化工设备的选型和设计计算69页PPT
化工设备选型及设计计算
化工设备选型及设计计算1. 简介化工设备的选型及设计计算在化工工程设计中起着至关重要的作用。
合理的设备选型和设计计算可以提高生产效率、降低生产成本，同时保证设备的安全运行。
本文将介绍化工设备的选型和设计计算的基本原理和方法。
2. 化工设备选型2.1 设备选型的原则在进行设备选型时，需要考虑以下几个原则：1.工艺要求：设备的选型必须满足工艺流程的要求，包括温度、压力、流量、反应时间等方面。
2.材料的适应性：设备的材料必须能适应工艺介质的性质，包括酸碱性、腐蚀性、温度和压力等。
3.经济性：设备的选型应综合考虑设备的投资和运行成本。
2.2 设备选型的步骤设备选型的步骤一般包括以下几个方面：1.确定工艺流程：首先需要确定工艺流程，包括反应过程、分离过程等。
根据工艺流程确定所需的设备种类。
2.评估设备性能：评估设备的性能指标，包括设备的传热效率、传质效率、搅拌效果等。
3.比较不同设备类型：根据设备的性能指标，比较不同种类的设备，选择经济合理且能满足工艺流程要求的设备。
4.考虑设备的维护和运行成本：除了设备的投资成本外，还需要考虑设备的维护和运行成本，包括能耗、人力和维护费用等。
3. 化工设备设计计算3.1 设计计算的目的化工设备的设计计算是为了确定设备的主要参数和尺寸，包括设备的体积、负荷、结构等。
3.2 设计计算的基本原理设备的设计计算是根据工艺流程和设备的选型结果进行的。
根据工艺流程，可以确定设备的工艺参数，如温度、压力、流量等。
根据设备的选型结果，可以确定设备的尺寸和结构。
3.3 设计计算的步骤设计计算的步骤一般包括以下几个方面：1.确定工艺参数：根据工艺流程确定设备的工艺参数，如温度、压力、流量等。
2.确定设备的尺寸：根据工艺参数和设备选型结果，确定设备的尺寸，如设备的直径、高度等。
3.计算设备的负荷：根据工艺参数和设备的尺寸，计算设备的负荷，包括传热负荷、传质负荷等。
4.设计设备的结构：根据设备的尺寸和负荷，设计设备的结构，包括设备的支撑、连接等。
化工设备的选型和设计计算
5.2 贮罐
分类
A.立式贮罐 平底平盖系列、平底锥系列底 90°无折边锥形底平盖系列、立式球形封头系列 90°折边锥形底、椭圆形盖系列、立式椭圆封头系列 以上系列适用非易燃易爆、非剧毒化工液体 B.卧式贮罐 卧式无折边球形封头系列 ：适用非易燃易爆、非剧毒 化工液体。P≤0.07MPa 卧式有折边球形封头系列 ：化工液体。P=0.25~4.0MPa
温度、压力和化学性质、物性参数取提有关设备
的负荷、流程中的地位与流程中其他设备的关系
等数据。 ② 设计换热器流程 将换热的工艺流程仔细探讨，以利于充分利用热 量和热流。
③ 设计换热器的材质 根据介质的腐蚀性和其它有关性，按照操作压力、
温度、材料规格和制造价格，合理选择。
④ 选择换热器的类型。
⑤ 确定换热器中冷热流体的流向，根据截体的性质，
叉式装卸车、手动液压装卸车、圆筒搬运车、液压升
降台等，指标：起重重量、升高高度、空载行走速
度等。
C.运输设备 移动式皮带输送机、气垫式输送机、螺旋输送机、 载货电梯等
D.给料设备 电磁振动给料机、振动漏斗等，技术指标：进了 尺寸、激振电动机 型号与功率、激振力等 E.破碎设备
粗碎颚式破碎机、环锤式破碎机、锤式破碎机等。
内热式回转 炉 外热式回转 炉
直立圆筒形炉－垂直燃烧式（底烧）
箱式炉－卧式－水平燃烧式
垂直燃烧式（底烧）
管式炉
卧管（水平管） 水平燃烧式 特殊燃烧式 立式炉 垂直燃烧式（底烧） 立管（垂直管） 水平燃烧式 管式炉特殊燃烧式
冷却塔
干式 直接式 间接式 自然通风 冷却塔分类 湿式 机械通风 抽风式 开放式 逆流式 横流式 逆流式 横流式 鼓风式 －逆流式
第5章 设备的选型和设计计算
化工设备的选型及设计计算培训资料
4.2 标准设备的选择
(3)确定泵的安装高度。——计算
