过程装备成套技术期末复习重点.pdf

过程装备成套技术重点整理 2010 12 27 1 考试题型及分值考试题型及分值 填空题 25 简答题 7 5 35 计算题 4 10 40 说明 题号前标有 的为重点内容 一 概论一 概论 考点 过程工业 及 过程装备成套技术 的概念 1 过程工业 以流程性物料 气体 液体 粉体等 为主要处理对象 完成 上述各种过程或其中某些过程的工业生产之总称 上述各种过程指的是从原材料到最后产品的生产过程要进行一系列的化学 物理过程 以改变物质的状态 结构和性质以及原料和中间反应产物的传输过程 2 过程装备成套技术 指的是用各种组成件构成的管道将所需的机器设备按 工艺流程要求组装成一套完整装置 配以必要的控制手段 以及机器设备的选型 或专门设计 还有主体机器设备及管道的运输 安装定位 检验 试车直至投入 正常运行过程中所需用到的各项技术 二 工艺开发和工艺设计概述二 工艺开发和工艺设计概述 考点 工艺开发包含的内容 1 工业新产品开发的步骤 信息研究 实验性研究 可行性研 究 2 概念 设计 工程设计研究 中试 模型 试验 小试 信息研究 可行性研 究 1 工程 设计 可行性研究 3 基础 设计 施工 以三次可行性研究为界 划分为四个阶段 第一阶段 1 信息研究 经济方面的调查与预测 2 实验性研究 五个方面的内容 工艺方法研究 工艺条件研究 物料衡算 能量平衡和生产成本的估算 原材料 半成品和产品质量研究 产品用途及应用 产品质量研究 交叉进行 第二阶段 1 小试 研究制造工艺 制造条件及控制方法 进行材料试验 研究原料和 产品的质量 2 概念设计 方案设计 根据研究提供的概念和数据 确定流程和工艺条件 主要设备的型式和材料 以及三废处理措施等 最终得出基本建设投资和产品成 本等主要技术经济指标 是生产规模的原则流程设计 过程装备成套技术重点整理 2010 12 27 2 第三阶段 1 模型试验 对数学模型法是建立数学模型 对部分解析法是找出放大规律 模型主要有化学反应动力学模型和流动模型等 2 中试 3 基础设计 初步设计或扩初设计 第四阶段 1 工程设计 施工图设计 2 施工 三次可行性研究 1 第一次是对技术 经济 环境综合分析研究 技术 原料路线和技术路线的可行性 可靠性和先进性 经济 估计可能获得的 经济效益和投资回收情况 环境 评估三废治理程度及对环境影响 2 第二次 方案论证 估算工厂规模 投资费用 成本及经济效益等 可作 为同有关部门签订合同的依据 3 第三次 扩初设计审定 对工程投资和经济效益方面做出详细评价 以上的内容较多 重点是要清楚产品开发流程涉及的环节名称及包含的简要内容 2 工艺路线选择原则 生产上安全可靠 技术上先进 经济上合理 3 工艺设计分成几个阶段 初步设计 扩初设计 施工图设计 4 初步设计文件包含的内容 设计说明书和说明书的附图 附表 三 经济分析与评价三 经济分析与评价 考点 投资估算方法 成本概念 经济评价的内容与概念 1 工程项目总投资包含内容 工程项目总投资 建设投资 流动资金 固定资产投资 建设期利息 投资方向调节税 预备费 递延资产 无形资产 固定资产 2 投资估算方法 可能在 系数连乘法 上出计算题 1 指数法 包括规模指数法 1 12 2 n S CCf S 和价格指数法 1 12 2 F CC F 适用于拟建装置基本工艺技术路线和已建装置基本相同 只是规模不同的工艺装 置投资估算 2 百分比估算法 以设备费为基础 根据已建成同类装置的其他费用占设备 费百分比而定 过程装备成套技术重点整理 2010 12 27 3 3 系数连乘法 计算基础是设备到达工程现场的费用 选用设备费作为基础 