1、化工設備設計化工設備設計 研討范疇研討范疇 化工消費過程中的靜設備，完成一系列物理化工消費過程中的靜設備，完成一系列物理或化學的加工處置過程的設備。或化學的加工處置過程的設備。 緊縮機、離心泵、過濾機都屬于流體機械，緊縮機、離心泵、過濾機都屬于流體機械，動設備。動設備。化工設備的特點化工設備的特點 1.1.功能原理多種多樣功能原理多種多樣; ;塔運用于蒸餾、吸收、塔運用于蒸餾、吸收、萃取、吸附萃取、吸附 2.2.化機電一體化化機電一體化; ;加熱爐點火加熱爐點火 3.3.外殼普通為壓力容器外殼普通為壓力容器; ;壓力容器是內部或壓力容器是內部或外部接受氣體或液體壓力、并對平安性有較外部接受氣體

2、或液體壓力、并對平安性有較高要求的密封容器。高要求的密封容器。 主要為圓柱形，少數為主要為圓柱形，少數為球形或其他外形。球形或其他外形。 4.4.單件消費單件消費, ,本錢高。資料、加工工藝本錢高。資料、加工工藝 化工設備的根本要求化工設備的根本要求 1.平安可靠平安可靠資料的強度高、韌性好資料的強度高、韌性好;資料與介質相資料與介質相容容;構造有足夠的剛度和抗失穩才干構造有足夠的剛度和抗失穩才干;密密封性能好。封性能好。2.滿足過程要求滿足過程要求功能要求功能要求;壽命要求壽命要求3.綜合經濟性好綜合經濟性好 消費效率高消費效率高;構造合理構造合理;易于運輸、安易于運輸、安裝裝 4.操作簡單

3、、易于維護和控制操作簡單、易于維護和控制簡單操作簡單操作; 可維護性可維護性; 便于控制便于控制 5.優良的環境性能優良的環境性能跑、冒、滴、漏、噪音跑、冒、滴、漏、噪音壓力容器總體構造壓力容器總體構造 根本組成根本組成 筒體筒體Cylinder;封頭封頭(Formed head);密封安裝密封安裝(Seal Units);開孔與接開孔與接納納;支座支座(support);平安附件平安附件(Safe attachment) 壓力容器零部件的銜接壓力容器零部件的銜接焊接、法蘭銜接焊接、法蘭銜接和螺紋銜接和螺紋銜接壓力容器的分類壓力容器的分類 一、介質的危害性一、介質的危害性 毒性毒性 毒性是指某

4、種化學毒物引起機體損傷的毒性是指某種化學毒物引起機體損傷的才干，用來表示毒物劑量與毒性反響之間的才干，用來表示毒物劑量與毒性反響之間的關系。毒性大小普通以化學物質引起實驗動關系。毒性大小普通以化學物質引起實驗動物某種毒性反響所需求的劑量來表示。物某種毒性反響所需求的劑量來表示。 介質分為極度危害介質分為極度危害(級級)、高度危害、高度危害(級級)、中度危害、中度危害(級級)、輕度危害、輕度危害(iv級級)等四個等四個級別。以每立方米的空氣中含毒物的毫克數級別。以每立方米的空氣中含毒物的毫克數來表示，單位是來表示，單位是mgm3。普通劃分規范為：。普通劃分規范為： 極度危害極度危害(級級) 最高

5、允許質量濃度最高允許質量濃度 0.1 mgm3； 高度危害高度危害(級級) 最高允許質量濃度最高允許質量濃度 0.11.0mgm3； 中度危害中度危害(級級) 最高允許質量濃度最高允許質量濃度 1.010mgm3； 輕度危害輕度危害(級級) 最高允許質量濃度最高允許質量濃度 10mgm3。 介質的危害性介質的危害性-易燃性易燃性 可燃氣體或蒸氣與空氣的混合物遇著明火可可燃氣體或蒸氣與空氣的混合物遇著明火可以發生爆炸的濃度范圍稱爆炸濃度極限，爆以發生爆炸的濃度范圍稱爆炸濃度極限，爆炸時的最低濃度稱為爆炸下限，最高濃度稱炸時的最低濃度稱為爆炸下限，最高濃度稱為爆炸上限。爆炸極限普通用可燃氣體或蒸為

