化工裝置基礎(chǔ)知識(shí)

1、化工裝置基礎(chǔ)知識(shí)講座裝置分類(lèi)設(shè)備靜設(shè)備壓力容器常壓容器換熱器加熱爐動(dòng)設(shè)備泵壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)工業(yè)氣輪機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)軸封及機(jī)械密封閥門(mén)閥 門(mén)閘閥截止閥球閥蝶閥旋塞閥隔膜閥止回閥節(jié)流閥減壓閥疏水閥安全閥壓力容器的適用范圍適用于設(shè)計(jì)壓力不大于35MPa的容器，但不包括下列各類(lèi)容器。直接用火焰加熱的容器；核能裝置中的容器；旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械設(shè)備中自成整體或作為部件的受壓器 ；經(jīng)常搬運(yùn)的容器；設(shè)計(jì)壓力低于0.1MPa的容器；真空度低于0.02MPa的容器；內(nèi)直徑小于150mm的容器；要求作疲勞分析的容器；壓力容器的壓力定義有關(guān)壓力的定義工作壓力：指在正常工作情況下，容器頂部可能達(dá)到的最高壓力。為設(shè)計(jì)載荷條件

2、，其值不低于工作壓力。計(jì)算壓力：指在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下，用以確定元件厚度的壓力。注：容器上有安全閥時(shí)，安全閥開(kāi)啟壓力（1.11.05）工作壓力。壓力容器的設(shè)計(jì)溫度力一起作為設(shè)計(jì)載荷條件。壓力容器的載荷壓力容器的載荷考慮以下因素：內(nèi)壓、外壓或最大壓差；液體靜壓力；容器自重，包括內(nèi)件和填料以及工作條件下物料的重力載荷；附屬設(shè)備及隔熱材料，包括襯里、管道、扶梯、平臺(tái)等；風(fēng)載荷、地震力、雪載荷；支座及其他形式支撐的反作用力；連接管道及其他部件的作用力；溫度梯度或熱膨脹不同引起的作用力；壓力急劇波動(dòng)的沖擊載荷；沖擊反力，如流體沖擊的反力；運(yùn)輸或吊裝時(shí)的作用力；容器的設(shè)計(jì)壽命20年考慮；一般容器、換熱器殼體及

3、管箱等按10年考慮。換熱器的分類(lèi)及特點(diǎn)按用途分類(lèi)：加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、重沸器等；按傳熱特征分類(lèi)：式。的冷卻或水蒸氣的冷凝。當(dāng)冷熱流體交替通過(guò)同一蓄熱室式，蓄熱室將來(lái)自熱流體的熱量傳遞給冷流體。常用換熱器的結(jié)構(gòu)形式1浮頭式換熱器換熱器中兩端的管板，有一端不與殼體相連。是可沿長(zhǎng)度方向自由浮動(dòng)管束可以由殼體中拆卸出來(lái)，便于清洗和檢修。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，金屬耗量多，造價(jià)比較高。常用換熱器的結(jié)構(gòu)形式2固定管板式換熱器當(dāng)冷熱量流體溫差不大時(shí)，可采用固定管板形式，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，溫差較大而殼體承受壓力高時(shí)，可在殼體上加上熱補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，以消除熱應(yīng)力。常用換熱器的結(jié)構(gòu)形式3U型管式換熱器U型管式換熱

4、器每根管子都彎成U型，管子的進(jìn)出口均安裝在同一管板器結(jié)構(gòu)適用于高溫和高壓場(chǎng)合，其主要不足之處是管內(nèi)清洗不易，制造困難。常用換熱器的結(jié)構(gòu)形式4板式換熱器外密封的目的。 操作時(shí)要求板間通道冷、熱流體相間流動(dòng)，即一個(gè)通道走熱流過(guò)圓孔外設(shè)置或不設(shè)直 圓環(huán)形墊片可使每個(gè)板間通道只同兩個(gè)孔相連。優(yōu)點(diǎn)：Re=20015004700W/(m2）。結(jié)構(gòu)緊湊：一般板間距為46mm，單位體積設(shè)備可提供的傳熱面積為2501000m2/m3（列管換熱器只有40150m2/m3）。具有可拆結(jié)構(gòu)：可根據(jù)需要，用調(diào)節(jié)板片數(shù)目的方法增減傳熱面積。故檢修、清洗都比較方便。缺點(diǎn)：20at度受墊片材料耐熱性能限制，一般不超過(guò)250。

