【正文】 第五章 化工設(shè)備的選型和 設(shè)計(jì)計(jì)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(hào) 設(shè)備位號(hào) 設(shè)備名稱及規(guī)格 型號(hào) 材質(zhì) 操作參數(shù) 單位 數(shù)量 重量 來(lái)源 備注 溫度 壓力 5/210 選型和工藝設(shè)計(jì)的原則： 1. 合理性。 2. 先進(jìn)性。 3. 安全性。 4. 經(jīng)濟(jì)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(jī) 、 壓縮機(jī) 、 真空泵 、 制冷機(jī)等 固體物料輸送設(shè)備 各種給料機(jī)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(dòng)機(jī)的機(jī)械能變?yōu)橐后w能量從而達(dá)到抽送液體目的的機(jī)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(jī) （ 提供動(dòng)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(hào)：以 IH型單級(jí)單吸離心泵為例說(shuō)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(hào)代號(hào) 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(jí) 單吸管道離心泵 IS型臥式單級(jí)單吸 清水離心泵 DL、 DLR型泵系立式 單吸多級(jí)分段式離心泵 D型泵系單吸 多級(jí)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(wú)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(jí)、單級(jí)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(dòng)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(dòng)隔膜泵 QBY氣動(dòng)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(jì)量泵 JM系列機(jī)械隔膜計(jì)量泵 JWMA隔膜計(jì)量泵 JWM系列機(jī)械隔膜計(jì)量泵 JXM系列機(jī)械隔膜計(jì)量泵 J25系列柱塞式計(jì)量泵 JDM系列隔膜計(jì)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(dòng)無(wú)泄漏齒輪計(jì)量泵 N 系列齒輪計(jì)量泵 cipex 系列不銹鋼齒輪泵 CHEMTECH 系列 機(jī)械式隔膜計(jì)量泵 MB/MC 系列 機(jī)械隔膜計(jì)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(jí)直連 旋渦泵 WB型旋渦泵 型號(hào)意義說(shuō)明 32WB30 32泵入口直徑 WB表示旋渦泵 30表示泵在設(shè)計(jì)點(diǎn)的揚(yáng)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(hào)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(yáng)程：泵在輸送單位液體量時(shí) ， 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(shí)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(shí)不產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象 ， 泵進(jìn)口處必需具有超過(guò)輸送溫度下液體汽化壓力的能量 ， 使泵在工作時(shí)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(guó)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(shí)間內(nèi)泵對(duì)液體所作的功；軸功率是指原動(dòng)機(jī)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(wèn)題 : 耐腐蝕問(wèn)題 一直以來(lái) ， 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(jì) ， 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(shí)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(wàn)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(xiǎn)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(jì)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(duì)常溫下一切濃度的硝酸都有良好的耐蝕性 ， 對(duì)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(shí) ， 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(shí)仍采用普通鋼鐵 ， 雖然腐蝕增加 ， 但經(jīng)濟(jì)性好 。 對(duì)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(hù) 。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(duì)多種橡膠有溶解性 ， 在選擇密封材料時(shí)避免出錯(cuò) 。 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(wèn)題 ?密封問(wèn)題 ?粘度問(wèn)題 在選材時(shí)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(yàn)。 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(yùn)轉(zhuǎn)條件 、 經(jīng)濟(jì)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(wú)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(jià)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(shí)候可以啟動(dòng)； （ 3） 便于遠(yuǎn)程控制； （ 4） 緊湊 ， 安裝面積??；（ 5） 價(jià)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(jí)，采用防爆電動(dòng)機(jī)。 振動(dòng)量分為：氣動(dòng)、電動(dòng)（電動(dòng)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(yáng)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(jí)效率比單級(jí)泵低，當(dāng)選單級(jí)泵和多級(jí)泵同樣都能用時(shí)，宜選用單級(jí)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(yáng)程 ① 流量的確定和計(jì)算 。 選泵時(shí)以最大流量為基礎(chǔ) 。 ② 揚(yáng)程的確定和計(jì)算 。 單位重量液體通過(guò)泵所獲得的能量叫揚(yáng)程 。 即用來(lái)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(jìn)口和出口 ）的速度差引起的動(dòng)能差 。 泵的揚(yáng)程包括吸程在內(nèi) ， 近似為泵出口和入口 壓力差 。 揚(yáng)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(yáng)程值 ， 從兩值分別向上和向右引垂線或水平線 ， 兩線交點(diǎn)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(huì)很少 ， 通常會(huì)碰到下列幾種情況： A、 第一種：交點(diǎn)在特性曲線上方 ， 這說(shuō)明流量滿足要求 ， 但揚(yáng)程不夠 。 此時(shí) ， 若揚(yáng)程相差不多 ， 或相差 5%左右 ， 仍可選用 ， 若揚(yáng)程相差很多 ， 則選揚(yáng)程較大的泵 ， 或設(shè)法減小管路阻力 。 B、 第二種：交點(diǎn)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(hào) ， 然后根據(jù)揚(yáng)程相差多少 ， 來(lái)決定是否切割葉輪直徑 ， 若揚(yáng)程相差很小 ， 就不切割 ， 若揚(yáng)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(diǎn)不落在扇狀梯形范圍內(nèi) ， 應(yīng)選揚(yáng)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(gè)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(shuō)明書上標(biāo)示的允許吸上真空高度是指水泵進(jìn)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(jìn)行試驗(yàn)而測(cè)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(yīng)該是允許吸上真空高度扣除了吸水管道損失揚(yáng)程以后 ， 所剩下的那部分?jǐn)?shù)值 ， 它要克服實(shí)際地形吸水高度 。 水泵安裝高度不能