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化工设备培训•（一）什么是设备？•设备是人们在生产或生活上所需的机械、装置和设施等可供长期使用，并在使用中基本保持原有实物形态的物质资料。•（二）设备是企业的主要生产工具，也是企业现代化水平的重要标志。•（三）设备是固定资产的重要组成部分。化工设备的分类1.常压容器静设备2.压力容器3.换热器化工设备1.各种物料泵2.各种风机动设备3.各种空压机4.各种冷冻机5.各种真空泵4化工设备:是化工工艺的基础,是实现化工生产的重要工具。我厂通常把化工设备划分为：静止设备和动力设备两种。静止设备包括压力容器和普通容器，动力设备大多为泵和风机等。压力容器：承受一定压力载荷，与外界形成一个封闭系统的外壳。压力容器特点：在高温、高压、高真空、低温、强腐蚀条件下操作，工艺条件苛刻和恶劣，安全性要求极高。基本承压部件1.筒体：ø直径、δ厚度、H高度，如：ø2600×10×3000，表示一个直径为2600mm，壁厚为10mm，高度为3000mm的一个容器。2.封头：椭圆、蝶形封头等。3.密封装置(法兰、密封元件、坚固件）。4.开孔(人/手孔)。5.接管：进出口管线及附属的管线。6.支座：耳式支座、鞍式支座、裙座。附件7.安全附件（安全阀、爆破片）8.测量与控制仪表5压力容器构成6压力容器结构及分类压力容器构成•1.筒体•2.封头•根据几何形状的不同，封头可以分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖等几种，其中以椭圆形封头应用最多。封头与筒体的连接方式有可拆连接与不可拆连接（焊接）两种，可拆连接一般采用法兰连接方式。•3.密封装置•化工容器上需要有许多密封装置，如封头和筒体间的可拆式连接，容器接管与外管道间时可拆连接以及人孔、手孔盖的连接等，可以说化工容器能否正常安全地运行在很大程度上取决于密封装置的可靠性。•4.开孔与接管•化工容器中，由于工艺要求和检修及监测的需要，常在筒体或封头上开设各种大小的孔或安装接管，如人孔、手孔、视镜孔、物料进出口接管，以及安装压力表、液面计、安全阀、测温仪表等接管开孔。•5.支座•化工容器靠支座支承并固定在基础上。随安装位置不同，化工容器支座分立式容器支座和卧式容器支座两类，其中立式容器支座又有腿式支座、支承式支座、耳式支座和裙式支座四种。大型容器一般采用裙式支座。卧式容器支座有支承式、鞍式和圈式支座三种；以鞍式支座应用最多。而球形容器多采用柱式或裙式支座。•6.安全附件•由于化工容器的使用特点及其内部介质的化学工艺特性，往往需要在容器上设置一些安全装置和测量、控制仪表来监控工作介质的参数，以保证压力容器的使用安全和工艺过程的正常进行。•化工容器的安全装置主要有安全阀、爆破片、紧急切断阀、安全联锁装置、压力表、液面计、测温仪表等。•上述筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座及安全附件等即构成了一台化工设备的外壳。对于储存用的容器，这一外壳即为容器本身。对用于化学反应、传热、分离等工艺过程的容器而言，则须在外壳内装入工艺所要求的内件，才能构成一个完整的产品。10化工设备的基本要求1.安全可靠性要求化工设备必须具有足够的强度和刚度，良好的韧性、耐腐蚀性和可靠的密封性。2.工艺条件要求工艺性能要求通常包括：反应设备的反应速度、换热设备的传热量、塔设备的传质效率、储存设备的储存量等。3.经济合理性要求在满足工艺要求和安全可靠运行的前提下，要尽量作到适用和经济合理。4.便于操作和维护5.环境保护要求化工生产对化工设备的基本要求•（一）安全性能要求•1.足够的强度•材料强度是指载荷作用下材料抵抗永久变形和断裂的能力。屈服点和抗拉强度是钢材常用的强度判据。过程设备是由材料制造而成的，其安全性与材料强度紧密相关。在相同设计条件下，提高材料强度，可以增大许用应力，减薄过程设备的壁厚，减轻重量、便于制造、运输和安装，从而降低成本，提高综合经济性。