設(shè)備設(shè)計(jì)與選擇培訓(xùn)課件(編輯修改稿)
2025-03-13 12:30 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ) 立式球形封頭系列 (HG5157885) 900折邊錐形底橢圓形蓋系列 (HG5157785) ? 臥式儲(chǔ)罐 臥式有折邊橢圓封頭系列 (HG5158085) ? 立式圓筒形固定頂儲(chǔ)罐系列 () ? 低壓濕式氣柜系列 (HG2154992) 儲(chǔ)罐設(shè)計(jì) ? 設(shè)計(jì)參數(shù) ? 容積 ? 儲(chǔ)罐尺寸的確定 ? 管口方位的確定 ? 確定容器的支撐方式 ? 繪制設(shè)備草圖（條件圖） 設(shè)計(jì)參數(shù) ? 設(shè)計(jì)壓力，由工藝提出 ? 設(shè)計(jì)溫度，由工藝提出 ? 公稱(chēng)容積，通常根據(jù)儲(chǔ)存物料的流量及儲(chǔ)存時(shí)間，加上 20%的安全系數(shù) ? 公稱(chēng)直徑，參照常規(guī)儲(chǔ)罐的高徑比或查閱已有的儲(chǔ)罐系列 ? 腐蝕裕度，根據(jù)儲(chǔ)罐介質(zhì)決定 ? 設(shè)計(jì)載荷，包括風(fēng)載、雪載荷、灌頂附加載荷及抗震烈度 ? 材質(zhì)選擇，根據(jù)介質(zhì)物性、工藝條件選擇碳鋼、不銹鋼、搪瓷、或非金屬材料 ? 儲(chǔ)罐形式，根據(jù)介質(zhì)物性、工藝條件及容積確定 ? 儲(chǔ)罐臺(tái)數(shù) 容積 確定容積的依據(jù) ? 物料的流量 ? 儲(chǔ)存時(shí)間 原料的來(lái)源與運(yùn)輸方法 儲(chǔ)罐使用的場(chǎng)合 不同的工藝要求儲(chǔ)罐的容量 ? 儲(chǔ)存原料或產(chǎn)品，全廠(chǎng)性的儲(chǔ)罐至少一個(gè)月的儲(chǔ)量；車(chē)間儲(chǔ)罐至少半個(gè)月的儲(chǔ)量 ? 液體產(chǎn)品儲(chǔ)罐一般設(shè)計(jì)至少一周的產(chǎn)品量 ? 氣柜可以設(shè)計(jì)兩天或多天的產(chǎn)量 ? 中間產(chǎn)品儲(chǔ)罐一般考慮一晝夜的儲(chǔ)量 計(jì)量罐：一般用于間歇生產(chǎn)，容積根據(jù)每一批次 物料的存放量及存放時(shí)間定 回流罐：一般考慮 510min左右的液體保存量 ,做冷凝液封用 儲(chǔ)罐尺寸的確定 ? 定型設(shè)備：根據(jù)計(jì)算的容積，手冊(cè)中查標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備的有關(guān)尺寸 ? 非定型設(shè)備：根據(jù)計(jì)算容積，考慮裝料系數(shù)和高徑比 裝料系數(shù)與高徑比 ? 裝料系數(shù)是防止物料溢出的安全系數(shù)，與物料種類(lèi)和操作條件相關(guān)。一般儲(chǔ)槽、計(jì)量槽取 ，攪拌反應(yīng)器取 ，對(duì)沸騰操作或易發(fā)泡的反應(yīng)器取 。 ? 高徑比一般取 H:D=12 管口方位的確定 ? 儲(chǔ)罐的管口方位主要有：進(jìn)料、出料、溫度、壓力（真空）、放空、液面計(jì)、排液、以及人控、手孔等 ? 根據(jù)儲(chǔ)罐的大小及進(jìn)出口流量決定各管口尺寸與數(shù)量 ? 管口方位的安排應(yīng)該有利于工藝管道的布置 確定容器的支撐方式 ? 立式或臥式 ? 裙座、鞍座、三角支座等 繪制設(shè)備草圖（條件圖） ? 標(biāo)注尺寸 ? 對(duì)非標(biāo)設(shè)備，繪制設(shè)備的外形輪廓圖，標(biāo)注一切相關(guān)尺寸，填寫(xiě)設(shè)計(jì)條件表，向設(shè)備設(shè)計(jì)人員提出設(shè)計(jì)條件 ? 對(duì)定型設(shè)備，可以選用標(biāo)準(zhǔn)圖系列的有關(guān)圖紙，將工藝要求的管口方位、支座等與標(biāo)準(zhǔn)的管口方位及支座圖進(jìn)行對(duì)照，如有不符，按工藝要求的管口方位訂貨，提出相應(yīng)的訂貨要求 換熱設(shè)備的選擇 ? 換熱器的分類(lèi) ? 換熱器設(shè)計(jì)的基本原則 換熱器圖示 夾套式換熱器 列管式換熱器 螺旋板式換熱器 套管式換熱器 噴淋管式換熱器 換熱器的分類(lèi) ? 按工藝用途分類(lèi)：加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、再沸器、空冷器等 ? 