过程装备成套技术复习资料.doc

第一章 概论1过程工业：以流程性物料为主要处理对象一系列物理化学过程的工业生产之总称2过程装备成套技术：为完成工业生产，从设备、管道和机器的选型，设计生产到运输、安装、检验、试车，直到达到预定的技术要求和技术指标过程中所涉及的所有技术。3成套装备：为生产某些产品或完成一定任务所必须的整套设备4过程工业成套装备：过程工业生产用的主要机器设备和各种辅助设备的，由管道连接起来组成的一个能完成特定工艺过程的一套设备5设备分为类型：1反应设备,塔设备，存储设备，换热设备，工业锅炉，机器（三机一泵）6在过程工业中装置的主体：过程装备7工业生产中的“三废”指废气废渣废水8过程装备成套技术的主要任务：补充从产品开发，可信性研究、工艺设计、专用设备设计、定型机器设备的选型、生产装置自动控制到装置安装调试投产全过程所需知识中其他专业课程没有设计的知识，拓宽知识面，开拓思路。 第二章工艺开发与工艺设计概述1过程工业新产品开发的基本步骤框图：见图21P82过程工业开发的全过程分为四个阶段：商品信息研究和实验性研究阶段，小试和概念设计，模型试验、中试和基础设计，工程设计和施工各阶段包括内容 ，每一步骤包括内容：信息研究：市场对开发新产品的需求量，对开发产品与国民经济其他部门的关系，市场前景，收益估算，社会效益以及环境污染，评估科研水平，社会条件及完成该项目的可能性实验性研究：（详见P9，主要了解）3工艺路线选择包括哪些步骤：调查，分析，生产成本计算，评估，选择工艺路线各个步骤主要内容是什么：详见（P11-13）4工艺路线选择的总的原则是：生产上安全可靠，技术上先进，经济上合理5生产成本包括：直接材料费用，直接染料费用，动力费用，直接工资和职工福利及制造费用6过程装置：为实现特定工艺性能所设计或选定的，并能将各种不同性能的众多部分有机组合成德整体。7工艺分为哪几个阶段：初步设计、扩大初步设计和施工图设计阶段8初步设计的设计文件应包括哪些内容：设计说明书和说明书附图、附表9施工图设计的设计文件包括哪些内容：设计说明，有关图纸、相关表格10工艺设计从全局出发，要考虑哪些因素：选择厂址，总图布置，安全防火与环境保护，公用工程，自动控制和土建设计 第三章 经济分析与评价1固定资产：使用期限超过一年的房屋、建筑、机器设备、运输工具及其他与生产经营相关的设备、器具、和工具。2无形资产：专利费、商标费、著作费、土地使用费、非专利技术、商誉3递延资产：开办费、以经营租赁方式租入的固定资产改良支出4预备费：工程建设期难以预料的工程项目所增加的费用5流动资金：拟建项目投产后、为维持正常生产，垫支于劳动对象，准备用于支付工资和其他生产费用等方面所必不可少的周转资金。6固定资产投资方向调节税设置的两个序列是1，基本建设序列2技术改造序列7工艺装置投资估算方法有哪些？掌握计算方法。指数法，百分数估算法，系数连乘法规模指数法中规模指数n如何选取？通常情况下选取N=0.6当采取增加装载设备大小达到扩大生产规模时取0,60,7，采用增大设备数量增大生产规模时取0,81,0；对于实验性生产装置和高温高压的工业生产装置取0,30,5，对于生产规模扩大到50倍以上的装置不采用指数法计算（参考P24页例题）8系数连乘法有哪些特点？1只要系数精度高，计算结果十分准确2计算迅速简便不需要详细的工程资料3由于该法以设备到送至现场的价格为依据，所以受到地区时间物价上涨的影响小4当前它只用来计算一项工程或装置额费用，不适用于一项工程的各单项工程5此法对现场区不饿的装置工程、公用工程、辅助工程比较准确6虽然此法受物件波动影响很小，但不等于没有9产品总成本费用：一定时期内为生产和销售产品而花费的全部成本各费用10生产成本包括哪几项?直接材料费、直接燃料和动力费用、直接工资和职工福利及制造费11经济评价的内容包括哪几项？财务评价，国民经济评价和必要的社会效益分析12对项目进行经济评价的意义是什么？经济评价是项目能否进展下一步工作的依据，只有做出肯定结论后才能继续开展下一步工作，否则项目就要终止。13财务评价的盈利能力的静态指标有哪些？