数据 项目费用分类 设备费 设备安装费 管道工程费 电气工程费 仪表工程费 建筑工程费 费用定额规定费用 统称为装置工程费 设备现场交货价格设备安装工程费管道工程费电气工程费仪表工程费其他工程建设费费用定额规定费用建筑工程费 A B K1 A B A C K2 B C B D K3 C D C E K4 D E D H K7 G H G G K6 F G F F K5 E F E 注意 计算次序不可颠倒 不然悲剧 计算次序不可颠倒 不然悲剧 3 经济评价包括财务评价 国民经济评价及必要的社会效益分析 4 投资项目技术选择原则 先进 适用 可靠 经济性 四 工艺流程设计及设备布置设计四 工艺流程设计及设备布置设计 考点 四种流程图 设备布置过程 1 工艺流程设计的原则 1 尽可能采用先进设备 先进生产方法及成熟的科技成果 2 就地取材 充分利用当地原料 3 采用高效率设备 降低原材料消耗及水电汽消耗 4 经济效益高 5 充分预计生产故障 2 工艺流程图 1 工艺流程草图 工艺流程方块图 定性标出物料由原料转化为产品的变化 流向以及所采用的各种工艺过程及设备 2 工艺物料流程图 以图形和表格的形式来反映物料衡算结果 3 带控制点工艺流程图 由物料流程 控制点和图例三部分组成 4 管道仪表流程图 施工流程图 着重表达全部设备的全部管道连接关系 测量 控制及调节的全部手段 3 设备位号表示 P 03 01 A 设备类别代号 相同数量设备尾号 主项内同类设备顺序号 设备所在主项编号 4 设备布置原则原则 满足工艺及流程要求 符合经济原则 符合安全生产要求 便于安装和维修 有良好的操作条件 5 设备布置图是用来表示一个车间 一个工段或一套装置 的全部设备及设备 管口方位在厂房建筑内外安装布置的详图 过程装备成套技术重点整理 2010 12 27 4 6 工程设计 基础工程设计阶段 详细工程设计阶段 7 补充 常用画管道的 CAD CAE COADE Autoplant AutoDesk 3Dsmartpire PDMS CAESARII 六 压力管道六 压力管道 考点 压力管道定义 管道规范 管道标准体系 法兰面型式及连接方式 了解 几类管道设计图 应力分类的依据及内容 热应力的简单计算 支吊架 液击产 生的原因步骤及消减措施 配管的基本原则 1 1996 年颁布的 压力管道安全与监察规程 对压力管道的设计 制造 安 装 检查 修理 运行等各个环节的安全管理作出了规定 2 压力管道 是指利用一定的压力 用于输送气体或液体的管状设备 其范 围规定为最大工作压力大于或等于 0 1MPa 表压 的气体 液化气体 蒸汽介 质或易燃 易爆 有毒 有腐蚀性 最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体 介质 且公称直径大于 25mm 的管道 3 压力管道分长输管道 公用管道和工业管道三类 4 补充 国内的管道标准体系 1 国家标准 如8163 2008GB 输送流体用无缝钢管 2 石化行业应用标准体系 如3405SH 管子尺寸系列标准 3 化工行业应用标准体系 如20553HG 管子尺寸系列标准 4 机械行业应用标准体系 5 公称尺寸 DN 是用于管道系统元件的字母和数字组合的尺寸标识 数字与管 道内径相关的某数值 公称压力 PN 是与管道系统元件的力学性能和尺寸特性相关 用于参考的字母和 数字组合的标识 6 管道的连接方法 对焊连接型 螺纹连接型 承插焊连接以及法兰连接等 四种 7 补充 法兰面型式 突面 RF 凹凸面 M FM 榫槽面 T G 环连接 面 RJ 全平面 FF 8 设备配管的一般原则 1 