动静设备相关知识.ppt

常用动 静设备相关知识简介 前言 化工机械通常可分为动设备和静设备两大类 动设备是指主要作用部件为运动的机械 如各种过滤机 破碎机 离心分离机 旋转窑 搅拌机 旋转干燥机以及流体输送机械 各种压缩机 风机 电机 泵 等 静设备是指主要作用部件是静止的或者只有很少运动的机械 如各种容器 塔器 反应器 换热器 干燥器 蒸发器 电解槽 结晶设备 传质设备 吸附设备 普通分离设备以及离子交换设备等 化工设备狭义指的是静设备 塔罐槽釜等 静设备分类及种类 一 静置设备的分类 一 静置设备的设计压力 P 分类常压设备 P 0 1MPa低压设备 0 1MPa P 1 6MPa中压设备 1 6MPa P 10MPa高压设备 10MPa P 100MPa超高压设备 P 100MPa 二 按设备在生产工艺过程中的作用原理分类 1 反应设备 代号R 完成一定的化学和物理反应 其中化学反应起主导和决定作用 物理工程是辅助的或半生的 2 换热设备 代号E 将热量从高温流体传给低温流体 以达到加热 冷凝 冷却的目的 并从中回收热量 节约燃料 按其使用目的分为加热器 冷却器 冷凝器及再沸器等 按换热方式又分为直接混合式 蓄热式和间壁式 3 储存设备 代号C 用来盛装生产用的原料气 液体 液化气等物料的设备 属于结构相对比较简单的容器类设备 按结构特征有立式储罐 卧式储罐及球形储罐等 4 流体输送设备 是将原料 成品及半成品 包括水和空气等各种液体和气体从一个设备输送到另一个设备 或者使其压力升高以满足化工工艺的要求 可用于许多场合 不仅限于化工或炼油生产 也称为通用设备 也喻为炼油 化工厂的 动脉 5 加热设备 是将原料加热到一定温度 使其汽化或为其进行反映提供足够的热量 如 管式加热炉 6 传质设备 是利用物料之间某些物理性质 如沸点 密度 溶解度等的不同 将处于混合状态的物质 气态和液态 中的某些组分分离出来 如 精馏塔 吸收塔 解吸塔 萃取塔等 三 按 压力容器安全技术监察规程 即按设备的压力等级 容积的大小 介质的危害程度及在生产过程中的作用 一类压力容器 所有的低压容器 已化为第二类和第三类者除外 都是第一类压力容器二类压力容器 1 中压容器 已化为第三类者除外 2 易燃介质和毒性程度为中度危害介质的低压反应容器和存储容器 3 毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器 4 低压管壳式余热锅炉 5 低压搪玻璃压力容器 三类压力容器 具有以下情况之一的为第三类压力容器 1 高压容器 2 毒性程度为极高和高度危害介质的中压容器 3 毒性程度为极度和高度危害介质 且设计压力和容器的乘积大于等于0 2MPa m3低压容器 4 易燃或毒性程度为中度危害介质 且设计压力和容积的乘积大于等于0 5MPa m3的中压反应容器 5 易燃或毒性程度为中度危害介质 且设计压力和容积的乘积大于等于10MPa m3的中压储存容器 6 高压 中压管壳式余热锅炉 7 容积大于等于50M3的球形容器 8 容积大于5M3的低温液体储存容器 9 用标准抗拉强度大于540MPa的高强度钢制造的压力容器 10 移动式压力容器等 四 介质安全性质分极 1 易燃 易爆介质 汽油 酒精 液化石油气 乙炔 乙烷等等 2 介质毒性的分级 分为极度危害 级 高度危害 级 中度危害 级 轻度害 级 一 一般容器 工艺生产 储藏液体气体介质的容器 如胺罐 水罐 液化气罐等 二 带搅拌容器 三 高压容器高压容器的主要构件是筒体 密封件 端盖和筒体羰部以及紧固连接件等 高压筒体是高压容器的主体 二 容器的分类 三 塔器 一 根据塔器的总体结构 塔内气 液接触部件的结构形式 分为板式塔与填料塔 1 板式塔按照塔内气 液流动方式 可将塔板分为错流塔板与逆流塔板两类 常用的板式塔有以下几种 1 泡罩塔 泡罩塔板 其优点是不易发生漏液现象 有较好的操作弹性 有恒定的板效率 塔板不易堵塞 物料的适应性强 缺点是结构复杂 金属耗量大 造价高 塔板压降大 雾沫夹带严重 气体分布不均 