【正文】 第五章 化工設(shè)備的選型和 設(shè)計計算 2/210 主要內(nèi)容 ?物料輸送設(shè)備 ?貯罐 ?換熱設(shè)備 ?分離設(shè)備 ?傳質(zhì)設(shè)備 ?化學(xué)反應(yīng)器 3/210 化工設(shè)備類型： ?標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備（定型設(shè)備） ?非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備（非定型設(shè)備 ） 4/210 工藝設(shè)備一覽表： 序號 設(shè)備位號 設(shè)備名稱及規(guī)格 型號 材質(zhì) 操作參數(shù) 單位 數(shù)量 重量 來源 備注 溫度 壓力 5/210 選型和工藝設(shè)計的原則： 1. 合理性。 2. 先進性。 3. 安全性。 4. 經(jīng)濟性。 6/210 167。 物料輸送設(shè)備 物料輸送設(shè)備分類： 液體物料輸送設(shè)備 常規(guī)的設(shè)備為各種泵 氣體物料的輸送 、 壓縮 、 制冷設(shè)備 常規(guī)的設(shè)備為各種風(fēng)機 、 壓縮機 、 真空泵 、 制冷機等 固體物料輸送設(shè)備 各種給料機械設(shè)備 、 氣流輸送設(shè)備 7/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 8/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 通常把提升液體 、 輸送液體或使液體增加壓力 ,即把原動機的機械能變?yōu)橐后w能量從而達到抽送液體目的的機器統(tǒng)稱為泵 。 9/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 液體輸送泵的結(jié)構(gòu)：主要泵頭 （ 主要工作部件 ） 、 電機 （ 提供動力的部件 ）和底座 （ 安裝部件 ） 10/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 泵的技術(shù)指標(biāo) （ 1） 型號：以 IH型單級單吸離心泵為例說明 IH 50—— 32 —— 160 A 葉輪直徑第一次切削 葉輪名義直徑（ mm） 泵排出口直徑（ mm） 泵吸入口直徑（ mm） 泵的型號代號 11/210 12/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 其他各種類型的離心泵 ISG型系列單級 單吸管道離心泵 IS型臥式單級單吸 清水離心泵 DL、 DLR型泵系立式 單吸多級分段式離心泵 D型泵系單吸 多級分段式離心泵 13/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 其他各種類型的泵 （ 1）油泵 CYZ型自吸油泵 LQRY無水冷卻熱油泵 KCB型、 2CY型齒輪式輸油泵 14/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 其他各種類型的泵 （ 2）耐腐蝕泵 FB型單級、單級懸臂 式耐腐蝕離心泵 FP/FV耐腐蝕節(jié)能離心泵 FP（ FS）型耐腐蝕塑料離心泵 15/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 其他各種類型的泵 （ 3）液下泵 HYF氟合金液下泵 自動自控液下泵 HTCN液下泵 FYB不銹鋼液下泵 FY型耐腐蝕液下泵 DHY系列液下泵 16/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 其他各種類型的泵 （ 4）屏蔽泵 PBG型管道式 屏蔽泵 17/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 其他各種類型的泵 （ 5）隔膜泵 DBY型電動隔膜泵 QBY氣動隔膜泵 18/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 其他各種類型的泵 （ 5）隔膜泵的工作原理 19/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 其他各種類型的泵 （ 6）計量泵 JM系列機械隔膜計量泵 JWMA隔膜計量泵 JWM系列機械隔膜計量泵 JXM系列機械隔膜計量泵 J25系列柱塞式計量泵 JDM系列隔膜計量泵 20/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 其他各種類型的泵 （ 7）齒輪泵 PD 系列碳鋼齒輪泵 磁力驅(qū)動無泄漏齒輪計量泵 N 系列齒輪計量泵 cipex 系列不銹鋼齒輪泵 CHEMTECH 系列 機械式隔膜計量泵 MB/MC 