6、爆炸上限。爆炸極限普通用可燃氣體或蒸氣在混合物中的體積分數來表示氣在混合物中的體積分數來表示. 分類規范：爆炸下限小于分類規范：爆炸下限小于10，或爆炸上限，或爆炸上限和下限之差值大于等于和下限之差值大于等于20的介質，普通稱的介質，普通稱為易燃介質。為易燃介質。 二、按厚度分類二、按厚度分類 薄壁容器薄壁容器Do/Di1.2 厚壁容器厚壁容器Do/Di1.2 三、按壓力等級分類三、按壓力等級分類(1大氣壓大氣壓=0.1MPa) 低壓低壓(代號代號Low)容器容器 0.1MPap1.6MPa； 中壓中壓(代號代號Middle)容器容器 1.6MPap10MPa； 高壓高壓(代號代號High)容

7、器容器 10MPap100MPa； 超高壓超高壓(代號代號Ultra)容器容器 p100MPa 四、按容器在消費中的作用分類四、按容器在消費中的作用分類 1.反響壓力容器反響壓力容器(代號代號Reactor)主要是用于完主要是用于完成介質的物理、化學反響的壓力容器，如反成介質的物理、化學反響的壓力容器，如反響器、反響釜、聚合釜、高壓釜、合成塔、響器、反響釜、聚合釜、高壓釜、合成塔、蒸壓釜、煤氣發生爐等。蒸壓釜、煤氣發生爐等。 2.換熱壓力容器換熱壓力容器(代號代號Exchanger) 主要是用主要是用于完成介質熱量交換的壓力容器。如管殼式于完成介質熱量交換的壓力容器。如管殼式余熱鍋爐、熱交換器

8、、冷卻器、冷凝器、蒸余熱鍋爐、熱交換器、冷卻器、冷凝器、蒸發器、加熱器等。發器、加熱器等。 3.分別壓力容器分別壓力容器(代號代號Separator) 主要主要是用于完成介質流體壓力平衡緩沖和氣是用于完成介質流體壓力平衡緩沖和氣 體凈化分別的壓力容器。如分別器、過體凈化分別的壓力容器。如分別器、過濾器、集油器、緩沖器、枯燥塔等。濾器、集油器、緩沖器、枯燥塔等。 4.儲存壓力容器儲存壓力容器(代號代號Collector，其中，其中球罐代號球罐代號Ball)主要是用于儲存、盛裝氣主要是用于儲存、盛裝氣體、液體、液化氣體等介質的壓力容器。體、液體、液化氣體等介質的壓力容器。如液氨儲罐、液化石油氣儲罐

9、等。如液氨儲罐、液化石油氣儲罐等。 五、按安裝方式分類五、按安裝方式分類 1.固定式壓力容器固定式壓力容器 有固定安裝和運用地點，有固定安裝和運用地點，工藝條件和操作人員也較固定的壓力容器。工藝條件和操作人員也較固定的壓力容器。如消費車間內的臥式儲罐、球罐、塔器、反如消費車間內的臥式儲罐、球罐、塔器、反響釜等。響釜等。 2.挪動式壓力容器也稱為經常搬運的壓力容挪動式壓力容器也稱為經常搬運的壓力容器，諸如汽車槽車、鐵路槽車、槽船等。這器，諸如汽車槽車、鐵路槽車、槽船等。這類壓力容器運用時不僅接受內壓或外壓載荷，類壓力容器運用時不僅接受內壓或外壓載荷，搬運過程中還會遭到由于內部介質晃動引起搬運過程

10、中還會遭到由于內部介質晃動引起的沖擊力，以及運輸過程帶來的外部撞擊和的沖擊力，以及運輸過程帶來的外部撞擊和振動載荷，因此在構造、運用和平安方面均振動載荷，因此在構造、運用和平安方面均有其特殊的要求。有其特殊的要求。按厚度分類按厚度分類薄壁容器，厚壁容器薄壁容器，厚壁容器按承壓方式分類按承壓方式分類內壓容器，外壓容器內壓容器，外壓容器按工作壁溫分類按工作壁溫分類高溫容器，中溫容器，常溫容器，低溫容器高溫容器，中溫容器，常溫容器，低溫容器按幾何形狀分類按幾何形狀分類球形容器，圓筒形容器，圓錐形容器，輪胎形容器球形容器，圓筒形容器，圓錐形容器，輪胎形容器按制造方法分類按制造方法分類焊接容器，鑄造容器

