化工设计第四章设备设计

1、长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University 主主 要要 内内 容容长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University（一）化工设备的分类（一）化工设备的分类（二）设备设计分类（二）设备设计分类（三）选型和工艺设计的原则（三）选型和工艺设计的原则（四）设备设计方法与步骤（四）设备设计方法与步骤(五五)设备工艺及设备

2、图的计算机辅助设计设备工艺及设备图的计算机辅助设计长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University（一）化工设备的分类（一）化工设备的分类q 按标准化可分为标准设备和非标准设备按标准化可分为标准设备和非标准设备q 按设备在生产中所起作用可分为：按设备在生产中所起作用可分为：反应设备反应设备 如合成塔、聚合釜、沸腾炉、反应器如合成塔、聚合釜、沸腾炉、反应器传质设备传质设备 如精馏塔、吸收塔、萃取塔、干燥器如精馏塔、吸收塔、萃取塔、干燥器传热设备传热设备 如蒸发器、热交换器、结晶罐如蒸发器、热交换器、结晶罐分离设备分离设

3、备 如过滤机、除尘器如过滤机、除尘器电力、动力设备电力、动力设备 如电动机、锅炉如电动机、锅炉热能设备热能设备 如热风机如热风机流体输送设备流体输送设备 如离心泵、真空泵如离心泵、真空泵备料设备设备备料设备设备 如破碎机、配料机如破碎机、配料机制泠设备制泠设备 如氨泠机如氨泠机起重运输设备起重运输设备 如皮带运输机、斗式提升机如皮带运输机、斗式提升机长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University（二）设备设计分类（二）设备设计分类1、标准设备选型、标准设备选型如泵、压缩机、过滤机、离心机和鼓风机等动如泵、压缩机、过

4、滤机、离心机和鼓风机等动力设备经过专业设备加工厂精心设计，已经形成力设备经过专业设备加工厂精心设计，已经形成了系列产品，每一系列又分为许多型号。在设备了系列产品，每一系列又分为许多型号。在设备设计时，只要计算出特征尺寸，如泵的流程和扬设计时，只要计算出特征尺寸，如泵的流程和扬程，就可以通过产品目录选择合适的设备。程，就可以通过产品目录选择合适的设备。近年来，随着发展，一些非标准设备如换热器、近年来，随着发展，一些非标准设备如换热器、搅拌反应釜和旋风除尘等也成为该行业的标准设搅拌反应釜和旋风除尘等也成为该行业的标准设备。备。标准设备，又称之为定型设备标准设备，又称之为定型设备长江师范学院长江师范

5、学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University2 2、非标准设备、非标准设备q也称非定型设备，是需要专门设计的特殊设备也称非定型设备，是需要专门设计的特殊设备非标设备工艺设计，就是根据工艺要求，通过工非标设备工艺设计，就是根据工艺要求，通过工艺计算，提出型式、材料、尺寸和其他要求。再由艺计算，提出型式、材料、尺寸和其他要求。再由化工设备专业进行机械设计，由有关工厂制造化工设备专业进行机械设计，由有关工厂制造; ;在设计非标设备时，必须遵循设备设计的有关标在设计非标设备时，必须遵循设备设计的有关标准和规范等。如塔类设备施工及验收规范（准

6、和规范等。如塔类设备施工及验收规范（HGJ HGJ 211-85211-85）; ; 高压化工静止设备施工及验收规范高压化工静止设备施工及验收规范（ HGJ 208-35 HGJ 208-35 ）; ; 中、低压静止设备施工及验收中、低压静止设备施工及验收规范（规范（ HGJ 2O9-83 HGJ 2O9-83 ）。）。长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University（三）选型和工艺设计的原则（三）选型和工艺设计的原则合理性合理性：满足工艺要求；：满足工艺要求；先进性先进性：保持一定的先进水平；：保持一定的先进水平；

7、安全性安全性：无事故隐患；：无事故隐患；经济性经济性：投资节省，易于加工，维修；：投资节省，易于加工，维修；(5)系统性系统性：通盘考虑，保留适当的余量；：通盘考虑，保留适当的余量；长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University（四）设备设计方法与步骤（四）设备设计方法与步骤原料（或进料）与产品（或出料）的流量、原料（或进料）与产品（或出料）的流量、组成、状态（温度、压力、相态等）、物化组成、状态（温度、压力、相态等）、物化性质、流量波动范围。性质、流量波动范围。设计目的、要求，设备功能。设计目的、要求，设备功能。

8、公用工程条件，如冷却水温度，加热蒸汽公用工程条件，如冷却水温度，加热蒸汽压力，气温、湿度等。压力，气温、湿度等。其他特殊要求。其他特殊要求。长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University2 2、调查待设计设备国内外现状及发展趋势、调查待设计设备国内外现状及发展趋势、有关新技术及专利状况，设计计算方法等。有关新技术及专利状况，设计计算方法等。4 4、确定方案、确定方案确定设备的操作条件，如温度、压力等。确定设备的操作条件，如温度、压力等。确定设备结构型式，评比各类设备结构的优缺确定设备结构型式，评比各类设备结构的优缺