投资利润率、投资利税率、资本金净利润率和14投资回收期：动态指标有哪些？财物净现值和财务内部收益率15财务评价的清偿能力用哪些指标表示？借款偿还期，资产负债率，流动比率和速动比率16资产负债率：反应项目利用债权人提供的资金进行经营活动的能力和债权人发放贷款的安全程度17流动比率：反映项目流动资产在短期债务到期以前，可以变为现金用于偿还流动负债的能力18速动比率：反映项目流动资产中，可以立即用于偿还流动负债的能力19盈亏平衡分析：通过计算盈亏平衡点分析项目成本与收益平衡的一种方法20敏感性分析：通过分析、预测项目主要因素发生变化时对经济评价指标的影响从中找出敏感因素，并确定其影响速度21概率分析：研究预测各种不确定因素和风险因素发生的可能性及对项目评价指标影响的一种定量分析方法22国民经济评价的主要评价指标是什么？国民内部收益率；其辅助指标是什么？经济净现值和经济净现值率23环境影响评价的基本原则是什么？1为建设决策服务，坚持可靠实用及综合分析的原则2建立在基础数据资料完整准确的基础上3选用先进适当的方法和技术手段，保证环境影响评价工作的科学性和先进性24环境影响评价的工作程序大致可分为哪几个阶段1，准备阶段：提出任务，组织队伍，编制环境影响评价大纲，大纲审评2实施阶段：资料收集工程分析，调查模拟，计算，影响分析预测和评价工程方案的优劣，提出环境跋扈对策3总结阶段：资料汇总，专题报告编写，总报告编写，报告书技术审评25环境影响评价分析的方法包括哪些内容？主要污染因子的筛选，主要污染因子的环境测量，环境影响评价 第四章 工艺流程设计及设备布置设计1工艺流程设计的主要任务是：1确定生产流程中各个生产过程的具体内容、顺序和组合方式，以达到加工原料制得所需的目的；2绘制工艺流程图，以图解的形式表示生产过程中，当物料经过各个单元操作过程制得产品时，物料和能量发生的变化及其流向，以及采用了哪些设备和过程，表示用于表示控制流程2工艺流程设计的原则是：尽可能采用先进设备、先进生产方法及成熟的科学技术成果，以保证质量;就地取材，充分利用当地资源，以获得最佳的经济效益；采用高效率的设备，降低原材料消耗及水电汽消耗以降低成本；经济效益高；充分预计生产的故障，以便即时处理，保证生产的稳定性3工艺流程设计的主要依据是：原料性质，产品质量和品种，生产能力和余后的发展余地4从工艺和技术考虑, 工艺流程设计应考虑的问题有哪些？ 1尽量采用能使物料和能量有高利用率的连续操作过程2反应物在设备内的停留时间要使之反应完全又能尽可能地短3维持各个反应在最适宜的工艺条件下进行，多相反应尽可能地增大反应物的接触面4设备或器械的设计要考虑到流动形态对过程的影响，也要考虑原料成分，操作温度等的变化5尽可能使机械结构、反应系统的操作和控制简单灵敏有效6及时采用新工艺新技术7在技术水平和设备材料允许的条件下，大型单系列或少系列优于小型多系列，且便于微机控制5从经济、管理、环保、安全考虑，工艺流程设计应考虑的问题有哪些？原料和销售产1选用小而有效的建筑设备，以降低投资费用，以便于管理和运输，同时考虑操作、安全和扩建的需要2工厂应接近销售地域，或有相应规模的交通运输系统3现代过程工业装置的趋势是大型高效节能自动化微机控制；一些精细产品则趋向小批量多品种高质量方向发展4用各种方法减少不必要的辅助设备或辅助操作5选用适宜的耐久抗蚀的材料6工序和厂房安排合理7创造有职工保护的安全工作环境，减轻体力劳动8重视环境保护，搞好三废治理，污染处理装置与生产装置同时投产6工艺流程图一般分为哪几种类型？工艺流程草图，工艺物料流程图，带控制点工艺流程图和管道仪表流程图7工艺流程草图的作用是什么？内容包括哪些？其线型如何规定？作用：定性的标出物料由原材料装换成产品的变化、流向以及采用的工艺过程和设备，为将要进行的物料衡算，能量衡算以及部分设备的工艺计算服务，不计入设计文件内容:1设备示意图2流程管道及流向箭头3文字注释设备轮廓线用细实线，物料管道用粗实线、副主管道用中实线8设备位号的组成包括哪几项？各项代表什么意义？详见书P479工艺物料流程图的作用是什么？为设计审查提供资料，为进一步设计提供依据为日后生产操作作参考10带控制点的工艺流程图由哪几部分组成？