化工设备的选型和设计计算[1]课件

1、第五章 化工设备的选型和设计计算化工设备的选型和设计计算1主要内容物料输送设备贮罐换热设备分离设备传质设备化学反应器化工设备的选型和设计计算1化工设备类型：标准设备（定型设备）非标准设备（非定型设备 ）化工设备的选型和设计计算1工艺设备一览表：序号设备位号设备名称及规格型号材质操作参数单位数量重量来源备注温度压力化工设备的选型和设计计算1选型和工艺设计的原则：合理性。 先进性。安全性。经济性。化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备物料输送设备分类：液体物料输送设备常规的设备为各种泵气体物料的输送、压缩、制冷设备常规的设备为各种风机、压缩机、真空泵、制冷机等固体物料输送设备各种给料机械设

2、备、气流输送设备化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备 通常把提升液体、输送液体或使液体增加压力,即把原动机的机械能变为液体能量从而达到抽送液体目的的机器统称为泵。化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备液体输送泵的结构：主要泵头（主要工作部件）、电机（提供动力的部件）和底座（安装部件）化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备泵的技术指标（1）型号：以IH型单级单吸离心泵为例说明 IH 50 32 160 A叶轮直径第一次切削叶轮名义

3、直径（mm）泵排出口直径（mm）泵吸入口直径（mm）泵的型号代号化工设备的选型和设计计算1化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备其他各种类型的离心泵 ISG型系列单级单吸管道离心泵 IS型卧式单级单吸清水离心泵DL、DLR型泵系立式单吸多级分段式离心泵 D型泵系单吸多级分段式离心泵 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备其他各种类型的泵 （1）油泵CYZ型自吸油泵 LQRY无水冷却热油泵 KCB型、2CY型齿轮式输油泵 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备其他各种类型的泵 （2）耐腐蚀泵FB型单级

4、、单级悬臂式耐腐蚀离心泵 FP/FV耐腐蚀节能离心泵 FP（FS）型耐腐蚀塑料离心泵 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备其他各种类型的泵 （3）液下泵HYF氟合金液下泵 自动自控液下泵 HTCN液下泵 FYB不锈钢液下泵 FY型耐腐蚀液下泵 DHY系列液下泵 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备其他各种类型的泵 （4）屏蔽泵PBG型管道式 屏蔽泵 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备其他各种类型的泵 （5）隔膜泵DBY型电动隔膜泵 QBY气动隔膜泵 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送

5、设备5.1.1 液体输送设备其他各种类型的泵 （5）隔膜泵的工作原理化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备其他各种类型的泵 （6）计量泵JM系列机械隔膜计量泵 JWM-A隔膜计量泵 JWM系列机械隔膜计量泵 J-XM系列机械隔膜计量泵 J25系列柱塞式计量泵J-DM系列隔膜计量泵 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备其他各种类型的泵 （7）齿轮泵PD 系列碳钢齿轮泵 磁力驱动无泄漏齿轮计量泵 N 系列齿轮计量泵 cipex 系列不锈钢齿轮泵 CHEM-TECH 系列机械式隔膜计量泵 MB/MC 系列机械隔膜计量泵 化工设备的选型

6、和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备其他各种类型的泵 （8）螺杆泵PNL型污水泥浆泵 NL型污水泥浆泵 GDG三螺杆泵I-1B系列螺杆泵(浓浆泵) G型单螺杆泵（浓浆泵） 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备其他各种类型的泵 （9）旋涡泵W型单级直连 旋涡泵 WB型旋涡泵型号意义说明32WB-30 32-泵入口直径 WB-表示旋涡泵 30-表示泵在设计点的扬程值为30米FW系列不锈钢耐腐蚀旋涡泵化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备其他各种类型的泵 （10）轴流泵FJX型化工轴流泵 ZWB型卧式轴流泵 型号意

7、义： 以1600ZWB8.42.5为例:1600-水泵叶轮名义直径（mm）Z-轴流型W-卧式B-半调节Q-全调节8.4-水泵流量（m3/s）2.5-水泵扬程（m） 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备泵的技术指标扬程：泵在输送单位液体量时，泵出口能量的增加值，包括液体静压头、速度头及几何位能等能量增加的总合，以m液柱表示。流量：泵单位时间内抽入或排出液体的体积数称为流量，以m3/h或L/s表示。必需汽蚀余量：为了使泵在工作时不产生汽蚀现象，泵进口处必需具有超过输送温度下液体汽化压力的能量，使泵在工作时不产生汽蚀现象所必需具有的富裕能量称为必需汽蚀余量，国际上称