板效率不高 2 筛板塔 筛板塔优点是结构简单 金属耗量小 造价低廉 气体压降小 生产能力及板效率较泡罩塔高 主要缺点是操作弹性较窄 小孔筛板容易堵塞 3 浮阀塔 浮阀塔优点是生产能力大 操作弹性大 塔板效率高 气体压强降及液面落差较小 塔的造价低 4 喷射型塔 有舌形塔板 浮动喷射塔板 浮舌塔板 2 填料塔填料塔结构简单 阻力小 便于用耐腐材料制造 填料是填料塔的核心 填料塔操作性能的好坏与所选用的填料有直接关系 四 了解换热器的分类和几种常用换热器的结构特点 性能与适用范围 一 换热设备分类1 按作用原理或传热方式分类有混合式换热器 蓄热式换热器 间壁式换热器 2 按生产中使用目的分类 分成冷却器 加热器 冷凝器 汽化器 或再沸器 和换热器等 二 几种常用换热器1 夹套式换热器该换热器的传热系数较小 传热面又受容器的限制 用于传热量不太大的场合 2 蛇管式换热器分以下两种形式 1 沉浸式蛇管换热器的优点是结构简单 价格低廉 便于防腐蚀 能承受高压 缺点是对流换热系数较小 传热系数K值也较小 2 喷淋式蛇管换热器便于检修和清洗 传热效果也较好 但喷淋不易均匀 3 套管式换热器这种换热器构造较简单 能耐高压 流体的流速较大 严格的逆流 有利于传热 但接头较多 易发生泄漏 传热面积较小 4 列管式换热器 1 固定管板式换热器具有结构简单和造价低廉的优点 缺点是不易检修和清洗 温度差较大时 应考虑热补偿 2 U型管换热器 它结构较简单 重量轻 适用于高温和高压扬合 缺点是管内清洗比较困难 管板的利用率低 3 浮头式换热器 可以补偿热膨胀 便于清洗和检修 应用较为普遍 但结构较复杂 造价较高 4 填料函式列管换热器在一些腐蚀严重 温差较大而经常更管束的冷却器中应用较多 它结构较浮头式简单 制造方便 易于检修清洗 5 板片式换热器板片式换热器分为螺旋板式换热器 板式换热器和板翅式换热器等 主要优点是传热系数比较高 结构紧凑 板片加工制造也比较容易 而且检修 清洗方便 缺点是操作压力比较低 一般在1 5MPa以下 因为受垫圈材质的的限制 压力高了 很容易泄露 处理量也小 五 金属油罐的分类及结构特点 一 油罐的分类1 按油罐所处位置划分分为地上油罐 半地下油罐和地下油罐三种 2 按油罐几何形状划分分为立式圆柱形罐和卧式圆柱形罐及球形罐 3 按不同结构形式划分分为固定顶储罐 浮顶储罐 无力矩储罐 1 固定顶储罐分锥顶储罐和拱顶储罐 锥顶储罐与相同容积拱顶罐相比 制造简单 施工方便 但钢材耗用较多 拱顶储罐耗用钢材量较少 能承受较高的剩余压力 减少储液蒸发 造价较低 但罐顶制造施工较复杂 2 无力矩储罐结构简单 施工方便 钢材得到充分利用 但顶板太薄 易积水 易腐蚀 操作行走不便 不全 3 浮顶储罐的种类很多 如单盘式 双盘式 浮子式等 适用于原油 汽油 溶剂油 重整原料油以及需要控制蒸发损失及大及污染 控制放出不良气体 有着火危险的产品的储存 内浮顶储罐的顶部是拱顶与浮顶的结合 外部为拱顶 内部为浮顶 故具有拱顶和内浮顶的优点 缺点是钢材耗量比较多 维修不便 储罐不易大型化 二 金属油罐附件1 拱顶 无力矩顶油罐附件有人孔 透光孔 排污孔 管 放水管 罐顶结合管与罐壁接合管 量油孔 呼吸阀 安全阀 通气管 防火器 内部关闭阀操纵装置 加热器 升降管 泡沫发生器 回转接头与升降管 进料孔 2 浮顶油罐附件有浮船人孔 单盘顶人孔 试验人孔盖板 自动透 通 气阀 盘边透气阀 浮顶支柱与单盘支柱 中央排水管 量油管 六 球形容器 球形容器常称为球罐 球罐与其它容器在相同体积时用材最少的容器 是较常见的一种容器 球罐的安装要求比其他容器技术要求 检验等要高的多 一 球罐的结构与分类1 球罐的构造球罐由本体 支柱 承 及附件组成 1 球罐本体 球壳有环带式 橘瓣式 足示瓣式 混合式在种结构形式 2 球罐支柱 承 有柱式及裙式两种结构 3 球罐的附件有梯子平台 人孔和接管 水喷淋装置 隔热和保冷设施 液面计 压力表 动静设备的安装工艺和安装质量要求是有很大区别的 转动设备的安装精度和工艺要求比较严格 静置设备的安装标准相对宽松 