2-4化工设备常用零部件

化工设备是化工生产的重要技术装备。§2-4化工设备的常用零部件现代化工企业的雄姿化工设备应用广泛。化工设备常用的标准化零部件一、筒体二、封头三、法兰六、人孔和手孔化工设备的结构形状虽然各有差异，但是往往有许多作用相同的零部件，如设备的支座、人孔、连接管口的各种法兰等，这些零部件大都已经标准化。四、支座七、补强圈五、补强圈八、补强圈一、筒体筒体是用来进行化学反应、处理或贮存物料的设备主体部分，一般由钢板卷焊成形，其大小由工艺要求确定。筒体的主要尺寸是直径、高度（或长度）和壁厚。卷制成形的筒体，其公称直径系指筒体的内径。采用无缝钢管作筒体时，其公称直径系指钢管的外径（当直径小于500mm时，可用无缝钢管作筒体）。钢板卷焊（内径）3003504004505005506006507007508009001000110012001300140015001600170018001900200021002200230024002500260028003000320034003500360038004000420044004500460048005000520054005500560058006000无缝钢管（外径）159219273325377426压力容器公称直径(摘自GB9019—88)对于一般中、低压设备的筒体，在已知公称直径和公称压力的条件下，筒体的壁厚有经验数据可供选用。标记示例：筒体GB/T9019－1988DN1200×12，L=2500表示容器的公称直径为1200mm,壁厚12mm，长为2500mm的筒体。在明细栏中，一般采用“DN1200×12，H(L)=2500”来表示内径为1200，壁厚12，高或长为2500的筒体。筒体标记示例筒体二、封头封头与筒体一起构成设备的壳体。封头与筒体可直接焊接，也可分别焊上容器法兰，再用螺栓、螺母等连接。封头的结构形式有椭圆形、锥形等多种，其中常用的是椭圆形封头。封头一般与筒体配套使用，当筒体由钢板卷焊成形时，筒体所对应的封头，其公称直径为内径，当采用无缝钢管作筒体时，筒体所对应的封头，其公称直径为外径。封头椭圆形封头的结构锥形封头的结构标记示例：封头DN1200×12－16MnRJB/T4737－1995表示内径为1200mm，厚度12mm，材质为16MnR的椭圆形封头。三、法兰法兰连接属于可拆连接。在化工设备上应用非常普遍。化工用的标准法兰有管法兰和压力容器法兰（又称设备法兰）两大类。前者用于管道的连接，后者用于设备筒体与封头的连接。标准法兰的主要参数是公称直径（DN）和公称压力（PN），管法兰的公称直径为所连接管子的外径，压力容器法兰的公称直径为所连接的筒体（或封头）的内径。1、管法兰管法兰主要用于管道的连接。按其与管子的连接方式分为：板式平焊法兰、对焊法兰、整体法兰和法兰盖等。平焊法兰对焊法兰法兰盖法兰密封面型式主要有突面、凹凸面和榫槽面三种，如图所示。管法兰的主要参数为公称压力、公称直径、密封面型式和法兰型式。标记：标准代号法兰名称密封面形式代号公称直径公称压力标记示例：HGJ45-91法兰100－2.5表示管法兰的公称直径为100，公称压力为2.5MPa的突面板式钢制管法兰。法兰密封面型式和法兰标记突面（RF）型凹（M）凸（FM）面榫（G）槽（T）面2、压力容器法兰压力容器法兰用于设备筒体与封头的连接。其结构型式有甲型平焊法兰、乙型平焊法兰和长颈对焊法兰等三种。压力容器法兰的密封面型式有平面密封面（分三种型式，其代号分别为PⅠ、PⅡ、PⅢ），榫（S）槽（C）密封面，凹（A）凸（T）密封面等，其密封面结构如图所示。甲型平焊法兰乙型平焊法兰长颈对焊法兰槽（C）密封面榫（S）密封面凹（A）密封面凸（T）密封面平密封面标淮法兰的主要参数是公称直径、公称压力和密封面形式．压力容器法兰压力容器法兰的公称直径为所连接筒体(或封头)的内径。