8、净正吸入压头，单位为m。功率和效率：有效功率指单位时间内泵对液体所作的功；轴功率是指原动机传给泵的功率；效率是指有效功率和轴功率之比。化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备泵选型中考虑的问题:耐腐蚀问题 一直以来，腐蚀就是化工设备最头痛的危害之一，稍有不慎，轻则损坏设备，重则造成事故甚至引发灾难。据有关统计，化工设备的破坏约有60%是由于腐蚀引起的，因此在化工泵选型时首先要注意选材的科学性。通常有一种误区，认为不锈钢是“万能材料”，不论什么介质和环境条件都捧出不锈钢，这是很危险的。化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备输送介质与泵

9、材料的关系:硫酸:氟塑料具有较好的耐硫酸性能，采用衬氟泵是一种更为经济的选择。 盐酸 :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。 硝酸: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，对于高温硝酸，通常采用钛及钛合金材料。 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备输送介质与泵材料的关系:醋酸 :不锈钢是优良的耐醋酸材料，高温高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。碱（氢氧化钠） :钢铁广泛应用于80以下、30%浓度内的氢氧化钠溶液，也有许多工厂在100、75%以下时仍采用普通钢铁，虽然腐蚀增

10、加，但经济性好。对于高温碱液多采用钛及钛合金或者高合金不锈钢。氨 :只有铜和铜合金不宜使用。化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备盐水（海水） :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316不锈钢较好。 醇类、酮类、酯类、醚类 :基本没有腐蚀性，常用材料均可适用 .酮、酯、醚对多种橡胶有溶解性，在选择密封材料时避免出错。 输送介质与泵材料的关系:化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备输送介质与泵材料的关系:冷却问题 密封问题 粘

11、度问题 在选材时切不可随意和盲目，应多查阅相关资料或借鉴成熟经验。化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备1、根据装置的布置、地形条件、水位条件、运转条件、经济方案比较等多方面因素；2、考虑选择卧式、立式和其它形式（管道式、直角式、弯角式、转角式、平行式、垂直式、直立式、潜水式、便拆式、液下式、无堵塞式、自吸式、齿轮式、充油式、充水温式）。卧式泵拆卸方便：（1）易管理、但体积大；（2）价格较贵；（3）需很大占地面积；立式泵：（1）很多情况下叶轮淹没在水中；（2）任何时候可以启动；（3）便于远程控制；（4）紧凑，安装面积小；（5）价格较便宜。化工设备的选型和设计计算

12、15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备3、根据液体介质性质，确定清水泵，热水泵还是油泵、化工泵或耐腐蚀泵或杂质示，或者采用不堵塞泵。安装在爆炸区的示，应根据爆炸区域等级，采用防爆电动机。4、振动量分为：气动、电动（电动分为220V电压和380V电压）5、根据流量大小，选单吸示还是双吸泵：根据扬程高低，选单吸泵还是多吸泵，高转速泵还是低转速泵（空调泵）、多级效率比单级泵低，当选单级泵和多级泵同样都能用时，宜选用单级泵。化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备泵的选择:（1）列出基础数据介质的物性操作条件泵所在位置化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备

13、5.1.1 液体输送设备泵的选择:(2) 确定选泵的流量和扬程流量的确定和计算。选泵时以最大流量为基础。扬程的确定和计算。 单位重量液体通过泵所获得的能量叫扬程。即用来克服两端容器的位能差，两端容器上静压力差，两端全系统的管道、件和装置的阻力损失，以及两端（进口和出口）的速度差引起的动能差。 泵的扬程包括吸程在内，近似为泵出口和入口 压力差。扬程用H表示，单位为米（m）。化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备泵的选择:流量V m3/s压头H mH2o轴功率N kW效率%性能参数： HV曲线 NV曲线 V曲线离心泵的特性曲线由制造厂附于产品样本中，是指导正确选择和

14、操作离心泵的主要依据。特性曲线：离心泵的特性曲线化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备泵的选择: 利用泵的特性曲线，在横坐标上找到所需流量值，在纵坐标上找到所需扬程值，从两值分别向上和向右引垂线或水平线，两线交点正好落在特性曲线上，则该泵就是要选的泵，但是这种理想情况一般不会很少，通常会碰到下列几种情况：A、第一种：交点在特性曲线上方，这说明流量满足要求，但扬程不够。此时，若扬程相差不多，或相差5%左右，仍可选用，若扬程相差很多，则选扬程较大的泵，或设法减小管路阻力。B、第二种：交点在特性曲线下方，在泵特性曲线扇状梯形范围内，就初步定下此型号，然后根据扬程相差多

15、少，来决定是否切割叶轮直径，若扬程相差很小，就不切割，若扬程相差很大，就按所需Q、H，根据其ns和切割公式，切割叶轮直径，若交点不落在扇状梯形范围内，应选扬程较小的泵。化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备泵的选择:（3）确定泵的安装高度。 离心泵的安装技术关键在于确定水泵安装高度。这个高度是指水源水面到水泵叶轮中心线的垂直距离，它与允许吸上真空高度不能混为一谈，水泵铭牌或产品说明书上标示的允许吸上真空高度是指水泵进水口断面上的真空值，而且是在1标准大气压下；水温20摄氏度情况下，进行试验而测定得的。它并没有考虑吸水管道配套以后的水流状况。而水泵安装高度应该是允