11、，鍛造容器，鉚接容器，組合式容焊接容器，鑄造容器，鍛造容器，鉚接容器，組合式容器器按材質分類按材質分類鋼制容器，鑄鐵容器，有色金屬容器，非金屬容器鋼制容器，鑄鐵容器，有色金屬容器，非金屬容器按安放形式分類按安放形式分類立式容器，臥式容器立式容器，臥式容器按安全管理和技術監督按安全管理和技術監督角度分類角度分類固定式容器，移動式容器固定式容器，移動式容器按壓力等級分類按壓力等級分類低壓容器，中壓容器，高壓容器，超高壓容器低壓容器，中壓容器，高壓容器，超高壓容器按用途分類按用途分類盛裝容器，反應容器，換熱容器，分離容器盛裝容器，反應容器，換熱容器，分離容器按安全綜合分類按安全綜合分類一類容器，二類

12、容器，三類容器一類容器，二類容器，三類容器壓力容器規范規范壓力容器規范規范國外規范國外規范ASME;JIS;BS;AD國內規范國內規范GB1502019;GB1512019;JB4732;JB/T4735壓力容器資料壓力容器資料 一、鋼材外形一、鋼材外形 1、鋼板、鋼板 規定允許用于制造壓力容器的鋼板有兩類：規定允許用于制造壓力容器的鋼板有兩類： 壓力容器公用鋼板，如壓力容器公用鋼板，如16MnR、20R等等 可用于制造壓力容器的非容器公用鋼板，可用于制造壓力容器的非容器公用鋼板，如普通碳素鋼中的如普通碳素鋼中的Q235-A、Q235-B。 2、無縫鋼管、無縫鋼管 用于過程設備較高壓力的流體保

13、送，資料通用于過程設備較高壓力的流體保送，資料通常為常為10、20號鋼。號鋼。3、鍛件、鍛件需焊接的鍛件，資料用需焊接的鍛件，資料用20號鋼，不許焊接號鋼，不許焊接的鍛件，資料用的鍛件，資料用35或或45號鋼。號鋼。4、圓鋼、型鋼、圓鋼、型鋼用于制造支承件、加強圈等，圓鋼還可用用于制造支承件、加強圈等，圓鋼還可用于制造小尺寸的緊固件。于制造小尺寸的緊固件。圓鋼資料為圓鋼資料為Q235-A、20、35號鋼等，型鋼號鋼等，型鋼資料多為資料多為Q235-A。 二、鋼材類型二、鋼材類型 按化學成分，壓力容器用鋼分為三類：按化學成分，壓力容器用鋼分為三類： 1、碳素鋼、碳素鋼C%2.06% 2、低合金鋼

14、、低合金鋼 在優質碳素鋼的根底上，參與一種或多種合金元素在優質碳素鋼的根底上，參與一種或多種合金元素合金元素總含量在合金元素總含量在3%以下，以提高鋼的強度以下，以提高鋼的強度和改善綜合性能。和改善綜合性能。 低合金鋼是目前制造壓力容器的主要鋼材，其強低合金鋼是目前制造壓力容器的主要鋼材，其強度、韌性、耐腐蝕性等均優于一樣含碳量的碳素鋼，度、韌性、耐腐蝕性等均優于一樣含碳量的碳素鋼，減輕配備的分量，可節省鋼材減輕配備的分量，可節省鋼材1/32/3。）高碳鋼（）中碳鋼（）低碳鋼（按含碳量%6 . 0%6 . 0%25. 0%25. 0%CCC 3、高合金鋼合金元素總含量大于、高合金鋼合金元素總含

15、量大于10% 主要有鉻鋼、鉻鎳鋼、鉻鎳鉬鋼等，如主要有鉻鋼、鉻鎳鋼、鉻鎳鉬鋼等，如0Cr13、0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti等，主要等，主要用于耐腐蝕和耐高溫等特殊場所，如不銹鋼、用于耐腐蝕和耐高溫等特殊場所，如不銹鋼、耐熱鋼等。耐熱鋼等。 三、有色金屬和非金屬三、有色金屬和非金屬 1、有色金屬、有色金屬 鈦合金特點：低溫下能堅持較高的塑性和沖鈦合金特點：低溫下能堅持較高的塑性和沖擊韌性，是制造深冷設備的良好資料。擊韌性，是制造深冷設備的良好資料。 2、非金屬資料、非金屬資料 非金屬資料的優點：資源豐富、耐蝕性好、非金屬資料的優點：資源豐富、耐蝕性好、種類多、價錢廉價。種類多、價錢廉

