第六章_设备的设计与选型

第一节概述第六章设备的设计与选型第一节概述一、设备分类专业设备通用设备非标准设备第一节概述二、设备工艺设计与选型的任务在工艺计算的基础上，确定车间内所有工艺设备的台数、型式和主要尺寸。为车间布置设计，施工图设计以及其他非工艺设计项目提供足够的有关条件，为设备的制作、订购等提供必要的资料。三、设备工艺设计与选型的原则第一节概述(1)、保证工艺过程实施的安全可靠(包括设备材质对产品质量的安全可靠；设备材质强度的耐温、耐压、耐腐蚀的安全可靠；生产过程清洗、清毒的可靠性等)。(2)、经济上合理，技术上先进。(3)、投资省，耗材料少，加工方便，采购容易。(4)、运行费用低，水电汽消耗少。三、设备工艺设计与选型的原则第一节概述(5)、操作清洗方便，耐用易维修，备品配件供应可靠，减轻工人劳动强度，实施机械化和自动化方便。(6)、结构紧凑，尽量采用经过实践考验证明确实性能优良的设备。(7)、考虑生产波动与设备平衡，留有一定裕量。(8)、考虑设备故障及检修的备用。第二节专业设备的设计与选型一、专业设备设计与选型的依据第二节专业设备的设计与选型1、由工艺计算确定的成品量、物料量、耗汽量、耗水量、耗冷量等；2、工艺操作的最适外部条件（温度、压力、真空度等）；3、设备的构造类型和性能。二、专业设备设计与选型的程序和内容第二节专业设备的设计与选型1、设备所担负的工艺操作任务和工作性质，工作参数的确定；2、设备选型及该型号设备的性能、特点评价；3、设备生产能力的确定；4、设备数量计算（考虑设备使用维修及必须的裕量）；5、设备主要尺寸的确定；6、设备化工过程（换热、过滤、干燥面积、塔板数等）计算；二、专业设备设计与选型的程序和内容第二节专业设备的设计与选型7、设备的传动搅拌和动力消耗计算；8、设备结构的工艺设计；9、支撑方式的计算选型；10、壁厚的计算选择；11、材质的选择和用量计算；12、其它特殊问题的考虑。第二节专业设备的设计与选型二、专业设备设计与选型主要要考虑的问题1、原料性质来源2、产品性质特点3、可能达到的技术经济指标4、有效生产天数各个生产环节的生产周期5、生产环节与生产环节之间的协调性三、专业设备设计与选型第二节专业设备的设计与选型(一)、间歇操作设备生产能力数量和容积的设计计算第二节专业设备的设计与选型发酵罐设计10070%15%48%80%112%(11%)4.47[/(t罐批）1、生产能力确定味精厂100t发酵罐生产能力100－－发酵罐容积（t）48％－－发酵转化率15％－－发酵初糖浓度（还原糖）80％－－提取率70％－－填充系数112％－－精制收率1％－－染菌率第二节专业设备的设计与选型发酵罐设计1、生产能力确定酶制剂厂20t发酵罐生产能力84002080689.14[/(10000t％％＝罐批)]20--发酵罐容积(t)80%--填充系数68％--平均总收得率8400--发酵液酶活力（u/mL)10000—糖化酶标准计算单位（u/mL)rZNGZNGr024aVNV2、设备台数确定N－设备台数Z－工段需要的生产能力（以昼夜计）τ－设备操作周期（注意同生产周期，发酵周期区别）G－设备有效容量（或生产能力）r－昼夜设备操作时间（h）V0－一昼夜内被加工的原料、半成品的容量（m3）Va－一台设备的容量（m3）－填充系数第二节专业设备的设计与选型发酵罐设计第二节专业设备的设计与选型发酵罐设计3、设备总容积的计算24aVVτ－设备操作周期（h）V－设备的总容量（m3）Va－一昼夜内被加工的原料、半成品的容量（m3）－填充系数第二节专业设备的设计与选型发酵罐设计4、设备主要尺寸的计算径高比、风头选型计算、其它尺寸三、专业设备设计与选型第二节专业设备的设计与选型(二)、连续操作设备生产能力数量和容积的设计计算三、专业设备设计与选型第二节专业设备的设计与选型1、生产能力确定同流量三、专业设备设计与选型第二节专业设备的设计与选型2、设备容积计算根据流量和逗留时间确定VV有效三、专业设备设计与选型第二节专业设备的设计与选型3、设备数量计算'VNV有效三、专业设备设计与选型第二节专业设备的设计与选型4、设备主要尺寸计算同间歇四、专业设备设计与选型实例第二节专业设备的设计与选型例：3000t/a味精厂发酵罐设计第二节专业设备的设计与选型发酵罐设计1、设备所担负的工艺操作任务和工作性质，工作参数的确定2、设备选型及该型号设备的性能、特点评价P99~100采用机械涡轮搅拌通风发酵罐第二节专业设备的设计与选型发酵罐设计3、生产能力、数量和容积的确定（1）、发酵罐容积的确定（依据）选用100吨发酵罐第二节专业设备的设计与选型发酵罐设计3、生产能力、数量和容积的确定315.661099155mV糖＝％＝（）30/155/0.7221.4()VVm糖每天需要处理的糖液量：每天需要的发酵罐总容量（2）、生产能力计算第二节专业设备的设计与选型发酵罐设计3、生产能力、数量和容积的确定概念：填充系数、装液高度系数、公称容积、罐的全容积、富裕量。公称容积为100m3，其全容积为118m3，则有：01155483.75241180.724VNV总＝＝取4个发酵罐（3）、发酵罐个数确定（个）第二节专业设备的设计与选型发酵罐设计3、生产能力、数量和容积的确定241180.74483003197t/a)15510＝（31973000100%6.6%3000实际产量验算：富裕量：第二节专业设备的设计与选型发酵罐设计4、主要尺寸的确定3118mVVV全筒封＝＋2＝计算出D和H第二节专业设备的设计与选型发酵罐设计5、冷却面积计算mQFKt总第二节专业设备的设计与选型发酵罐设计6、搅拌器设计见图6－1第二节专业设备的设计与选型发酵罐设计7、搅拌轴功率计算为电机选取获得数据第二节专业设备的设计与选型发酵罐设计8、设备结构工艺设计空气分布器挡板密封方式冷却管设计第二节专业设备的设计与选型发酵罐设计9、设备材料的选择主要考虑降低设备成本第二节专业设备的设计与选型发酵罐设计10、壁厚的设计计算经验查表选取根据最高工作压力进行计算第二节专业设备的设计与选型发酵罐设计11、接管设计接管的长度：100～200mm接管直径的计算第二节专业设备的设计与选型发酵罐设计12、支座选择悬挂式、支承式、裙式年产6000吨晶体味精厂（99％）发酵罐设计，已知每生产1000kg纯度为100％的味精需发酵液15.66m3，年生产300天，谷氨酸发酵操作周期为48h，发酵罐填充系数为70％。1、发酵罐选型、确定其容积，并说明理由2、计算其生产能力、发酵罐数量和富裕量课堂练习2