9、点，结合本设计的具体情况，选择高效、可靠的点，结合本设计的具体情况，选择高效、可靠的设备型式。设备型式。确定单元设备的流程。确定单元设备的流程。3 3、收集有关物料的物性数据、腐蚀性质等。、收集有关物料的物性数据、腐蚀性质等。长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University5 5、工艺计算、工艺计算全设备物料与能量衡算。全设备物料与能量衡算。设备特性尺寸计算。设备特性尺寸计算。如：精馏设备的理论级数、塔径、塔高如：精馏设备的理论级数、塔径、塔高 换热设备的传热面积换热设备的传热面积流体力学计算。流体力学计算。 如流动

10、阻力与操作范围计算如流动阻力与操作范围计算长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University6、结构设计、结构设计q在设备型式及主要尺寸已定的基础上，根据各在设备型式及主要尺寸已定的基础上，根据各种设备常用结构，参考有关资料与规范，详细设种设备常用结构，参考有关资料与规范，详细设计设备各零部件的结构尺寸。计设备各零部件的结构尺寸。如填料塔要设计液体分布器、再分布器、填料如填料塔要设计液体分布器、再分布器、填料支承、填料压板和各种接口，各种构件的材料选支承、填料压板和各种接口，各种构件的材料选择、壁厚计算，塔板、塔盘等的

11、机械设计各种辅择、壁厚计算，塔板、塔盘等的机械设计各种辅助结构如支座、保温支架的设计，总装配图及零助结构如支座、保温支架的设计，总装配图及零件图绘制，设备材料表。件图绘制，设备材料表。7 7、制造技术要求与规范、制造技术要求与规范长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University（五）设备工艺及设备图的计算机辅助部分（五）设备工艺及设备图的计算机辅助部分Aspen pluspro/HysyschemCAD作用：作用： 一般设备的选型，动力消耗，基本工艺参一般设备的选型，动力消耗，基本工艺参数的估计，总体设备尺寸数的估计

12、，总体设备尺寸长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University（五）设备工艺及设备图的计算机辅助部分（五）设备工艺及设备图的计算机辅助部分离心泵离心泵智能选泵软件智能选泵软件换热器换热器HTRI Xchanger Suite 5.0 塔设备塔设备cup-tower，KG-tower反应器反应器Aspen plus作用作用： 一般设备的选型，动力消耗，基本工艺参数一般设备的选型，动力消耗，基本工艺参数的估计，总体设备尺寸的估计，总体设备尺寸长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYa

13、ngtze Normal University（五）设备工艺及设备图的计算机辅助部分（五）设备工艺及设备图的计算机辅助部分autoCAD2008版本以上版本以上CAD的二次开发软件：的二次开发软件： PVCAD,PIDCAD,CMCAD等等作用作用： 绘制完整的设备图，对于工艺专业来说绘制完整的设备图，对于工艺专业来说只需绘制设备示意简图，和提供设备设计条只需绘制设备示意简图，和提供设备设计条件单。件单。长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University( (一一) )泵的选用与选择程序泵的选用与选择程序长江师范学院长

14、江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University离心泵类型离心泵类型1 - 1 - 泵体；泵体；2 - 2 - 泵盖；泵盖；3 - 3 - 叶轮；叶轮；4 - 4 - 轴；轴；5 - 5 - 密封环；密封环；6 - 6 - 叶轮螺母；叶轮螺母；7 - 7 - 止动垫圈；止动垫圈；8 - 8 - 轴盖；轴盖；9 - 9 - 填料压盖；填料压盖；10 - 10 - 填料环；填料环；11 - 11 - 填料；填料；12 - 12 - 悬架轴承部件悬架轴承部件 清水泵（清水泵（B B、D D、Sh Sh 型）型）广泛用于工矿企业、城市给排

15、水和各种水利工程，也可用于广泛用于工矿企业、城市给排水和各种水利工程，也可用于输送各种不含固体颗粒的、物理化学性质类似于水的介质。输送各种不含固体颗粒的、物理化学性质类似于水的介质。单级单吸式离心清水泵，系列代号为单级单吸式离心清水泵，系列代号为“B”B”，结构简图如下：，结构简图如下： 化工生产中常用清水泵、耐腐蚀泵、油泵、化工生产中常用清水泵、耐腐蚀泵、油泵、杂质泵、液下泵、屏蔽泵等。杂质泵、液下泵、屏蔽泵等。1.确定泵型确定泵型长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University B B型泵型泵: : 单级单吸悬臂

16、式离心水泵单级单吸悬臂式离心水泵, ,泵体和泵体和泵盖都是用铸铁制成泵盖都是用铸铁制成, ,全系列扬程范围全系列扬程范围为为8 898m98m，流量范围为，流量范围为4.54.5360m360m3 3/h/h。 8B29A8B29A8 8 泵吸入口直径泵吸入口直径, in, in英寸英寸, ,即即8 82525200mm;200mm;B B 单级单吸悬臂式离心水泵单级单吸悬臂式离心水泵; ;29 29 泵的扬程泵的扬程, m;, m;A A 该型号泵的叶轮直径比基本型号该型号泵的叶轮直径比基本型号8B298B29的小一级的小一级, ,即基本型号叶轮第一次即基本型号叶轮第一次切削。切削。长江师范