5、處理量?。阂虬彘g距離僅幾毫米，流速又不大，故處理量較小。常用換熱器的結(jié)構(gòu)形式5螺旋板換熱器其特點(diǎn)是有一端管板不與外殼相連，可以沿軸向自由伸縮。這種結(jié)造價(jià)較高。優(yōu)點(diǎn)：Re=140018002m/s，氣體20m/s20003000W/(m2），而列管式換熱器一般為10002000W/(m2）。結(jié)垢和堵塞，宜處理懸浮液及粘度較大的流體?？尚≈?。結(jié)構(gòu)緊湊：?jiǎn)挝惑w積的傳熱面積約為列管式的3倍。缺點(diǎn)：操作壓強(qiáng)和溫度不宜太高：目前最高操作壓強(qiáng)不超過(guò)20at，溫度在以下。不易檢修：因常用的螺旋板換熱器被焊成一體，一旦損壞，修理很困難。常用換熱器的結(jié)構(gòu)形式6板翅式換熱器管的集流箱焊在板束上，就成為板翅式換熱器

6、。優(yōu)點(diǎn)：的發(fā)展，故傳熱系數(shù)高。空氣強(qiáng)制對(duì)流給熱系數(shù)為35350W/(m2），油類(lèi)強(qiáng)制對(duì)流時(shí)給熱系數(shù)為1151750W/(m2）。冷、熱流體間換熱不僅以平隔板為傳熱面，而且大部分通過(guò)翅片傳熱（二次傳熱面），因此提高了傳熱效果。結(jié)構(gòu)緊湊：?jiǎn)挝惑w積設(shè)備提供的傳熱面積一般能達(dá)到25004300m2/m3。管式換熱器的1/10適應(yīng)性強(qiáng)、操作范圍廣：因鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)高，且在0以下操作時(shí)，其延伸強(qiáng)。缺點(diǎn)：設(shè)備流道很小，易堵塞，且清洗和檢修困難，所以，物料應(yīng)潔凈或預(yù)先凈制。因隔板和翅片都由薄鋁片制成，故要求介質(zhì)對(duì)鋁不腐蝕。常用換熱器的結(jié)構(gòu)形式7強(qiáng)化管式換熱器傳熱面積，而且增加了流體的湍動(dòng)程度，使傳熱過(guò)程得到

7、強(qiáng)化。常用換熱器的結(jié)構(gòu)形式8熱管換熱器熱管是在一根抽除不凝性氣體的密閉金屬管內(nèi)充以一 定量的某種工蒸汽流至冷端放出潛熱。冷凝液回至熱端，再次沸騰汽化。如此反復(fù)循 環(huán)，熱 利汞等。采用不同液體介質(zhì)有不同的工作溫度范圍。熱管傳導(dǎo)熱量的能力很強(qiáng)，為最優(yōu)導(dǎo)熱性能金屬的導(dǎo)熱能力的103104倍。因充分利用了沸騰及冷凝時(shí)給熱系數(shù)大的特點(diǎn)，通過(guò)管外翅片增大傳熱的回收過(guò)程，并取的了很好的節(jié)能效果。泵的分類(lèi)各樣的泵。泵有助于生產(chǎn)過(guò)程中液體的流動(dòng)和化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。泵 的 特 性泵的基礎(chǔ)知識(shí)額定流量，額定轉(zhuǎn)速，額定揚(yáng)程根據(jù)設(shè)定泵的工作性能參數(shù)進(jìn)行水泵設(shè)計(jì)，而達(dá)到的最佳性能，定為泵的額定性能參數(shù)，通常指產(chǎn)品目錄或樣本

8、上所指定的參數(shù)值。如：50-125 流量12.5 為額定流量，揚(yáng)程20m為額定揚(yáng)程，轉(zhuǎn)速2900轉(zhuǎn)/分 為額定轉(zhuǎn)速。泵的效率及公式指泵的有效功率和軸功率之比。 =Pe/P泵的功率通常指輸入功率，即原動(dòng)機(jī)傳到泵軸上的功率，故又稱(chēng)軸功率，用P表示。有效功率即：泵的揚(yáng)程和質(zhì)量流量及重力加速度的乘積。Pe= g QH (W) 或 QH/1000 （KW） ：泵輸送液體的密度（kg/m3） ：泵輸送液體的重度 = g （N/ m3）g：重力加速度（）質(zhì)量流量 Qm= Q(t/h 或 kg/s)泵的特性曲線，有何作用？通常把表示主要性能參數(shù)之間關(guān)系的曲線稱(chēng)為離心泵的性能曲通過(guò)實(shí)測(cè)求得。特性 曲線包括：流量