16、许吸上真空高度扣除了吸水管道损失扬程以后，所剩下的那部分数值，它要克服实际地形吸水高度。水泵安装高度不能超过计算值，否则，水泵将会抽不上水来。另外，影响计算值的大小是吸水管道的阻力损失扬程，因此，宜采用最短的管路布置，并尽量少装弯头等配件，也可考虑适当配大一些口径的水管，以减管内流速。化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备泵的选择:（4）确定泵的台数和备用率。化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备泵的选择:（5） 校核泵的轴功率 。 有效功率与轴功率的比值为离心泵的效率 离心泵的轴功率N是指电机输入到泵轴的功率。流体从泵获得的实际

17、功率为泵的有效功率Ne，由泵的流量和扬程求得化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.1 液体输送设备泵的选择:（6）确定冷却水或驱动蒸汽的耗用量。（7）选用电动机。（8）填写选泵规格表。例如，水泵厂在产品目录中都提供了这种表格，表中每一个型号的性能都有三行数据。一般设计流量和设计扬程应与性能表列出的中间一行的数值相一致，或是相接近，而又必须落在上、下两行的范围内，因为这个范围是水泵运转的高效率区域，这个型号的水泵就认为是符合实际需要的。 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备气体输送、压缩设备分类:按出口压力的大小可分为四类：名称压力二级分类

18、用途压缩比通风机0.115MPa以下轴流风机和离心风机通风、干燥1-1.15鼓风机0.115-0.4MPa罗茨鼓风机和离心鼓风机原料气的压缩，液体物料的压送，固体物料的气流输送小于4压缩机0.4MPa以上离心式、螺杆式和往复式工艺气体、气动仪表用风、压料过滤、吹扫管道大于4真空泵减压、极限接近0化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.1 通风机:SF型低噪声轴流式通风机 9-19型系列高压离心通风机 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.1 通风机:离心式通风机根据产生的压头可分为：（1）低压离心

19、式通风机 风压1kPa（2）中压离心式通风机 1-3 kPa（3）高压离心式通风机 3-15 kPa化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.1 通风机:离心式通风机型号传动方式（A为直联，BC为皮带连接，D为连轴器连接）机号（数字表示叶轮直径 mm/100）型号代号（9-19表示高压离心式通风机）919 No7.1A化工设备的选型和设计计算1机号传动方式转速r/min序号全压Pa流量m3/h内效率%内功率%所需功率kW电动机型号功率kW4A290012345673584366536473597350733843253824970111612641

20、410155817047073.575.57675.573.3701.161.331.481.641.801.972.171.51.71.92.12.32.62.6Y90l-22.2Y100L-235A290012345675697576857405639551753235080161019322254257628443166348872.776.278.278.577.274.570.53.433.984.505.045.546.176.864.14.85.45.86.47.17.9Y132S2-27.5Y160M1-2115.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.1 通

21、风机:技术指标化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.2 鼓风机:罗茨风机系列C系列多级离心鼓风机 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.2 鼓风机:罗茨风机结构示意图化工设备的选型和设计计算1 罗茨鼓风机的工作原理与齿轮泵类似。如图所示，机壳内有两个渐开摆线形的转子，两转子的旋转方向相反，可使气体从机壳一侧吸，从另一侧排出。转子与转子、转子与机壳之间的缝隙很小，使转子能自由运动而无过多泄漏。5.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.2 鼓风机:罗茨鼓风机化工设备的选型和设计计

22、算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.2 鼓风机:罗茨鼓风机 属于正位移型的罗茨风机风量与转速成正比，与出口压强无关。该风机的风量范围可自2至500m3/min，出口表压可达80kPa，在40kPa左右效率最高。 该风机出口应装稳压罐，并设安全阀。流量调节采用旁路，出口阀不可完全关闭。操作时，气体温度不能超过85，否则转子会因受热臌胀而卡住。化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.2 鼓风机:离心鼓风机 离心式鼓风机的结构特点：离心式鼓风机的外形与离心泵相象，内部结构也有许多相同之处。化工设备的选型和设计计算15.1

23、物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.2 鼓风机:离心鼓风机 例如，离心式鼓风机的蜗壳形通道亦为圆形；但外壳直径与厚度之比较大；叶轮上叶片数目较多；转速较高；叶轮外周都装有导轮。 单级出口表压多在30kPa以内；多级可达0.3MPa。 离心式鼓风机的选型方法与离心式通风机相同。化工设备的选型和设计计算1风机型号气体状态工作转速rpm出口压力kPa轴功率power电机主机重量kg出口法兰DN(PN1.0Mpa)流量m3/min压力kPa温度密度kg/m3型号功率kW重量kgC50-1.250101.32201.2295019.618.64Y200L1-2302252550250C

