即t 0、t k、t rc、t sh、t中、t排)，作lgP-h圖，查得熱力計算所需的狀態(tài)參數(shù)；計算工作工況下的ηv、qv；由Vh= Q0 / ( ηv? qv) 計算得到壓縮機的理論排氣量Vh；由Vh查

53、表選擇壓縮機；校核配用電機功率。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.4 制冷機: 化工生產中常用的制冷機,（4）制冷機的選型,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.5 真空泵：主要參數(shù),（1）真空度：可以用絕對壓力（p）或真空度（pv）表示Pv(kPa) ＝101.325－p(kPa)Pv(m

54、mHg) ＝760－p(Torr)1Torr ＝ 1mmHg＝ 133.322Pa（2）抽氣速率（3）極限真空（4）抽氣時間,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.5 真空泵：A. 往復式真空泵,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,往復式真空泵的技術參數(shù),§5.1 物料輸送設備,§5.1.2

55、氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.5 真空泵：B. 水環(huán)真空泵,SZB系列水環(huán)式真空泵,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.5 真空泵：B. 水環(huán)真空泵,（1）泵旋轉時，形成了一個決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環(huán)。（2）如果以葉輪的上部0°為起點，那么葉輪在旋轉前180°時小腔的容積由小變大，且與端面上的吸氣口相通，此時氣

56、體被吸入，當吸氣終了時小腔則與吸氣口隔絕；（3）當葉輪繼續(xù)旋轉時，小腔由大變小，使氣體被壓縮；當小腔與排氣口相通時，氣體便被排出泵外。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.5 真空泵：B. 水環(huán)真空泵技術參數(shù),§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.5 真空泵： B. 水環(huán)真空泵,水環(huán)泵和其它類

57、型的機械真空泵相比有如下優(yōu)點：結構簡單，制造精度要求不高，容易加工。 結構緊湊，泵的轉數(shù)較高，一般可與電動機直聯(lián)，無須減速裝置。故用小的結構尺寸，可以獲得大的排氣量，占地面積也小。 壓縮氣體基本上是等溫的，即壓縮氣體過程溫度變化很小。 由于泵腔內沒有金屬磨擦表面，無須對泵內進行潤滑，而且磨損很小。轉動件和固定件之間的密封可直接由水封來完成。 吸氣均勻，工作平穩(wěn)可靠，操作簡單，維修方便。,§5.1 物料輸送設備,

58、67;5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.5 真空泵： B. 水環(huán)真空泵,水環(huán)泵也有其缺點：效率低，一般在30%左右，較好的可達50%。 真空度低，這不僅是因為受到結構上的限制，更重要的是受工作液飽和蒸氣壓的限制。用水作工作液，極限壓強只能達到2000~4000Pa。用油作工作液，可達130Pa。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.5

59、真空泵：C. 液環(huán)真空泵,2BE 系列液環(huán)真空泵,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.5 真空泵：C. 液環(huán)真空泵技術參數(shù),2BE 系列液環(huán)真空泵技術參數(shù),§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.5 真空泵：D. 旋片真空泵,2X系列雙級旋片真空泵,§5.1 物料輸送設備,

60、7;5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.5 真空泵：D. 旋片真空泵技術參數(shù),2X系列雙級旋片真空泵技術規(guī)格,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.5 真空泵：D. 旋片真空泵工作原理,如圖為旋片泵的工作原理示意圖。旋片泵主要由泵體、轉子、旋片、端蓋、彈簧等組成。在旋片泵的腔內偏心地安裝一個轉子，轉子外圓與泵腔內表面相切（二者有很小的間隙

61、），轉子槽內裝有帶彈簧的二個旋片。旋轉時，靠離心力和彈簧的張力使旋片頂端與泵腔的內壁保持接觸，轉子旋轉帶動旋片沿泵腔內壁滑動。 當轉子按箭頭方向旋轉時，與吸氣口相通的空間A 的容積是逐漸增大的，正處于吸氣過程。而與排氣口相通的空間C的容積是逐漸縮小的，正處于排氣過程。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.5 真空泵：E. 噴射真空泵,RPP系列水噴

