第1章_化工设备结构认识汇总
化工设备基础知识(化工设备主要零部件)课件
受高压 化工设备基础知识(化工设备主要
11
零部件)课件
标准管法兰的种类
化工设备基础知识(化工设备主要
12
零部件)课件
板式平焊法兰弯曲应力
化工设备基础知识(化工设备主要
13
零部件)课件
法兰连接的密封
❖ 密封机理（以螺栓法兰连接为例） ❖ 法兰密封面的)课件
密封垫片
❖ 非金属软垫片（JB/T4704－2000）
耐油石棉橡胶板 T使≤200℃
石棉橡胶板
T使≤350℃
用于平面密封面、凹凸面密封面
标记
❖ 缠绕式垫片（JB/T4705－2000） 标记
❖ 金属包垫片（JB/T4706－2000）
化工设备基础知识(化工设备主要
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零部件)课件
非金属软垫片标记
例：垫片G－1000－2.50 JB/T4706-2000
0C化工r1设8备N基i础9知识(化工设备主要
25
零部件)课件
常用管法兰密封面
突面、全平面 适用于板式平焊法兰
突面、凹凸面、榫槽面、全平面 适用于带颈平焊法兰
标记
化工设备基础知识(化工设备主要
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零部件)课件
管法兰密封面
HG20592 法兰□ □ －□ □ □ □
安全要求——刚度、强度、密封、耐蚀 广泛使用法兰连接
化工设备基础知识(化工设备主要
4
零部件)课件
法兰连接
❖ 法兰
✓ 压力容器法兰 ✓ 管法兰
❖ 法兰连接的密封 ❖ 小结 ❖ 作业
化工设备基础知识(化工设备主要
5
零部件)课件
法兰
化工设备基础知识(化工设备主要
第1章 化工设备结构认识
低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且 乘积大于等于0.2MPa·m3 ）。
高压、中压管壳式余热锅炉。
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 限大于等于540MPa）的材料制造的压力容器。
（1）釜体 为进行化学反 应提供一定的空间的容 器。由圆筒形筒体及上、 下封头组成。
（2）传热装置 常用的传热装 置是在釜体外部设置夹套， 有时也在釜体内部设置蛇管。
（3）搅拌装置 各种物料混合 均匀，接触良好。 搅拌装
置由电动机经减速器减到搅 拌器所需转速后，再通过联 轴器来带动。
搅拌器的型式主要有：
4）涡轮式搅拌器 涡轮式搅拌器型式很多。桨叶又 分为平直叶和弯曲叶两种。涡轮搅拌器的主要优 点是当能量消耗不大时，搅拌效率较高。因此它 适用于乳浊液、悬浮液等。
六叶开启涡轮式搅拌器 六斜叶开启涡轮式搅拌器 齿形圆盘涡轮式搅拌器
5）特殊型式搅拌器 一种螺带式搅拌器，常用扁钢 按螺旋绕成，直径较大，常做成几条紧贴釜内壁， 与釜壁的间隙很小，所以搅拌时能不断地将粘于釜 壁的沉积物刮下来。对黏稠物料，采用行星传动的 搅拌器。行星传动器的优点是搅拌强度很高，被旋 转部分带动搅拌的物料体积很大，缺点是结构复杂。
介质危害程度
容积大小以及在生产过程中的作用
压力容器(不包报核能容器、船舶上的专用 容器和直接受火焰加热的容器)可分为三类:
3.容器分类
（1）一类容器
非易燃或无毒介质的低压容器、
易燃或有毒介质的低压分离容器和换热容器
等
3.容器分类
（2）具有下列情况之一的，为第二类压力 容器：
化工设备的基本知识
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化工设备 第二版 主讲人：李俊华 哈密职业技术学校 第一章 化工设备的基本知识 知识目标 了解化工设备的概念、应用特点及化工生产对 其的基本要求。
学习压力容器的结构组成、分类特点和压力容 器的常用材料及使用原则。
初步认识压力容器的常用标准和规范。
第一章 化工设备的基本知识 能力目标 区分各类化工设备名称。
初步掌握化工设备常用钢材牌号、使用情况。
第一章 化工设备的基本知识 第一节 第二节 第三节 第四节 认识化工设备 压力容器及其分类 化工设备常用材料 压力容器的标注与规范 第一节 认识化工设备 一、化工生产过程使用的化工机械装备 二、化工设备的概念 三、化工设备的基本要求 一、化工生产过程使用的化工机 械装备 什么是化工生产？ 化工生产是在一定条件下，使原料发生一系列 的物理和化学变化，进而得到所需产品的生产 过程。
也可以说是将原料经过各种化工单元操 作过程后得到相应的化工产品。
实现化工过程的单元操作过程必须借助化工机 械装备。