17、学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University型泵型泵: :多级泵，一般自多级泵，一般自2 2级到级到9 9级，最多可到级，最多可到1212级。全系列扬程范围为级。全系列扬程范围为1414351m,351m,流量范围为流量范围为10.810.8850m850m3 3/h/h。 150D30150D305 5150150泵吸入口直径（泵吸入口直径（mmmm）D D 多级泵；多级泵；30 30 单级扬程单级扬程 m;m;5 5 级数级数; ; 12345671吸入段；吸入段；2中段；中段；3压出段；压出段；4轴；轴；5叶轮；叶

18、轮；6导叶；导叶；7轴承部轴承部 长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal UniversityD D 系列多级离心泵系列多级离心泵TSWA 型卧式多级泵TSWATSWA型卧式多级泵型卧式多级泵T T 透平式透平式S S 单吸泵单吸泵W W 介质温度低于介质温度低于8080A A 第一次更新第一次更新DL 型立式多级泵长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal UniversitySh型泵：型泵：双吸泵，全系列扬程范围为双吸泵，全系列扬程范围为9140m，流量范围，流量

19、范围为为12012500m3/h。 6sh96 泵吸入口直径泵吸入口直径, in英寸英寸,即即625150mm;sh 双吸式离心水泵双吸式离心水泵;9 比转数被比转数被10除后的整数除后的整数;1泵体；泵体；2泵盖；泵盖；3叶轮；叶轮；4泵轴；泵轴； 5密封环；密封环；6轴套；轴套；7轴承；轴承；8连轴器连轴器 长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal UniversityS 型单级双吸离心泵KSY 双吸中开式离心泵S、SA、SH型单级双吸中开式离心泵长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYa

20、ngtze Normal UniversityCQ 型磁力驱动泵IH 型化工泵耐腐蚀泵（耐腐蚀泵（F F型）：输送腐蚀性化工流体必须选用耐腐蚀泵。耐腐型）：输送腐蚀性化工流体必须选用耐腐蚀泵。耐腐蚀泵所有与流体介质接触的部件都采用耐腐蚀材料制作。不同材料蚀泵所有与流体介质接触的部件都采用耐腐蚀材料制作。不同材料耐腐蚀性能不一样，选用时应多加注意。离心耐腐蚀泵有多种系列，耐腐蚀性能不一样，选用时应多加注意。离心耐腐蚀泵有多种系列，其中常用的系列代号为其中常用的系列代号为F F。需要特别注意耐腐蚀泵的密封性能，以。需要特别注意耐腐蚀泵的密封性能，以防腐蚀液外泄。操作时还不宜使耐腐蚀泵在高速运转或出

21、口阀关闭防腐蚀液外泄。操作时还不宜使耐腐蚀泵在高速运转或出口阀关闭的情况下空转，以避免泵内介质发热加速泵的腐蚀。的情况下空转，以避免泵内介质发热加速泵的腐蚀。 40FM12640 泵吸入口直径泵吸入口直径, mm;F 悬臂式耐腐蚀离心泵悬臂式耐腐蚀离心泵;M 与液体接触部件材料代号与液体接触部件材料代号(M表示铬镍钼钛合金钢表示铬镍钼钛合金钢);1 轴封型式代号轴封型式代号(1表示单端面密封表示单端面密封)。长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University F型泵全系列的扬程范围为型泵全系列的扬程范围为15105m，

22、流量范围为，流量范围为2400m3/h。在。在F后面加一个字母表示材料代号后面加一个字母表示材料代号,以作区别：以作区别：H灰口铸铁材料，用于输送浓硫酸。灰口铸铁材料，用于输送浓硫酸。G 高硅铸铁材料，用于输送压强不高的硫酸或以硫酸为高硅铸铁材料，用于输送压强不高的硫酸或以硫酸为主的混酸。主的混酸。B 铬镍合金钢材料，用于常温输送低浓度的硝酸、氧化铬镍合金钢材料，用于常温输送低浓度的硝酸、氧化性酸液、碱液和其它弱腐蚀性液体。性酸液、碱液和其它弱腐蚀性液体。M 铬镍钼钛合金钢材料，最适用于硝酸及常温的高浓度铬镍钼钛合金钢材料，最适用于硝酸及常温的高浓度硝酸。硝酸。S 聚三氟氯乙烯塑料材料，适用于