系列 機械隔膜計量泵 21/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 其他各種類型的泵 （ 8）螺桿泵 PNL型污水泥漿泵 NL型污水泥漿泵 GDG三螺桿泵 I1B系列螺桿泵 (濃漿泵 ) G型單螺桿泵（濃漿泵） 22/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 其他各種類型的泵 （ 9）旋渦泵 W型單級直連 旋渦泵 WB型旋渦泵 型號意義說明 32WB30 32泵入口直徑 WB表示旋渦泵 30表示泵在設(shè)計點的揚程值為 30米 FW系列不銹鋼耐腐蝕旋渦泵 23/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 其他各種類型的泵 （ 10）軸流泵 FJX型化工軸流泵 ZWB型臥式軸流泵 型號意義： 以 — : 1600水泵葉輪名義直徑（ mm） Z軸流型 W臥式 B半調(diào)節(jié) Q全調(diào)節(jié) （ m3/s） （ m） 24/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 泵的技術(shù)指標(biāo) 1. 揚程：泵在輸送單位液體量時 ， 泵出口能量的增加值 ， 包括液體靜壓頭 、 速度頭及幾何位能等能量增加的總合 ， 以 m液柱表示 。 2. 流量：泵單位時間內(nèi)抽入或排出液體的體積數(shù)稱為流量 ， 以 m3/h或L/s表示 。 3. 必需汽蝕余量：為了使泵在工作時不產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象 ， 泵進口處必需具有超過輸送溫度下液體汽化壓力的能量 ， 使泵在工作時不產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象所必需具有的富裕能量稱為必需汽蝕余量 ， 國際上稱凈正吸入壓頭 ，單位為 m。 4. 功率和效率：有效功率指單位時間內(nèi)泵對液體所作的功；軸功率是指原動機傳給泵的功率；效率是指有效功率和軸功率之比 。 25/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 泵選型中考慮的問題 : 耐腐蝕問題 一直以來 ， 腐蝕就是化工設(shè)備最頭痛的危害之一 ， 稍有不慎 ，輕則損壞設(shè)備 ， 重則造成事故甚至引發(fā)災(zāi)難 。 據(jù)有關(guān)統(tǒng)計 ， 化工設(shè)備的破壞約有 60%是由于腐蝕引起的 ， 因此在化工泵選型時首先要注意選材的科學(xué)性 。 通常有一種誤區(qū) ， 認(rèn)為不銹鋼是“ 萬能材料 ” ， 不論什么介質(zhì)和環(huán)境條件都捧出不銹鋼 ， 這是很危險的 。 26/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 輸送介質(zhì)與泵材料的關(guān)系 : 1. 硫酸 :氟塑料具有較好的耐硫酸性能 ， 采用襯氟泵是一種更為經(jīng)濟的選擇 。 2. 鹽酸 :內(nèi)襯橡膠泵和塑料泵 （ 如聚丙烯 、 氟塑料等 ） 是輸送鹽酸的最好選擇 。 3. 硝酸 :不銹鋼是應(yīng)用最廣的耐硝酸材料 ， 對常溫下一切濃度的硝酸都有良好的耐蝕性 ， 對于高溫硝酸 ， 通常采用鈦及鈦合金材料 。 27/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 輸送介質(zhì)與泵材料的關(guān)系 : 4. 醋酸 :不銹鋼是優(yōu)良的耐醋酸材料 ， 高溫高濃醋酸或含有其它腐蝕介質(zhì)等苛刻要求時 ， 可選用高合金不銹鋼或氟塑料泵 。 5. 堿 （ 氫氧化鈉 ） : 鋼鐵廣泛應(yīng)用于 80℃ 以下 、 30%濃度內(nèi)的氫氧化鈉溶液 ， 也有許多工廠在 100℃ 、 75%以下時仍采用普通鋼鐵 ， 雖然腐蝕增加 ， 但經(jīng)濟性好 。 對于高溫堿液多采用鈦及鈦合金或者高合金不銹鋼 。 6. 氨 :只有銅和銅合金不宜使用 。 28/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 7. 鹽水 （ 海水 ） :普通鋼鐵在氯化鈉溶液和海水 、 咸水中腐蝕率不太高 ， 一般須采用涂料保護 。各類不銹鋼也有很低的均勻腐蝕率 ， 但可能因氯離子而引起局部性腐蝕 ， 通常采用 316不銹鋼較好 。 8. 醇類 、 酮類 、 酯類 、 醚類 :基本沒有腐蝕性 ， 常用材料均可適用 .酮 、 酯 、 醚對多種橡膠有溶解性 ， 在選擇密封材料時避免出錯 。 輸送介質(zhì)與泵材料的關(guān)系 : 29/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 輸送介質(zhì)與泵材料的關(guān)系 : ?