一、化工生产过程使用的化工机 械装备 什么是化工机械装备？ 任何石油、化工产品都是按照一定的生产工艺 过程，依靠相配套的机械装置生产出来的。
这 些机械装置被称为化工机器和设备。
即化工机 械装备。
（按照一定的生产工艺过程，生产化 工产品的这些相配套的机械装置被称为化工机 器和设备。
） 一、化工生产过程使用的化工机 械装备 实例一 氨的合成 主要工艺流程图： 一、化工生产过程使用的化工机 械装备 实例一 氨的合成 主要工艺过程： 氮氢混合气混合气氨冷器油水分离器冷 凝塔上部氨冷器冷凝塔下部冷凝塔上部氨合成塔上部水冷器氨分离器减压液氨储槽 一、化工生产过程使用的化工机 械装备 实例一 氨的合成 主要工艺过程： 氮氢混合气混合气氨冷器油水分离器冷 凝塔上部氨冷器冷凝塔下部冷凝塔上部氨合成塔上部水冷器氨分离器循环压 缩机油水分离器 一、化工生产过程使用的化工机 械装备 实例一 氨的合成 工艺流程主要设备有： 氨冷器、油水分离器、冷凝器、氨合成塔、水冷 塔、循环压缩机、氨分离器、液氨储槽 一、化工生产过程使用的化工机 械装备 实例二 主要工艺流程图： 甲醇回收工艺 一、化工生产过程使用的化工机 械装备 实例二 甲醇回收工艺 主要工艺过程： 分离工段含甲醇溶液储槽进料泵预热器脱甲醇塔再沸器脱甲醇塔上部冷凝器液体甲醇储槽 一、化工生产过程使用的化工机 械装备 实例二 甲醇回收工艺 主要工艺过程装备： 原料储槽、进料泵、预热器、脱甲醇塔、再沸器 和冷凝器 二、化工设备的概念 化工机械装备分两大类： 一类为动装备，如泵、压缩机、离心机、风 机，即“三机一泵”，又称“化工机器”。
化工设备基础知识第一章-第二讲
常温下抵抗外力的常温强度 按环境温度可分为 高温下抵抗外力的高温强度 低温下抵抗外力的低温强度
3
(2)、塑性 (2)、塑性
材料的塑性是指材料受力时，当应力超过屈服点后， 材料的塑性是指材料受力时，当应力超过屈服点后，能产生显著 的变形而不即行断裂的性质. 的变形而不即行断裂的性质 工程上以延伸率δ和断面收缩率 和断面收缩率ψ作为衡量金属静载荷下塑性变 工程上以延伸率 和断面收缩率 作为衡量金属静载荷下塑性变 形能力的指标
低温容器所用钢板α 值不得低于30J/cm 低温容器所用钢板αk值不得低于30J/cm2
2011-2-20
6
(5)、疲劳： (5)、疲劳：
许多机械零件，如各种轴、齿轮、弹簧等， 许多机械零件，如各种轴、齿轮、弹簧等，经常受到大 小不同和方向变化的交变载荷作用。这种交变载荷常常会使 小不同和方向变化的交变载荷作用。 材料在应力小于其强度极限，甚至小于其弹性极限的情况下， 材料在应力小于其强度极限，甚至小于其弹性极限的情况下， 经一定循环次数后，并无显著的外观变形却会发生断裂。 经一定循环次数后，并无显著的外观变形却会发生断裂。这 种现象叫做材料的疲劳。 种现象叫做材料的疲劳。
• 3、化学性能
•
金属的化学性能是指材料在所处介质中的化学 稳定性， 稳定性，即材料是否会与周围介质发生 化学或电 化学作用而引起腐蚀。 化学作用而引起腐蚀。金属的化学性能指标主要 有耐腐蚀性和抗氧化性。 有耐腐蚀性和抗氧化性。
（1） 耐腐蚀性 ） 金属和合金对周围介质，如大气、水汽、 金属和合金对周围介质，如大气、水汽、各种电解液侵蚀的抵 抗能力叫做耐腐蚀性。 抗能力叫做耐腐蚀性。 腐蚀速度表示材料的耐腐蚀性。 腐蚀速度表示材料的耐腐蚀性。
根据经验， 大部分金属的硬度和强度之间有如下 近似关系 低碳钢 σb = 0.36 HB 高碳钢 σb = 0.34 HB 灰铸铁 σb = 0.1 HB
《化工设备结构认识》课件
常见故障及排除方法
设备漏油：检查密封件是否损坏，更换损坏的密封件 设备振动：检查设备是否平衡，调整设备平衡 设备温度过高：检查冷却系统是否正常，调整冷却系统 设备噪音过大：检查设备是否磨损，更换磨损的部件 设备压力异常：检查压力控制系统是否正常，调整压力控制系统 设备电气故障：检查电气系统是否正常，更换损坏的电气部件
塔器的种类繁多， 包括板式塔、填料 塔、浮阀塔等，每 种塔器都有其特定 的应用领域和特点 。
换热器
工作原理：通过热交换介质，实现 热量的传递
应用领域：广泛应用于石油、化工、 电力、冶金、食品等行业
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结构特点：由壳体、管束、管板、 封头、接管等组成
常见类型：管壳式换热器、板式换 热器、螺旋板式换热器等
Part Four
化工设备的维护与 保养
化工设备的日常维护
定期检查：检查 设备各部件是否 正常，有无损坏 或磨损