23、聚三氟氯乙烯塑料材料，适用于90以下的硫酸、硝酸、以下的硫酸、硝酸、盐酸和碱液。盐酸和碱液。 耐腐蚀泵（耐腐蚀泵（F F 型）型）长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University油泵（油泵（Y Y 型）：型）： 油泵用于输送石油及油类产品，油泵系列代号为油泵用于输送石油及油类产品，油泵系列代号为Y Y。因油类。因油类液体具有易燃、易爆的特点，因此对此类泵密封性能要求较高。液体具有易燃、易爆的特点，因此对此类泵密封性能要求较高。输送输送200200以上的热油时，还需设冷却装置。一般轴承和轴封装以上的热油时，还需设冷却装

24、置。一般轴承和轴封装置带有冷却水夹套。有单吸和双吸、单级和多级置带有冷却水夹套。有单吸和双吸、单级和多级(2(26 6级级),),全系全系列扬程范围为列扬程范围为6060603m,603m,流量范围为流量范围为6.256.25500m500m3 3/h/h。 DFAY 型卧式输油泵100Y1202100 泵吸入口直径泵吸入口直径, mm;Y 单吸离心油泵单吸离心油泵; 120 泵的单级扬程泵的单级扬程, m;2 叶轮级数。叶轮级数。长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University杂质泵（杂质泵（P P 型）：型）：离

25、心杂质离心杂质泵有多种系列，常分为污水泵有多种系列，常分为污水泵、无堵塞泵、渣浆泵、泥泵、无堵塞泵、渣浆泵、泥浆泵等。这类泵的主要结构浆泵等。这类泵的主要结构特点是叶轮上叶片数目少，特点是叶轮上叶片数目少，叶片间流道宽，有的型号泵叶片间流道宽，有的型号泵壳内还衬有耐磨材料。壳内还衬有耐磨材料。 液液下泵：下泵：液下泵是一种立式离心泵，整个液下泵是一种立式离心泵，整个泵体浸入在被输送的液体贮槽内，通过一泵体浸入在被输送的液体贮槽内，通过一根长轴，由安放在液面上的电机带动。由根长轴，由安放在液面上的电机带动。由于泵体浸没在液体中，因此轴封要求不高，于泵体浸没在液体中，因此轴封要求不高，可用于输送化

26、工过程中各种腐蚀性液体。可用于输送化工过程中各种腐蚀性液体。 YW YW 型液下式排污型液下式排污泵泵ZW ZW 型自吸式排污型自吸式排污长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University屏蔽泵：屏蔽泵：屏蔽泵是一种无泄漏泵。其结构特点是叶轮直接固屏蔽泵是一种无泄漏泵。其结构特点是叶轮直接固定在电机的轴上，并置于同一密封壳体内。可用于输送易燃定在电机的轴上，并置于同一密封壳体内。可用于输送易燃易爆、剧毒或贵重等严禁泄漏的液体。易爆、剧毒或贵重等严禁泄漏的液体。 DFM DFM 型屏蔽泵型屏蔽泵DFPW DFPW 型屏蔽

27、泵型屏蔽泵长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University屏蔽泵屏蔽泵长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University2.2.确定选泵的流量和扬程确定选泵的流量和扬程流量的确定和计算流量的确定和计算 选泵时以最大流量为基础。如选泵时以最大流量为基础。如果数据是正常流量，则应根据工艺情况可能出现的波果数据是正常流量，则应根据工艺情况可能出现的波动，开车和停车的需要等，在正常流量的基础上乘以动，开车和停车的需要等，在正常流量的基础上乘以1.l1

28、.l1.21.2的安全系效。的安全系效。扬程的确定和计算扬程的确定和计算 扬程用柏努利方程计算，计算扬程用柏努利方程计算，计算出的扬程不能作为选泵的依据，一般要放大出的扬程不能作为选泵的依据，一般要放大5%5%10%10%。3.3.确定泵的安装高度确定泵的安装高度必需汽蚀余量必需汽蚀余量 安全量cr)()(NPSHNPSHgpgugpNPSHv2)(21min, 1c长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University允许吸上真空度允许吸上真空度式中式中HsHs泵样本上查到试验条件下允许吸上的真空泵样本上查到试验条件下允

29、许吸上的真空度度(20,10m(20,10m水柱水柱) )，如果使用条件与此不符，则必须，如果使用条件与此不符，则必须校正。校正。 P P0 0泵操作条件时液面上方压强泵操作条件时液面上方压强, ,Pa;Pa; 10 10试验条件时大气压试验条件时大气压,m;,m; 操作条件下液体的密度操作条件下液体的密度, , kg/ m3 0.24 试验条件下，试验条件下， 20 20水饱和蒸汽压水饱和蒸汽压,m,m长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University4.4.确定泵的台数和备用泵确定泵的台数和备用泵 按泵的操作台数，

30、一般只设一台泵，在特殊情况下，按泵的操作台数，一般只设一台泵，在特殊情况下，也可采用两台泵同时操作。输送泥浆或含有固体颗粒及也可采用两台泵同时操作。输送泥浆或含有固体颗粒及其他杂质的泵和一些重要岗位用泵应有备用泵。对于大其他杂质的泵和一些重要岗位用泵应有备用泵。对于大型的连续化流程，可适当提高泵的备用率，而对于间歇型的连续化流程，可适当提高泵的备用率，而对于间歇操作，泵的维修简易，操作很成熟的常常不考虑备用泵。操作，泵的维修简易，操作很成熟的常常不考虑备用泵。5.5.校核泵的轴功率。校核泵的轴功率。6.6.选用电动机选用电动机7.7.填写选泵规格表。填写选泵规格表。长江师范学院长江师范学院1Y