24、50-1.350101.32201.2295029.433.51Y225M2-2453202850250C50-1.450101.32201.2297039.242.02Y250M-2553903150250C50-1.550101.32201.2297049.052.95Y280S-2755403450250C50-1.650101.32201.2297058.860.2Y280S-2755403750250C50-1.750101.32201.2297068.669.84Y280M-2905904050250C65-1.265101.32201.2297019.628.27Y200L2-2

25、372502650250C65-1.365101.32201.2297029.442.86Y250M-25539029502505.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.2 鼓风机:性能参数化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.3 压缩机: 活塞式空气压缩机L型、V型、W型及卧式、立式、对称平衡式水冷式和空冷式、单级、两级和多级结构：空压机、电动机、空气过滤器、中间冷却器、电控设备等化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.3 压缩机:分类压缩机容积式速度式往复式回转式轴流式离心

26、式混流式活塞式膜式滑片式螺杆式转子式化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.3 压缩机: 活塞式压缩机技术指标型号V-6/8-13L-10/8L8-60/7排气量（m3/min）61060排气压力（MPa）0.80.80.7排气温度（）160160160转速（r/min）980480428轴功率（kW）3760303冷却水耗量（m3/h）1.82.414.4润滑油耗量（g/h）7070195压缩机重量（kg）138017007500外形尺寸（mm）18501140131018908751813248518002400电机型号Y250M-6J92-

27、6TDK116/34-14电机功率（kW）3775350电机重量（kg）5306803500贮气罐容积（m3）1.01.28.5化工设备的选型和设计计算1V6/815.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.3 压缩机: 活塞式压缩机型号：以 V-6/8-1型空压机为例说明冷却方式（水冷）额定排气压力，0.1MPa（表压）排气量，m3/min机型代号化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.3 压缩机: 离心式空气压缩机DA400-63型 离心式压缩机 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5

28、.1.2.3 压缩机: 离心式压缩机离心式压缩机具有以下优点:1.在相同冷量的情况下,特别在大容量时,与螺杆压缩机组相比,省去了庞大的油分装置,机组的重量及尺寸较小,占地面积小;2.离心式压缩机结构简单紧凑,运动件少,工作可靠,经久耐用,运行费用低;3.容易实现多级压缩和多种蒸发温度,容易实现中间冷却,使得耗功较低;4.离心机组中混入的润滑油极少,对换热器的传热效果影响较小,机组具有较高的效率.化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.3 压缩机: 离心式压缩机具有以下缺点:1.转子转速较高, 为了保证叶轮一定的宽度, 必须用于大中流量场合, 不适

29、合于小流量场合;2.单级压比低,为了得到较高压比须采用多级叶轮,一般还要用增速齿轮;3.喘振是离心式压缩机固有的缺点,机组须添加防喘振系统;4.同一台机组工况不能有大的变动,适用的范围较窄.化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.3 压缩机: 螺杆式压缩机化工设备的选型和设计计算1螺杆式压缩机基本技术参数型号功率KW 最大工作压力bar 容积流量m3/min 噪音dB(A) 冷却水量m3/h 出口尺寸机组重量KG 外型尺寸LWH mmSE160A(W)-131601320.579-DN8025002166161619585.1 物料输送设备5.1

30、.2 气体输送、压缩设备5.1.2.3 压缩机: 螺杆式压缩机化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.3 压缩机: 螺杆式压缩机化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.3 压缩机: 螺杆式压缩机选择压缩机应注意的问题 一是应考虑排气压力的高低和排气量大小。一般用途空气动力用压缩机排气压力为0.7MPa，老标准为0 .8MPa。排气量是空压机的主要参数之一，选择空压机的气量要和所需的排气量相匹配，并留有10的余量。另外，在选排气量时还要考虑高峰用量和通常用量及低谷用量。 二是要考虑用气场合和条件。如用

31、气场地狭小(船用、车用)，应选立式；如用气场合有长距离的变化(超过 500米)，则应考虑移动式；如果使用场合不能供电，则应选择柴油机驱动式；如果使用场合没有自来水，就必须选择风冷式。 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.3 压缩机: 螺杆式压缩机选择压缩机应注意的问题 三是要考虑压缩空气质量。一般空压机产生的压缩空气均含有一定量润滑油，并有一定量的水，有些场合是禁油和禁水的，这时不但对压缩机选型要注意，必要时要增加附属装置。 解决的办法：一是选用无润滑压缩机。第二种也是常用的方法，是将空压机(无论哪种)再加一级或二级净化装置或干燥器。 四是要