清洁保养：定期 清洁设备，保持 设备清洁，防止 腐蚀和污染
润滑保养：定期 给设备添加润滑 油，保持设备运 转顺畅
安全检查：定期 检查设备安全装 置，确保设备安 全运行
化工设备的定期保养
智能化和自动化技术的融合：将智 能化技术和自动化技术相结合，实 现化工设备的智能化和自动化控制
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自动化技术的应用：通过自动化技 术，实现化工设备的自动化操作和 维护
未来展望：智能化和自动化技术的 广泛应用，将大大提高化工设备的 生产效率和安全性，降低人工成本， 提高产品质量和稳定性。
化工设备结构认识
3.容器分类
（1）具有下列情况之一的，为第三类压力容器：
高压容器；中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危 害介质）；
中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质， 且pV乘积大于等于10MPa·m3）。
中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质， 且pV乘积大于等于0.5MPa·m3）。
低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且 乘积大于等于0.2MPa·m3 ）。
第1章 化工设备结构认识
1.1 常用化工设备种类 1.2 典型化工设备结构 1.3 化工设备零部件标准化
1.1常用化工设备种类
（1）反应类设备 主要用于使物料在其中进行化学反 应，生成新的物质或使物料进行搅拌、沉降等单元操 作。
（2）换热类设备 主要用来使两种不同温度的物料进 行热交换，达到加热或冷却的目的。如热交换器、冷 凝器、蒸发器、冷却器等。
螺杆式搅拌器 螺带螺杆式搅拌器
（4）轴封装置 搅拌轴是转动的，釜体封头是静止的， 在搅拌轴伸出封头之处必然有间隙，必须进行密封(轴 封)，以保持设备内的压力(或真空度)，防止反应物料 逸出和杂质的渗入。通常采用填料密封或机械密封。
•填料密封结构简单、易于制造，并适用于低压、低温的 场合。
图1-12 填料密封结构
四叶推进式搅拌器
三叶推进式搅拌器
4）涡轮式搅拌器 涡轮式搅拌器型式很多。桨叶又 分为平直叶和弯曲叶两种。涡轮搅拌器的主要优 点是当能量消耗不大时，搅拌效率较高。因此它 适用于乳浊液、悬浮液等。
六叶开启涡轮式搅拌器 六斜叶开启涡轮式搅拌器 齿形圆盘涡轮式搅拌器
பைடு நூலகம்
5）特殊型式搅拌器 一种螺带式搅拌器，常用扁钢 按螺旋绕成，直径较大，常做成几条紧贴釜内壁， 与釜壁的间隙很小，所以搅拌时能不断地将粘于釜 壁的沉积物刮下来。对黏稠物料，采用行星传动的 搅拌器。行星传动器的优点是搅拌强度很高，被旋 转部分带动搅拌的物料体积很大，缺点是结构复杂。
炼油化工设备基础知识
炼油化工设备基础知识第一章液体输送设备第一节概述在石油和化工生产装置中，流体输送是必不可少的单元操作。
做功以完成输送任务的机械或设备称为“流体输送设备”。
流体输送设备是石油、化工和其它领域最常用的机械设备。
生产上对流体输送的要求差别很大，输送的流体流量和扬程各不相同；流体种类繁多、性质千差万别；温度、压力等操作条件也有较大的差别。
为了适应生产上各种不同的要求，所以输送设备的型式种类是多种多样的，规格更是十分广泛，常见的如泵、风机、压缩机等。
泵通常是指为液体提供能量的流体输送设备。
泵的种类很多，其中离心泵具有性能范围广泛、流量均匀、结构简单、运转可靠和维修方便等诸多优点，因此离心泵是工业生产中应用最为广泛的一种液体输送设备。
除了在高压小流量或计量时常用往复式泵，液体含气时常用旋涡泵和容积式泵，高粘度介质常用转子泵外，其余场合，绝大多数使用离心泵。
据统计，在石油、化工生产装置中，离心泵的使用量占泵总量的70%〜80%。
第二节泵的分类及特点离心泵的类型很多：按叶轮数目可分为单级泵（只有一个叶轮）和多级泵（有两个以上的叶轮，级数越多，扬程越高）；按叶轮进液方式可分为单吸式（液体从一侧进入叶轮）和双吸式（液体从叶轮两侧吸入，吸入性能较好，多见于大流量的离心泵）；按泵壳剖分形式可分为水平剖分泵和垂直于泵轴剖分泵；按泵壳的结构还可分为蜗壳式泵（具有像蜗牛壳形状的泵壳）和透平式泵（在叶轮外围安装有几个固定叶片的泵，用于多级泵）。
此外，按泵扬程的大小分为低压泵（扬程小于20米水柱）、中压泵（20〜160米水柱）和高压泵（高于160米水柱）；按泵转速的高低分为普通离心泵和高速离心泵；桉输送介质不同又分为水泵、轻烃泵、油泵以及耐腐蚀泵等；按用途可以分为进料泵、循环泵、回流泵、塔底泵或重沸器泵、产品泵等;按密封形式分为屏蔽泵、磁力泵和外加密封泵等。