16、價。 缺陷：機械強度較低，耐熱性不好，對溫度缺陷：機械強度較低，耐熱性不好，對溫度動搖比較敏感。動搖比較敏感。 非金屬資料通常用于承壓不高的構造資料、非金屬資料通常用于承壓不高的構造資料、金屬維護村里或涂層、密封資料、保溫資料、金屬維護村里或涂層、密封資料、保溫資料、耐火資料等。耐火資料等。 壓力容器制造工藝壓力容器制造工藝 在壓力容器制造中，往往先將鋼板經過冷加在壓力容器制造中，往往先將鋼板經過冷加工或熱加工，使它變成所要求的零件外形，工或熱加工，使它變成所要求的零件外形，再經過焊接將各零部件銜接在一同。因此，再經過焊接將各零部件銜接在一同。因此，有必要研討冷、熱加工呵斥的塑性變形和焊有必要

17、研討冷、熱加工呵斥的塑性變形和焊接工藝對資料性能的影響。接工藝對資料性能的影響。 儲存設備簡稱：儲罐：主要是指用于儲儲存設備簡稱：儲罐：主要是指用于儲存或盛裝氣體、液體、液化氣體等介質的設存或盛裝氣體、液體、液化氣體等介質的設備。備。 設計儲存設備，必需滿足各種給定的工藝要設計儲存設備，必需滿足各種給定的工藝要求，即介質的性質、工況、容量、環境等條求，即介質的性質、工況、容量、環境等條件。件。 介質特性：可燃性、飽和蒸氣壓、密度、腐介質特性：可燃性、飽和蒸氣壓、密度、腐蝕性、毒性程度、化學反響活性如聚合趨蝕性、毒性程度、化學反響活性如聚合趨勢等。勢等。儲存設備儲存設備 臥罐臥罐 地面臥罐根本構

18、造地面臥罐根本構造 臥罐的根本構造，主要由圓筒、封頭和支座臥罐的根本構造，主要由圓筒、封頭和支座三部分組成。三部分組成。 地下臥罐地下臥罐 采用地下臥罐是為了減少占地面積和平安防采用地下臥罐是為了減少占地面積和平安防火間隔，及避開環境溫度對它的影響火間隔，及避開環境溫度對它的影響 。液。液化氣體儲罐化氣體儲罐 臥罐的埋地措施分兩種：臥罐的埋地措施分兩種： 1.臥罐安裝在地下預先構筑的空間里地下臥罐安裝在地下預先構筑的空間里地下室；室； 2.將臥罐安放在地下設置的支座上，臥罐外將臥罐安放在地下設置的支座上，臥罐外殼涂有瀝青防銹層，必要時再附加犧牲陽極殼涂有瀝青防銹層，必要時再附加犧牲陽極維護設備

19、，最后采取土地埋設方法，并到達維護設備，最后采取土地埋設方法，并到達預期的埋土高度。預期的埋土高度。1-犧牲陽極；犧牲陽極；2-浮子液面計；浮子液面計；3-金屬導線；金屬導線；4-電線維護測試點；電線維護測試點；5-壓力表；壓力表；6-護護罩；罩；7-平安閥；平安閥；8-罐裝氣相閥門，罐裝氣相閥門，9-罐裝液相閥門；罐裝液相閥門；10-排污和倒空管閥門；排污和倒空管閥門；11-罐間氣相銜接納，罐間氣相銜接納，12-罐體；罐體；13-罐間液相連按管；罐間液相連按管；14-支座支座臥罐設計計算臥罐設計計算 一一.載荷分析載荷分析 臥罐的載荷有：臥罐的載荷有： 1.壓力，如：內壓或外壓真空；壓力，如

20、：內壓或外壓真空； 2.臥罐分量，包括圓筒、封頭及其附件等的臥罐分量，包括圓筒、封頭及其附件等的分量；分量； 3.物料分量，正常操作時為物料分量，水壓物料分量，正常操作時為物料分量，水壓實驗時為充水分量；實驗時為充水分量； 4.其他載荷，如：雪載荷、風載荷、地震載其他載荷，如：雪載荷、風載荷、地震載荷等。荷等。 二二.內力分析內力分析 1.彎矩彎矩 2.剪力剪力 三三. 圓筒應力計算和強度校核圓筒應力計算和強度校核 1. 圓筒上的軸向應力圓筒上的軸向應力 2.支座截面處圓筒和封頭上的切向切應力支座截面處圓筒和封頭上的切向切應力 3.支座截面處圓筒的周向應力支座截面處圓筒的周向應力球形儲罐球形儲

