2023年设备设计（教学课件）.ppt

第一节第一节 设备设计简述设备设计简述 第二节第二节 设备设计设备设计 第三节第三节 反响器设计反响器设计 第四节第四节 非定型设备的设计程序与条件非定型设备的设计程序与条件 第五节第五节 化工设备图化工设备图 第四第四 章章 化工设备的工艺设计化工设备的工艺设计 第一节第一节 设备设计简述设备设计简述 一一化工设备的分类化工设备的分类 二二设备设计分类设备设计分类 三三设备设计方法与步骤设备设计方法与步骤 一一化工设备的分类化工设备的分类 按标准化可分为标准设备和非标准设备按标准化可分为标准设备和非标准设备 按设备在生产中所起作用可分为：按设备在生产中所起作用可分为：化工化工 设备设备 主体设备主体设备 辅助设备辅助设备 反响设备反响设备 如合成塔、聚合釜、沸腾炉、反响器如合成塔、聚合釜、沸腾炉、反响器 传质设备传质设备 如精馏塔、吸收塔、萃取塔、枯燥器如精馏塔、吸收塔、萃取塔、枯燥器 传热设备传热设备 如蒸发器、热交换器、结晶罐如蒸发器、热交换器、结晶罐 别离设备别离设备 如过滤机、除尘器如过滤机、除尘器 电力、动力设备电力、动力设备 如电动机、锅炉如电动机、锅炉 热能设备热能设备 如热风机如热风机 流体输送设备流体输送设备 如离心泵、真空泵如离心泵、真空泵 备料设备设备备料设备设备 如破碎机、配料机如破碎机、配料机 制泠设备制泠设备 如氨泠机如氨泠机 起重运输设备起重运输设备 如皮带运输机、斗式提升机如皮带运输机、斗式提升机 二二设备设计分类设备设计分类 1、标准设备选型、标准设备选型 如泵、压缩机、过滤机、离心机和鼓风机等动如泵、压缩机、过滤机、离心机和鼓风机等动力设备经过专业设备加工厂精心设计，已经形成力设备经过专业设备加工厂精心设计，已经形成了系列产品，每一系列又分为许多型号。在设备了系列产品，每一系列又分为许多型号。在设备设计时，只要计算出特征尺寸，如泵的流程和扬设计时，只要计算出特征尺寸，如泵的流程和扬程，就可以通过产品目录选择适宜的设备。程，就可以通过产品目录选择适宜的设备。近年来，随着开展，一些非标准设备如换热器、近年来，随着开展，一些非标准设备如换热器、搅拌反响釜和旋风除尘等也成为该行业的标准设搅拌反响釜和旋风除尘等也成为该行业的标准设备。备。标准设备，又称之为定型设备标准设备，又称之为定型设备 2 2、非标准设备、非标准设备 也称非定型设备，是需要专门设计的特殊设备也称非定型设备，是需要专门设计的特殊设备 非标设备工艺设计，就是根据工艺要求，通过非标设备工艺设计，就是根据工艺要求，通过工艺计算，提出型式、材料、尺寸和其他要求。工艺计算，提出型式、材料、尺寸和其他要求。再由化工设备专业进行机械设计，由有关工厂制再由化工设备专业进行机械设计，由有关工厂制造造 在设计非标设备时，必须遵循设备设计的有关在设计非标设备时，必须遵循设备设计的有关标准和标准等，如塔类设备施工及验收标准标准和标准等，如塔类设备施工及验收标准HGJ HGJ 211211-8585;高压化工静止设备施工及验收标准高压化工静止设备施工及验收标准 HGJ 208HGJ 208-35 35;中、低压静止设备施工及验中、低压静止设备施工及验收标准收标准 HGJ 2O9HGJ 2O9-83 83。三三设备设计方法与步骤设备设计方法与步骤 1 1、明确设计任务与条件、明确设计任务与条件 原料原料或进料或进料与产品与产品或出料或出料的流的流量、组成、状态量、组成、状态温度、压力、相态等温度、压力、相态等、物化性质、流量波动范围。物化性质、流量波动范围。设计目的、要求，设备功能。设计目的、要求，设备功能。公用工程条件，如泠却水温度，加热蒸公用工程条件，如泠却水温度，加热蒸汽压力，气温、湿度等。汽压力，气温、湿度等。其他特殊要求。其他特殊要求。2 2、调查待设计设备国内外现状及开展趋势、调查待设计设备国内外现状及开展趋势、有关新技术及专利状况，设计计算方法等。