31、angtze Normal UniversityYangtze Normal University8. 8. 离心泵的操作离心泵的操作安装时，必须使实际安装高度小于最大安装高度，安装时，必须使实际安装高度小于最大安装高度，防止气蚀；防止气蚀；启动前先灌水，防止气缚；启动前先灌水，防止气缚；合闸前先关出口闸，使电机在最小功率下启动，合闸前先关出口闸，使电机在最小功率下启动，保护电机；保护电机；停泵时也先关出口闸，防止水倒流，叶片反转，停泵时也先关出口闸，防止水倒流，叶片反转，并可免去下次启动时灌水；并可免去下次启动时灌水；长期停泵，应将泵内的水排空。长期停泵，应将泵内的水排空。长江师范学院长江师

32、范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University 长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal UniversityF型耐腐蚀离心泵性能范围图型耐腐蚀离心泵性能范围图长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal UniversityF型泵的主要参数型泵的主要参数长江师范学院长江师范学院1Yan

33、gtze Normal UniversityYangtze Normal University( (二二) )如何选择各种类型的化工泵如何选择各种类型的化工泵 1.1.硫酸硫酸 作为强腐蚀介质之一，硫酸是用途非常广泛的重作为强腐蚀介质之一，硫酸是用途非常广泛的重要工业原料。不同浓度和温度的硫酸对材料的腐蚀差要工业原料。不同浓度和温度的硫酸对材料的腐蚀差别较大，对于浓度在别较大，对于浓度在80%80%以上、温度小于以上、温度小于8080的浓硫的浓硫酸，碳钢和铸铁有较好的耐蚀性，但它不适合高速流酸，碳钢和铸铁有较好的耐蚀性，但它不适合高速流动的硫酸，不适用作泵阀的材料；普通不锈钢如动的硫酸，不适用

34、作泵阀的材料；普通不锈钢如304304（0Cr18Ni90Cr18Ni9）、）、316316（0Cr18Ni12Mo2Ti0Cr18Ni12Mo2Ti）对硫酸介质）对硫酸介质也用途有限。因此输送硫酸的泵阀通常采用高硅铸铁也用途有限。因此输送硫酸的泵阀通常采用高硅铸铁（铸造及加工难度大）、高合金不锈钢（铸造及加工难度大）、高合金不锈钢（2020号合金）号合金）制造。氟塑料具有较好的耐硫酸性能，采用衬氟泵制造。氟塑料具有较好的耐硫酸性能，采用衬氟泵（F46F46）是一种更为经济的选择。）是一种更为经济的选择。 长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtz

35、e Normal University 2.2.盐酸盐酸 决大多数金属材料都不耐盐酸腐蚀（包括决大多数金属材料都不耐盐酸腐蚀（包括各种不锈钢材料），含钼高硅铁也仅可用于各种不锈钢材料），含钼高硅铁也仅可用于5050、30%30%以下盐酸。和金属材料相反，绝大多数非金属材料对以下盐酸。和金属材料相反，绝大多数非金属材料对盐酸都有良好的耐腐蚀性，所以内衬橡胶泵和塑料泵盐酸都有良好的耐腐蚀性，所以内衬橡胶泵和塑料泵（如聚丙烯、氟塑料等）是输送盐酸的最好选择。（如聚丙烯、氟塑料等）是输送盐酸的最好选择。 3.3.硝酸硝酸 一般金属大多在硝酸中被迅速腐蚀破坏，一般金属大多在硝酸中被迅速腐蚀破坏，不锈钢是

36、应用最广的耐硝酸材料，对常温下一切浓度不锈钢是应用最广的耐硝酸材料，对常温下一切浓度的硝酸都有良好的耐蚀性，值得一提的是含钼的不锈的硝酸都有良好的耐蚀性，值得一提的是含钼的不锈钢（如钢（如316316、316L316L）对硝酸的耐蚀性不优于普通不锈钢）对硝酸的耐蚀性不优于普通不锈钢（如（如304304、321321），有时甚至不如。而对于高温硝酸，），有时甚至不如。而对于高温硝酸，通常采用钛及钛合金材料。通常采用钛及钛合金材料。 长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University 4.4.醋酸醋酸 它是有机酸中腐蚀性最