标记：法兰类型代号-密封面形式代号公称直径-公称压力标准号如：法兰-PⅠ800-0.25JB4701-92法兰-S800--1.6JB4702—92压力容器法兰用垫片标记：垫片1000-0.25JB4702-92四、支座支座用来支承设备的重量、固定设备的位置。按设备结构形状、安放的位置、材料和载荷情况的不同而有多种型式。下面介绍两种较常用的典型支座。耳式支座鞍式支座1、耳式支座耳式支座简称耳座，又称为悬挂式支座，广泛用于立式设备。其结构形状如图所示。一般设备筒体四周均匀分布有四个耳座，小型设备也可以有三个或两个耳座。耳式支座有A型、AN型（不带垫板）、B型、BN型（不带垫板）四种型式。A型、（AN型）适用于一般立式设备，B型（BN型）适用于带保温层的立式设备。耳式支座的结构尺寸见教材附录。标记示例：JB/T4725－1992耳座A3表示A型带垫板3号耳式支座。2、鞍式支座鞍式支座适用于卧式设备，是应用最广泛的一种支座，其结构如图示。鞍式支座鞍式支座分为轻型（代号A）、重型（代号B）两种类型。重型鞍座又有五种型号，代号为BI～BV。每种类型的鞍座又分为F型（固定式）和S型（滑动式），且F型与S型配对使用。标记示例：JB/T4712－1992鞍座B900－S表示公称直径为900、重型带垫板、120°包角的滑动式鞍式支座。五、补强圈补强圈用来弥补设备因开孔过大而造成的强度损失，其结构如图所示。补强圈的形状应与被补强部分壳体的形状相符，使之与设备壳体密切贴合，焊接后能与壳体同时受力。补强圈的厚度和材料与器壁相同。补强圈DN100×8―D―Q235―BJB/T4736－1995表示厚度为8、接管公称直径DN100、坡口类型为D型、材料为Q235－B的补强圈。补强圈标记示例六、人孔和手孔为了便于安装、检修或清洗设备内件，需要在设备上开设人孔或手孔。人孔和手孔的基本结构类同。手孔直径大小应考虑操作人员握有工具的手能顺利通过，标准中有DN150和DN250两种。人孔大小，主要考虑人的安全进出，又要避免开孔过大影响器壁强度。圆形人孔最小直径为400mm，最大为600mm。当设备的直径超过900mm时，应开设人孔。人（手）孔的结构有多种型式，主要区别在于孔盖的开启方式和安装位置不同，以适应不同工艺和操作条件的需要。人孔常用的最小尺寸为：圆形人孔公称直径为400mm，长圆形人孔400×300mm。人孔和手孔的标记示例1)HG21515－1995人孔（R·A－2707）450表示公称直径DN450mm，采用2707耐酸碱橡胶垫片的常压人孔。2)HG21529－1995手孔Ⅱ（A·G）250－0.6表示公称压力为0.6MPa、公称直径为250，采用Ⅱ类材料和石棉橡胶板垫片的板式平焊法兰手孔。七、视镜视镜主要用来观察设备内物料及其反应情况，也可以作为料面指示镜。常用的视镜有视镜、带颈视镜和压力容器视镜(分别有不带颈视镜和带颈视镜两种)。标记示例：例1公称压力为1.0MPa，公称直径l00mm的不锈钢制视镜，标记为：视镜IIpN1.0DN100，HGJ50l-84-17例2公称压力为1.6MPa，公称直径80mm的碳素钢带颈视镜，标记为：视镜IpN1.6DN80，HGJ502—84—5标记：玻璃管液面计WAⅠ，L=500HG5-227-80除上述几种常用的标准化零部件外，还有如填料箱等，可查有关标准。八、液面计液面计是用来观察设备内部液面位置的装置。液面计结构有多种型式，其中部分已经标准化。最常用的是玻璃管液面计、玻璃板液面计。典型化工设备的常用零部件搅拌反应罐通常是由以下几部分组成。罐体部分：为物料提供反应空间，由筒体及上下封头组成。传热装置：用以提供化学反应所需的热量或带走化学反应生成的热量，其结构通常有夹套和蛇管两种。搅拌装置：为使参与化学反应的各种物料混合均匀，加速反应进行，需要在容器内设置搅拌装置，搅拌装置由搅拌轴和搅拌器组成。传动装置：用来带动搅拌装置，由电机和减速器(带联轴器)组成。轴封装置：由于搅拌轴是旋转件，而反应罐容器的封头是静止的，在搅拌轴伸出封头之处必须进行密封，以阻止罐内介质泄漏，常用的轴密封有填料箱密封和机械密封两种。