有关新技术及专利状况，设计计算方法等。4 4、确定方案、确定方案 确定设备的操作条件，如温度、压力等。确定设备的操作条件，如温度、压力等。确定设备结构型式，评比各类设备结构的优缺确定设备结构型式，评比各类设备结构的优缺点，结合本设计的具体情况，选择高效、可靠的点，结合本设计的具体情况，选择高效、可靠的设备型式。设备型式。确定单元设备的流程。确定单元设备的流程。3 3、收集有关物料的物性数据、腐蚀性质等。、收集有关物料的物性数据、腐蚀性质等。5 5、工艺计算、工艺计算 全设备物料与能量衡算。全设备物料与能量衡算。设备特性尺寸计算。设备特性尺寸计算。如：精馏设备的理论级数、塔径、塔高如：精馏设备的理论级数、塔径、塔高 换热设备的传热面积换热设备的传热面积 流体力学计算。流体力学计算。如流动阻力与操作范围计算如流动阻力与操作范围计算 6、结构设计、结构设计 在设备型式及主要尺寸已定的根底上，根在设备型式及主要尺寸已定的根底上，根据各种设备常用结构，参考有关资料与标据各种设备常用结构，参考有关资料与标准，详细设计设备各零部件的结构尺寸。准，详细设计设备各零部件的结构尺寸。如填料塔要设计液体分布器、再分布器、如填料塔要设计液体分布器、再分布器、填料支承、填料压板和各种接口，各种构填料支承、填料压板和各种接口，各种构件的材料选择、壁厚计算，塔板、塔盘等件的材料选择、壁厚计算，塔板、塔盘等的机械设计各种辅助结构如支座、保温支的机械设计各种辅助结构如支座、保温支架的设计，总装配图及零件图绘制，设备架的设计，总装配图及零件图绘制，设备材料表。材料表。7 7、制造技术要求与标准、制造技术要求与标准 第二节第二节 设备设计设备设计 (一一)泵的选用与选择程序泵的选用与选择程序 离心泵类型离心泵类型 1 1 -泵体；泵体；2 2 -泵盖；泵盖；3 3 -叶轮；叶轮；4 4 -轴；轴；5 5 -密封环；密封环；6 6 -叶轮螺母；叶轮螺母；7 7 -止动垫圈；止动垫圈；8 8 -轴盖；轴盖；9 9 -填料压盖；填料压盖；1010 -填料环；填料环；1111 -填料；填料；1212 -悬架轴承部件悬架轴承部件 清水泵清水泵B B、D D、ShSh 型型 广泛用于工矿企业广泛用于工矿企业、城市给排水和各种水利工程城市给排水和各种水利工程，也可用于也可用于输送各种不含固体颗粒的输送各种不含固体颗粒的、物理化学性质类似于水的介质物理化学性质类似于水的介质。单级单吸式离心清水泵单级单吸式离心清水泵，系列代号为系列代号为“B B，结构简图如下：结构简图如下：化工生产中常用清水泵化工生产中常用清水泵、耐腐蚀泵耐腐蚀泵、油泵油泵、杂杂质泵质泵、液下泵液下泵、屏蔽泵等屏蔽泵等。1.确定泵型确定泵型 B型泵:单级单吸悬臂式离心水泵,泵体和泵盖都是用铸铁制成,全系列扬程范围为898m，流量范围为4.5360m3/h。8B29A 8 泵吸入口直径,in英寸,即825200mm;B 单级单吸悬臂式离心水泵;29 泵的扬程,m;A 该型号泵的叶轮直径比根本型号8B29的小一级,即根本型号叶轮第一次切削。型泵型泵:多级泵，一般自多级泵，一般自2 2级到级到9 9级，最多可到级，最多可到1212级。全系列扬程范围为级。全系列扬程范围为1414351m,351m,流量范围为流量范围为10.810.8850m3/h850m3/h。150D30150D305 5 150150泵吸入口直径泵吸入口直径mmmm；D D 多级泵；多级泵；30 30 单级扬程单级扬程 m;m;5 5 级数级数;12345671吸入段；吸入段；2中段；中段；3压出段；压出段；4轴；轴；5叶轮；叶轮；6导叶；导叶；7轴承部轴承部 D D 系列多级离心泵系列多级离心泵 TSWA 型卧式多级泵 TSWATSWA型卧式多级泵型卧式多级泵 T T 透平式透平式 S S 单吸泵单吸泵 W W 介质温度低于介质温度低于8080 A A 第一次更新第一次更新 DL 型立式多级泵 Sh型泵：双吸泵，全系列扬程范围为型泵：双吸泵，全系列扬程范围为9140m，流量范围，流量范围为为12012500m3/h。