37、强的物质之一，它是有机酸中腐蚀性最强的物质之一，普通钢铁在一切浓度和温度的醋酸中都会严重腐普通钢铁在一切浓度和温度的醋酸中都会严重腐蚀，不锈钢是优良的耐醋酸材料，含钼的蚀，不锈钢是优良的耐醋酸材料，含钼的316316不不锈钢还能适用于高温和稀醋酸蒸汽。对于高温高锈钢还能适用于高温和稀醋酸蒸汽。对于高温高浓醋酸或含有其它腐蚀介质等苛刻要求时，可选浓醋酸或含有其它腐蚀介质等苛刻要求时，可选用高合金不锈钢或氟塑料泵。用高合金不锈钢或氟塑料泵。 5.5.碱（氢氧化钠）碱（氢氧化钠） 钢铁广泛应用于钢铁广泛应用于8080以下、以下、30%30%浓度内的氢氧化钠溶液，也有许多工厂在浓度内的氢氧化钠溶液，也

38、有许多工厂在100100、75%75%以下时仍采用普通钢铁，虽然腐蚀增以下时仍采用普通钢铁，虽然腐蚀增加，但经济性好。普通不锈钢对碱液的耐蚀性与加，但经济性好。普通不锈钢对碱液的耐蚀性与铸铁相比没有明显优点，只要介质中容许少量铁铸铁相比没有明显优点，只要介质中容许少量铁份掺入不推荐采用不锈钢。对于高温碱液多采用份掺入不推荐采用不锈钢。对于高温碱液多采用钛及钛合金或者高合金不锈钢。钛及钛合金或者高合金不锈钢。长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University6 6. .氨（氢氧化氨）氨（氢氧化氨） 大多数金属和非金属在液

39、氨及氨水（氢氧大多数金属和非金属在液氨及氨水（氢氧化氨）中的腐蚀都很轻微，只有铜和铜合金不化氨）中的腐蚀都很轻微，只有铜和铜合金不宜使用。宜使用。7.7.盐水（海水）盐水（海水） 普通钢铁在氯化钠溶液和海水、咸水中腐普通钢铁在氯化钠溶液和海水、咸水中腐蚀率不太高，一般须采用涂料保护；各类不锈蚀率不太高，一般须采用涂料保护；各类不锈钢也有很低的均匀腐蚀率，但可能因氯离子而钢也有很低的均匀腐蚀率，但可能因氯离子而引起局部性腐蚀，通常采用引起局部性腐蚀，通常采用316316不锈钢较好不锈钢较好。 长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal

40、 University8.醇类、酮类、酯类、醚类醇类、酮类、酯类、醚类 常见的醇类介质有甲醇、乙醇、乙二醇、常见的醇类介质有甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇等，酮类介质有丙酮、丁酮等，酯类介质丙醇等，酮类介质有丙酮、丁酮等，酯类介质有各种甲酯、乙酯等，醚类介质有甲醚、乙醚、有各种甲酯、乙酯等，醚类介质有甲醚、乙醚、丁醚等，它们基本没有腐蚀性，常用材料均可丁醚等，它们基本没有腐蚀性，常用材料均可适用，具体选用时还应根据介质的属性和相关适用，具体选用时还应根据介质的属性和相关要求做出合理选择。另外值得注意的是酮、酯、要求做出合理选择。另外值得注意的是酮、酯、醚对多种橡胶有溶解性，在选择密封材料时避醚对多种

41、橡胶有溶解性，在选择密封材料时避免出错。免出错。 长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University（三）选择示例（三）选择示例1、离心耐酸泵选择示例、离心耐酸泵选择示例长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University即计算流量即计算流量Q e和扬程和扬程He, 其计算思路如下其计算思路如下:Qe=1.5Qmax=1.5体积流量体积流量=1.5质量流量密度质量流量密度He=1.1Hmax有用功有用功eg柏努利方程柏努利方程选择计算选择计算22

42、2121e21fppuuW(ZZ )gh2 )2()2(22uudlhhhfff直管阻力根据根据e ed d（相对粗糙度）图查出（相对粗糙度）图查出，为局部阻力系数之和为局部阻力系数之和长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University其计算过程其计算过程:已知已知Z1=0;Z2=15m p1=0(表压表压);p2=0.19.81104=9810N/m2 (表压表压)smAwuus/35. 1)081. 0(412003600/30000; 0221硝基苯的粘度为硝基苯的粘度为2.1cP,所以所以62500101 .2

43、120035.1081.03duRe不锈钢的绝对粗糙度不锈钢的绝对粗糙度0.2mm,0.2mm,故故相对粗糙度相对粗糙度 /d=0.2/81=0.00247/d=0.2/81=0.00247长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University由由ed图查出图查出0.0027hf=(贮槽进入管中孔板阀门弯头）贮槽进入管中孔板阀门弯头） 0.51+8.251+0.172+0.754=12.09235. 109.1235. 1081. 045027. 022fhkgJ /73.24kgJWe/1817 .24235. 1120

44、0981081. 9152Qe=1.5Qmax=1.5体积流量体积流量=1.5质量流量密度质量流量密度=1.5 30000/1200=37.5m3/h He=1.1Hmax=1.1eg=1.1181/9.81=20.3m长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University由由ed图查出图查出0.0027hf=(贮槽进入管中孔板阀门弯头）贮槽进入管中孔板阀门弯头） 0.51+8.251+0.172+0.754=12.09235. 109.1235. 1081. 045027. 022fhkgJ /73.24kgJWe/18

