化工设备基础知识

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第一节、 第一节、化工静设备基础知识

一、化工设备的概念 化工设备是指化工生产中静止的或配有少量传动机构组成的装置, 主要用于完成 传热、传质和化学反应等过程,或用于储存物料。 二、化工设备的分类 1、按结构特征和用途分为容器、塔器、换热器、反应器(包括各种反应釜、固定床 或液态化床)和管式炉等。 2、按结构材料分为金属设备(碳钢、合金钢、铸铁、铝、铜等)、非金属设备(陶 瓷、玻璃、塑料、木材等)和非金属材料衬里设备(衬橡胶、塑料、耐火材料及搪瓷 等)其中碳钢设备最为常用。 3、按受力情况分为外压设备(包括真空设备)和内压设备,内压设备又分为常压设 备(操作压力小于 1kgf/cm2)、低压设备(操作压力在 1~16 kgf/cm2 之间)、中压 设备 (操作压力在 16~100 kgf/cm2 之间) 高压设备 、 (操作压力在 100~1000 kgf/cm2 之间)和超高压设备(操作压力大于 1000 kgf/cm2) 三、化工容器结构与分类 1、基本结构 在化工类工厂使用的设备中, 有的用来贮存物料, 如各种储罐、 计量罐、 高位槽; 有的用来对物料进行物理处理,如换热器、精馏塔等;有的用于进行化学反应,如聚 合釜,反应器,合成塔等。尽管这些设备作用各不相同,形状结构差异很大,尺寸大 小千差万别, 内部构件更是多种多样, 但它们都有一个外壳, 这个外壳就叫化工容器。 所以化工容器是化工生产中所用设备外部壳体的总称。由于化工生产中,介质通常具 有较高的压力,故化工容器痛常为压力容器。化工容器一般由筒体、封头、支座、法 兰及各种开孔所组成,见图1-1。

图1-1化工容器的总体结构

1—法兰; 2—支座; 3—封头拼接焊缝; 4—封头; 5—环焊缝; 6—补强圈; 7—人孔; 8—纵焊缝; 9—筒体; 10—压力表; 11—安全阀; 12—液面计

1)筒体 筒体是化工设备用以储存物料或完成传质、传热或化学反应所需要的工作空间, 是化工容器最主要的受压元件之一,其内直径和容积往往需由工艺计算确定。圆柱形 筒体(即圆筒)和球形筒体是工程中最常用的筒体结构。 2)封头 根据几何形状的不同,封头可以分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖 等几种,其中以椭圆形封头应用最多。封头与筒体的连接方式有可拆连接与不可拆连

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接(焊接)两种,可拆连接一般采用法兰连接方式。 3)密封装置 化工容器上需要有许多密封装置,如封头和筒体间的可拆式连接,容器接管与外 管道间可拆连接以及人孔、手孔盖的连接等,可以说化工容器能否正常安全地运行在 很大程度上取决于密封装置的可靠性。

4)开孔与接管 化工容器中,由于工艺要求和检修及监测的需要,常在筒体或封头上开设各种大 小的孔或安装接管,如人孔、手孔、视镜孔、物料进出口接管,以及安装压力表、液 面计、安全阀、测温仪表等接管开孔。 5)支座 化工容器靠支座支承并固定在基础上。随安装位置不同,化工容器支座分立式容 器支座和卧式容器支座两类,其中立式容器支座又有腿式支座、支承式支座、耳式支 座和裙式支座四种。大型容器一般采用裙式支座。卧式容器支座有支承式、鞍式和圈 式支座三种;以鞍式支座应用最多。而球形容器多采用柱式或裙式支座。

6)安全附件 由于化工容器的使用特点及其内部介质的化学工艺特性, 往往需要在容器上设置 一些安全装置和测量、控制仪表来监控工作介质的参数,以保证压力容器的使用安全 和工艺过程的正常进行。 化工容器的安全装置主要有安全阀、爆破片、紧急切断阀、安全联锁装置、压力 表、液面计、测温仪表等。 上述筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座及安全附件等即构成了一台化工设 备的外壳。对于储存用的容器,这一外壳即为容器本身。对用

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