Autocad化工制图-化工容器绘制

压力容器按厚度可以分为薄壁容器和厚壁容器。通常，厚度与其最大截面圆 内径的比值K（K / D0）≤0.1的容器称为薄壁容器，K>0.1的称为厚壁容器。
化工容器的分类
⑷按容器承压性质和能力分类 按承压性质可将容器分为常压容器与受压容器两类。受压容器又可以分为 内压容器和外压容器两类。当容器内部介质压力大于外部压力时，称为内压容 器；当容器内部压力小于外部压力时，称为外压容器，其中，内部压力小于一 个绝对大气压（0.1MPa）的外压容器，又叫真空容器。 内压容器按其所能承受的工作压力，又可分为低压、中压、高压和超高压 容器等4类，其受压情况如下：
低压：0.1MPa≤p＜1.6MPa 中压：1.6MPa≤p＜10.0MPa 高压：10.0MPa≤p＜100MPa 超高压：100MPa≤p ⑸按容器的壁温分类 可分为低温容器、常温容器、中温容器和高温容器。 ①低温容器 指壁温低于-20℃条件下工作的容器。其中在-40～-20℃条件 下工作的容器为浅冷容器；在低于-40℃条件下工作的容器为深冷容器。 ②常温容器 指壁温在-20～200℃条件下工作的容器。 ③中温容器 指壁温在常温和高温之间的容器。 ④高温容器 指壁温达到材料蠕变温度下工作的容器。对碳素钢或低合金 钢容器，温度超过420℃，其他合金钢超过450℃，奥氏体不绣钢超过500℃， 均属高温容器。
（4-12）
经过圆整，可取管子的内直径为25mm。
化工容器关键尺寸的计算
人孔大小及位置的确定
人孔应根据具体设备的需要，开设人孔，人孔应尽量选用标准件， 人孔位置的确定应在服从设备强度要求的前提下，以便于安装和人员进 出容器为准。
介质 过热蒸汽
饱和蒸汽
低压蒸汽 ＜1×106Pa
条件
DN<100 DN=100~200
a. 中压容器； b. 低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）； c. 低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害 介质）；
d. 低压管壳式余热锅炉； e. 低压搪玻璃压力容器。
化工容器的分类
③下列情况之一的，为第三类压力容器： a.高压容器； b.中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）； c.中压存储容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且pV≥10MPa·m）； d.中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且pV≥0.5MPa·m）； e.低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且pV≥0.2MPa·m）； f.高压、中压管壳式余热锅炉； g.中压搪玻璃压力容器，使用强度级别较高（指相应标准中抗拉强度规定值下 限≥ 540MPa）的材料制造的压力容器； h. 移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车 [液化气体运输（半挂）车、低温液体运输（半挂）车、永久气体运输（半挂）车] 和罐式集装箱（介质为液化气体、体温液体）等； i. 球形储罐（容积≥ 50m3）； j. 低温液体储存容器（容积> 5m3）。
第4章 化工容器绘制
▪ 本章导引 ▪ 化工容器的设计基 础 ▪ 化工容器绘制
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本章导引
本章介绍的是一种较为狭义的化工容器，该容器主要是作为原料、中
间产物、产品的储存的容器，如大型炼油厂的原油储罐、油制气厂的球形 储气罐等，一般无化学反应。
3
4
2
1
5
图4-1 容器结构示意 1—封头；2—接管；3—筒体；4—人孔；5—支座
表4-2 流体在不同管道内的适宜流速
鼓风机吸入管 鼓风机排出管 压缩机吸入管 压缩机排出管：p<1×106Pa p>1×106Pa~1×107Pa 往复式真空泵吸入管 往复式真空泵排出管
10~15 15~20 10~20 8~10 10~20 13~16 25~30
