过程设备设计课件

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1、1精品课程建设过程设备设计陆怡常州大学机械工程学院2绪论3过程----从原材料到产品要经历一系列物理的或化学的加工处理步骤，这些加工处理步骤称为过程。如粉碎、混合、储存、分离、传热、反应等。过程工业是加工制造流程性材料产品的现代国民经济的支柱产业之一。过程装备的概念成套过程装置----是由一系列的过程机器和过程设备，按一定的流程方式用管道、阀门等连接起来的一个独立的密闭连续系统，再配以必要的控制仪表和设备，即能平稳连续地把以流体为主的各种流程性材料，让其在装置内部经历必要的物理化学过程，制造出人们需要的新的流程性材料产品。过程装

2、备----单元过程设备（如塔、换热器、反应器、储罐等）与单元过程机器（如压缩机、泵、分离机等）二者的统称为过程装备。4过程设备和容器的概念过程设备-----用于传质、传热和化学反应等过程的装置容器-----设备外部壳体的总称过程设备为过程的实现服务，因此过程设备的设计必须满足过程的要求，没有相应的设备，过程也无法实现。设备是静止的，没有相对运动的机构（有些静止设备上带有运动的传动装置，如夹套反应釜），如储存设备、换热设备、塔设备、反应设备等。机器有相对运动的机构，如泵、压缩机、离心机等5过程设备的应用过程设备不仅被广泛用于化学、

3、石油化工、医药、冶金、机械、采矿、电力、航天航空、交通运输等工业生产部门，在农业、民用和军工部门也颇常见，其中尤以石油化学工业应用最为普遍，石油化工企业中的塔、釜、槽、罐无一不是容器或作为设备的外壳，而且绝大多数是在压力温度下运行，如一个年产30万吨的乙烯装置，约有793台设备，其中压力容器281台，占了35.4%。蒸汽锅炉也属于压力容器，但它是用直接火焰加热的特种受压容器，至于民用或工厂用的液化石油气瓶，更是到处可见。6①加氢反应器②储氢容器深冷，高压③超高压食品杀菌釜超高压④核反应堆⑤超临界流体萃取装置⑥深海潜艇过程设备在高

4、新技术领域的应用：7过程设备的特点a、功能原理多种多样---非标设备;b、机电一体化---过程工艺、设备、控制紧密结合;c、外壳一般为压力容器;决定了过程设备设计的规范性;发展方向多功能、大型化、成套化、自动化8过程设备的基本要求a、安全可靠①材料的强度高、韧性好;②材料与介质相容;(耐腐蚀性)③结构有足够的刚度和抗失稳能力;④密封性能好。9b、满足过程要求①功能要求;实现设备的预定功能（储存量、换热量、反应速率等），满足生产要求，提高生产效率和经济效益。②寿命要求c、综合经济性好①生产效率高;②结构合理;③易于运输、安装d

5、、操作简单、易于维护和控制①简单操作;②可维护性;③便于控制e、优良的环境性能10过程设备设计的基本过程需求分析和目标界定↓总体结构分析↓零部件结构设计↓↓设计实施参数设计11过程设备设计的主要内容本课程主要介绍流体储存设备、传热设备、塔设备、反应设备的一般设计方法，从设备工作时的受载情况出发，通过应力分析和强度计算，结合结构分析，并按相应设计标准和规范进行设备的零部件及整体的设计工作。受载情况→应力分析、强度计算→结构分析→零部件及整体设计12压力容器总体结构应力分析材料设计方法设备设计结构设计强度计算储存设备换热设备反应设

6、备塔设备131.压力容器导言1.1压力容器总体结构1415锅炉、换热器、加热炉=圆筒外壳+传热管束核反应堆=圆筒安全壳+核反应零部件塔器=圆筒外壳+传质元件（浮阀、填料等）反应釜=圆筒夹套+搅拌器压缩机、真空泵=圆筒气缸+活塞透平机、泵=蜗壳+叶轮过程装备=受压外壳+功能内件161.1.1压力容器的组成六大部件①筒体（Cylinder）;②封头(Formedhead);③密封装置(SealUnits);④开孔与接管（Nozzle）;⑤支座(support);⑥安全附件(Safeattachment)压力容器零部件的连接——焊接

7、、法兰连接和螺纹连接171819201.2压力容器的分类1.2.1介质危害性毒性介质分为极度危害(L级)、高度危害(Ⅱ级)、中度危害(Ⅲ级)、轻度危害(iv级)等四个级别。以每立方米的空气中含毒物的毫克数来表示,单位是mg／m3。一般划分标准为：极度危害(I级)最高容许质量浓度<0.1mg／m3；高度危害(Ⅱ级)最高容许质量浓度0.1～<1.mg／m3；中度危害(Ⅲ级)最高容许质量浓度1.0～<10mg／m3；轻度危害(1V级)最高容许质量浓度≥10mg／m3。211.2.1介质危害性易燃性可燃气体或蒸气与空气的混合物遇着明火能

8、够发生爆炸的浓度范围称爆炸浓度极限，爆炸时的最低浓度称为爆炸下限，最高浓度称为爆炸上限。爆炸极限一般用可燃气体或蒸气在混合物中的体积分数来表示.爆炸下限小于10％，或爆炸上限和下限之差值大于等于20％的介质，一般称为易燃介质。221.2.2压力容器分类(1)按压