2.1离心泵的分类按离心泵的结构分类，见表1.2.1图1.2.1单级单吸卧式泵图1.2.2双吸泵1－泵盖；2－泵壳；3－叶轮；4－轴；5－密封环6－轴套；7－密封组件；8－轴承图1.2.3多级泵1－吸入段；2－中段；3－平衡盘；4－轴；5－轴承；6－首级叶轮；7－密封环；8－末级叶轮；8－密封组件图1.2.4液下泵按离心泵的工作介质分类，见表1.2.2。
化工设备基础知识
1.3.2 压力容器规范简介
❖ 美国机械工程协会制订的《锅炉和受压容器 规范》（简称ASME规范）等。美国ASME规 范是世界上制订最早（1915）、最完备的压 力容器规范。
❖ 1989年制订了有关压力容器的第一部国家标 准《钢制压力容器》（简称GB 150）。
❖ l. 美国ASME规范
❖ ASME规范共有 11卷 22册。第Ⅷ篇 《压力容器》共有3个分篇：第1分篇《压 力容器》，属于常规设计标准；第2分
钢带（GB 3274—88）
❖ (3) 不锈钢热轧钢板（GB 4237—92） ❖ (4) 压力容器用钢板（GB 6654—1996） ❖ 2.钢管 ❖ (1) 输送流体用无缝钢管（GB 8163—87） ❖ (2) 石油裂化用无缝钢管（GB 9948—88） ❖ (3) 化肥设备用高压无缝钢管（GB 6479－86） ❖ （4）高压锅炉用无缝钢管（GB 5310—85）
的热处理工艺。淬火后必须回火。 按照温度范围不同，回火分为三类：
❖ （1）低温回火的回火温度范围为150～250℃， 回火后的钢具有高硬度和高耐磨性，主要用于各 种工具、滚动轴承、渗碳件和表面淬火件；
❖ （2）中温回火的回火温度范围为350～500℃， 回火后的钢具有较高的弹性极限和屈服强度，一 定的韧性和硬度，主要用于各种弹簧和模具等；
❖ ⑩球形储罐（容积大于等于50 m3）； ❖ ⑾低温液体储存容器（容积大于 5 m3 ）。
❖ （2）第二类压力容器 ❖ 具有下列情况之一的为第二类压力容器。 ❖ ①中压容器； ❖ ②低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害
介质）；
❖ ③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）；
如 45表示优质碳素结构钢，平均含碳量为万分之 四十五，即 0.45％。
第一章化工设备概述
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第一章化工设备概述
三、化工设备的基本要求
＊ 工艺性能要求 工艺性能要求通常包括：反应设备的反应速度、换
热设备的传热量、塔设备的传质效率、储存设备的储存 量等。 ＊ 安全性能要求
化工设备必须具有足够的强度和刚度，良好的韧性、 耐腐蚀性和可靠的密封性。 ＊ 使用和经济性能要求
在满合理。
常见的有 16MnDR、15MnNiDR、09Mn2VDR、 09MnNiDR、07MnNiCrMoVDR等 ＊ 不锈钢钢板
常见的有 0Cr13、0Cr18Ni9 、0Cr18Ni10Ti 、 0Cr17Ni12Mo2Ti 、0Cr19Ni13Mo3等
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第一章化工设备概述
● 钢管
钢管在化工设备中应用也是很多的，如容器壳 体上各种接管，管壳式换热器上的换热管、加热炉 的炉管等。这些都要求使用无缝钢管，另外大直径 的无缝钢管还可直接用来制作容器的壳体。
（半挂）罐式汽车、低温液体运输（半挂）罐式汽车、永久气体运输（半挂） 罐式汽车，介质为液化气体和低温液体的罐式集装箱。 l 容积大于等于50 m3的球形容器； l 容积大于5 m3的低温液体储存容器。
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第一章化工设备概述
＊ 其他分类方法
按照容器的相对壁厚分 薄壁容器、厚壁容器， 按照容器安装时的相对位置分 立式容器、卧式容器 按照容器的几何形状分 圆筒形容器、球形容器、锥形容器 椭圆形容器、矩形容器
材料机械强度要高，材料要具有良好的塑性、韧性以 及良好的机械加工性能；对高温和高强度螺栓用钢，还 必须具有良好的抗松弛性、良好的耐热性以及较低的缺 口敏感性；同时，螺栓与螺母需要配套使用，通常螺栓 用材料的强度和硬度应略高于螺母用材料。
化工设备概述
D0 ——容器外径
Di ——容器内径
.