(4)确定泵的台数和备用。一般只设一台泵，在特殊情况下， 也可采用两（多）台泵同时串联或并联操作。输送泥浆 或含有固体颗粒及其他杂质的泵和一些重要操作岗位用 泵应设有备用泵。对于大型的连续化流程，可适当提高 泵的备用率，而对于间歇操作，泵的维修简易，操作很 成熟的常常不考虑备用泵。
4.2 标准设备的选择
(5)校核泵的轴功率。 泵的样本上给定的功率和效率都是用清水试验出来
的，输送介质不是清水时，应考虑密度、粘度等对泵的 流量、扬程性能的影响。
(6)确定冷却水或驱动蒸汽的耗用量。 (7)选用电动机。 (8)填写选泵规格表。
4.3 非标标准设备的工艺设计
非标设备的设计程序
（1）工艺流程上确定设备的类型：例如真空制盐需要蒸发设 备、固液分离设备等；
4.1 概述
(4)经济性 设备投资省，易于加工、维修、更新少，没有特殊 的维护要求，运行费用少。引进先进设备，考察设备性价比， 考虑是否易于被国内消化吸收和改进利用。
(5)结构要求
强度：合理的强度，保证设备的安全运行 刚度：设备及其构件在外压的作用下，保持原有状况的能力 耐久性：设备的使用年限，一般化工设备的使用年限为10-12
① 标准设备（定型设备）：是成批按系列生 产的，并可以从设备生产厂家买到，可以 从产品目录或样本中查阅其规格及牌号。 例如：泵、风机、离心机等。
② 非标设备（非定型设备）：是化工过程中 需要专门设计的特殊设备。例如蒸发器、 塔器等。
化工设备分类
4.1 概述
一、化工设备工艺设计的任务： 对于标准设备：根据工艺要求，计算并选择某种型号，以便
第五章 化工设备选型与设计计算
流体输送设备的选型
液体输送设备概况 • 叶片式泵：离心泵（清水泵、管道泵、自吸泵、高压泵、无 堵塞泵、屏蔽泵、防腐泵、潜水泵）轴流泵、旋涡泵。 • 容积式泵：往复泵（柱塞泵、隔膜泵、计量泵） • 转子泵（齿轮泵、螺杆泵、滑片泵、罗茨泵、蠕 动泵、液环泵）
泵的选型参数与方法
• 技术参数的确定：流量、扬程、汽蚀余量、功率 • 使用环境的确定：温度、介质特性、腐蚀性、安装位置等 • 控制要求：流量控制、温 度控制、系统阻力、泄漏控制等 选型程序：
贮罐的设计与选型
• • • • • • • • • • 主要设计与选型的参数： 设计压力与温度：由工艺计算与要求给出。 公称容积＝物料流量,m3/h×贮存时间,h×安全系数（20％） 贮存时间的估算： 物料的来源与运输状况、用途、物料的状态、市场需求情况 原料：全厂性贮存≥1个月，车间贮存≥半个月； 车间原料与产品贮罐：一般视本工段和下一工段的生产需要 而定,液态物料≥ 1周，一般为1个月；气态物料≤ 2天。 生产临时使用的倒料贮罐： ≤24小时； 计量罐：每批计量的物料量×存放批次×安全系数（20％） 回流罐：确保回流冷凝器的液封需要，一般为5～10min量 气体缓冲罐：下游设备5～10min的需要量，若考虑事故处理 需要可适当增加。 液体汽化罐：一般汽化空间为罐总容积的一半，但应满足下 游2～3min的气相使用量。
• • • •
液固分离：过滤、离心分离、沉降、干燥、分子筛、膜分离 气固分离：沉降、袋滤、旋风分离、电除尘、洗涤、过滤 气液分离：干燥、除雾器、去湿、吸附、分子筛、膜分离 设备选型与计算的依据：工艺设备参数一览表
序号 位号 名称与规格 型号 材质 数量 操作温度 操作压力 介质特性 重量 来源 备 注
介质特性 使用环境 工艺要求 泵的类别 泵的材质 泵的型号
化工设计概论第七章-设备的工艺设计与选型PPT课件
全面贯彻先进、适用、高效、安全、 可靠、经济俭省的原则，审慎地研究，认 真地设计。
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设备工艺设计的主要工作和方法
1．结合流程确定化工单元操作所需设备类型； 2．确定设备材质； 3．确定设备的设计参数； 4．确定标准设备的型号和台数； 5．确定标准图的图号和型号； 6．非标设备，向(机械设计)专业提设计条件； 7．汇总列出设备一览表。 8.同设备专业设计人员进行图纸会签。