21、罐 罐體包括上下極板、上下溫帶板和赤道罐體包括上下極板、上下溫帶板和赤道板、支柱、拉桿、操作平臺、盤梯、以及板、支柱、拉桿、操作平臺、盤梯、以及各種附件包括人孔、接納、液面計、壓力各種附件包括人孔、接納、液面計、壓力計、溫度計、平安泄放安裝等。在某些特計、溫度計、平安泄放安裝等。在某些特殊場所，球罐內還設有內部轉梯、外部隔熱殊場所，球罐內還設有內部轉梯、外部隔熱或保溫層、防火水幕噴淋管等附屬設備。或保溫層、防火水幕噴淋管等附屬設備。 一、純桔瓣式罐體球罐根本構造一、純桔瓣式罐體球罐根本構造 1-球殼；球殼；2-液位計液位計導管；導管；3-避雷針；避雷針；4-平安泄放閥；平安泄放閥；5-操作平臺

22、；操作平臺；6-盤梯；盤梯；7-噴淋水管；噴淋水管；8-支支柱；柱；9-拉桿拉桿二、足球瓣式罐體球罐根本構造二、足球瓣式罐體球罐根本構造 1-頂部極板；2-赤道板；3-底部極板；4-支柱；5-拉桿；6-扶梯；7-頂部操作平臺三、混合式罐體球罐根本構造三、混合式罐體球罐根本構造 1-上極; 2-赤道帶；3-支柱；4-下極支座支座 支座是球罐中用以支承本體分量和物料分量支座是球罐中用以支承本體分量和物料分量的重要構造部件。的重要構造部件。 構造主要分兩大類：構造主要分兩大類：1.柱式支座；柱式支座；2.裙式支裙式支座。柱式支座中以赤道正切柱式支座用得最座。柱式支座中以赤道正切柱式支座用得最多，為國

23、內外普遍采用。多，為國內外普遍采用。 1-球殼；2-上部支柱；3-內部筋板；4-外部端板；5-內部導環；6-防火隔熱層； 7-防火層夾子，8-可熔塞；9-接地凸緣10-底板；11-下部支耳，12-下部支柱，13-上部支耳拉桿拉桿 拉桿的作用：用以接受風載荷與地震載荷作拉桿的作用：用以接受風載荷與地震載荷作用，添加球罐的穩定性。用，添加球罐的穩定性。 拉桿構造：可調式和固定式兩種。拉桿構造：可調式和固定式兩種。 固定式固定式 1-支柱；支柱；2-支耳；支耳；3-長拉桿長拉桿4調理螺調理螺母；母；5-短拉桿短拉桿 可調式可調式 1-補強板，補強板，2-支柱，支柱，3-拉桿；拉桿；4-中心板中心板人

24、孔和接納人孔和接納 一、人孔一、人孔 人孔設置是為任務人員進出球罐以進展檢驗人孔設置是為任務人員進出球罐以進展檢驗和維修之用。及在施工過程中，罐內的通風和維修之用。及在施工過程中，罐內的通風排氣、熱處置時運用。排氣、熱處置時運用。 二、接納二、接納 球罐由于工藝操作需求安裝各種規格的接納。球罐由于工藝操作需求安裝各種規格的接納。 附件附件 球罐上設置的梯子和平臺，液面計、壓力表、球罐上設置的梯子和平臺，液面計、壓力表、平安閥和溫度計、控制球罐內部物料溫度和平安閥和溫度計、控制球罐內部物料溫度和壓力的水噴淋安裝以及隔熱或保冷設備等。壓力的水噴淋安裝以及隔熱或保冷設備等。球罐的計算內容球罐的計算內

25、容 1.球殼計算球殼計算 2.地震載荷計算地震載荷計算 3.風載荷計算風載荷計算 4.支柱計算支柱計算 5.地腳螺栓計算地腳螺栓計算 6.底板計算底板計算 7.拉桿計算拉桿計算換熱設備的運用換熱設備的運用 換熱設備：使熱量從熱流體傳送到冷流體的換熱設備：使熱量從熱流體傳送到冷流體的設備。設備。 化工廠：換熱設備的投資約占總投資的化工廠：換熱設備的投資約占總投資的10%20%； 煉油廠：換熱設備的投資約占總投資的煉油廠：換熱設備的投資約占總投資的35%40%。管殼式換熱器管殼式換熱器 根本類型根本類型 可分為固定管板式、浮頭式、可分為固定管板式、浮頭式、U形管式、填形管式、填料函式和釜式重沸器五

