第八章 化工设备图

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第一节 化工设备图

图8-4为一典型的填料塔结构。它由塔体、喷淋装置、填
料、再分布器、栅板及气液体进出口、卸料孔、裙料孔、裙 座等零部件组成。液体从塔顶部的喷淋装置向下喷淋，气体 由塔底部进人向上升，经过填料层，与液体充分接触，进行 传热、传质或洗涤。为了使液体均匀下流，可在塔体的一定 高度设置再分布装置。 填料用陶瓷、金属及工程塑料等材料做成各种表面积较大的 形状，可以规则排列，也可以乱堆，填料层质量由栅板和支 承圈支承。液体由塔底排出，气体由塔顶逸出。通过卸料孔 可以定期更换或清洗填料。塔体用裙式支座支撑于地基上。
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图8-3为一固定管板式换热器，其主要结构除筒体、封头、 支座等外，还有密集的换热管束按一定的排列方式固定在两 端的管板上，管板两端用法共与封头和管箱连接。 管束与两端封头连通，形成管程，筒体与管束围成的管外空 间称壳程。换热器工作时，一种物料走管程，另一种物料走 壳程，从而进行热量交换。
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3.人孔和手孔 一般来说，人孔和手孔是为了便于安装、检修或清洗设备内 部的装置。人孔、手孔的基本结构类同，如图8-8，通常是 在短节(或管子)上焊——法兰，盖上人(手)孔盖，用螺栓、 螺母连接压紧，两个法“今密封面之间放有垫片，人(手)孔 盖上带有手柄。 对于手孔的直径而言，应使操作人员戴上手套并握有工具的 手能顺利通过。标准规定有DN150和DN250两种。 对于 人孔的大小而言，既要考虑人的安全进出，又要尽量减 少因开孔过大而使器壁强度削弱过多。人孔有圆形和椭圆形 两种，圆形人孔的最小直径为400mm,椭圆孔最小尺寸为 400mmx 300mm)
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三、化工设备的常用零部件
各种化工设备虽然工艺要求不同，结构形状也各有差异，但 是往往都有一些作用相同的零部件，如设备的支座、孔、连 接各种管口的法共等。 为了便于设计、制造和检修，把这些零部件的结构形状统一 成若干种规格，使它们能相互通用，称为通用零部件。经过 多年的实践，有关内容经国家有关部、局批准后，作为相应 各级的标准颁布。已经制定并颁布标准的零部件，称为标准 化零部件。


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3.管口符号和管口表 设备上所有的管口(物料进出管口、仪表管口等)，均需注出 符号(按拉丁字母顺序编号)。在管口表中列出各管口的有关 数据和用途等内容。 4.相关技术要求 用文字说明设备在制造、检验时应遵循的规范和规定以及对 材料表面处理、涂饰、润滑、包装、保管和运输等的特殊要 求。


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(3)搅拌装置 该装置由搅拌轴和搅拌器组成。 (4)传动装置 由电动机和减速器(带联轴器)组成。 (5)轴封装置 具体是指转轴部分的密封结构，一般有填料 箱密封和机械(端面)密封两种。 (6)其他装置 设备上必要的支座、人(手)孔、各种管口等 通用零部件。
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实际生产过程中，筒体和封头可以直接焊接，形成不可拆卸 的连接，也可以分别焊上法兰，通过螺纹连接构成可拆卸的 连接。当筒体由钢板卷制时，筒体及其所对应的封头公称直 径等于内径，如图8-6(b)。当筒体由无缝钢管作筒体时， 则以外径作为筒体及其所对应的封头的公称直径，其形式和 尺寸如图8-6(c)。 例如:封头的内径为1600mm，名义厚度为18mm，材质 为16MnR的椭圆形封头，标记为： 椭圆封头DN1600x18-16MnRJB/T 4737-1995