1.2化工生产对化工设备的基本要求
许多化工生产过程在高温、高压下进行，处理的物料也 多为有毒、有害、易燃、易爆的，故为了保证化工生产能安 全正常的进行，必须要求化工设备具有足够的安全可靠性。 1.2.1安全方面的要求： （1）、强度：指设备及其零部件抵抗外力破坏的能力。 （2）、刚度：指设备及其零部件抵抗外力作用变形的能力。 （3）、稳定性：指设备及其零部件在外力作用下维持原有 的能力。 （4）、耐蚀性：指设备抗腐蚀的能力。 （5）、密封性：指设备阻止介质泄漏的能力。
下图用以说明第一、第二、第三类压力容器对容器的设计、 制造、检验、使用和管理要求愈来愈高。
Ι
Ⅱ
Ⅲ
.
压力容器类别简易判断表
介质性质
PV值 MPa·m3
低压 (MPa) 0.1≤p <) 1.6≤p <10
换热 分离 储存 反应
高压(MPa) 10≤p<100
.
2）.按压力容器的工艺用途分类
（1）反应压力容器（R）：主要用于完成介质的物理、化学反应的压 力容器。 代表设备：反应器、分解塔、合成塔
（2）换热压力容器（E）：主要用于介质热量交换的压力容器。 代表设备：换热器、余热或废热锅炉、冷凝器、蒸发器等。
（3）分离压力容器（S）：主要用于介质的流体压力平衡缓冲和气体 净化分离的压力容器。
非易燃 无/轻毒
易燃、中度毒性 ≥0.5 ≥10 一类 容器
二类容器
.
高度、极度毒性 ≥0.2
三类 容器
4）、按容器壁温分类
（1）、常温容器 壁温-20℃～200℃ （2）、高温容器 指壁温达到材料蠕变温度下工作的容器。
化工设备基础知识汇总
第十八页，共121页。
液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到 液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。
液体在流经叶轮的运动过程获得了能量，静压能增高，流速增大。当液体离开叶轮进入泵壳后，由于壳内流道逐渐扩大 而减速，部分动能转化为静压能，最后沿切向流入排出管路。 依靠叶轮的不断运转，液体便连续地被吸入和排出。液体在 离心泵中获得的机械能量最终表现为静压能的提高。
第三十五页，共121页。
离心泵的特性曲线
操作时，气体经筛孔分散成小股气流，鼓泡通过液层，气液间密切接触而进行传热和传质。在正常的操作条件下， 通过筛孔上升的气流，应能阻止液体经筛孔向下泄漏。
第九页，共121页。
塔板型式
第十页，共121页。
塔板正常流动状态
第十一页，共121页。
筛板的优点是结构简单、造价低，板上液面落差小，气体压降低，生产能力大，传质效率高。其 缺点是筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、粘度大的物料。
组成。
第二十九页，共121页。
特征: 反应器高度与直径相当或稍高。 釜内设有搅拌装置和挡板。 常带夹套或釜内放置蛇管，传热以维持釜内所需温度。 适用于液相均相反应、气液反应、液液反应、液固反应、气 液固三相反应。
第三十页，共121页。
4、固定床反应器
催化剂以固相装填在反应器内，反应物流以气相或液相通过催化剂床层，在催化剂表面进行化学反应的装置称固定 床反应器。
常用化工设备基础知识汇总
化工设备基础知识第一章轴轴的主要作用是用来支撑和固定旋转传动零件，常见的轴有直轴和曲轴两种。
一、直轴的分类：根据承受荷载的情况不同，直轴可分为心轴、转轴和传动轴三类。
1、心轴：心轴工作时主要用来支撑转动零件，承受弯矩而不传递运动，也不传递动力。
心轴随零件转动的（如火车轮轴）称为活动心轴，不随零件一起转动的（如自行车轴、滑轮轴）称为固定心轴，它们承载时均产生弯曲变形。
2、转轴：转轴既要支承旋转零件还要传递运动和动力，如机床主轴、减速机齿轮轴、搅拌轴等。
这类轴在外力作用下将产生弯曲变形和扭转变形。
3、传动轴主要用来传递扭矩，它不承受或承受较小的弯矩，如汽车、拖拉机变速箱与后轮轴间的传动轴。
轴的材料：选取轴用材料主要取决于轴的工作条件载荷和加工工艺等综合因素，除满足强度、刚度、耐磨性外，还要求对应力集中敏感性小，常用碳素钢、合金钢的锻件和轧制圆钢做为轴的毛坯。
碳素钢对应力集中的敏感性较小，其机械性能可通过热处理进行调整，比合金钢价廉，所以应用最广，常用30、40、45、50号钢，其中45号钢最常用。
对于非重要或受载荷较小的轴可用Q235、Q237等普通碳素结构钢。
合金钢可淬性好，且具有较高的机械性能，常用于传递较大功率并要求减小尺寸和重量以及提高轴颈耐磨性的场合。
合金铸铁和球墨铸铁也常用来做轴的原因是铸造成型容易得到较复杂且更合理的形状，铸造材料吸振性高，并可用热处理的方法提高耐磨性，对应力敏感性较低，且价廉。