p=0.1~0.3MPa p<1MPa 有压回水 无压回水
VC
π 3π
12
Di3
则标准形椭圆封头的圆柱形容器的尺寸如下：
（4-6）
Di
3
12V工艺 π(1 3 )
hi
3
12V工艺 3 π(1 3 )
（4-7）
化工容器关键尺寸的计算
④上下均采用半球形封头的圆柱形容器 假设容器的长径比 h ， 则 h Di （此h不包括封头的高度），球形封头的直径长和筒体的D直i 径相同， 高度为筒体直径的一半，则整个容器的计算体积为：
根据具体情况而定，一般为20天
接受罐
20min
中间储罐或缓冲罐
20min
气-液分离器
3~5min
回流罐
5~10min
液-液分离罐（已分层）
20min
化工容器关键尺寸的计算
①球形容器的直径 球形容器虽然制造并不容易，单计算其大小是简单 的一种，考虑到容器不能全部充满整个球形空间（气体除外），一般有一个
di
4Q uπ
4 100 0.505 m 50 3.14
经过圆整，可取管子的内直径为500mm。
（4-11）
化工容器关键尺寸的计算
另一个是输送液体的管子，已知其处理量为0.001m3/s，适宜的管内流速 为2m/s，则利用式（4-10）计算可知其管子内直径为
di
4Q uπ
4 0.001 0.0252 m 2 3.14
化工容器关键尺寸的计算
内压容器
容器在各种因素如容器中物料产生的静压、物料表面的气压（指储存液体的
容器）、物料气体的压力、温差引起的应力等混合作用下，在不同的方向，产生
不同的应力，对于内压薄壁容器的回转壳体一般产生3个主要应力，通常第一主应
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化工容器关键尺寸的计算
工艺尺寸的计算
工艺尺寸主要是指为了满足工艺的需要，容器应该具有的一些基本尺寸。 如容器的长度、直径（指内径）、封头的类型及其尺寸，接管的大小、人孔的 大小等工艺需求的尺寸。
⑴容器的体积尺寸
一般在设计容器前，就已经知道该容器能够装下的物料的体积（如果已知 的是质量，也可通过密度换算得到体积）V工艺，由此体积，再结合具体的容器 结构就可以算出具体的尺寸。对于用于物料停留的中间储罐的容积V工艺，可按 下式计算：
充装系数 ，充装系数一般取0.85~0.95，则有下式：
V工艺
π Di3 6
（4-2）
则球形容器的直径Di可由下式得到：
Di
3
6V工艺
π
（4-3）
化工容器关键尺寸的计算
②上下均采用平板封头的圆柱形容器 假设容器的长径比为β，一般尽可 能按经济原则考虑长径比，可按经验数据选择，常用的数据为2~4，则
化工容器的分类
⑻按管理分类 国家劳动部门为了加强压力容器的安全技术管理和监督检查，根据容器 的压力高低、介质的危害程度以及在生产过程中的重要作用，《压力容器安 全技术监察规程》将压力容器（不包括核能容器、船舶上的专用容器和直接 火焰加热的容器）分为3类。 ①低压容器为第一类压力容器[②、③规定的除外]。 ②下列情况之一的，为第二类压力容器[③规定的除外]：
往复泵吸入管 往复泵排出管 离心泵吸入管 离心泵排出管
黏度0.05Pa·s: DN=25 DN=50 DN=100 黏度0.1Pa·s: DN=25 DN=50 DN=100 DN=200 黏度1Pa·s: DN=25 DN=50 DN=100 DN=200
0.5~2 0.5~3 0.5~2 0.5~1.2 0.5~1.5 1~2 1.0~2 1.5~3
化工容器关键尺寸的计算
接管大小的计算及位置的确定
容器中有许多接管，接管的直径和长度均要进行合理的选取或计 算，对于接管的长度，如果是法兰连接的，一般需要100~150mm以上 的长度，以便与法兰上螺栓的安装连接；如果采用螺纹连接，则其长度 可以稍短一些。对于接管的直径的大小，我们可以通过选择一个适宜的 流速，然后通过工艺处理量算出其直径，并将其圆整后查取标准得到最 后的接管直径。一般管内为液体的适宜流速应小于3m/s，气体的适宜流 速应小于100m/s，常见的流体在不同情况下的适宜流速见表4-2。对于 接管上的法兰，我们应选用和接管配套的标准法兰，根据手册查得的数 据即可作为我们制图时的依据。确定了接管的大小及配套法兰以后，还 需确定接管的安装位置。安装位置的确定应根据物料进出的方便、设备 安装的方便、物料最后排空的方便等诸多因素确定。比如物料的进料管 一般在容器的上方，而出料管在容器的下方，最后的排空管应在容器的 最底部。下面通过两个具体的例子来说明接管大小的确定。