使用的性质不也不相同 相对质量标准不同 动设备 静设备安装都要进行 三找 找设备纵横向的中心位置 找设备的标高 找设备的水平 垂直度 2 球罐的分类 1 按形状分为圆球形和椭圆形 2 按壳体层数分为单层壳体和双层壳体 3 按球壳的组合方式分为纯橘瓣式 纯足球瓣式和足球橘瓣混合式 4 按支承结构分为柱式支承和裙式支承 动设备种类 石油化工动设备种类石油化工动设备种类可按其完成化工单元操作的功能进行分类 一般可分成流体输送机械类 非均相分离机械类 搅拌与混合机械类 冷冻机械类 结晶与干燥设备等 一 关于泵的概述 1 泵是输送液体并提高液体压力的机器 2 泵分为化工用泵 水泵 3 主要差异 特殊材料和设计 防止腐蚀和适应化工工艺 包括结构 轴封 材料及检修难度 4 化工用泵的要求1 能满足化工工艺要求 化工生产过程中泵不但输送物料 还要满足物料平衡和所需的压力 在生产规模不变情况下 要求泵的流量和扬程要相对稳定且具有较高的效率 2 耐高温 低温 作为输送高温和低温的化工用泵 其选材必须在正常温度 现场温度和最后的输送温度下都有足够的强度和稳定性 3 耐腐蚀 化工用泵所输送的介质包括原料 产品 中间产物多数具有腐蚀性 一旦选材不当 泵工作时 零部件就会被腐蚀失效 4 耐磨损 对于输送高速 含有悬浮固体颗粒流体的泵一旦腐蚀破坏会加速介质对其他管件的钝化膜的磨损 金属处于活化状态后 腐蚀情况就会进一步恶化 5 无泄漏或少泄漏 对好多易燃 易爆 有毒 含放射元素或贵重介质 泄露可能造成火灾 环境污染 人体伤害或造成很大浪费 因此要求无泄漏或少泄漏 6 能输送临界状态的液体 临界液体往往会在泵内汽化 易于产生汽蚀破坏 因此要求泵有较高的抗汽蚀性能 7 运行可靠 化工生产中泵长周期运行和参数平稳可靠至关重要 如经常发生故障不但会造成停产 影响经济效益 有时会造成化工系统的安全事故 5 作用 输送液体并增加液体的能量 化工厂的 心脏 泵的分类 按工作原理可分为 1 容积式泵 往复泵 活塞泵 柱塞泵 隔膜泵回转泵 齿轮泵 螺杆泵 滑片泵2 叶片式泵 离心泵 混流泵 轴流泵 旋涡泵3 其他类型泵 喷射泵 真空泵 泥浆泵 低温泵离心泵主要用于大 中流量和中等压力的场合 适用范围广 结构简单 运转可靠等优点 往复泵主要用于小流量和高压力的场合 旋涡泵则适用于小流量和较高压力的场合 离心泵的工作原理 离心泵是利用叶轮旋转而使水产生的离心力来工作的 水泵在启动前 必须使泵壳和吸水管内充满水 然后启动电机 使泵轴带动叶轮和水做高速旋转运动 水在离心力的作用下 被甩向叶轮外缘 经蜗形泵壳的流道流入水泵的压水管路 离心泵的工作原理示意图 离心泵的结构及作用 离心泵的主要构造有泵体 泵壳 叶轮 轴承 支架 密封装置等组成 1 叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体 以增加液体的静压能和动能 主要增加静压能 叶轮有开式 半闭式和闭式三种 2 泵壳的作用是将叶轮封闭在一定的空间 以便由叶轮的作用吸入和压出液体 泵壳多做成蜗壳形 故又称蜗壳 由于流道截面积逐渐扩大 故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速 使部分动能有效地转换为静压能 泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体 同时又是一个能量转换装置 3 密封装置的作用是防止泵壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内 常用密封装置有填料密封和机械密封两种 4 填料一般用浸油或涂有石墨的石棉绳 机械密封主要的是靠装在轴上的动环与固定在泵壳上的静环之间端面作相对运动而达到密封的目的 离心泵按叶轮吸入方式分 单吸式离心泵 单级双吸离心泵 扬程范围为10 140m 流量范围是90 28600m h 现场用的扬程为H 60 46m 流量范围Q 987 1975m h 转速n 990r min 