26、類料函式和釜式重沸器五類 一一. 固定管板式固定管板式 適用范圍：適用范圍：1.適用于殼側介質清潔且不易結適用于殼側介質清潔且不易結垢并能進展清洗；垢并能進展清洗；2.管、殼程兩側溫差不大管、殼程兩側溫差不大或溫差較大但殼側壓力不高的場所。或溫差較大但殼側壓力不高的場所。二二.浮頭式換熱器浮頭式換熱器 適用范圍：適用于殼體和管束之間壁溫差較適用范圍：適用于殼體和管束之間壁溫差較大或殼程介質易結垢的場所。大或殼程介質易結垢的場所。 三三. U形管式換熱器形管式換熱器 適用范圍：適用于管、殼壁溫差較大或殼程介適用范圍：適用于管、殼壁溫差較大或殼程介質易結垢需求清洗，又不適宜采用浮頭式和固質易結垢需

27、求清洗，又不適宜采用浮頭式和固定管板式的場所。特別適用于管內走清潔而不定管板式的場所。特別適用于管內走清潔而不易結垢的高溫、高壓、腐蝕性大的物料。易結垢的高溫、高壓、腐蝕性大的物料。四四. 填料函式換熱器填料函式換熱器 適用范圍：適用于適用范圍：適用于4MPa以下的任務條件。以下的任務條件。五五.釜式重沸器釜式重沸器 適用范圍：此種換熱器和浮頭式、適用范圍：此種換熱器和浮頭式、U形管式形管式換熱器一樣，清洗維修方便，可處置不清潔、換熱器一樣，清洗維修方便，可處置不清潔、易結垢的介質，并能接受高溫、高壓。易結垢的介質，并能接受高溫、高壓。管殼式換熱器的構造管殼式換熱器的構造 管程：流體流經換熱管

28、內的通道及與其相貫管程：流體流經換熱管內的通道及與其相貫穿部分。穿部分。 殼程：流體流經換熱管外的通道及與其相貫殼程：流體流經換熱管外的通道及與其相貫穿部分。穿部分。 管程構造管程構造 一一.換熱管換熱管 換熱管在管板上的陳列方式：正三角形、正換熱管在管板上的陳列方式：正三角形、正方形、轉角正三角形、轉角正方形。方形、轉角正三角形、轉角正方形。 在同樣的管板面積上正三角形陳列的管數最在同樣的管板面積上正三角形陳列的管數最多，故用得最為普遍，但管外不易清洗。為多，故用得最為普遍，但管外不易清洗。為便于管外清洗，可以采用正方形或轉角正方便于管外清洗，可以采用正方形或轉角正方形陳列的管束。形陳列的管

29、束。 換熱管中心距普通不小于換熱管中心距普通不小于1.25倍的換熱管外倍的換熱管外徑。徑。4 5 9 0 6 0 3 0 ( a ) 正三角形( b ) 轉角正三角形( c ) 正方形( d ) 轉角正方形 二二. 管板管板 作用：作用：1. 用來排布換熱管用來排布換熱管 2. 分隔管程和殼程的流體，防止冷、熱流體分隔管程和殼程的流體，防止冷、熱流體混合。混合。 3. 同時受管程、殼程壓力和溫度的作用。同時受管程、殼程壓力和溫度的作用。12341空隙；2殼程管板；3短節；4管程管板 三三.管箱管箱 管箱位于管殼式換熱器的兩端。管箱位于管殼式換熱器的兩端。 作用：把從管道保送來的流體均勻地分布到

30、作用：把從管道保送來的流體均勻地分布到各換熱管和把管內流體聚集在一同送出換熱各換熱管和把管內流體聚集在一同送出換熱器。在多管程換熱器中，管箱還起改動流體器。在多管程換熱器中，管箱還起改動流體流向的作用。流向的作用。 殼程構造殼程構造 殼程主要由殼體、折流板或折流桿、支承板、殼程主要由殼體、折流板或折流桿、支承板、縱向隔板、拉桿、防沖擋板、防短路構造等縱向隔板、拉桿、防沖擋板、防短路構造等元件組成。元件組成。 一、殼體一、殼體 殼體普通是一個圓筒，在殼壁上焊有接納，殼體普通是一個圓筒，在殼壁上焊有接納，供殼程流體進入和排出之用。供殼程流體進入和排出之用。 二、折流板二、折流板 設置折流板的目的：