32、考虑压缩机运行的安全性。空压机是一种带压工作的机器，工作时伴有温升和压力，其运行的安全性要放在首位。 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.4 制冷机: 概况制冷剂主要有：活塞式、离心式、螺杆式、溴化锂吸收式和氨吸收式等几种 名称优点缺点活塞式压力范围广、高速、多缸、能量可调、热效率高等结构复杂、运行平稳性差离心式转数高、制冷量大、运行平稳、经济、在30-100%效率稍低螺杆式结构简单、体积小、单机压缩比大、在10-100%的范围内可无级调解、连续运转时间长（2-5万h）溴化锂吸收式利用热源、运行费用低、结构简单、运行平稳、在10-100%的范

33、围内可无级调解、易于实现自动化。氨吸收式沸点低、单位容积制冷量大、价格低廉有轻度毒性、有刺激味道、有腐蚀性、与空气混合有爆炸危险氟利昂吸收式无毒、无味、没有爆炸危险、热稳定性好单位容积制冷量小、易泄漏且不易发现，价格昂贵。化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.4 制冷机: 概况基本组成及工作原理 压缩机（compressor） 冷凝器（condenser） 蒸发器（evaporator） 节流阀（throttle）高温高压过热蒸气高温高压饱和液体低温低压两相流低温低压饱和蒸气or过热蒸气化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2

34、气体输送、压缩设备5.1.2.4 制冷机: 化工生产中常用的制冷机（1）活塞式氨压缩制冷机特点：1转数高，体积小，重量轻，效率高，占地面积小。2零部件互换性强，维护修理方便。3设有能量调节的机构，便于调节冷量，并且启动方便，可无负荷启动，节省电力。4运转平稳，震动力小，适于安静的场所。5装有装放油三通阀，可在正常运转中加油。 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.4 制冷机: 化工生产中常用的制冷机（1）活塞式氨压缩制冷机MR1MR1MR辅助设备：氨冷凝器、氨液分离器、油分离器、贮氨器、蒸发器、中间冷却器、集油器、空气分离器、过冷器一次节流中间

35、完全冷却双级压缩系统图化工设备的选型和设计计算1类别缸径/mm行程/mm转速范围/(r/min)缸数容积排量(8缸)最高转速(r/min)排量/(m3/h)最高转速/(r/min)排量/(m3/h)半封闭式7070180010002，3，4，6，81800232.61000129.255182.6101.5开启式1001001500750706.51500565.2750282.680452.2226.112511012006001200777.2600388.6100353.3170140100050010001524.5500762.85.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.

36、1.2.4 制冷机: 化工生产中常用的制冷机（1）活塞式压缩制冷机的技术参数化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.4 制冷机: 化工生产中常用的制冷机（1）活塞式压缩制冷机的型号化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.4 制冷机: 化工生产中常用的制冷机（2）离心式制冷机 离心式制冷压缩机的工作原理与容积式压缩机不同，它是依靠动能的变化来提高气体的压力的。它由转子与定子等部分组成。当带叶片的转子(即工作轮)转动时，叶片带动气体转动，把功传递给气体，使气体获得动能。 气体通过叶轮和扩压器时压力和速度

37、的变化 扩压器 叶轮 吸气口 定子部分则包括扩压器、弯道、回流器、蜗壳等，它们是用来改变气流的运动方向以及把速度能转变为压力能的部件。制冷剂蒸气由轴向吸入，沿半径方向甩出，故称离心式压缩机（centrifugal compressor）。 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.4 制冷机: 化工生产中常用的制冷机（2）离心式制冷机化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.4 制冷机: 化工生产中常用的制冷机（2）离心式制冷机化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备

38、5.1.2.4 制冷机: 化工生产中常用的制冷机1电动机 2叶轮 3进口导流叶片4离心式制冷压缩机5冷凝器 6蒸发器 7节流阀 8过冷盘管9过滤器（2）离心式制冷机化工设备的选型和设计计算1表6-2 ALT250-36/-20压缩机主要技术参数项 目参 数项 目参 数段 数2二段出口温度123 级 数7（一段14级、二段57级）二段出口压力1.4279 MPa设计工况冷凝温度+36 转子最大直径475 mm蒸发温度-20 主轴转速12789 r/min设计工况制冷量2907 kW电动机转速1500 r/min一段进口温度-12 电动机功率1600 kW一段进口压力0.1764 MPa机组传动方

39、式电动机增速器压缩机5.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.4 制冷机: 化工生产中常用的制冷机（2）离心式制冷机化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.4 制冷机: 化工生产中常用的制冷机（3）螺杆式制冷机化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.4 制冷机: 化工生产中常用的制冷机 螺杆式制冷压缩机主要由转子、机壳（包括中部的气缸体和两端的吸、排气端座等）、轴承、轴封、平衡活塞及输气量调节装置组成。下图是典型开启螺杆式压缩机的一对转子、气缸和两端端座的外形图。1吸气端座 2阴