物料流程，控制点，图例11管道仪表流程图有何作用？详细描述该装置的生产全过程，着重表达了全部设备的全部管道连接关系，测量控制及调试的全部手段12管道及仪表流程图包括哪两个组成部分？工艺管道及仪表流程图13工艺管道及仪表流程图的线型如何规定？工艺物料管道用粗实线，副主管道用中实线其他用细实线14辅助系统管道及仪表流程图的线型如何规定？总管用粗实线，其他相应支管用中实线，其他用细实线15管道号包括哪几个部分？各个部分代表的意义是什么？各物料代号代表的物料是什么？详见P4916材料类别代号代表的材料是什么？A B C D E F G H铸铁 碳钢 普通低合金钢 合金钢 不锈钢 有色金属 非金属 衬里及内防腐17设备布置的原则是什么？1满足工艺及流程的要求2符合经济原则3符合安全生产要求4便于安装维修5有良好的操作条件18工程设计一般分为哪两个阶段？基础工程设计阶段和详细工程设计阶段19基础工程设计阶段共编制哪几版设备布置图？初步设备布置图、内部审查版设备布置图、用户审查版设备布置图、确认版设备布置图20详细工程设计阶段共编制哪几版设备布置图？各版设备布置图的作用是什么?研究版设备布置图：在详细工程设计开始，布置已成定局，为下一步设计提出条件设计版设备布置图：开展正式施工图的设计，布置图上应标注出全部的设备定位尺寸，及所有操作平台施工版设备布置图：根据管道设计的要求及其他问题的处理面对而对设计版做出修改，最终成为施工版设备布置图21设备布置图的绘制步骤是什么？考虑视图配置，选定绘图比例，确定图纸幅面，绘制水平面，画建筑定位轴线，画与设备安装布置有关的厂房建筑基本结构，画设备中心线，画设备支架基础操作平台的轮廓尺寸，标注尺寸，标注定位轴线编号及设备位号名称，必要时画分区界线，并标注，绘制剖视图，绘制方位坐标，绘制涉笔设备一览表注写相关说明，填写标题栏检查校核最后完成样图22换热器的布置原则是什么？布置时考虑换热器抽管束或维修所需的场地和设施，当检修中汽车吊不能接近换热器时，应设置吊车梁地面轨道或其他检修设施；换热器管束抽出端应布置在检修通道侧；避免直径较大的两个以上的换热器堆叠在一起布置，若工艺有特殊要求或考虑节约占地面积，可以考虑重叠，但维修不便；操作温度高于物料自燃点的换热器上方如无楼板或平台隔开，不应布置其他设备23泵的布置方式有哪两种？离心泵排出口取齐，并列布置，使泵出口管整齐，便于操作排出口不能取齐时，可采用泵的一端基础取齐。便于设置排污管或排污沟24泵的布置原则是什么？首先考虑便于操作与检修，其次是整齐美观。具体细节详见P60 第五章 过程装备的设计与选1 设备工艺计算主要包括内容：物料衡算，能量衡算，设备性能尺寸，流体流动阻力及操作范围2 设备的特性尺寸包括：设备容积，壳体直径长度、换热设备面积、蒸馏吸收等传质设备的理论塔板数3 物料衡算目的：求出设备内各组分的质量、各组分的成分百分比、各组分容积 能量衡算目的：确定各单元操作设备以及伴有热效应的化学反应所需热量或冷量，及流体机械和搅拌设备所需的功率4 换热器设计时如何确定哪些介质走管程，哪些介质走壳程？以判断为主，详见书P655 管壳式换热器的工艺计算步骤：1计算传热量平均温差，根据经验公式或历史文献确定总传热系数，估算总传热面积2遵照相关国家标准，初选管径管长管距管数壳体直径管程数设计和计算折流板类型和数目3初步确定换热器主要尺寸，选择壳程流体各管程流体4再分别计算管程壳程传热膜系数，确定污垢热阻求出总传热系数，重新计算传热面积，并与之前传热面积比较，若二者大致相等，试算合理，否则重新估算5计算管壳程压降，使压力损失在允许范围之内6塔设备按内件结构可分为板式塔和填料塔7塔设备的工艺计算步骤是1计算塔径求出液泛气速和空塔气速2计算理论塔板数以确定塔板数或填料高度，板式塔还应进行塔板开孔区和溢流区的设计和计算3进行流体力学计算包括气流通过塔板或填料的压降、板式塔漏液点计算、雾沫夹带和液泛的核算保证设备工作点位于稳定操作区8反应设备：完成化学反应的设备9设计一台新的设备包括：设备工艺设计和设备结构设计（综合1、7、11、12）10