31、是為了提高殼程流體的設置折流板的目的：是為了提高殼程流體的流速，添加湍動程度，并使殼程流體垂直流速，添加湍動程度，并使殼程流體垂直 沖刷管束，以改善傳熱，增大殼程流體的傳沖刷管束，以改善傳熱，增大殼程流體的傳熱系數，同時減少結垢。在臥式換熱器中，熱系數，同時減少結垢。在臥式換熱器中，折流板還起支撐管束的作用。折流板還起支撐管束的作用。 三、折流桿三、折流桿 為理處理傳統折流板換熱器中換熱管與折流為理處理傳統折流板換熱器中換熱管與折流板的切割破壞和流體振動，提高傳熱效率，板的切割破壞和流體振動，提高傳熱效率，近年來開發了一種新型的管束支撐構造。近年來開發了一種新型的管束支撐構造。 1支撐桿；2折

32、流桿；3滑軌231換熱器設計計算換熱器設計計算 1.壁厚的計算壁厚的計算 換熱器筒體壁厚換熱器筒體壁厚 封頭壁厚封頭壁厚 管箱壁厚管箱壁厚 接納壁厚接納壁厚 換熱管壁厚的校核換熱管壁厚的校核 2.補強計算補強計算 開孔所需的補強面積開孔所需的補強面積 有效補強范圍有效補強范圍 有效補強面積有效補強面積 3. 膨脹節膨脹節 判別能否安裝膨脹節判別能否安裝膨脹節 4.墊片的選取墊片的選取 5.螺栓與法蘭螺栓與法蘭 6.折流板和拉桿折流板和拉桿 7.防沖與導流安裝防沖與導流安裝 8.支座支座 鞍座型式的設計鞍座型式的設計 支座的設計計算支座的設計計算 鞍座內力的分析鞍座內力的分析 鞍座的強度校核鞍座

33、的強度校核塔設備塔設備 塔設備是化學工業、石油工業、石油化工等塔設備是化學工業、石油工業、石油化工等消費中最重要的設備之一。它可使氣汽消費中最重要的設備之一。它可使氣汽液或液液兩相之間進展充分接觸，到達相際液或液液兩相之間進展充分接觸，到達相際傳熱及傳質的目的。傳熱及傳質的目的。 在化工和石油化工消費安裝中，塔設備的投在化工和石油化工消費安裝中，塔設備的投資費用占整個工藝設備費用的資費用占整個工藝設備費用的25%50%；它；它所耗用的鋼材分量在各類工藝設備中所占的所耗用的鋼材分量在各類工藝設備中所占的比例也較多。比例也較多。塔設備的常見分類塔設備的常見分類 1.按操作壓力分：有加壓塔、常壓塔及

34、減壓按操作壓力分：有加壓塔、常壓塔及減壓塔；塔； 2.按單元操作分：有精餾塔、吸收塔、解吸按單元操作分：有精餾塔、吸收塔、解吸塔、淬取塔、反響塔、枯燥塔等；塔、淬取塔、反響塔、枯燥塔等； 3.按內件構造分：有板式塔、填料塔。按內件構造分：有板式塔、填料塔。塔設備的總體構造塔設備的總體構造 塔設備的總體構造塔設備的總體構造 1.塔體：塔體即塔設備的外殼，常見的塔體由等直塔體：塔體即塔設備的外殼，常見的塔體由等直徑、等厚度的圓筒及上下封頭組成。徑、等厚度的圓筒及上下封頭組成。 2.支座：塔體支座是塔體與根底的銜接構造。由于支座：塔體支座是塔體與根底的銜接構造。由于塔設備較高、分量較大，為保證其足夠

35、的強度及剛塔設備較高、分量較大，為保證其足夠的強度及剛度，通常采用裙式支座。度，通常采用裙式支座。 3.人孔及手孔：為安裝、檢修、檢查等需求，往往人孔及手孔：為安裝、檢修、檢查等需求，往往在塔體上設置人孔或手孔。不同的塔設備，人孔或在塔體上設置人孔或手孔。不同的塔設備，人孔或手孔的構造及位置等要求不同。手孔的構造及位置等要求不同。 4.接納：用于銜接工藝管線，使塔設備與其他相關接納：用于銜接工藝管線，使塔設備與其他相關設備相銜接。按其用途可分為進液管、出液管、回設備相銜接。按其用途可分為進液管、出液管、回流管、進氣出氣管、側線抽出管、取樣管、儀表接流管、進氣出氣管、側線抽出管、取樣管、儀表接納