40、转子 3气缸 4滑阀 5排气端座 6阳转子（3）螺杆式制冷机化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.4 制冷机: 化工生产中常用的制冷机（3）螺杆式制冷机化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.4 制冷机: 化工生产中常用的制冷机（3）螺杆式制冷机 美国顿汉布什（DunhamBush）全封闭式螺杆制冷压缩机。 1排气孔口 2内置电动机3吸气截止阀 4吸气口 5吸气止回阀6吸气过滤网 7过滤器 8输气量调节油活塞 9调节滑阀10阴阳转子 11主轴承 12油分离器 13挡油板化工设备的选型和设计计算15

41、.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.4 制冷机: 化工生产中常用的制冷机（3）螺杆式制冷机化工设备的选型和设计计算1我国螺杆压缩机结构参数阳转子名义直径/mm100 125 100 120 160 200 250 315 400 500 阳转子转速/（r/min）440029601450转子长径比1、1.5制冷剂R12、R22、R7175.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.4 制冷机: 化工生产中常用的制冷机（3）螺杆式制冷机化工设备的选型和设计计算11. 优点（1）转速较高、又有质量轻、体积小，占地面积小等一系列优点。（2）动力平衡性能好，故基

42、础可以很小。（3）结构简单紧凑，易损件少，维修简单，使用可靠，有利于实现操作自动化。（4）对液击不敏感，单级压力比高。（5）输气量几乎不受排气压力的影响。在较宽的工况范围内，仍可保持较高的效率。2. 缺点（1）噪声大。（2）需要有专用设备和刀具来加工转子。（3）辅助设备庞大。5.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.4 制冷机: 化工生产中常用的制冷机（3）螺杆式制冷机化工设备的选型和设计计算1计算冷负荷；计算压缩机的机械负荷Q0 ；由工艺要求确定工作工况（即t 0、t k、t rc、t sh、t中、t排)，作lgP-h图，查得热力计算所需的状态参数；计算工作工况下的v、q

43、v；由Vh= Q0 / ( v qv) 计算得到压缩机的理论排气量Vh；由Vh查表选择压缩机；校核配用电机功率。5.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.4 制冷机: 化工生产中常用的制冷机（4）制冷机的选型化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.5 真空泵：主要参数（1）真空度：可以用绝对压力（p）或真空度（pv）表示Pv(kPa) 101.325p(kPa)Pv(mmHg) 760p(Torr)1Torr 1mmHg 133.322Pa（2）抽气速率（3）极限真空（4）抽气时间化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备

44、5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.5 真空泵：A. 往复式真空泵化工设备的选型和设计计算1型号WY-50(V5)WY-100(W4)WY-200(W5)W4-1W5-1W-300抽气速率（m3/h)2003707703707701080极限压力（Pa)130013001300260026002600转速（r.p.m)300200200530430300配用电机（Kw)5.51122112230汽缸直径x行程(mm)250 x150350 x200455x250250 x150350 x200450 x200气管直径(mm) 进24545175mm出24545175mm水管直径（mm)

45、进1/23/43/41/23/43/4出1/23/43/41/23/43/4体积长143518192357148618051980宽6248761010520670745高71090011627208609805.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备往复式真空泵的技术参数化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.5 真空泵：B. 水环真空泵SZB系列水环式真空泵 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.5 真空泵：B. 水环真空泵（1）泵旋转时，形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆

46、环。（2）如果以叶轮的上部0为起点，那么叶轮在旋转前180时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；（3）当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.5 真空泵：B. 水环真空泵技术参数型号最大抽气量m3/min极限压力电机功率(Kw)水耗量L/min进气口径(mm)Pa%SZ-11.51.61048441070SZ-23.41.3104877.52070SZ-311.58104922260125SZB-40.4

47、22.0104802.25G1”SZB-80.842.010480310G1”化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.5 真空泵： B. 水环真空泵水环泵和其它类型的机械真空泵相比有如下优点：结构简单，制造精度要求不高，容易加工。 结构紧凑，泵的转数较高，一般可与电动机直联，无须减速装置。故用小的结构尺寸，可以获得大的排气量，占地面积也小。 压缩气体基本上是等温的，即压缩气体过程温度变化很小。 由于泵腔内没有金属磨擦表面，无须对泵内进行润滑，而且磨损很小。转动件和固定件之间的密封可直接由水封来完成。 吸气均匀，工作平稳可靠，操作简单，维修方便。

