化工机械基础(第三版)第十章 容器设计基础.

容器直径较小，可直接用无缝钢管制作。公称直径指 钢管外径。 表10-5 无缝钢管制作筒体时容器的公称直径（mm） 159 219 273 325 377 426
㈠ 公称直径 1. 压力容器的公称直径 钢板卷焊公称直径是内径。 300 (350) 400 (450) 500 (550) 600 (650) 700 (750) 800 (110 (130 (150 (170 1600 900 1000 1200 1400 0) 0) 0) 0)
(190 (210 (230 1800 2000 2200 2400 2500 2600 2800 0) 0) 0) 3000 3200 3400 3500 3600 3800 4000 4200 4400 4500 4600 4800 5000 5200 5400 5500 5600 5800 6000
度超过420℃，合金钢超过450℃，奥氏体不锈钢超过 550℃，均属高温容器；
中温容器：在常温和高温之间；
低温容器：壁温低于-20℃, -20℃至-40℃为浅冷容器，低 于-40℃者为深冷容器。
按材料
金属容器:钢制, 铸铁,有色金属容器 非金属材料：既可作为容器的衬里，又可作为独立的构件。 应用最多是低碳钢和普通低合金钢， 腐蚀严重或产品纯度要求高用不锈钢、不锈复合钢板、 铝板及钛材。 在深冷操作中，可用铜或铜合金； 常用非金属材料的有：硬聚氯乙烯、玻璃钢、不透性石 墨、化工搪瓷、化工陶瓷及砖、板、橡胶衬里等。
Di≥0.15m 且 V≥0.025m3 气体、液化气体或最高工作温度高于等 于标准沸点的液体
介质
分 级
指 标 Ⅰ 极度危害 Ⅱ 高度危害 200 ~ mg/m3 100 ~ 25 ~ 可中毒，愈 后良好 较高 可基本治愈 Ⅲ 中毒危害 2000 mg/m3~ 500 ~ 500 ~ 偶可中毒 偶有发生 Ⅳ 轻度危害 ＞20000 mg/m3 ＞2500 ＞5000 无中毒但有 影响 有影响
按应用情况
反应压力容器（Ｒ）完成物理、化学反应，如反应器、 反应釜、分解锅、聚合釜、变换炉等； 换热压力容器（Ｅ）热量交换，如热交换器、管壳式余 热锅炉、冷却器、冷凝器、蒸发器等； 分离压力容器（Ｓ）流体压力平衡缓冲和气体净化分离， 如分离器、过滤器、缓冲器、吸收塔、干燥塔等； 储存压力容器（Ｃ，球罐为Ｂ）储存、盛装气体、液体、 液化气体等介质，如各种形式的贮罐、贮槽、高位槽、 计量槽、槽车等。
表10-3 毒性危害程度分级
Biblioteka Baidu 名称
说明
（1） 高压容器； （2） 毒性程度为极度和高度危害介质的中压容器； （3） 中度危害介质，且pV大于等于10MPa· m3中压储存容器； （4） 中度危害介质，且pV大于等于0.5MPa· m3中压反应容器； （5） 毒性程度为极度和高度危害介质，且pV乘积 ≥0.2MPa· m3的低压容器； （6） 高压、中压管壳式余热锅炉； （7） 中压搪玻璃压力容器； （8） 使用强度级别较高的材料制造的压力容器； （9） 移动式压力容器，铁路罐车、罐式汽车和罐式集装箱等； （10） 容积大于等于50 m3的球形储罐； （11） 容积大于5 m3的低温液体储存容器。 （1） 中压容器； （2） 毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器； （3） 易燃介质或毒性程度为中度危害介质的低压反应容器和低 压储存容器； （4） 低压管壳式余热锅炉； （5） 低压搪玻璃压力容器。 不在第三、第二类压力容器之内的低压容器为第一类压力容器。
急性中 毒
吸入
经皮 经口
＜200 mg/m3 ＜100 ＜25 易中毒后果 严重 患病率高 继续进展不 能治愈 人体致癌 ＜0.1 光气、汞、 氰化氢
急性中毒 慢性中毒 慢性中毒后果 致癌性 最高容许浓度 常见化学介质
可恢复无严 可恢复无不 重后果 良后果 可疑致癌 动物致癌 无致癌性 0.11.0＞10 甲醛,苯胺、 二氧化硫,硫 氟化氢、 化氢,氨
三类容器
二类容器
一类容器
课堂作业：判断题
判断下列容器属一、二、三类容器的哪一类？ 1）φ2000mmx5000mm的液氨储罐；
2）p为4MPa的剧毒介质容器；
3）p为10MPa，V为800L的乙烯储罐。
按容器壁温
常温容器：壁温-20℃至200℃；
高温容器：壁温达到蠕变温度,碳素钢或低合金钢容器，温
弓形板拼焊，承压好，安装内件不便，制造 稍难,多用作贮罐 筒体和凸形或平板封头。制造容易，安装内 件方便，承压较好，应用最广
圆筒形容器
按承压性质
内压：内部介质压力大于外界压力 外压：内部介质压力小于外界压力 真空：内部压力小于一个绝压的外压容器 表10-1 内压容器的分类 容器分类 低压容器 中压容器 设计压力 p （MPa） 0.1≤p＜1.6 1.6≤p＜10
三、容器的零部件标准
容器的零部件(例如封头、法兰、支座、人孔、手孔、视 镜、液面计等)标准化、系列化， 许多化工设备(例如贮槽、换热器、搪玻璃与陶瓷反应器) 也有了相应的标准。
两个基本参数：
公称直径DN：指标准化以后的标准直径，以DN表示， 单位mm，例如内径1200mm的容器的公称直径标记为 DN1200。 公称压力PN：容器及管道的操作压力经标准化以后的标 准压力称为公称压力，以PN表示，单位MPa。
高压容器
超高压容器
10≤p＜100
p≥100
按 管 理
根据压力等级、介质毒性危害程度以及生产中的作用，压 力容器可分为三类。 第一类压力容器 第二类压力容器 第三类压力容器 不包括核能、船舶专用、直接受火焰加热容器 表10-2 安全检查规程使用范围 项 目 条 件
最高工作压力pw
内径Di，容积V
pw≥0.1MPa，不包括液体静压
第十章 容器设计基础
第一节 概 论
一、容器的结构
壳体(筒体)、封头(端盖)、法兰、支座、接口管及人孔 等组成。常低压化工设备通用零部件标准直接选用。
二、容器的分类
压力容器分类
按容器的形状
按承压性质 按管理 按容器壁温 其它 按金属材料 按应用情况
按容器的形状
按容器形状分类 名称 特 点
方形\矩形容 平板焊成，制造简便，但承压能力差，只用 器 作小型常压贮槽 球形容器