36、、液位計接納等。納、液位計接納等。 5.除沫器：用于捕集夾帶在氣流中的液滴。除沫器：用于捕集夾帶在氣流中的液滴。除沫器任務性能的好壞對除沫效率、分別效除沫器任務性能的好壞對除沫效率、分別效果都具有較大的影響。果都具有較大的影響。 6.吊柱：安裝于塔頂，主要用于安裝、檢修吊柱：安裝于塔頂，主要用于安裝、檢修時吊運塔內件。時吊運塔內件。板式塔板式塔 按塔板的構造分：有泡罩塔、篩板塔、浮閥按塔板的構造分：有泡罩塔、篩板塔、浮閥塔等；塔等； 塔盤按構造可分為：整塊式塔盤和分塊式塔塔盤按構造可分為：整塊式塔盤和分塊式塔盤。盤。 塔徑塔徑DN700mm時，采用整塊式塔盤；時，采用整塊式塔盤； 塔徑塔徑DN

37、800mm時，采用分塊式塔盤。時，采用分塊式塔盤。降液管的型式降液管的型式 受液盤受液盤 為了保證降液管出口處的液封，在塔盤上設為了保證降液管出口處的液封，在塔盤上設置受液盤，受液盤有平型和凹型兩種。置受液盤，受液盤有平型和凹型兩種。溢流堰及進口堰溢流堰及進口堰 溢流堰：有堅持塔盤板溢流堰：有堅持塔盤板上一定液層高度和促使上一定液層高度和促使液流均勻分布的作用。液流均勻分布的作用。 進口堰：當采用平型受進口堰：當采用平型受液盤時，為使上層塔板液盤時，為使上層塔板流入的液體能在塔盤上流入的液體能在塔盤上均勻分布，減小入口液均勻分布，減小入口液 流的沖力。流的沖力。塔設備的附件塔設備的附件 除沫器

38、：在空塔氣速較大，塔頂濺液景象嚴除沫器：在空塔氣速較大，塔頂濺液景象嚴重，以及工藝過程不允許出塔氣體夾帶霧滴重，以及工藝過程不允許出塔氣體夾帶霧滴的情況下，需設置除沫器，除沫器安裝在塔的情況下，需設置除沫器，除沫器安裝在塔器的頂部。器的頂部。 裙座：不論是圓筒形還是圓錐形裙座，均有裙座：不論是圓筒形還是圓錐形裙座，均有裙座筒體、根底環、地腳螺栓座、人孔、排裙座筒體、根底環、地腳螺栓座、人孔、排氣孔、引出管通道、保溫支承圈等組成。氣孔、引出管通道、保溫支承圈等組成。 吊柱：安裝在室外，無框架的整體塔設備，吊柱：安裝在室外，無框架的整體塔設備，為了安裝及裝配內件，改換或補充填料，往為了安裝及裝配內

39、件，改換或補充填料，往往在塔頂設置吊柱。往在塔頂設置吊柱。 塔設備的強度計算塔設備的強度計算 1.塔的固有周期塔的固有周期 2.塔的載荷分析塔的載荷分析 質量載荷質量載荷 偏心載荷偏心載荷 風載荷風載荷 地震載荷地震載荷 3.筒體的強度及穩定性校核筒體的強度及穩定性校核 4.裙座的強度及穩定性校核裙座的強度及穩定性校核塔設備的振動塔設備的振動 塔設備在較低的風速作用下，以較高的頻率塔設備在較低的風速作用下，以較高的頻率沿著與風力的垂直方向產生振動，導致構造沿著與風力的垂直方向產生振動，導致構造破壞，引起人們的注重。破壞，引起人們的注重。 塔設備在風力的作用下，將產生兩個方向的塔設備在風力的作用下，將產生兩個方向的振動。一種是順風向的振動，即振動方向沿振動。一種是順風向的振動，即振動方向沿著風的方向，又稱縱向振動；另一種是橫向著風的方向，又稱縱向振動；另一種是橫向振動，即振動方向沿著與風的垂直方向，又振動，即振動方向沿著與風的垂直方向，又稱橫向振動或風的誘導振動。我們主要討論稱橫向振動或風的誘導振動。我們主要討論風的誘導振動。風的誘導振動。反響設備反響設備 完成反響過程的設備為反響設備，即反響器。完成反響過程的設備為反響設備，即反響器。 反響設備可分為化學反響器和生