其他结构：各种接管、人孔、支座等附件。一、反应罐中常用零部件反应罐是化学工业中典型设备之—，它用来供物料间进行化学反应，反应罐被广泛应用于医药、农药、基本合机合成、有机染料及三大合成材料(合成橡胶、合成塑料和合成纤维维)等化工行业中。1．搅拌器搅拌器用于提高传热、传质，增加物料化学反应速率。常用的有桨式、涡轮式、推进式、框式与锚式、螺带式等搅拌器。上述几种搅拌器大部分已经标准化，搅拌器主要性能参数有搅拌装置直径(350~2100共16种)和轴径(30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140和l60等)。标记示例例：直径600mm，轴径40mm的浆式搅拌器，标记为：“搅拌器600-40，HG5-220-65-5”各种搅拌浆的形式2．轴封装置反应罐的密封有两种：一种是静密封，如法兰连接的密封；另一种是动密封，轴封即属于一种动密封。反应罐中应用的轴封结构主要有两大类：填料箱密封和机械密封。(1)填料箱密封填料箱密封的结构简单，制造、安装、检修均较方便，因此应用较为普遍。填料箱密封的种类很多，例如：有带衬套的、带油环的和带冷却水夹套的等多种结构。标准填料箱的主体材料有碳钢和不锈钢两种，填料箱的主要性能参数有压力等级(0.6MPa和1.6MPa两种)和公称轴径(DN系列为30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140和160等)。标记示例例1公称压力为1.6MPa，公称轴径50mm的碳钢填料箱，标记为：“填料箱pN1.6，DN50HG21537.7-92”例2公称压力为1.6MPa，公称轴径80mm，材料为0Cr18Ni10Ti（代号为321）的不锈钢填料箱，标记为：“填料箱pN1.6，DN80/321HG21537．8—92”(2)机械密封机械密封是一种比较新型的密封结构。它的泄漏量少，使用寿命长，摩擦功率损耗小，轴或轴套不受磨损，耐振性能好，常用于高低温、易燃易爆有毒介质的场合。但它的结构复杂，密封环加工精度要求高，安装技术要求高，装拆不方便，成本高。机械密封的基本结构型式如图所示。机械密封—般有四个密封处：A处是静环座与设备间的密封，属静密封，通常采用凹凸密封面加垫片的方法处理。B处是静环与静环座间的密封，属静密封，通常采用各种形状的弹性密封圈来防止泄露。C处是动环与静环的密封，是机械密封的关键部位，为动密封。动静环接触面靠弹簧给予一合适的压紧力，使这两个磨合端面紧密贴合，达到密封效果。这样可以将原来极易泄漏的轴向密封，改变为不易泄漏的端面密封。D处是动环与轴(或轴套)的密封，为静密封，常用的密封元件是“O”形环。为适应不同条件的需要，机械密封有多种结构形式，但其主要元件和工作原理基本相同。机械密封的主要性能参数有压力等级(0.6MPa和1.6MPa两种)、介质情况(一般介质和易燃易爆有毒介质)、介质温度(《80℃和＞80℃)及公称轴径(30、40、50、60、70、80、90、100、l10、120、130、140和160等)。二、换热器中常用零部件换热器是石油、化工生产中重要的化工设备之一，它是用来完成各种不同的换热过程的设备。管壳式换热器是应用最为广泛的一种换热器，它能承受高温高压，易于制造，生产成本低，清洗方便。管壳式换热器有固定管板式、浮头式、填函式、U形管式等多种形式，他们的结构均由前端管箱、壳体和后端结构(包托管束)三部分组成。l、管板管板是管壳式换热器的主要零件、绝大多数管板是圆形平板。板上开很多管孔，每个孔固定连接着换热管，管的周边与壳体的管箱相连。板上管孔的排列形式有正三角形、转角三角形、正方形、转角正方形四种排列形式。换热管与管板的连接，应保证密封性能和足够的紧固强度、常采用胀接、焊接或胀焊结合等方法，管板与壳体的连接有可拆式和不可拆式两类。例如，固定管板式换热器的管板采用的是不可拆的焊接连接，浮头式、填函式、U形管式换热器的管板采用的是