48、化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.5 真空泵： B. 水环真空泵水环泵也有其缺点：效率低，一般在30%左右，较好的可达50%。 真空度低，这不仅是因为受到结构上的限制，更重要的是受工作液饱和蒸气压的限制。用水作工作液，极限压强只能达到20004000Pa。用油作工作液，可达130Pa。 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.5 真空泵：C. 液环真空泵2BE 系列液环真空泵 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.5 真空泵：C. 液环真空泵技

49、术参数型 号42 种 规 格吸 气 量7538000m3/h最 低 吸 入 压 力33mbar压 缩 压 力3500mbar带 大 气 喷 射 器 可 达10mbar2BE 系列液环真空泵技术参数 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.5 真空泵：D. 旋片真空泵2X系列双级旋片真空泵 化工设备的选型和设计计算15.1 物料输送设备5.1.2 气体输送、压缩设备5.1.2.5 真空泵：D. 旋片真空泵技术参数型号2X-22X-42X-82X-152X-30A2X-70A极限分压强(Pa)6x10-2(5x10-4 torr)极限全压强(Pa)2

50、.66(900mm 0.1MPa; 管程 0.3MPa;公称直径：3001100 mm许用温度：作加热器：-20120 作冷却器：-20130公称面积：5260m2长度：L20005000 mm折流板间距：300500 mm化工设备的选型和设计计算15.3 换热设备5.3.1 化工生产中的换热设备（1）分类 石墨换热器 YKA型圆块孔板式石墨换热器许用压力：纵向 0.4MPa;许用温度：-20165化工设备的选型和设计计算15.3 换热设备5.3.1 化工生产中的换热设备（1）分类石墨换热器 矩形块孔板式石墨换热器（HG5132280）许用压力：纵向 0.5MPa; 横向 0.3MPa许用温度

51、：-15150 列管式石墨降膜吸收器（HG5132380）可用于吸收HCl和H2S等有腐蚀性气体。的许用压力：壳程 0.3MPa; 管程 0.05MPa许用温度：气体入口：170 ；出口50化工设备的选型和设计计算15.3 换热设备5.3.1 化工生产中的换热设备（1）分类 散热器FUL型浮头式油加热散热器 FUL型散热器是种新型的换热装置，它采用了具有优良技术性能的钢铝复合翅片管和用以补偿热应力的浮头式结构，可制成双流程、三流程、四流行及多流程。化工设备的选型和设计计算1型号迎风面积m2散热面积m2净通风截面积m2表面管数排数连接管DN（in）FUL-550.25710.8540.12392

52、3/21080.83736.180.391152220122.538110.9521.169232325123.173138.691.46123235.3 换热设备5.3.1 化工生产中的换热设备（1）分类 散热器钢铝复合翅片管规格性能见下表FUL型散热器主要参数 外径D(mm) 翅片高度h(mm) 翅片厚度s(mm) 翅片节距t(mm) 铝管壁厚h(mm) 钢管壁厚h(mm) 总外表面积Sw(m2/m) 铝管壁厚(Sw/Sn)5011.50.32.5121.20618.28化工设备的选型和设计计算15.3 换热设备5.3.1 化工生产中的换热设备（2）换热器设计的一般原则（a）基本要求 满足

53、工艺操作条件能长期运转安全可靠不泄漏维修清洗方便满足工艺要求的传热面积尽量有较高的传热效率流体阻力尽量小满足工艺布置的安装尺寸等要求 化工设备的选型和设计计算15.3 换热设备5.3.1 化工生产中的换热设备（2）换热器设计的一般原则（b）介质流程 （以固定管板式换热器为例）清洗方便 易结垢流体走管程流体压力 高压流体走管程减少腐蚀机会 腐蚀性大的流体走管程毒性物质的泄漏 毒性大的走管程热能合理利用 冷却时，热流体走壳程蒸汽加热时 蒸汽走壳程：排不凝气、冷凝液、清洁、减 少热应力流体的粘性 粘性大的走壳程，有利于折流挡板增大湍动。对流传热系数 大者走壳程，减少热应力化工设备的选型和设计计算15

54、.3 换热设备5.3.1 化工生产中的换热设备（2）换热器设计的一般原则（c）终端温度考虑换热器的经济合理和传热效率 ：热端的温差应在20以上；用水或其他冷却介质冷却时，冷端温差可以小一些，但不要低于5；当用冷却剂冷凝时，冷却剂的进口温度应当高于工艺流体中最高凝点组分的凝点59以上；空冷器的最小温差应大于20；冷凝含有惰性气体的流体时，冷却剂出口温度至少比冷凝组分的露点低5。化工设备的选型和设计计算15.3 换热设备5.3.1 化工生产中的换热设备（2）换热器设计的一般原则（d）流速流速较高，可提高传热效率，有利于冲刷污垢和沉积；但流速不能过大。流体在直管内常见流速(m/s)：壳程内的常见适宜