第七章 设备的工艺设计与选型
分类：
1）一类称标准设备或定型设备； 2）一类称非标准设备或非定型设备。
化工设备工艺设计，对于定型和标准设备来说就是 选型，对于非标准设备来说就是通过化工计算，提出型 式、材料、尺寸和其它一些要求，由化工设备专业进行 工程机械加工设计，由有关机械加工厂制造。
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设备工艺设计与选型原则
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二、选泵的原则
1、基本泵型和泵的材料； 2、扬程和流量要求； 3、有效汽蚀余量和安装高度； 4、泵的台数和备用率。
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选泵的工作方法和基本程序
1．列出选泵的岗位和介质的基础数据；
2. 确定选泵的流量和扬程；
3．选择泵的类型，确定具体型号；
4．换算泵的性能；
5．确定泵的安装高度；
6．确定泵的台数和备用率；
7．校核泵的轴功率选定泵的材料及轴封；
8．确定冷却水或驱动蒸汽的耗用量；
9．选用电动机；
10．填写选泵规格表。
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泵选型中考虑的问题:
• 耐腐蚀问题
一直以来，腐蚀就是化工设备最头痛
的危害之一，稍有不慎，轻则损坏设备， 重则造成事故甚至引发灾难。据有关统计， 化工设备的破坏约有60%是由于腐蚀引 起的，因此在化工泵选型时首先要注意选 材的科学性。通常有一种误区，认为不锈 钢是“万能材料”，不论什么介质和环境 条件都捧出不锈钢，这是很危险的。
设备的选型和设计计算PPT课件
E.球罐系列 适用贮存石油化工气体、石油产品、化工原料、公用
气体等。 占地面积小、贮存容积大。 设计压力在400MPa以下 公称容积50~10000m3 F.低压湿式气柜系列（HG21549-92） 适用化工、石油化工气体的贮存、缓冲、稳压、混合
等。 设计压力在4000Pa以下 公称容积50~10000m3
隔膜泵
轴流泵
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5.1.2 气体输送、压缩设备
通风机 鼓风机 压缩机 真空泵
通风机
低压离心通风机 风压≤1KPa 中压离心通风机 风压1KPa~ 3KPa 高压离心通风机 风压3KPa~ 15KPa
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型号表示
9—19 No7.1—A
鼓风机
传动方式（有ABCD四种） 机号（数字表示叶轮直径mm/100） 型号代号（9 – 19 为高压离心式通风机）
压缩机、真空泵、制冷机 ➢固体物料输送设备——给料机械设备、气
流输送设备
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5.1.1液体输送设备 A.概况
作用于液体原理分类 ➢ 叶片式泵
离心泵（屏蔽泵、管道泵、自吸泵、无堵塞泵等） 轴流泵 旋涡泵 ➢ 容积式泵 往复泵（活入泵，柱塞泵、计量泵等） 转子泵（齿轮泵、螺杆泵、滑片泵、蠕动泵等）
除此外还按照用途、结构特点分类
计算的数据有：气体常数、绝热指数、压缩 指数、进口气体实际流量、总压缩比、转 速、轴功率等
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C.活塞式压缩机的型号选择 （1）一般原则
技术参数选择和结构参数选择，满足工艺 要求、气体物性要求 （2）选型基本数据 • 气体性质和吸气状态 • 生产规模或流程需要总供气量 • 流程需要排气压力 • 排气温度 （3）化工特殊介质使用压缩机的选择