对于大型过程设备，采用高强度材料的效果尤为显著。•2.良好的韧性•韧性是指材料断裂前吸收变形能量的能力。由于原材料制造（特别是焊接）和使用（如疲劳、应力腐蚀）等方面的原因，化工设备的构件常带有各种各样的缺陷，如裂纹、气孔、夹渣等。如果材料韧性差，就可能因其本身的缺陷或在波动载荷作用下发生脆性破断。•3.足够的刚度和抗失稳能力•刚度是过程设备在载荷作用下保持原有形状的能力。刚度不足是过程设备过度变形的主要原因之一。例如，螺栓、法兰和垫片组成的连接结构，若法兰因刚度不足而发生过度变形，将导致密封失效而泄漏。•4.良好的抗腐蚀性•过程设备的介质往往是腐蚀性强的酸、碱、盐。材料被腐蚀后，不仅会导致壁厚减薄，而且有可能改变其组织和性能。因此，材料必须具有较强的耐腐蚀性能。•5.可靠的密封性•密封性是指化工设备防止介质泄漏的能力。由于化工生产中的介质往往具有危害性，若发生泄漏不仅有可能造成环境污染，还可能引起中毒、燃烧和爆炸。因此密封的可靠性是化工设备安全运行的必要条件。•（二）工艺性能要求•1.达到工艺指标•化工设备都有一定的工艺指标要求，以满足生产的需要。如储罐的储存量、换热器的传热量、反应器的反应速率、塔设备的传质效率等。工艺指标达不到要求，将影响整个过程的生产效率，造成经济损失。•2.生产效率高、消耗低•化工设备的生产效率用单位时间内单位体积（或面积）所完成的生产任务来衡量。如换热器在单位时间单位传热面积的传热量、反应器在单位时间单位容积内的产品数量等。消耗是指生产单位质量或体积产品所需要的资源（如原料、燃料、电能等）。设计时应从工艺、结构等方面来考虑提高化工设备的生产效率和降低消耗。•（三）使用性能要求•1.结构合理、制造简单•化工设备的结构要紧凑、设计要合理、材料利用率要高。制造方法要有利于实现机械化、自动化，有利于成批生产，以降低生产成本。•2.运输与安装方便•化工设备一般由机械制造厂生产，再运至使用单位安装。对于中小型设备运输安装一般比较方便，但对于大型设备，应考虑运输的可行性，如运载工具的能力、空间大小、码头深度、桥梁与路面的承载能力、吊装设备的吨位等。对于特大型设备或有特殊要求的设备，则应考虑采用现场组装的条件和方法。•3.操作、控制、维护简便•化工设备的操作程序和方法要简单，最好能设有防止错误操作的报警装置。设备上要有测量、报警和调节装置，能检测流量、温度、压力、浓度、液位等状态参数，当操作过程中出现超温、超压和其他异常情况时，能发出警报信号，并可对操作状态进行调节。•（四）经济性能要求•在满足安全性、工艺性、使用性的前提下，应尽量减少化工设备的基建投资和日常维护、操作费用，并使设备在使用期内安全运行，以获得较好的经济效益。16压力容器分类及结构分类：压力等级划分：压力容器的设计压力（p）划分为低压、中压、高压和超高压四个压力等级：(1)低压(代号L)0.1MPa≤p1.6MPa(2)中压(代号M)1.6MPa≤p10.0MPa(3)高压(代号H)10.0MPa≤p100.0MPa(4)超高压(代号U)p≥100.0MPa。压力容器思考：压力转换？17压力容器结构及分类分类：按工艺过程中的作用不同分为：①反应容器：用于完成介质的物理、化学反应的容器。②换热容器：用于完成介质的热量交换的容器。③分离容器：用于完成介质的质量交换、气体净化、固、液、气分离的容器。④贮运容器：用于盛装液体或气体物料、贮运介质或对压力起平衡缓冲作用的容器。换热器还有：蝶片式冷凝器、螺旋板式换热器等等。在化工生产，为保证化学反应的顺利进行，使化学反应维持在一定温度和压力下进行，有时需要供热，有时需要冷却。因此合理而有效地进行传热是化工生产中十分重要的基本操作之一，目前公司以低压蒸汽（0.6Mpa）、中压蒸汽(1.6Mpa)及导热油进行加热的。用于冷却的有循环水，自来水及冷冻盐水等。夹套式：多用于设备直径不大；需要传热面积较小；载热体的压力不高；反应物腐蚀性较大时的反应釜。换热器介绍蛇管式：蛇管式换热器多用于载热体压力高；或夹套传热面积不够时，可在釜外或釜内安装蛇管换热器。列管冷凝器：如果反应物在沸腾时，产生大量蒸汽，则可在反应器外部安装回流冷凝器，以回收反应物料及取出反应放出的热。