55、流速(m/s)：冷却水(淡水)0.73.5冷却用海水0.72.5低粘度油类0.81.8粘度油类0.51.5油类蒸气5.015气液混合流体2.06.0水及水溶液0.51.5低粘度油0.41.0高粘度油0.30.8油蒸气3.06.0气液混合流体0.53.0化工设备的选型和设计计算15.3 换热设备5.3.1 化工生产中的换热设备（2）换热器设计的一般原则（e）压力降 压力降一般随操作压力不同而有一个大致的范围。压力降的影响因素较多，但通常希望换热器的压力降在下述参考范围之内或附近。（f）传热系数 传热面两侧的传热膜系数a1、a2如相差很大时，a值较小的一侧将成为控制传热效果的主要因素，设计换热器时

56、，应设法增大该侧的传热膜系数。计算传热面积时，常以小的一侧为准。化工设备的选型和设计计算15.3 换热设备5.3.1 化工生产中的换热设备（2）换热器设计的一般原则(g)污垢系数 换热器使用中会在壁面产生污垢，在设计换热器时要慎重考虑流速和壁温的影响。从工艺上降低污垢系数，如改进水质，消除死区，增加流速，防止局部过热等。(h)尽量选用标准设计和标准系列 这样可以提高工程的工作效率，缩短施工周期，降低工程投资。化工设备的选型和设计计算15.3 换热设备5.3.1 化工生产中的换热设备（3）管壳式换热器的设计和系列选用 管壳式换热器是一种传统的标准换热设备，它具有制造方便、选材面广、适应性强、处理

57、量大、清洗方便、运行可靠、能承受高温高压等优点，是工厂中应用最广泛的换热设备。化工设备的选型和设计计算1管壳式换热器的型号与系列标准5.3 换热设备5.3.1 化工生产中的换热设备1. 基本参数与型号表示方法（1）基本参数公称换热面积SN；公称直径DN；公称压力PN；换热管长度L；换热管规格；管程数Np。（2）型号的表示访求X XXXX X - XX - XXX1 2 3 4 5公称直径管程数公称压力公称换热面积代号化工设备的选型和设计计算15.3 换热设备5.3.1 化工生产中的换热设备（3）管壳式换热器的设计和系列选用管壳式换热器的型号与系列标准G500II-2.5-80公称换热面积为80

58、m2，公称压力为2.5MPa，公称直径为500mm的双程固定管板式换热器。2. 管壳式换热器的系列标准 可查阅有关手册。化工设备的选型和设计计算15.3 换热设备5.3.1 化工生产中的换热设备（4）设计和选用方法 （1）汇总设计数据、分析设计任务根据工艺衡算和工艺物料的要求、特性，获得物料流量、温度、压力和化学性质、物性参数，取得有关设备的负荷、流程中的地位与流程中其他设备的关系等数据。设计换热流程在换热设计时，应将换热的工艺流程仔细探讨，以利于充分利用热量，充分利用热源。选择换热器的材质根据介质的腐蚀性能和其他有关性能，按照操作压力，温度，材料规格和制造价格，综合选择。选择换热器类型根据热

59、负荷和选用的换热器材料，选定某一种类型。确定换热器中冷热流体的流向据热载体的性质，换热任务和换热器的结构，决定采用并流，逆流或错流折流等。确定和计算平均温差tm确定终端温差，根据化学工程有关公式，算出平均温差。化工设备的选型和设计计算15.3 换热设备5.3.1 化工生产中的换热设备（4）设计和选用方法 （2）计算热负荷Q。估计污垢热阻系数并初算出传热系数K。算出总传热面积A。调整温度差，再算一次传热面积。选用系列换热器。验算换热器的压力降。画出换热器设备草图。由设备机械设计人员完成换热器的详细部件设计。化工设备的选型和设计计算15.3 换热设备5.3.1 化工生产中的换热设备（5）设计和选型

60、的基本步骤化工设备的选型和设计计算15.3 换热设备5.3.1 化工生产中的换热设备（6）工业炉12345加热流体型熔融固体型直接加热固体型间接加热固体型回转炉型釜式炉火管锅炉水管锅炉管式炉反射炉型平炉型转炉型连续加热炉隧道式窑炉间歇加热炉马弗炉直立式炉内燃式回转炉外燃式回转炉A. 工业炉分类化工设备的选型和设计计算15.3 换热设备5.3.1 化工生产中的换热设备（6）工业炉B. 管式加热炉管式炉直立圆筒形炉垂直燃烧式（底炉）箱式炉卧式水平燃烧式立式炉卧管（水平管）立管（垂直管）垂直燃烧式（底炉）水平燃烧式特殊燃烧式垂直燃烧式（底炉）水平燃烧式特殊燃烧式化工设备的选型和设计计算15.3 换热