过程设备机械结构设计的主要任务是在设备形式及主要尺寸已定的基础上，根据设备常用结构，参考有关资料与规范，详细设计设备各零件的结构尺寸，选择各种构件的材料设备强度计算，设备内件与管口方位设计，设备总装配图及零件图绘制并提出设备制造技术要求与规范11对设备的结构与机械设计的要求是：要有足够的强度，保证安全，防止设备受外力而破坏；有足够的刚度，防止设备在运输安装使用中发生较大变形，有良好的密封性，防止物料外泄；有良好的耐腐蚀性，针对有腐蚀性的介质应正确选材或采取合适的防腐措施计算，保证设备的耐久性12过程设备材料选用时应考虑问题：主要考虑设备结构、制造工艺、使用条件和使用寿命，还应考虑耐蚀性能、力学性能、来源、价格。材料的机械性能是选材的重要依据，设计中除了考虑强度极限和屈服极限，高温时还要考虑蠕变极限和持久极限。塑性延伸率及冲击韧性也是选材的重要材料，要求材料有良好的耐蚀性。换热设备要求材料有高的热导系数。13过程设备常用材料可分为两大类：金属材料和非金属材料14常用的金属材料包括两大类：黑色金属和有色金属15常用的非金属材料可分为两大类：有机材料和无机材料16机器选型的基本原则：首先分析工艺要求其次再在基本满足工艺要求的机型中选择运行可靠性、结构简单、维修方便、价格便宜的机型。同时按照实际情况分清主次、综合考虑，选择相对适用的机型。17过滤机选型要考虑因素：滤浆特性、滤浆物性和生产规模18滤浆的过滤特性与过滤速度、滤饼孔隙率、固体颗粒沉降速度和固相浓度19干燥机械按操作方式分类，可以分为两类：连续式和操作式机械20干燥机械的选型要综合考虑因素：干燥性能的操作性能必须适应被干燥物料的特性，满足产品质量要求，符合安全保护和节能的要求。 第六章 管道设计1、往复式压缩机产生振动的原因：1，机器运动机构的动平衡差或基础设计不合理，压缩机产生的往复惯性力2，气流压力脉动，压缩机运行时吸排气间歇交替进行且活塞运动速度有变化消除方法：消减气流脉动1采用合理的吸排气顺序2装设缓冲器3装设声学滤波器装设孔板5加消震器增大管径改善管道系统结构，消减管道振动：1避免气流和速度突变2避免机械振动2、自动补偿法的选择原则：只有在自然补偿不能满足要求时才采用人工补偿对于L型自然补偿，需要考虑其较短端是否有足够的吸收管系热膨胀的能力，如果长度不够应加长或重新考虑管道布置;采用Z型补偿只需在两端加以固定;立体形式的自然补偿比平面形式的好消减3、液击：由于阀门启闭，管道内液体速度突变，其速度变化改变其动量，使管道内压力突变，并伴有液体锤击的声音，压力波动在管道内交替升降来回传播的现象危害：导致管道振动，产生噪音严重影响管道系统的正常运行甚至使管道爆裂或失稳消除措施：1，避免流体流速突变，防止阀门的突然开启或关闭2，在管道靠近液击源附近设置安全阀蓄能器释放或吸收液击能量3，使用具有防液击功能的阀门4、管系的柔性：温度变化时管道系统的热涨可能性弯管的柔性系数：弯管相对于直角弯头在承受弯矩时柔性增大的程度应力加强系数 ：弯管在弯矩作用下的最大弯曲应力与直角弯头在相同弯矩作用下产生的最大弯曲应力的比值5、刚性液柱理论 ：在液击研究中，不考虑流体可压缩性和管子材料弹性的理论6、设备配管的一般原则：1，管嘴应设有支撑以承受其自重和热涨反力2，先在设备操作侧设定梯子位置后再进行管道布置3，管道布置在管道侧不能布置在操作侧4，先布置大直径的管道，由上至下依此安装5，有温度变化时考虑热应力的影响6，阀门放置在横管防止积液，管道切记布置成袋形7多台设备并联或多个进出口时应使管道分支阻力相等保证各管道流量相等 7、峰值应力：由于载荷或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征：结构不产生明显变形8、选用阀门主要考虑哪些问题？1，装置无故障操作，2经济性 9、阀门的结构主要由三大部分完成：阀体，操作机构，执行机构10、管道在正常工作时受到的载荷：介质压力管道自重，支吊架反力及其他外载和热胀冷缩端点附加位移这些载荷将产生应力：介质压力和持续外载属于一次应力，热载荷属于二次应力对这些应力进行评判：一次应力无自限性，