62、射真空泵,噴射真空泵是利用流體傳遞能量和質量，本身沒有運動部件，它是由噴咀、吸入室、擴壓管三部分組成。具有一定壓力的工作流體通過噴咀高速噴出，通過能量轉換，在噴咀出口區(qū)域形成真空，從而將被抽介質吸引出來，二股介質在擴壓管內進行混合及能量交換，最后以略高于大氣壓而排出。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.5 真空泵：E. 噴射真空泵,優(yōu)點：工作壓強范圍廣、抽氣量大

63、、結構簡單、適應強、可抽含有灰塵及腐蝕性、易燃易爆氣體。缺點：效率很低。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.5 真空泵：F. 羅茨真空泵,三葉型羅茨真空泵最大優(yōu)點是在較低的入口壓力時具有較高的抽氣速率，但它不能單獨使用，必須有一臺前級真空泵串聯(lián)，待被抽系統(tǒng)中的壓力被前級真空泵抽到羅茨真空泵允許入口壓力時，羅茨真空泵才能開始工作，并且在一般情況下，羅茨真空泵不允

64、許高壓差工作，否則將會過載和過熱而損壞，因此使用羅茨真空泵必須合理地選用前級真空泵，安裝必要的保護設備。 前級真空泵一般可選擇油封機械泵或液環(huán)真空泵，特別在抽除有大量水蒸汽的氣體時，選用水環(huán)真空泵作為前級泵是很理想的。,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.5 真空泵：F. 羅茨真空泵,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體

65、輸送、壓縮設備,§5.1.2.5 真空泵：F. 羅茨真空泵,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.5 真空泵：F. 三葉羅茨真空泵工作原理,§5.1 物料輸送設備,§5.1.2 氣體輸送、壓縮設備,§5.1.2.5 真空泵：選真空泵的注意事項,真空泵的工作壓強應該滿足真空設備的極限真空及工作壓強要求。正確地選擇真空泵

66、的工作點。 真空泵在其工作壓強下，應能排走真空設備工藝過程中產生的全部氣體量。 正確地組合真空泵。 真空設備對油污染的要求。 了解被抽氣體成分，氣體中含不含可凝蒸氣，有無顆?；覊m，有無腐蝕性等。 真空泵排出來的油蒸氣對環(huán)境的影響如何。 真空泵工作時產生的振動對工藝過程及環(huán)境有無影響。 真空泵的價格、運轉及維修費用。,§5.2 貯罐,§5.2.1 貯罐系列,立式貯罐平底平蓋系列（HG5-1572-8

67、5）平底錐頂系列（HG5-1574-85）90°無折邊錐形底平蓋系列（HG5-1575-85）立式球形封頭系列（HG5-1578-85）90°折邊錐形底、橢圓形蓋系列（HG5-1577-85）立式橢圓形封頭系列（HG5-1579-85）,§5.2 貯罐,§5.2.1 貯罐系列,立式貯罐,平底平蓋立式貯罐,§5.2 貯罐,§5.2.1 貯罐系列,臥式貯罐臥式無折邊

68、球形封頭系列用于p≤0.07MPa，非易燃易爆、非劇毒的化工液體臥式有折邊橢圓形封頭系列（HG5-1580-85）用于p＝0.25-4.0MPa，化工液體,§5.2 貯罐,§5.2.1 貯罐系列,立式圓筒形固定頂貯罐系列（HG21502.1-92） p＝2kPa— -0.5kPa，設計溫度-19—150，公稱容積100—30000m3，公稱直徑4500—44000mm。立式圓筒形內浮頂貯罐系列（

69、HG21502.2-92） 適用于易揮發(fā)的石油、石油產品及化工產品。 設計壓力為常壓，設計溫度-19—80，公稱容積100—30000m3，公稱直徑4500—44000mm。,§5.2 貯罐,§5.2.1 貯罐系列,球罐系列設計壓力：4MPa以下；容積：50—10000m3,§5.2 貯罐,§5.2.1 貯罐系列,低壓濕式氣柜系列（HG21549—92）設計壓力

