【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 ?化學反應器 3/210 化工設(shè)備類型： ?標準設(shè)備（定型設(shè)備） ?非標準設(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 （ 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 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性 。 通常有一種誤區(qū) ， 認為不銹鋼是“ 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 ， 在橫坐標上找到所需流量值 ， 在縱坐標上找到所需揚程值 ， 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標準大氣壓下；水溫 20攝氏度情況下 ， 進行試驗而測定得的 。 它并沒有考慮吸水管道配套以后的水流狀況 。 而水泵安裝高度應該是允許吸上真空高度扣除了吸水管道損失揚程以后 ， 所剩下的那部分數(shù)值 ， 它要克服實際地形吸水高度 。 水泵安裝高度不能