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下面将简要介绍儿种通用的零部件: 1.筒体与封头 我们知道，筒体是设备的主体部分，一般由钢板卷焊而成， 直径较小的(<500mm )或高压设备的筒体一般采用无缝钢 管。 封头与筒体一起构成设备的壳体，是设备的重要组成部分。 常见的封头形式有:球形、椭圆形、平板、锥形及碟形等，椭 圆形封头最为常见，如图8-6(a)。
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通常情况下，在设备周围，均匀分布四个悬挂式支座，安装 后使设备成悬挂状。小型设备也可用三个或两个悬挂式支座。 悬挂式支座结构的各项参数已标准化，应根据负荷的大小选 用)标准中规定有A型、AN型、B型和BN型四种。 例如:JB/T 4725-1992耳座B3, =12;表示B型，带垫 板，厚度为12的3号耳式支座。 立式设备除采用耳座外，还有裙式支座，用于落地式立式设 备(参见图8-4)。
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5.技术特性表 用表格形式列出设备的主要工艺特性(工作压力、工作温度、 物料名称等)及其他特性(容器类别等)等内容。 6.零部件编号 对组成该设备的每一种零部件必须依次编号，并在明细栏中 填写各零部件的名称、规格、材料、数量、有关图号或标准 号等内容。 7.标题栏 用以填写该设备的名称、主要规格、作图比例、设备单位、 图样编号、设计、制图及校审人员签字等项内容。
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而对于形体狭长的设备，两个视图难于在幅面内按投影关系 配置时，允许将俯(左)视图配置在图纸的其他处，但须注明 视图名称或按向视图进行标注。 由于化工设备多为标准零部件，故允许零件图与装配图画在 同一张图纸上，如果装配图上已经表达清晰，也可不画零件 图。 2.多次旋转的表达方法 实际生产中为了在主视图上清楚地表达设备壳体周围分布的 各种管口或零部件的真实形状、装配关系和轴向位置，可采 用多次旋转的表达方法来清楚表达。如图8-1所示，接管d 是按逆时针方向假想旋转了60°之后在主视图上画出的。
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(2)鞍式支座 图8-10所示为鞍式支座，具体来讲是卧式 设备中应用最广的一种支座。它主要是由一块竖板支承着一 块弧形板(与设备外形相贴合)，竖板焊接在底板上，中间又 焊接若干块肋板组成，以承受设备的负荷。卧式设备一般用 两个鞍式支座，当设备过长时，应增加支座数日。 鞍式支座分为轻型(A型)和重型(B型)两种。根据安装形式 不同，又分为固定式(代号为F)和滑动式(代号为S)两种。 例如:JB/T 4712-1992，鞍座BV325~F,表示公称直径 DN325mm，包角120°,重型不带垫板、标准尺寸的弯制 固定式鞍座。
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3.塔器 塔器是进行气相和液相或液相和液相之间物质传递的设备。 按结构分板式塔和填料塔两大类。板式塔内设有一定数量的 塔板，气体以鼓泡或喷射形式与塔板上液层相接触进行物质 传递。 填料塔内装有一定高度的填料，液体沿填料自上向下流动， 气体由下向上同液膜逆流接触，进行物质传递。常应用于蒸 馏、吸水、萃取等操作中。
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二、常见化工设备的类型
1.反应器 通常反应器又称为反应罐或反应釜。主要用来使物料在其中 进行化学反应。为控制反应的速度和温度，如图8-2所示: (1)壳体 壳体一般由简体及上下两个封头焊接而成，它提 供厂物料的反应空间。上封头也常采用法共结构与筒体组成 可拆式连接。 (2)传热装置 该装置通过直接或间接的加热或冷却方式， 以提供反应所需要的或带走反应产生的热量。常见的传热装 置有蛇管式和夹套式。图示为间接式夹套传热装置，夹套由 筒体和封头焊成。

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4.容器 这里所说的容器是一种化工设备的基本类型。在化工、石油、 炼油、医药等行业生产中，用作贮存物料及作为换热器、塔 顺、反应器等设备的外壳。分为立式和卧式两类，一般由壳 体、端盖、法共、接管、支座、液面计、加强圈等零部件组 成。 如图8-5为一卧式容器。对于容器的设计和制造，首要的是 保证安全要求的前提下有良好的结构。对其设计的具体要求 是:材料消耗少;制造方便;操作、安装、检修、运输方便;其 他特殊要求，如耐疲劳、耐辐射等。
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2.法兰 通常情况下，法铸连接是一种可拆的连接，在化工行业应用 较为普遍。 法铸就是连接(一般用焊接)在筒体、封头或管子一端的一圈 圆盘，盘上均匀分布若干个螺栓孔，两节筒体(或管子)或筒 体与封头通过一对法兰，用螺栓连接在一起，如图8-7(b)。 一般来说，两个法共的接触面之间放有垫片，以使连接处密 封不漏。所以法共连接实际上是由一对法兰、密封垫片和螺 栓、螺母、垫圈等零件组成。 化工设备用的标准法共有两类:管法兰和压力容器法共(又称 设备法共)。前者用于管子的连接，后者用于设备筒体(或封 头)的连接。
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第一节 化工设备图