但铸造质量不易控制，可靠性较差，需慎用。
二、轴的结构轴的外形通常作成阶梯形的圆柱体。
轴上供安装旋转零件的部位叫轴头，轴与轴承配合部分叫轴颈，轴的其他部分叫轴身轴的设计与选择要考虑很多因素的影响，在满足不同截面的强度和刚度要求的同时，还要便于轴上零件的固定、定位、拆装、调整，尽可能减小应力集中以提高轴整体的疲劳强度，以及轴本身的加工工艺性。
旋转零件一般要随轴旋转传递运动和动力，零件在圆周方向和轴线方向都需要确定他们之间的相对位置以保证各零件正常的工作关系。
第1章 化工设备零部件简介
反应设备 22.91 13.02 2.30 30.60 8.99 22.03 12.04
换热设备 45.55 49.50 40.61 25.92 50.94 12.91 57.47
搅拌设备 6.15 2.63 12.19 33.61 20.49 53.66 15.38
合计 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%
人孔和手孔的标记示例
人孔（A-XB350） 450 HG/T 21515-2005 表示公称直径DN=450mm、筒节高度 H1=160mm（标准高度，省略不标）、采用石 棉橡胶板垫片的常压人孔。
六、视镜（用于观察设备内部操作情况）
视镜的简化画法
DN50、DN80、 DN125、DN150
七、液面计
球形容器支座
大、中型球形容器通常采用柱式支座，为赤道正 切柱式支座。一般视容器大小用8、12、16根支 柱以承受容器和物料自重、风载、地震载荷以及 由于容器的热胀冷缩所引起的力矩。支柱在容器 赤道处正切相连是为了减少支座对容器壳体所引 起的局部应力。各支柱之间设有拉杆，以便把各 支柱构成一个系统并提高整个支承系统的稳定性。 中、小型容器，有的也采用V形柱式支座或三柱 会一形柱式支座。
椭圆形封头的结构
锥形封头的结构
三、支座
支座用来支承设备的重量、固定设备的位置，有 时承受操作时的振动、风载荷、地震载荷。
1、耳式支座：JB/T 4712.3-2007 2、鞍式支座：JB/T 4712.1-2007 3、支承式支座：JB/T 4712.4-2007 4、腿式支座：JB/T4712.2－2007 5、裙式支座：非标件，适用于高大塔设备
JB/T 9243-1999《玻璃管液位计》 JB/T 9244-1999《玻璃板液位计》
化工设备机械基础第一、二章
化工设备机械基础第一章1.1 概述化工设备机械是指在化工生产过程中用于处理原料、生产中间产品或最终产品的机械设备。
化工设备机械的选型和设计直接影响到生产效率、产品质量、安全性和能源消耗等方面。
因此，深入了解化工设备机械的基础知识对于化工工程师和从事相关领域的专业人员非常重要。
1.2 化工设备机械的分类化工设备机械可以根据其用途、工作原理、结构形式等多种方式进行分类。
常见的分类方式包括： - 用途分类：反应设备、传质设备、分离设备、加热设备等； - 工作原理分类：机械设备、热力设备、化学设备等； - 结构形式分类：容器设备、管道设备、泵设备等。
1.3 化工设备机械的基本要求化工设备机械的选用和设计需要满足一定的基本要求，包括： - 安全性：化工设备机械工作环境复杂，对设备的安全性要求非常高。
因此，设备的设计和选用必须满足相应的安全标准，并考虑到可能的事故情况。
- 可靠性：化工设备机械的可靠性直接影响到生产效率和产品质量。
设备必须具备足够的强度和稳定性，能够在长时间、高负荷的工作条件下正常运行。
- 高效率：化工生产通常对设备的吞吐量有较高的要求，因此化工设备机械的设计应尽可能提高产量和生产效率，减少物料和能源的浪费。
- 维修性：化工设备机械的维修和保养是常规操作，因此设备的结构和组件应考虑到易于维修和更换的因素，以降低维护成本并减少停机时间。
1.4 化工设备机械选型的关键因素在进行化工设备机械选型时，需要考虑的关键因素包括： - 工艺要求：根据化工生产的具体工艺要求选择合适的设备机械。
不同工艺需要不同的操作条件和设备能力。
- 物料特性：不同的物料性质会对设备机械的选型产生影响，例如物料的粘度、腐蚀性和温度等。
- 产量要求：根据生产的产量要求选择适用的设备型号和规格。
产量的增加可能需要更大的设备容积或更高的工作能力。
- 能源消耗：考虑设备机械的能源消耗情况，选择能效较高的设备型号和工艺参数，以降低能源成本。
第二讲-第1章化工设备结构认识
精馏原理 (Principle of Rectify)