6sh9 6 泵吸入口直径泵吸入口直径,in英寸英寸,即即625150mm;sh 双吸式离心水泵双吸式离心水泵;9 比转数被比转数被10除后的整数除后的整数;1泵体；泵体；2泵盖；泵盖；3叶轮；叶轮；4泵轴；泵轴；5密封环；密封环；6轴轴套；套；7轴承；轴承；8连轴器连轴器 S 型单级双吸离心泵 KSY 双吸中开式离心泵 S、SA、SH 型单级双吸中开式离心泵 CQ 型磁力驱动泵 IH 型化工泵 耐腐蚀泵耐腐蚀泵F F型型：输送腐蚀性化工流体必须选用耐腐蚀泵：输送腐蚀性化工流体必须选用耐腐蚀泵。耐腐耐腐蚀泵所有与流体介质接触的部件都采用耐腐蚀材料制作蚀泵所有与流体介质接触的部件都采用耐腐蚀材料制作。不同材料不同材料耐腐蚀性能不一样耐腐蚀性能不一样，选用时应多加注意选用时应多加注意。离心耐腐蚀泵有多种系列离心耐腐蚀泵有多种系列，其中常用的系列代号为其中常用的系列代号为F F。需要特别注意耐腐蚀泵的密封性能需要特别注意耐腐蚀泵的密封性能，以以防腐蚀液外泄防腐蚀液外泄。操作时还不宜使耐腐蚀泵在高速运转或出口阀关闭操作时还不宜使耐腐蚀泵在高速运转或出口阀关闭的情况下空转的情况下空转，以防止泵内介质发热加速泵的腐蚀以防止泵内介质发热加速泵的腐蚀。40FM126 40 泵吸入口直径泵吸入口直径,mm;F 悬臂式耐腐蚀离心泵悬臂式耐腐蚀离心泵;M 与液体接触部件材料代号与液体接触部件材料代号(M表示铬镍钼钛合金钢表示铬镍钼钛合金钢);1 轴封型式代号轴封型式代号(1表示单端面密封表示单端面密封)。F型泵全系列的扬程范围为型泵全系列的扬程范围为15105m，流量范围为，流量范围为2400m3/h。在。在F后面加一个字母表示材料代号后面加一个字母表示材料代号,以作区别：以作区别：H灰口铸铁材料，用于输送浓硫酸。灰口铸铁材料，用于输送浓硫酸。G 高硅铸铁材料，用于输送压强不高的硫酸或以硫酸为高硅铸铁材料，用于输送压强不高的硫酸或以硫酸为主的混酸。主的混酸。B 铬镍合金钢材料，用于常温输送低浓度的硝酸、氧化铬镍合金钢材料，用于常温输送低浓度的硝酸、氧化性酸液、碱液和其它弱腐蚀性液体。性酸液、碱液和其它弱腐蚀性液体。M 铬镍钼钛合金钢材料，最适用于硝酸及常温的高浓度铬镍钼钛合金钢材料，最适用于硝酸及常温的高浓度硝酸。硝酸。S 聚三氟氯乙烯塑料材料，适用于聚三氟氯乙烯塑料材料，适用于90以下的硫酸、硝以下的硫酸、硝 耐腐蚀泵耐腐蚀泵F F 型型 油泵油泵Y Y 型型：油泵用于输送石油及油类产品：油泵用于输送石油及油类产品，油泵系列代号为油泵系列代号为Y Y。因油类液体具有易燃因油类液体具有易燃、易爆的易爆的特点特点，因此对此类泵密封性能要求较高因此对此类泵密封性能要求较高。输送输送200200以上的热油时以上的热油时，还需设冷却装置还需设冷却装置。一般轴承一般轴承和轴封装置带有冷却水夹套和轴封装置带有冷却水夹套。有单吸和双吸有单吸和双吸、单单级和多级级和多级(2 26 6级级),),全系列扬程范围为全系列扬程范围为6060603603m,m,流量范围为流量范围为6 6.2525500500m m3 3/h/h。DFAY 型卧式输油泵 100Y1202 100 泵吸入口直径泵吸入口直径,mm;Y 单吸离心油泵单吸离心油泵;120 泵的单级扬程泵的单级扬程,m;2 叶轮级数。叶轮级数。杂质泵杂质泵P P 型型：离心杂质：离心杂质泵有多种系列，常分为污水泵有多种系列，常分为污水泵、无堵塞泵、渣浆泵、泥泵、无堵塞泵、渣浆泵、泥浆泵等。这类泵的主要结构浆泵等。这类泵的主要结构特点是叶轮上叶片数目少，特点是叶轮上叶片数目少，叶片间流道宽，有的型号泵叶片间流道宽，有的型号泵壳内还衬有耐磨材料。壳内还衬有耐磨材料。液液下泵：下泵：液下泵是一种立式离心泵液下泵是一种立式离心泵，整个泵体整个泵体浸入在被输送的液体贮槽内浸入在被输送的液体