冷卻問題 ?密封問題 ?粘度問題 在選材時切不可隨意和盲目，應(yīng)多查閱相關(guān)資料或借鑒成熟經(jīng)驗。 30/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 根據(jù)裝置的布置 、 地形條件 、 水位條件 、 運轉(zhuǎn)條件 、 經(jīng)濟方案比較等多方面因素； 考慮選擇臥式 、 立式和其它形式 （ 管道式 、 直角式 、 彎角式 、轉(zhuǎn)角式 、 平行式 、 垂直式 、 直立式 、 潛水式 、 便拆式 、 液下式 、 無堵塞式 、 自吸式 、 齒輪式 、 充油式 、 充水溫式 ） 。 ? 臥式泵拆卸方便： （ 1） 易管理 、 但體積大； （ 2） 價格較貴；（ 3） 需很大占地面積； ? 立式泵： （ 1） 很多情況下葉輪淹沒在水中； （ 2） 任何時候可以啟動； （ 3） 便于遠程控制； （ 4） 緊湊 ， 安裝面積??；（ 5） 價格較便宜 。 31/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 根據(jù)液體介質(zhì)性質(zhì)，確定清水泵，熱水泵還是油泵、化工泵或耐腐蝕泵或雜質(zhì)示，或者采用不堵塞泵。 安裝在爆炸區(qū)的示，應(yīng)根據(jù)爆炸區(qū)域等級，采用防爆電動機。 振動量分為：氣動、電動（電動分為 220V電壓和 380V電壓） 根據(jù)流量大小，選單吸示還是雙吸泵：根據(jù)揚程高低，選單吸泵還是多吸泵，高轉(zhuǎn)速泵還是低轉(zhuǎn)速泵（空調(diào)泵）、多級效率比單級泵低，當(dāng)選單級泵和多級泵同樣都能用時，宜選用單級泵。 32/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 泵的選擇 : （ 1）列出基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ① 介質(zhì)的物性 ② 操作條件 ③ 泵所在位置 33/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 泵的選擇 : (2) 確定選泵的流量和揚程 ① 流量的確定和計算 。 選泵時以最大流量為基礎(chǔ) 。 ② 揚程的確定和計算 。 單位重量液體通過泵所獲得的能量叫揚程 。 即用來克服兩端容器的位能差 ， 兩端容器上靜壓力差 ， 兩端全系統(tǒng)的管道 、 件和裝置的阻力損失 ， 以及兩端 （ 進口和出口 ）的速度差引起的動能差 。 泵的揚程包括吸程在內(nèi) ， 近似為泵出口和入口 壓力差 。 揚程用 H表示 ， 單位為米 （ m） 。 34/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 泵的選擇 : 流量 V [m3/s] 壓頭 H [mH2o] 軸功率 N [kW] 效率 ?[%] 性能參數(shù)： H— V曲線 N— V曲線 ?— V曲線 離心泵的特性曲線由制造廠附于產(chǎn)品樣本中，是指導(dǎo)正確選擇和操作離心泵的主要依據(jù)。 特性曲線： 離心泵的特性曲線 35/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 泵的選擇 : 利用泵的特性曲線 ， 在橫坐標(biāo)上找到所需流量值 ， 在縱坐標(biāo)上找到所需揚程值 ， 從兩值分別向上和向右引垂線或水平線 ， 兩線交點正好落在特性曲線上 ， 則該泵就是要選的泵 ， 但是這種理想情況一般不會很少 ， 通常會碰到下列幾種情況： A、 第一種：交點在特性曲線上方 ， 這說明流量滿足要求 ， 但揚程不夠 。 此時 ， 若揚程相差不多 ， 或相差 5%左右 ， 仍可選用 ， 若揚程相差很多 ， 則選揚程較大的泵 ， 或設(shè)法減小管路阻力 。 B、 第二種：交點在特性曲線下方 ， 在泵特性曲線扇狀梯形范圍內(nèi) ，就初步定下此型號 ， 然后根據(jù)揚程相差多少 ， 來決定是否切割葉輪直徑 ， 若揚程相差很小 ， 就不切割 ， 若揚程相差很大 ， 就按所需 Q、 H， 根據(jù)其 ns和切割公式 ， 切割葉輪直徑 ， 若交點不落在扇狀梯形范圍內(nèi) ， 應(yīng)選揚程較小的泵 。 36/210 167。 物料輸送設(shè)備 167。 液體輸送設(shè)備 泵的選擇 : （ 3） 確定泵的安裝高度 。 離心泵的安裝技術(shù)關(guān)鍵在于確定水泵安裝高度 。 這個高度是指水源水面到水泵葉輪中心線的垂直距離 ， 它與允許吸上真空高度不能混為一談 ，水泵銘牌或產(chǎn)品說明書上標(biāo)示的允許吸上真空高度是指水泵進水口斷面上的真空值 ， 而且是在 1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下；水溫 20攝氏度情況下 ， 進行試驗而測定得的 。 它