B. 立式热虹吸式再沸器（JB/T4716-92）
化工设备选型及设计计算
化工设备选型及设计计算化工设备的选型和设计计算是化工工程中非常重要的环节，它直接关系到化工生产过程中的效率和安全。
本文将围绕化工设备选型和设计计算展开阐述，包括设备选型的原则和方法、设备设计计算的主要内容等。
一、设备选型的原则和方法1.符合工艺要求：化工设备选型首先要满足工艺要求，即能够满足生产过程中所需的温度、压力、流量等基本参数。
选型时需要充分了解工艺过程中各参数的要求，并与设备选型参数进行比较。
2.经济可行：化工设备的选型还要考虑到经济因素，包括设备的价格、运行成本和维护费用等。
选型时需权衡设备价格与运行成本，选择性价比较高的设备。
3.安全可靠：化工设备的选型还要考虑其安全可靠性。
选型时需要充分考虑设备的材质、结构和技术参数等，确保设备能够稳定工作，不发生泄露、爆炸等安全事故。
4.环保节能：化工设备的选型还要考虑到环保和节能要求。
选型时应选择具有节能、减排和环保功能的设备，以减少对环境的影响。
化工设备的选型方法主要包括以下几种：1.参考经验数据：可以参考相似工艺过程中已经使用的设备型号和参数，根据经验选择合适的设备。
2.询价比较：可以向多家设备供应商询价，比较不同设备的价格、性能和技术指标，选择最合适的设备。
3.模拟计算：可以通过模拟计算的方法，根据工艺参数和设备特性进行计算，得出最佳选型方案。
二、设备设计计算的主要内容化工设备的设计计算主要包括以下几个方面：1.设备尺寸计算：根据工艺要求和设备性能参数，进行设备尺寸的计算。
如容器的体积计算、管道的直径计算等。
2.材料选择：根据工艺要求和设备使用环境，选择合适的材料。
要考虑到材料的耐腐蚀性、耐高温性、强度等因素。
3.压力容器计算：对于压力容器，需要进行强度计算和稳定性分析，确保容器能够安全承受工作压力。
4.传热计算：对于传热设备，需要进行传热计算，包括传热面积的计算、传热系数的计算等，以确保传热效果满足工艺要求。
5.流体流动计算：对于流体输送设备，需要进行流体流动计算，包括管道的阻力计算、流量的计算等，以确保流体能够正常运行。
化工设备选型及设计计算
• 1、多次旋转的表达方法
– 不平行于基本投影面的结构 – 视图、剖视
• 图例：液面计a、人孔b
– 注意：应避免各结构旋转后 投影重叠
• 图例：接管d
• 2、管口方位的表达方法
– 用粗实线示意画出设备管口 – 标注管口符号及方位角
• 图例： a，b，c，d 90°，150°，225°，315°
Байду номын сангаас
• 3、细部结构的表达方法
4.3 非标标准设备的工艺设计
① 单纯用于贮存原料和成品的贮罐：全厂性的贮罐一般主 张至少有一个月的耗用量贮存；车间的贮罐一般考虑至 少半个月的用量贮存。液体产品贮罐一般设计至少有一 周的产品产量。液体贮罐的装载系数通常可达80％；
②中间贮罐 ：一般考虑一昼夜的产量或发生量；
③计量罐：计量罐的容积一般考虑最少为10~15min，多则2h 的产量的储存。计量耀装载系数一般只考虑60％~70％；
第三节 化工设备的尺寸标注
• 一、尺寸基准的选择
– 设备筒体和封头的轴线或对称中心线 – 设备筒体和封头焊接时所用的环焊缝 – 化工容器中接管法兰的密封面 – 设备安装时所使用的支座底面
（7）汇总列出设备一览表。
4.3 非标标准设备的工艺设计
4.3.1 贮槽的选型及设计 化工生产中原料、中间物料、产品都需要贮存。用于气体、
液体的容积设备，国内己形成了系列标准。 贮槽设计方法：
（1）汇集工艺设计数据 包括物料衡算和热量衡算， 贮存物料的温度、压力、最高使用温度、最低使用温度， 腐蚀性、毒性、蒸汽压、压力，最大使用进出量、贮罐 的工艺方案等。
– 局部放大图（节点图） – 必须标注名称和绘图比例 – 常用在焊接接头和法兰联接面