按轴的安装位置不同 分卧式和立式两种结构 这种泵实际上相当于两个B型泵叶轮组合而成 液体从叶轮左 右两侧进入叶轮 流量大 转子为两端支承 泵壳为水平副分的蜗壳形 两个呈半螺旋形的吸液室与泵壳一起为中开式结构 共用一根吸液管 吸 排液管均布在下半个泵壳的两侧 检查泵时 不必拆动与泵相连接的管路 由于泵壳和吸液室均为蜗壳形 为了在灌泵时能将泵内气体排出 在泵壳和吸液室的最高点处分别开有螺孔 灌泵完毕用螺栓封住 泵的轴封装置多采用填料密封 填料函中设置水封圈 用细管将压液室内的液体引入其中以冷却并润滑填料 轴向力自身平衡 不必设置轴向力平衡装置 在相同流量下双吸泵比单吸泵的抗汽蚀性能要好 单级双吸式离心泵 按叶轮数目分 1 单级离心泵泵中只有一个叶轮 单级离心泵是一种应用广泛的泵 由于液体在泵内只有一次增能 所以扬程较低 2 多级离心泵具有两个或两个以上叶轮的离心泵称为多级离心泵 级数越多压力越高 图1 4所示为一台分段式离心水泵 这种泵的叶轮一般为单吸式 多级离心泵结构图 按扬程 用途和输送液体性质分 1 低压泵 扬程 20m 2 中压泵 扬程 20 100m 3 高压泵 扬程 100m 1 清水泵 2 泥浆泵 3 酸泵 4 碱泵 5 油泵 6 砂泵 7 低温泵 8 高温泵 9 屏蔽泵等 离心泵的型号 离心泵的性能参数 流量 是泵在单位时间内从泵的排液管实际排出的液体体积量 用qv表示容积流量 单位是m s m h或L s 流量的大小可在泵的排液管路中直接用流量计测量 泵的铭牌上所标的流量为设计工况点工作时的流量 不是泵的最大流量 扬程 是单位重量液体流过泵时所增值的能量 也就是1N液体通过泵获得的有效能量 其单位是N m N m 即泵抽送液体的液柱高度 扬程主要体现在液体压力的提高 汽蚀余量 又叫静正吸头 是表示汽蚀性能的主要参数 表示离心泵抗气蚀的能力 单位 m 功率 通常指输入功率 即原动机传到泵轴上的轴功率 用N表示 单位是W或KW 效率 用 表示 泵的效率为有效功率和轴功率之比 即 Ne N 它反应了泵中能量的损失程度 泵中的损失一般可分为 容积损失 流量泄漏所造成的能量损失 流动损失 机械损失 轴承 密封装置和轮盘的摩擦损失 防止气蚀的措施 发生的原因 泵入口处的压力过低或液体的饱和蒸汽压过高解决措施 降低安装的高度 减小吸液管的阻力损失 降低输送液体的温度 减小输送液体的密度 调高吸液灌液面的压力相同的温度下 较易挥发的液体其饱和蒸汽压也高 所以输送易挥发的液体时泵容易发生气蚀现象 常见故障及排除方法 离心机的使用维护 离心风机 一种装有一个或多个叶片的通过轴旋转推动气流的机械 叶片将施加于轴上旋转的机械能 转变为推动气体流动的压力 从而实现气体的流动 流量 离心风机的流量是指在单位时间内流过风机的气体容积 全压 风机出口截面上的总压与进口截面上的总压之差 动压 将气体从零速度加速至某一速度所需的压力 静压 风机的全压减去通风机的动压 转速 风机叶轮单位时间内的旋转速度 一般称为角速度 离心风机的组成及工作原理 离心风机主要由三部分组成 叶轮 也称涡轮 风轮 转子 驱动部分 电机 传动件 壳体 也称蜗壳 风桶 叶轮的功能是使空气获得能量 壳体的功能是收集空气 并将空气的动压有效地转化为静压 离心风机具有很大的风量范围和风压范围 在通风工程中被广泛应用 离心风机的传动方式 离心风机整机结构图 开机前的检查 准备 启动离心风机之前 应彻底清除离心风机内外的灰尘和异物 检查进出口连接部位有无忘记紧固的地方 配管的支撑件是否完备 彻底清除管道内焊渣 铁屑等杂物 将润滑油加注到主机油位计上部红线为止 将润滑脂加注到中间轴的轴承座内 填满轴承空隙的1 3 1 2 检查风机油箱及中间冷却器的冷却水 确认是否达到规定的要求 按旋转方向手动盘车 检查带轮或联轴器有无异常现象 开机 停机操作 对于新安装 大修后或长时间未使用的离心风机 在投入运行前都应该进行试运转 具体步骤如下 1 打开风机及中间冷却器冷却水 2 全开进 排气阀门 在无负荷状态下接通电源开关 一般采用降压启动核实转向 3 启动后空载运转2