设备管嘴都不考虑承受过大载荷 故在管嘴附近设固定支架 2 首先在设备操作侧设定梯子位置 再布置管道 3 管道一般布置在管道的管道侧 4 先布置直径较大的主管 后由上而下依次布置管道 5 如果温度有变化 须考虑热应力对管道影响 6 阀门应布置在横管上 管道不得设置成袋形 7 如设备有多台并联或多个进出口 应力求使管道分支阻力相等 以使流量 过程装备成套技术重点整理 2010 12 27 5 相等 9 管道设计图分类 管道平面布置图及立面布置图 管道平面布置图和管道 空视图 10 将介质内压称为压力载荷 管道的重力 支吊架的反力和其他载荷称为机械 载荷或持续载荷 热胀冷缩和端点附加位移称为位移载荷和热载荷 11 应力分类的依据 产生应力的原因不同 应力造成的破坏性程度不同 12 一次应力 由于外载荷作用而在管道内部产生的正应力或切应力 特点是必须满足力与力矩的平衡法则 非自限性 1 一次总体薄膜应力 遍于管道的基本应力 在管道截面上均匀分布 2 一次弯曲应力 分布在管道很大区域内 沿截面厚度呈线性分布 3 一次局部薄膜应力 局部范围内由于压力和机械载荷引起的薄膜应力 13 二次应力 管道由于变形受约束而产生的正应力或切应力 特点是本身不直接与外力相平衡 具有自限性 14 峰值应力 由于载荷 结构形状的局部突变而引起的局部应力集中的最高 应力值 特点是整个结构不产生任何显著变形 是疲劳破坏和脆性断裂的可能根源 PS P131 132 的 管道的载荷与应力 非常重要 考点颇多 建议重点阅读 15 直管的三向应力公式 周向应力 2 n PD S 轴向应力 2 4 n z n PD S DS 径向应力 2 r P 16 承受内压直管壁厚公式 1 2 o j t pD S pY 式中各量的含义及确定方 法 17 各种壁厚之间的关系 必考计算题 1 理论计算壁厚 1 2 o j t pD S pY 2 管子计算壁厚 1112jjj SSCSCC 注 1 C为材料厚度负偏差 2 C为腐蚀裕量 3 管子名义壁厚 mj SS 4 管子有效壁厚 xmj SSCS 5 管子最小壁厚 min1m SSC 过程装备成套技术重点整理 2010 12 27 6 18 热应力 E t 其中为 线膨胀系数 E为弹性模量 t为工作温度与安装 温度之差 平面管系中 热胀在管道中主要产生弯曲应力 立体管系中 热胀在管道中 主要产生扭转应力和弯曲应力 19 支吊架作用 承受管道载荷 限制管道位移 控制管道振动 20 支吊架分类 1 承重支吊架 恒力支吊架 变力支吊架 刚性支吊架 2 限位支吊装置 限位装置 导向支架 固定支架 3 振动控制装置 减振装置 阻尼装置 21 支吊架部件分为管道连接部件 功能件 中间连接部件和承载结构生根部件 22 管道振动的原因 回转机械的回转部分动平衡不良引起 管道内气体或液 体不稳定流引起 液体的冲击波引起 23 液击定义 压力波动在管中交替升降来回传播的现象 液击产生的原因 生产装置的开停和生产过程的调节时启闭阀门或水泵等突然开 停 引起管道内液体速度突变 而使液体动量改变 导致管道内压力迅速上升或 下降 液击过程 减速升压过程 压强恢复过程 压强降低过程 压强恢复过程 液击的消减 1 避免液体速度的突然变化 防止阀门的突然启闭 2 在管道靠近液击源附近设置安全阀 蓄能器等装置以释放或吸收液击的能 量 过程装备成套技术重点整理 2010 12 27 7 3 使用具有防液击功能的阀门 十 过程装十 过程装备安装备安装 1 设备安装的一般程度 设备验收 工程竣工 工程安装最终检查保温防腐层封闭前检查密封试验试压内部清扫 内件附件 安装 二次灌浆设备找正垫铁安装吊装就位设备出库 2 常用其