45、17 .24235. 11200981081. 9152Qe=1.5Qmax=1.5体积流量体积流量=1.5质量流量密度质量流量密度=1.5 30000/1200=37.5m3/h He=1.1Hmax=1.1eg=1.1181/9.81=20.3m长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University选择型号选择型号因输送管材是不锈钢的因输送管材是不锈钢的, ,所以泵过流部件零件也应为不锈所以泵过流部件零件也应为不锈钢制造钢制造F F型耐腐蚀离心泵是这种材质的型耐腐蚀离心泵是这种材质的, ,其性能范围其性能范围: :流量

46、流量Q Q为为2 2400m400m3 3/h;/h;扬程扬程H H为为1515105m105m所选泵的流量和扬程在其性能范围内所选泵的流量和扬程在其性能范围内p查查F F型泵性能范围图型泵性能范围图, ,得具体型号为得具体型号为80F-2480F-24从泵类产品样本查可知该泵的主要参数从泵类产品样本查可知该泵的主要参数: :转速转速n=2960r/min,n=2960r/min,允许吸上高度允许吸上高度H HS S=5.0=5.06.0;6.0;效率效率=64=6472%;72%;轴功率为轴功率为3.843.845.35kw;5.35kw;所配电机功率为所配电机功率为7.5kw7.5kw长江

47、师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal UniversityF型耐腐蚀离心泵性能范围图型耐腐蚀离心泵性能范围图长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal UniversityF型泵的主要参数型泵的主要参数长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University选择验算选择验算泵的理论功率：泵的理论功率：KWgQHNeee49. 281. 9120036005 .373 .20泵的实际功率泵的实际功率：K

48、WNNe89. 364. 049. 2则在轴功率范围内，故选择适合。则在轴功率范围内，故选择适合。20时，硝基苯的运动粘度为时，硝基苯的运动粘度为smSPa/1075. 11200101 . 263p故粘度对流量、扬程和效率的影响，可忽略不计，所选故粘度对流量、扬程和效率的影响，可忽略不计，所选80F-24型耐型耐腐蚀离心泵是适合的腐蚀离心泵是适合的.20cSt长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University( (二二) )换热设备的设计和选用换热设备的设计和选用长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal

49、 UniversityYangtze Normal University1. 1. 按作用原理分按作用原理分(1)(1)直接接触式换热器直接接触式换热器( (混和式换热器混和式换热器) ) 冷、热流体直接接触，相互混和传递热量。特冷、热流体直接接触，相互混和传递热量。特点是结构简单，传热效率高。点是结构简单，传热效率高。 适于冷、热流体允许混和的场合。适于冷、热流体允许混和的场合。 如如凉水塔、洗涤塔、文氏管及喷射冷凝器凉水塔、洗涤塔、文氏管及喷射冷凝器等。等。换热器的分类换热器的分类长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal Un

50、iversity(2)2)蓄热式换热器蓄热式换热器( (回流式换热器、回流式换热器、蓄热器蓄热器) ) 冷、热流体交替与固体蓄热体冷、热流体交替与固体蓄热体发生传热接触发生传热接触, ,从而达到换热从而达到换热的目的。特点是结构简单，可的目的。特点是结构简单，可耐高温，体积庞大，不能完全耐高温，体积庞大，不能完全避免两种流体的混和。避免两种流体的混和。 适于高温气体热量的回收或冷适于高温气体热量的回收或冷却。却。 如回转式空气预热器。如回转式空气预热器。热流体热流体冷流体冷流体长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal Univer

51、sity(3)(3)间壁式换热器间壁式换热器( (表面式换热器、间接式换热器表面式换热器、间接式换热器) ) 冷、热流体被固体壁面隔开，互不接触，热量由热流体冷、热流体被固体壁面隔开，互不接触，热量由热流体通过壁面传递给冷流体。形式多样，应用广泛。通过壁面传递给冷流体。形式多样，应用广泛。 适于冷、热流体不允许混和的场合。适于冷、热流体不允许混和的场合。 如各种管壳式、板式结构的换热器。如各种管壳式、板式结构的换热器。2 .2 .按用途分按用途分( (1)1)加热器加热器：用于把流体加热到所需温度，被加热流体在加：用于把流体加热到所需温度，被加热流体在加热过程中不发生相变。热过程中不发生相变。

52、(2)(2)预热器预热器：用于流体的预热，以提高整套工艺装置的效率。：用于流体的预热，以提高整套工艺装置的效率。(3)(3)过热器过热器：用于加热饱和蒸汽，使其达到过热状态。：用于加热饱和蒸汽，使其达到过热状态。(4)(4)蒸发器蒸发器：用于加热液体，使其蒸发汽化。：用于加热液体，使其蒸发汽化。(5)(5)再沸器再沸器：用于加热已被冷凝的液体，使其再受热汽化。：用于加热已被冷凝的液体，使其再受热汽化。为蒸馏过程专用设备。为蒸馏过程专用设备。(6)(6)冷却器冷却器：用于冷却流体，使其达到所需温度。：用于冷却流体，使其达到所需温度。(7)(7)冷凝器冷凝器：用于冷却凝结性饱和蒸汽，使其放出潜热而