9、-揚(yáng)程曲線（Q-H），流量-效率曲線（Q- ），流量-功率曲線（Q-N），流量-汽蝕余量曲線（Q-（NPSH）r），性能曲線作用是 效率點(diǎn)的工況 稱(chēng)為最佳工況點(diǎn)，最佳工況點(diǎn)一般為設(shè)計(jì)工況點(diǎn)。一般離心泵的額定參數(shù)即設(shè)計(jì)工況點(diǎn)和最佳工況點(diǎn)相重合或很接近。在實(shí)踐選效率區(qū)間運(yùn)行，即節(jié)能，又能保證泵 正常工作，因此了解泵的性能參數(shù)相當(dāng)重要。汽蝕余量，吸程？泵在工作時(shí)液體在葉輪的進(jìn)口處因一定真空壓力下會(huì)產(chǎn)生汽壞葉輪等部件，此時(shí)真空 壓力叫汽化壓力，汽蝕余量是指在泵吸入口處單位重量液體所具有的超過(guò)汽化壓力的富余能量。單位用米標(biāo)注，用（NPSH即為必需汽蝕余量 h 位用米。 吸程=10.330.5壓管路真空高

10、度10.33米。 例如：某泵必需汽蝕余量為4.0米，求吸程 h？ 解： h=10.33-4.0-0.5=5.83米為何離心泵啟動(dòng)時(shí)要關(guān)閉出口閥？因離心泵啟動(dòng)時(shí)，泵的出口管路內(nèi)還沒(méi)水，因此還不存在管路阻力和時(shí)要關(guān)閉出口閥，才能使泵正常運(yùn)行。汽蝕現(xiàn)象蝕潰滅。壓力時(shí)，液體便在該 處開(kāi)始汽化，產(chǎn)生大量蒸汽，形成氣泡，當(dāng)含有大量氣泡破裂。在氣泡凝結(jié)破裂的同 時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)以很高的速度填充空穴，在此瞬間產(chǎn)幾千個(gè)大氣壓，沖擊頻率可達(dá)每秒 幾萬(wàn)次，嚴(yán)重時(shí)會(huì)將壁厚擊穿。水泵中產(chǎn)生氣泡和氣泡破裂使過(guò)流部件遭受到破壞的過(guò)程就是作。離心泵的工作原理與操作步驟工作原理離心泵依靠旋轉(zhuǎn)葉輪對(duì)液體的作用把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳遞給液

11、體。由加，被葉輪排出 的液體經(jīng)過(guò)壓出室，大部分速度能轉(zhuǎn)換成壓力能，然后沿排出液體在液面壓力（大氣 壓）的作用下，被壓入葉輪的進(jìn)口，于是，旋轉(zhuǎn)著的葉輪就連續(xù)不斷地吸入和排出液體。操作步驟起動(dòng)前準(zhǔn)備：1.試驗(yàn)電機(jī)轉(zhuǎn)向是否正確(與泵體上標(biāo)明的方向)，試驗(yàn)時(shí)間要短以免使泵內(nèi)部配件干磨損。2.打開(kāi)排氣閥使液體充滿(mǎn)整個(gè)泵體，待滿(mǎn)后關(guān)閉排氣閥。3.檢查各部位是否正常。4.高溫型應(yīng)先運(yùn)行預(yù)熱，升溫速度50。C/小時(shí)，以保證各部受熱均勻。起動(dòng)：1.關(guān)閉泵出口閥門(mén)。2.全開(kāi)泵進(jìn)口閥門(mén)。3.起動(dòng)電機(jī)，觀察泵運(yùn)行是否正確。4.處沒(méi)有 機(jī)燒壞）調(diào)正好 的出口閥門(mén)開(kāi)啟大與小和管路工況有關(guān)。5.檢查軸封泄漏情況，正常時(shí)機(jī)械

12、密封泄漏應(yīng)小于3滴/分。6.檢查電機(jī)，軸承處溫升80。C。停機(jī)：1.關(guān)閉出口管路閥門(mén)。2.停止電機(jī)。3.關(guān)閉進(jìn)出口閥門(mén)。4.如長(zhǎng)期停車(chē)，應(yīng)將泵內(nèi)液體放盡。離心泵的結(jié)構(gòu)1 泵 體2 口 環(huán) 3 葉 輪 4 泵 蓋5機(jī)械密封 6支 架 7泵 軸8底 座軸流泵的工作原理旋轉(zhuǎn)葉片的擠壓推進(jìn)力使流體獲得能量，升高其壓能和動(dòng)能，葉輪安裝在圓筒形泵殼內(nèi),軸向流出。軸流式泵適用于大流量、低壓力，軸流泵的結(jié)構(gòu)齒輪泵的工作原理與結(jié)構(gòu)工作原理出空間匯合齒與齒嚙合前，然后進(jìn)入壓油管排出。結(jié)構(gòu)螺桿泵的工作原理與結(jié)構(gòu)工作原理螺桿泵乃是一種利用螺桿相互嚙合來(lái)吸入和排出液體的回轉(zhuǎn)式泵。螺桿泵的轉(zhuǎn)子由主動(dòng)螺桿()和 向前推進(jìn)增

