设备的工艺设计及化工设备

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1、第四章设备的工艺设计及化工设备图《化工设计》基本要求：掌握化工设备选用（设计）原则熟练进行化工设备的选用或设计掌握化工设备图的绘制及表示方法设备工艺及设备图的计算机辅助设计第一节化工设备选用的一般原则《化工设计》化工设备分为两类：标准设备或定型设备非标准设备或非定型设备化工设备选用（选型和工艺设计）第一节化工设备选用的一般原则《化工设计》一、设备分类（两类）标准设备或定型设备是成批系列生产的设备，可现成购买。标准设备有产品目录或手册样本，有各种型号，有不同生产厂家。工艺设计的任务是根据生产需要，计算并选择某种型号，以便订货。非标准设备或非定型设备需专门设计和特殊设备。非标准设备也是化工厂生

2、产中大量存在的设备，它是化工厂生产的一种特色，非标准设备工艺设计就是根据工艺要求，通过工艺计算提出、材料、尺寸和其他一些具体要求。再由化工设备专业进行机械设计，由有关工厂进行制造。在设计非标准设备时，应尽量采用已经标准化的图纸。第一节化工设备选用的一般原则《化工设计》二、选型和工艺设计的原则：合理性：即设备必须满足工艺要求，设备与工艺流程、生产规模、工艺操作条件、工艺控制水平相适应，又能充分发挥设备的能力。先进性：要求设备的运转可靠性、自控水平、生产能力、转化率、收率、效率要尽可能达到先进水平。第一节化工设备选用的一般原则安全性：要求安全可靠、操作稳定、弹性好、无事故隐患。对工艺和建筑、地

3、基、厂房等无苛刻要求；工人在操作时，劳动强度小，尽量避免高温高压高空作业，尽量不用有毒有害的设备附件附料。经济性：设备投资节省，设备易于加工、维修、更新，没有特殊的维护要求，运行费用减少。引进先进设备，亦应反复对比报价，考察设备性能，并易于被国内消化吸收改进利用，避免盲目性。《化工设计》第一节化工设备选用的一般原则《化工设计》系统性：化工过程是一个完整的系统，设备设计时不能仅关注单一设备，避免因个别设备妨碍整个系统优化；注重经济性的同时，还应通盘考虑，保留适当裕量，以免在日后扩产和工艺调整时成为系统“瓶颈”。设备选型和工艺设计的原则：综合考虑合理性、先进性、安全性、经济性和系统性的原则，审

4、慎研究，认真设计。第二节化工设备的选用《化工设计》标准设备或定型设备是成批系列生产的设备，有产品目录或手册样本，有各种型号，有不同生产厂家。工艺设计的任务是根据生产需要，计算并选择和确定某种型号。为正确、方便地进行化工设备的工艺设计，介绍常用的化工设备的选用及设计方法:第二节化工设备的选用《化工设计》一、泵的选用与设计程序(1）确定泵型(2）确定选泵的流量和扬程(3）确定泵的安装高度。(4）确定泵的台数和备用率。（5）校核泵的功率（6）确定驱动形式（7）选用电动机（8）填写选泵规格表第二节化工设备的选用《化工设计》二换热设备的设计和选用1．换热器设计的一般原则：(1）基本要求；(2）介质流

5、程；(3）终端温差；(4）流速；(5）压力降；(6）传热系数；(7）污垢系数；(8）尽量选用标准设计和标准系列第二节化工设备的选用《化工设计》2．管壳式换热器的设计和系列选用（1）汇总设计数据、分析设计任务根据工艺衡算和工艺物料的要求、特性，获得物料流量、温度、压力和化学性质、物性参数，取得有关设备的负荷、流程中的地位与流程中其他设备的关系等数据。（2）设计换热流程在换热设计时，应将换热的工艺流程仔细探讨，以利于充分利用热量，充分利用热源。第二节化工设备的选用《化工设计》（3）选择换热器的材质根据介质的腐蚀性能和其他有关性能，按照操作压力，温度，材料规格和制造价格，综合选择。（4）选择换热

6、器类型根据热负荷和选用的换热器材料，选定某一种类型。（5）确定换热器中冷热流体的流向据热载体的性质，换热任务和换热器的结构，决定采用并流，逆流或错流折流等。第二节化工设备的选用《化工设计》（6）确定和计算平均温差Atm确定终端温差，根据化学工程有关公式，算出平均温差。（7）计算热负荷Q、流体给热系数a可用粗略估计的方法，估算管内和管间流体的给热系数a1、a2。（8）估计污垢热阻系数并初算出传热系数K在有关书中已详细叙述，利用现有各种工艺算图，将公式和经验汇集在一起，可以方便地求取K。在许多设计工作中，K常常选取一些经验值，作为粗算或试算的依据，许多手册书籍中都罗列出各种条件下的K的经验值。

7、但经验值所列的数据范围较宽，应作试算，并与K值的计算公式结果参照比较。第二节化工设备的选用《化工设计》（9）算出总传热面积A。（10）调整温度差，再算一次传热面积。在工艺的允许范围内，调整介质的进出口温度，或者考虑到生产的特殊情况，重新计算Atm，并重新计算A值。（11）选用系列换热器。根据两次或三次改变温度算出的传热面积A，并考虑有10％一25%的安全系数，确定换热器的选用传热面积A。从国家标准系列换热器型号中，选择符