蒸气由塔底进入，与下降液进行逆流接 触，两相接触中，下降液中的易挥发 (低沸点)组分不断地向蒸气中转移，蒸 气中的难挥发(高沸点)组分不断地向下 降液中转移。 蒸气愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈 高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组 分则愈富集，达到组分分离的目的。 由塔顶上升的蒸气进入冷凝器，冷凝的 液体的一部分作为回流液返回塔顶进入 精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取 出。 塔底流出的液体，其中的一部分送入再 沸器，热蒸发后，蒸气返回塔中，另一 部分液体作为釜残液取出。
8）格栅填料 以条状单元体
经一定规则组合而成，其结 构随条状单元体的形式和组 合规则而变，具有多种结构 形式。特点是比表面积较低， 主要用于低压降、大负荷、 防堵的场合。
木格栅填料
格里奇格栅填料
9）波纹填料 波纹填料是由
许多层波纹薄片组成，各片 高度相同但长短不等，搭配 组合成圆盘状，填料波纹与 水平方向成45°倾角，相邻 两片反向重叠使其波纹互相 垂直。圆盘填料块水平放入 塔内，相邻两圆盘的波纹薄 片方向互成90°角。
1. 公称直径与公称压力
（1）公称直径
标准化的名义直径，代号DN(或Dg)。 表1-1所示卷制压力容器公称直径
化工设备及零部件标准化的最重要参数是公称直径 与公称压力。
(2) 公称压力
规定的标准压力等级，表示管子、法兰、管件的 耐压程度，记作PN。 如国家标准GB /T 1048—2005将管路元件的公 称压力定为十个等级： 0.25MPa、0.6MPa、1.0MPa、1.6MPa、2.5MPa、 4.0MPa、6.3MPa、10MPa、16MPa、25
10）脉冲填料：是由带缩颈的中空
化工设备常用零部件简介
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办企业有如修塔，如果只想往上砌砖 ，而忘 记打牢 基础， 总有一 天塔会 倒塌。 一味地 增加员 工扩充 门面， 而不改 善编制 ，好景 是维持 不了多 久的。 。20.8.1 009:33: 1909:3 3Aug-2 010-Aug -20
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标记：“筒体DN×δ，H（L）＝ ×××”（卧式用L)
如“筒体DN1000×10，H＝2000”
2、封头：与筒体一起构成设备的壳体 ，常见的封头有球形、椭圆形、碟形 、锥形及平板形五种。
标记：“封头DN×δ，标准号” 如“椭圆封头DN800×6，
JB/T4746-2002”
3、法兰：
包括管法兰和压力容器（设备法兰） 两种。
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•机械密封
工作特性
机械密封又称端面密封（Mechanical End Face Seal），是旋转轴用动密封。 机械密封性能可靠，泄漏量小，使用寿命长，功耗 底，毋需经常维修，且能适应生产过程自动化和高 温、低温、高压、真空、高速以及各种强腐蚀性介 质、含固体颗粒介质等苛刻工况的密封要求。
目前水平
螺杆式搅拌器 螺带螺杆式搅拌器
（4）轴封装置 搅拌轴是转动的，釜体封头是静止的， 在搅拌轴伸出封头之处必然有间隙，必须进行密封(轴 封)，以保持设备内的压力(或真空度)，防止反应物料 逸出和杂质的渗入。通常采用填料密封或机械密封。
•填料密封结构简单、易于制造，并适用于低压、低温的 场合。
图1-12 填料密封结构
高压、中压管壳式余热锅炉。
中压搪玻璃压力容器。
使用强度级料制造的压力容器。
移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、 低温液体）、罐式汽车和罐式集装箱（介质为液化气体、 低温液体）等；
球形储罐（容积大于等于50m3）；低温液体储存容 器（容积大于5m3）。
1.2.2 搅拌反应釜
搅拌反应釜主要零件有：搅拌器、内筒、夹套、 搅拌轴、悬挂支座、人孔、轴封装置和传动装置等。
（1）釜体 为进行化学反 应提供一定的空间的容 器。由圆筒形筒体及上、 下封头组成。
（2）传热装置 常用的传热装 置是在釜体外部设置夹套， 有时也在釜体内部设置蛇管。
（3）搅拌装置 各种物料混合 均匀，接触良好。 搅拌装
该密封端面有时也称为摩擦副，是机械密封 的核心。
摩擦副在磨损后在弹簧和介质压力的推动下 实现补偿，始终保持两密封端面的紧密接。
置由电动机经减速器减到搅 拌器所需转速后，再通过联 轴器来带动。