13、壓至排出口。此泵適用于高壓力、小流量。制冷系統(tǒng) 中常用作輸送軸承潤(rùn)滑油及調(diào)速器用油的油泵。結(jié)構(gòu)往復(fù)泵的工作原理與結(jié)構(gòu)工作原理利用偏心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)連桿裝置帶動(dòng)活塞的運(yùn)動(dòng)，將軸的圓周轉(zhuǎn)動(dòng)交替進(jìn)行。結(jié)構(gòu)計(jì)量泵的工作原理與結(jié)構(gòu)工作原理計(jì)量泵主要由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、流體輸送和調(diào)節(jié)控制三部分組成。動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置經(jīng)由機(jī)械聯(lián)桿系統(tǒng)帶動(dòng)流體輸送隔膜（活塞）實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。密計(jì)量。結(jié)構(gòu)壓縮機(jī)的工作原理活塞式壓縮機(jī)的工作原理？當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)連桿的傳動(dòng)，活塞便做往復(fù)運(yùn) 動(dòng)，由氣缸內(nèi)壁、氣缸蓋和活塞頂面所構(gòu)成的工作容積則會(huì)發(fā)生周期性變化?；钊麖臍飧咨w處開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)的工作容積逐漸增大，這時(shí)，氣體即沿著進(jìn)氣管， 推開(kāi)進(jìn)氣閥而

14、進(jìn)工作容積縮小，氣體壓力升高，當(dāng)氣缸內(nèi)壓力達(dá)到并略高于排氣壓力 時(shí)，排氣次反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，上述過(guò)程重復(fù)出現(xiàn)。總之，曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復(fù)一次， 氣缸內(nèi)相繼實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮、排氣的過(guò)程，即完成一個(gè)工作循環(huán)。優(yōu)點(diǎn)：1 、適用壓力范圍廣，不論流量大小，均能達(dá)到所需壓力；2 、熱效率高，單位耗電量少；3 范圍和制冷量要求；4 、可維修性強(qiáng)；5 、對(duì)材料要求低，多用普通鋼鐵材料，加工較容易，造價(jià)也較低廉；6 、技術(shù)上較為成熟，生產(chǎn)使用上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)；7 、裝置系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：1 、轉(zhuǎn)速不高，機(jī)器大而重；2 、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損件多，維修量大；3 、排氣不連續(xù)，造成氣流脈動(dòng)；4 、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有較大的震動(dòng)?；钊?/p>

15、壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖1結(jié)構(gòu)圖2閘閥的工作原理與結(jié)構(gòu)閥一般只用于全開(kāi)或全關(guān)的位置調(diào)節(jié)，而不用于調(diào)節(jié)和節(jié)流。閘閥適用于蒸汽、油品、水等介質(zhì)。1/21圈，作為全開(kāi)位置。截止閥的工作原理與結(jié)構(gòu)心線作直線運(yùn)動(dòng)。也較大。開(kāi)啟時(shí)閥瓣的開(kāi)啟高度只要達(dá)到公稱(chēng)通徑死亡30介質(zhì)就達(dá)到最大流量，所以截止閥開(kāi)啟的工作行程較小，啟閉時(shí)間較短。的介質(zhì)。節(jié)流閥的工作原理與結(jié)構(gòu)面積，從而達(dá)到調(diào)劑流量和壓力的目的。易作隔斷閥。球閥的工作原理與結(jié)構(gòu)球閥的啟閉件是一個(gè)有孔的球體，球體繞垂直與流體通道的軸線旋轉(zhuǎn)。全不吻合時(shí)，介質(zhì)的流道被球體完全封閉。旋塞閥的工作原理與結(jié)構(gòu)的襯套。旋塞閥不宜用于高溫環(huán)境，尤其是襯套式旋塞閥，其使用溫度往往受到襯套材料耐溫性能的限制蝶閥的工作原理與結(jié)構(gòu)蝶閥的啟閉件是一個(gè)圓形的蝶板，蝶板在閥體內(nèi)繞其自身的軸旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到閥門(mén)的啟閉目的。蝶閥適合于制成較大口徑的閥門(mén)，一般的密封圈多為橡膠材料，適用于大口徑低于801.0MPa的原油、油品及水等介質(zhì)使用，工業(yè)專(zhuān)