53、凝：用于冷却凝结性饱和蒸汽，使其放出潜热而凝结液化。结液化。长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University3. 3. 按传热面形状和结构分按传热面形状和结构分(1)(1)管式换热器管式换热器 通过管子壁面进行传热的换热器。按传热管的结通过管子壁面进行传热的换热器。按传热管的结构形式可分为管壳式换热器、蛇管式换热器、套构形式可分为管壳式换热器、蛇管式换热器、套管式换热器、翅片式换热器等。应用最广。管式换热器、翅片式换热器等。应用最广。(2)(2)板式换热器板式换热器 通过板面进行传热的换热器。按传热板的结构形通过板面

54、进行传热的换热器。按传热板的结构形式可分为平板式、螺旋板式、板翅式、热板式换式可分为平板式、螺旋板式、板翅式、热板式换热器等。热器等。(3)(3)特殊形式换热器特殊形式换热器 根据工艺特殊要求而设计的具有特殊结构的换热根据工艺特殊要求而设计的具有特殊结构的换热器。如回转式、热管、同流式换热器等。器。如回转式、热管、同流式换热器等。长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University4. 4. 按所用材料分按所用材料分(1)(1)金属材料换热器金属材料换热器 由金属材料加工制成的换热器。常用的材料有由金属材料加工制成的换热

55、器。常用的材料有碳钢、合金钢、铜及铜合金、铝及铝合金、钛碳钢、合金钢、铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金等。因金属材料导热系数大，故此类及钛合金等。因金属材料导热系数大，故此类换热器的传热效率高。换热器的传热效率高。(2)(2)非金属材料换热器非金属材料换热器 有非金属材料制成的换热器。常用的材料有石有非金属材料制成的换热器。常用的材料有石墨、玻璃、塑料、陶瓷等。因非金属材料导热墨、玻璃、塑料、陶瓷等。因非金属材料导热系数较小，故此类换热器的传热效率较低。常系数较小，故此类换热器的传热效率较低。常用于具有腐蚀性的物系。用于具有腐蚀性的物系。长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal

56、 UniversityYangtze Normal University1.1.管式换热器的结构形式管式换热器的结构形式(1)(1)列管式换热器列管式换热器( (管壳式换热器管壳式换热器) ) 结构紧凑，单位体积所具有的传热面积较大结构紧凑，单位体积所具有的传热面积较大(40(40150m150m2 2/m/m3 3) )，传热效果好，适应性强，操作弹，传热效果好，适应性强，操作弹性大，尤其适用于高温、高压和大型装置中，是性大，尤其适用于高温、高压和大型装置中，是管式换热器中应用最普遍的换热器。管式换热器中应用最普遍的换热器。 在列管式换热器中，当两流体的温度差超过在列管式换热器中，当两流体的

57、温度差超过5050时，就应从结构上考虑热膨胀的影响，采取时，就应从结构上考虑热膨胀的影响，采取相应的热补偿措施。根据热补偿方法的不同，列相应的热补偿措施。根据热补偿方法的不同，列管式换热器分为三种形式：管式换热器分为三种形式： 换热器的结构形式换热器的结构形式长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University固定管板式换热器固定管板式换热器长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal

58、UniversityYangtze Normal UniversityU型管换热器型管换热器长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University浮头式换热器浮头式换热器长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal

59、University2. 蛇管式换热器蛇管式换热器(1)(1)沉浸式蛇管换热器沉浸式蛇管换热器 优点优点: :结构简单，制造方便，结构简单，制造方便，能承受高压，可用耐腐蚀材料能承受高压，可用耐腐蚀材料制造。制造。 缺点缺点: :容器内液体湍动程度容器内液体湍动程度低，管外对流传热系数小，传低，管外对流传热系数小，传热效果可通过增设搅拌提高，热效果可通过增设搅拌提高，此外传热面积有限，主要用于此外传热面积有限，主要用于传热量不大的容器中。传热量不大的容器中。长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University(2)喷淋式

60、蛇管换热器喷淋式蛇管换热器 优点：传热效果较沉浸式好，传热面积大而且优点：传热效果较沉浸式好，传热面积大而且可以改变，检修和清洗方便。可以改变，检修和清洗方便。 缺点：喷淋不易均匀。缺点：喷淋不易均匀。 主要用于管内流体的冷却，常设置在室外空气主要用于管内流体的冷却，常设置在室外空气流通处。流通处。长江师范学院长江师范学院1Yangtze Normal UniversityYangtze Normal University3.套管式换热器套管式换热器优点优点:结构简单，能耐高压，传热面积易于增减；结构简单，能耐高压，传热面积易于增减；缺点缺点:是设备结构不紧凑，金属耗用量大是设备结构不紧凑，金