搅拌器的型式主要有：
桨式、推进式、框式、涡轮式、螺杆式和螺带式等。
1）桨式搅拌器 桨式搅拌器适用于流动性大，黏度小 的液体物料，桨式搅拌器也适用于纤维状和结晶状 的溶解液，如果液体物料层很深时可在桨式搅拌器 轴上装置数排桨叶。
折叶桨式搅拌器
卧式容器示意图
1.容器形状
卧式容器
立式容器
方形容器
球形容器
2.容器的受压情况
1）受内压 压力小于0.1MPa为常压容器, 0.1～1.6MPa为低压容器， 1.6～10MPa为中压容器， 10～100MPa为高压容器， ＞100MPa为超高压。
2）受外压 如真空容器(真空精馏塔)或容器外有夹套。 1MPa=10 kg / cm²=1N/mm²
第1章 化工设备结构认识
1.1 常用化工设备种类 1.2 典型化工设备结构 1.3 化工设备零部件标准化
1.1常用化工设备种类
（1）反应类设备 主要用于使物料在其中进行化学反 应，生成新的物质或使物料进行搅拌、沉降等单元操 作。
（2）换热类设备 主要用来使两种不同温度的物料进 行热交换，达到加热或冷却的目的。如热交换器、冷 凝器、蒸发器、冷却器等。
四叶推进式搅拌器
三叶推进式搅拌器
4）涡轮式搅拌器 涡轮式搅拌器型式很多。桨叶又 分为平直叶和弯曲叶两种。涡轮搅拌器的主要优 点是当能量消耗不大时，搅拌效率较高。因此它 适用于乳浊液、悬浮液等。
六叶开启涡轮式搅拌器 六斜叶开启涡轮式搅拌器 齿形圆盘涡轮式搅拌器
5）特殊型式搅拌器 一种螺带式搅拌器，常用扁钢按 螺旋绕成，直径较大，常做成几条紧贴釜内壁，与 釜壁的间隙很小，所以搅拌时能不断地将粘于釜壁 的沉积物刮下来。对黏稠物料，采用行星传动的搅 拌器。行星传动器的优点是搅拌强度很高，被旋转 部分带动搅拌的物料体积很大，缺点是结构复杂。
低温液体储存容器（容积大于5m3）
（2）具有下列情况之一的，为第二类压力容器：
中压容器； 低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）； 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）； 低压管壳式余热锅炉； 低压搪玻璃压力容器。
（3）除上述规定以外的低压容器为第一类压力 容器。
3.容器分类
（1）具有下列情况之一的，为第三类压力容器：
高压容器；中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危 害介质）；
中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质， 且pV乘积大于等于10MPa·m3）。
中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质， 且pV乘积大于等于0.5MPa·m3）。
低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且 乘积大于等于0.2MPa·m3 ）。
单级压力： 10 －3pa～35MP a 使用温度： 最高达1000ºC；最低可达低温
深冷
机器转速 ：高达50000r/min pV值： 达1000Mpa m/s
工作原理
机械密封是靠一对或几对垂直于轴作相 对滑动的端面在流体压力和补偿机构的 弹力（或磁力）作用下保持接合并配以 辅助密封而 达到的阻漏 的轴封装置。
（3）储存类设备 主要用于储存生产用的原料气体、 液体、液化气体等，如各种形式的储罐。
（4）塔类设备 主要用于吸收、精馏、萃取等单元操 作。均为直立式，横截面为圆柱形。如吸收塔、干燥 塔和过滤塔等。
1.2 典型化工设备结构
1. 2.1 容器
主要由钢制圆筒体和两端的封头组成，并设有 各种化工工艺接管，以及为检修方便开设的人孔、手 孔，和为保护容器安全而设置的安全装置等。
三宽叶桨式搅拌器
2）框式和锚式搅拌器 框式搅拌器结构比较坚固， 搅动物料量大。
框式和锚式搅拌器
特殊框式搅拌器
3）推进式搅拌器 通常为两个搅拌叶，第一个桨叶 安装在反应釜的上部，把液体或气体往下压；第二 个桨叶安装在下部，把液体往上推。使物料循环流 动，所起作用以容积循环为主，剪切作用较小，上 下翻腾效果良好。当需要有更大的流速时，反应釜 内设有导流筒。
第1章 化工设备结构认识
基本概念
序篇
设备：设备一般是指工业企业中可供长期使用 的机械和装置，并在使用中基本保持原有实物形态 的物质资料的总称。
化工设备：是化工生产中过程设备，用以实现 化学反应、介质输送、传质传热、物料储存等作用。
机械：主要指转动设备，机械的各部分之间具 有确定的相对运动，它是一种能量转换设备。