五、化工设备图的表达特点
1.基本视图的选择和配置 化工设备以回转体居多，且主体结构较为简单，通常选择两 个基本视图来表达。卧式设备通常采用主、左视图;立式设备 采用主、俯两个基本视图，如图8-1。主视图主要表达设备 的装配关系、工作原理和基本结构，通常采用全剖视或局部 剖视;俯(左)视图主要表达管口的径向方位及设备的基本形状， 当设备径向结构简单，且另画了管口方位图时，俯(左)视图 也可以不画。
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(3)大量采用焊接结构 具体生产过程中，化工设备各部分 结构的连接和零部件的安装连接，广泛采用焊接的方法。如 图8-1所示，不仅筒体由钢板卷焊而成，其他结构，如筒体 与封头，管口，支座，人孔的连接，也大多采用焊接方法。 (4)有较多的开孔和管口 根据化工工艺的需要(如物料的进 出，仪表的装接等)在设备壳体的轴向和径向位置上，往往有 较多的开孔和管口，用以安装各种零部件和连接管路，如 图8-1，在设备上分布有手孔和五个管口。
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第一节 化工设备图
四、化工设备的特征



化工设备的种类多，其结构形状大小各不相同，但其具有共 同的特征如下: (1)尺寸悬殊 化工设备的总体尺寸与设备的某些局部结构 (例如壁厚，管口等)的尺寸，往往相差悬殊。如图8-1中， 壁厚与直径尺寸相差很大。 (2)壳体以回转形体为主 一般情况下，化工设备的壳体主 要由筒体和封头两部分组成，其中筒体以回转体为主，尤以 圆柱形居多，一般由钢板卷焊而成，直径小于500mm的筒 体，也有用无缝钢管制成的。封头以椭圆形、球形等回转体 最为常见。
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第一节 化工设备图


Hale Waihona Puke Baidu
(5)广泛采用标准化零件 通常，化工设备上一些常用零部 件，大多已由有关部门制订了标准或尺寸系列。因此在设计 中广泛采用标准零部件和通用零部件。如图8-1中人孔，管 法“今，封头等均为标准化零部件。 基于上述基本特征，因而形成了化工设备图示的特殊表达方 法。
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第一节 化工设备图

2.换热器 众所周知，换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不 可缺少的设备。常见换热器种类有列管式、套管式、螺旋板 式等，其中列管式换热器最为常用。通常，列管式换热器又 分为多种形式，如固定管板式、浮头式、填函式、U形管式 和滑动管板式等，但它们的基本结构和工作原理有不少共同 之处。
第八章 化工设备图

第一节 化工设备图 第二节 化工设备图的标注 第三节 识读化工设备图
第一节 化工设备图


一、化工设备图
图8-1是一计量罐的装配图。虽然该设备的结构比较简单， 但它包含了一张化工设备图所应有的基本内容: 1.视图 视图是表示该设备的主要结构形状和零部件之间的装配连接 关系。日前生产实践中，视图按国家标准《技术制图》《机 械制图》及化工行业有关标准或规定用正投影方法绘制。 2.具体尺寸 通常图上注写出设备的总体大小、规格、装配和安装等必要 的尺寸数据，以便为制造、装配、安装、检验等提供依据。
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第一节 化工设备图


4.支座 具体来讲，设备的支座用来支承设备的重量和固定设备的位 置。支座有适用于立式设备和卧式设备两大类，分别按设备 的结构形状、安放的位置、材料和载荷情况而有多种形式。 下面介绍两种类型支座。 (1)悬挂式支座 图8-9所示为悬挂式支座，又称耳式支座， 简称耳座，用于悬挂式立式设备。它的结构由两块肋板、一 块底板和一块垫板焊接而成，垫板焊在设备的筒体上。底板 上有螺栓孔，以用螺栓将设备固定在楼板或钢梁等基础上。