DN>200
DN<100 DN=100~200
DN>200
DN<100 DN=125~300 DN=350~600 DN=700~1200
适宜流速，m/s
20~40 30~50 40~60
15~30 25~35 30~40
2~4 4~6 6~8 8~12
气体 水及黏度相似液体 油及黏度相似液体
化工容器关键尺寸的计算
VC
2π 3π
12
Di3
则球形封头的圆柱形容器的尺寸如下：
（4-8）
Di
3
12V工艺
π(2 3 )
hi
3
12V工艺 π(2 3
3
)
（4-9）
根据容器的工艺体积计算得到的容器的直径、高度等尺寸，在实际选
用时需对数据进行圆整，至于其它形状的容器直径、高度等尺寸的计算， 读者只要按照前面介绍的方法就可以自己推导得到所需尺寸，在此不再介 绍。
化工容器的分类
⑹按容器的放置形式分类 容器按放置形式可分为卧式容器和立式容器。
⑺按制造材料分类 按制造材料来分，容器可分为金属制容器和非金属制容器两类。 金属制容器中，目前应用最多的是低碳钢和普通低合金钢制的容器。在 腐蚀严重或产品纯度要求高的场合，可使用不锈钢、不锈复合钢板或铝、银、 钛等制的容器。在深冷操作中，可用铜或铜合金。而承压不大的塔节或容器 可用铸铁。 非金属材料常用的有硬聚乙烯、玻璃钢不透性石墨、化工搪瓷、化工陶 瓷、砖、板、花岗岩、橡胶衬里等，它们既可用作容器的衬里，又可作独立 的构件。
化工容器关键尺寸的计算
选定管子的适宜流速u（m/s）以后，根据管子的工艺处理量就可以按 下式求出管子的直径：
di
4Q , m uπ
（4-10）
其中Q为管子的工艺处理量，单位为m3/s。
现有某输送气体的管道，工艺处理量为100m3/s，选择适宜的流速为 50m/s，则利用式（4-10）计算可知其管子内直径为
V工艺 G
式中 G——物料流量，m3/s； τ——物料在容器中的停留时间，s。 液体在容器内的停留时间可以用公式计算，也可以用实际测定得到的数据，
表4-1 提供了一般情况下容器内液体平均停留时间的参考值。
化工容器关键尺寸的计算
表4-1 液体在容器中的平均停留时间参考值
储罐名称
停留时间或周转时间
原料罐及成品罐
0.5~0.9 0.7~1.0 1.0~1.6
0.3~0.6 0.5~0.7 0.7~1.0 2.0~1.6
0.1~0.2 0.16~0.25 0.25~0.35 0.35~0.55
化工容器关键尺寸的计算
有关强度尺寸的计算
前面已经介绍了容器的一些工艺尺寸的计算。容器的工艺尺寸确 定了容器的大小，满足了储量的要求及充装物料的要求，而容器的一 些强度尺寸，主要是容器的安全性来考虑的有关尺寸，我们主要介绍 容器筒体厚度及封头厚度的求取方法。
V工艺
πDi3
4
则圆柱形容器的尺寸如下：
Di
3
4V工艺 πhi源自34 2V工艺 π
（4-4）
化工容器关键尺寸的计算
③上下均采用标准形椭圆封头的圆柱形容器 假设容器的长径
比 h
Di
，则h D（i 此h已包括了封头的直边高度），封头的长轴和
筒体的直径相同，封头的短轴为长轴的一半，则整个容器的计算体积为：
主目录
化工容器的设计基础
本节目录
化工容器的分类
化工容器的分类方法很多，目前没有形成统一的硬性规定，通常可按容器的 作用原理、形状、容器厚度、承压性质、工作温度、放置形式、制造材料及容器 的技术管理规范等进行分类。
⑴ 按容器的作用原理分类 按容器的作用原理可分为换热容器、反应容器、分离容器、储存容器等。 ⑵ 按容器形状分类 按容器形状分主要有球形容器、圆筒形容器、方形和矩形容器。 ① 球形容器由数块弓形板拼焊而成，承压能力好，但由于安装内件不便和制 造较难，一般多用作储罐，如大型的储气罐。 ② 圆筒形容器由圆柱形筒体和封头（椭球形、半球形、碟形、圆锥形、平板 形）所组成。圆柱形筒体作为容器主体，其制造容易，安装内件方便，而且承压 能力较好，是化工企业中应用最广的一类容器。 ③ 方形和矩形容器由平板焊成，其制造过程简单，技术要求低，但承压能力 差，一般只用作常压或低压小型储槽。 ⑶ 按容器厚度分类