70、：4000Pa以下；容積：50—10000m3,濕式氣柜主要由立式圓筒形水槽、一個或數(shù)個圓筒塔節(jié)、鐘罩及導向裝置組成。鐘罩是一個有拱頂?shù)牡酌娉ㄩ_的圓筒結構。在水槽和鐘罩之間是圓筒狀的活動塔節(jié)。氣體管道穿過水槽底板和水槽中的水進入鐘罩，實現(xiàn)氣體的輸入或排出。上下相連的塔節(jié)間用水封掛圈連接并實現(xiàn)密封：當向氣柜壓送氣體時，鐘罩上升，其下部掛圈從水槽中取水；鐘罩升至一定高度時，鐘罩下掛圈與第二塔節(jié)上掛圈連接，第二塔節(jié)上掛圈立板插入鐘罩下掛圈水封

71、，第二塔節(jié)即被提起，如此依次提起各塔節(jié)。在輸出氣體時，鐘罩和塔節(jié)的動作過程相反。,§5.2 貯罐,§5.2.2 貯罐設計的一般程序,匯集工藝設計數(shù)據(jù)。包括物料衡算和熱量衡算，貯存物料的溫度、壓力，最大使用壓力、最高使用溫度、最低使用溫度，腐蝕性、毒性、蒸汽壓、進出量、貯罐的工藝方案等。選擇容器材料。對有腐蝕性的物料可選用不銹鋼等金屬材料，在溫度壓力允許時可用非金屬貯罐、搪瓷容器或由鋼制壓力容器襯膠、搪瓷、襯聚四氟

72、乙烯等。容器型式的選用。我國已有許多化工貯罐實現(xiàn)了系列化和標準化。在貯罐型式選用時，應盡量選擇已經標準化的產品。容積計算。容積計算是貯罐工藝設計和尺寸設計的核心，它隨容器的用途而異。,§5.2 貯罐,§5.2.2 貯罐設計的一般程序,確定貯罐基本尺寸根據(jù)物料密度、臥式或立式的基本要求、安裝場地的大小，確定貯罐的大體直徑。依據(jù)國家規(guī)定的設備零部件即筒體與封頭的規(guī)范，確定一個尺寸。據(jù)此計算貯罐的長度，核實長徑比，如

73、長徑比太大（即偏長）或太?。雌珗A），應重新調整，直到大體滿意。選擇標準型號各類容器有通用設計圖系列。根據(jù)計算初步確定它的直徑、長度和容積，在有關手冊中查出與之符合或基本相符的標準型號。開口和支座在選擇標準圖紙之后，要設計并核對設備的管口。繪制設備草圖（條件圖）,標注尺寸，提出設計條件和訂貨要求。,§5.3 換熱設備,§5.3.1 化工生產中的換熱設備,（1）分類,按工藝用途分類：加熱器冷卻器冷凝器蒸

74、發(fā)器再沸器空冷器,§5.3 換熱設備,§5.3.1 化工生產中的換熱設備,（1）分類,按傳熱面形狀和結構分類：管式換熱器 熱冷流體通過管子壁面進行傳熱。如管殼式、套管式、蛇管式換熱器。板式換熱器 熱冷流體通過板面進行傳熱。如平板式、螺旋板式、板翅式換熱器等。特殊形式換熱器 根據(jù)工藝特殊要求設計，如熱管式換熱器等。,§5.3 換熱設備,§5.3.1

75、化工生產中的換熱設備,（1）分類,按傳熱器作用原理分類：直接接觸（混合）式換熱器 換熱時，熱冷流體發(fā)生接觸和混合。如涼水塔、噴射冷凝器等。間壁式換熱器 換熱時，熱冷流體由固體壁面隔開，流體不發(fā)生接觸與混合，是應用最廣的換熱器。如管殼式換熱器、板式換熱器等。,§5.3 換熱設備,§5.3.1 化工生產中的換熱設備,（1）分類,按傳熱器作用原理分類：蓄熱式換熱器 熱冷流體交替與固體蓄