根據(jù)冷熱流體的熱量交換方式分類(lèi)：間壁式、直接式、蓄熱式等三類(lèi) ? 間壁式換熱器可分為管式換熱器（承壓能力高）及板式換熱器（承壓能力低） 換熱器設(shè)計(jì)的基本原則 ? 基本要求 ? 介質(zhì)流程 ? 終端溫差 ? 流速 ? 壓力降 ? 傳熱系數(shù) ? 污垢系數(shù) ? 標(biāo)準(zhǔn)化原則 基本要求 ? 換熱器設(shè)計(jì)要滿(mǎn)足工藝操作條件，能長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，安全可靠，不泄漏，維修清洗方便，滿(mǎn)足工藝要求的傳熱面積，盡量有較高的傳熱效率，流體阻力盡量小，滿(mǎn)足工藝布置的安裝尺寸要求 ? 經(jīng)濟(jì)上合理 介質(zhì)流程 ? 腐蝕性介質(zhì)走管程，可以降低對(duì)外殼材質(zhì)的要求； ? 毒性介質(zhì)走管程，泄漏的幾率??；易結(jié)垢的介質(zhì)走管程便于清洗和清掃； ? 壓力較高的介質(zhì)走管程，這樣可以減少對(duì)殼體的機(jī)械強(qiáng)度要求； ? 溫度高的介質(zhì)走管程，可以改變材質(zhì)，滿(mǎn)足介質(zhì)要求； ? 粘度較大、流量小的介質(zhì)走殼程，可提高傳熱系數(shù)。 ? 從壓力降考慮，雷諾數(shù)小的走殼程 終端溫差 ? 熱端的溫差應(yīng)在 200C以上； ? 用水或其它冷卻介質(zhì)冷卻時(shí)，冷端溫差可以小一些，但不要低于 50C； ? 當(dāng)用冷卻劑冷凝工藝流體時(shí)，冷卻劑的進(jìn)口溫度應(yīng)當(dāng)高于工藝流體中最高凝點(diǎn)組分的凝點(diǎn) 50C以上； ? 空冷器的最小溫差應(yīng)大于 200C； ? 冷凝含有惰性氣體的流體時(shí)，冷卻劑出口溫度至少比冷凝組分的露點(diǎn)低 50C。 流速 ? 在換熱器內(nèi)，一般希望采用較 高 的 流速 ，這樣可以 提高傳熱效率 ，有利于沖刷污垢和沉積。但流速過(guò)大，磨損嚴(yán)重，甚至造成設(shè)備震動(dòng)，影響操作和使用壽命，能量消耗也將增加。因此，比較適宜的流速應(yīng)該經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)核算來(lái)確定。 流體在直管內(nèi)常見(jiàn)的流速 流體 流速 冷卻水（淡水） 冷卻用海水 低粘度油類(lèi) 粘度油類(lèi) 油類(lèi)蒸氣 氣液混合流體 殼程內(nèi)常見(jiàn)適宜流速 流體 流速 水及水溶液 低粘度油 高粘度油 油蒸氣 氣液混合流體 壓力降 ? 壓力降一般隨著操作壓力的不同而有一個(gè)大致的范圍，壓力降的影響因素有很多 傳熱系數(shù) ? 傳熱面兩側(cè)的傳熱膜系數(shù) α α2如相差很大時(shí)， α 較小的一側(cè)將成為控制傳熱效果的主要因素，設(shè)計(jì)換熱器時(shí)，應(yīng)該設(shè)法增大該側(cè)的傳熱膜系數(shù)。計(jì)算傳熱膜面積時(shí)，常以 α 小的一側(cè)為準(zhǔn)。 污垢系數(shù) ? 換熱器在使用過(guò)程中，會(huì)在壁面上產(chǎn)生污垢，在設(shè)計(jì)換熱器時(shí)要慎重考慮流速和壁溫的影響。從工藝上降低污垢系數(shù)，如改進(jìn)水質(zhì)，消除死區(qū)，增加流速，防止局部過(guò)熱等。 標(biāo)準(zhǔn)化原則 ? 盡量選用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)或標(biāo)準(zhǔn)系列，這樣可以提高工程的工作效率，縮短施工周期，降低工程投資。 換熱器的性能比較 ? 根據(jù)熱交換器的傳熱效率、工藝性、操作性能、緊湊性和金屬用量等可以作為選擇熱交換器形式時(shí)的參考指標(biāo)。 間壁式換熱器性能比較 分類(lèi) 名稱(chēng) 特性 相對(duì)費(fèi)用 耗用金屬量 kg/m2 管殼式 固定管板式 浮頭式 填料式 U形管式 使用廣泛，一系列化，殼程不易清洗，最大使用溫差 120oC 殼程易清洗，管殼兩物料溫差 120oC，內(nèi)墊片易滲漏 同浮頭式，制造成本高，不宜制造大直徑 制造安裝方便，造價(jià)低，管程耐高溫；結(jié)構(gòu)不緊湊，管子不易更換、不易清洗 30 46 板式 螺旋
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