列管换热器塔器•（1）什么是塔器：•塔器是化工、石油等工业生产中广泛应用的重要生产设备。它的外形是一个直立的圆柱形容器，它的高度要比直径大的多，从外形看起来好像一座塔，所以通常叫做塔器。•（2）塔器的主要功能：•提供气、液两相得以充分接触的机会，使化工生产中的传质和传热过程能够迅速而有效地进行，又能使接触后的气、液两相及时分离。例如塔器多用于物料的蒸馏、吸收、萃取、净化、除尘、冷却等单元操作过程。•塔器做为反应设备使用时，叫做反应塔。作为蒸馏设备使用时，叫做蒸馏塔。塔器基本结构1、填料2、支撑栅板3、液体收集器4、集液环5、多级槽式液体分布器6、填料压圈7、支撑栅板8、蒸汽入口管9、塔底10、至再沸器循环管11、裙座12、底座环拉西环填料鲍尔环填料阶梯环填料矩鞍环填料多面空心球填料不锈钢波纹丝网填料压力容器的安全附件•安全阀、爆破片、压力表、液位计、温度计等是压力容器的主要安全附件，这些安全附件的灵敏可靠是压力容器安全工作的重要保证。压力容器的安全附件•（一）安全阀：安全阀是压力容器上最常用的安全泄压装置。•常用的种类有：•（1）重锤杠杆式安全阀；•（2）弹簧式安全阀。（1）重锤杠杆式安全阀（2）弹簧式安全阀•（二）爆破片：•爆破片又称防爆膜、防爆片，是一种断裂型的泄压装置，它利用膜片的断裂来泄压。泄压后爆破片不能继续有效使用，压力容器也被迫停止运行。压力容器安全附件正拱形金属爆破片压力容器安全符件•（三）压力表：•压力表是一种测量压力大小的仪表，可用来测量容器的实际压力值，操作人员可以根据压力表指示的压力对容器进行操作，将压力控制在允许范围内。•法定单位是Pa（N/m2）帕，工程单位常用KPa千帕、MPa兆帕来表示。常用压力表的种类•弹簧压力表常用压力表的种类•隔膜压力表压力容器安全符件•（四）液位计：•液位计是用来测量液态介质液位的一种计量仪表。压力容器操作人员可根据液位计所指示液面的高低来调节或控制液体介质的量，从而保证压力容器内介质的液位始终保持在设计的正常范围内，不至于发生因超装过量而导致的事故或由于投料过量而造成物料反应不平衡等现象。•常用的液位计有（1）玻璃管式液位计；（2）玻璃板式液位计；（3）磁浮子液位计。玻璃管式液位计玻璃板式液位计磁浮子翻板液位计压力容器安全附件•（五）温度计：•温度计是用来测定压力容器内温度高低的仪表。压力容器操作人员可通过温度计，观测到容器内的温度。正确地观测到容器内的温度并把它调整到正常范围内，对压力容器的安全和正常工作非常重要。•压力容器上常用的温度计有玻璃温度计、压力式温度计、热电偶温度计等。玻璃棒式温度计压力式温度计压力式温度计由温包、毛细管和显示测量仪表组成，它是利用温包里的气体或液体因受热而改变压力，通过毛细管带动显示测量仪表中的传动机构，由指针指示测量值。测量范围一般为-80℃~400℃，可测量液体、气体的温度；热电偶温度计化工管道定义：管子、管件、阀门及管架的总称。作用：输送和控制流体介质。管道的表示方法：1、公称压力:是指管内介质温度在0—120℃时的最高允许工作压力。单位：MPa。2、管道的表示方法：（1）水煤气管：用DN表示，例如：DN50（2）无缝钢管：用外径×壁厚表示，例如：Φ57×3.5。管道的保温：保温和保冷，用于减少管路表面的散热和吸热，节约能源，维护劳动环境。通用配件介绍管道：管道是用管子、管子联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置。通常，流体经鼓风机、压缩机、泵和锅炉等增压后，从管道的高压处流向低压处，也可利用流体自身的压力或重力输送。管道的用途很广泛，主要用在给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌溉、水力工程和各种工业装置中。例如：ø159×4.5的管子，表示外径159mm，内径150mm，厚度则为4.5mm。47阀门：阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流