化工设备概述

第一章化工设备概述 1 1容器的基本结构 1 1 1化工容器的基本结构由于化工设备的适用场合不同 设备内部的结构也不同 但它们都有一外壳 这一外壳称为容器 故化工设备又称为化工容器 化工容器的特点 经常在高温 高压场合下工作 内部的介质通常易燃 易爆 有毒 有害且具有腐蚀性 化工设备的基本要求 1 具备足够的强度和稳定性 2 有良好的密封性 耐蚀性 化工容器的结构组成 化工容器常见的结构由 筒体 封头 支座 密封装置 开孔以及各种工艺接管和附件等 图1 1卧式容器的结构简图 不同类型的化工容器虽然服务对象不同 操作条件各异 结构形式多样 但大多是能承受一定压力且容积达到一定数值的密闭容器 化工容器又称压力容器 为了了解各种压力容器的结构特点 适用场合以及设计 制造 管理等方面的要求 需对压力容器进行分类 本课程着重介绍中国 压力容器安全技术监察规程 中的分类方法 1 1 2化工容器的分类 1 内压容器 容器器壁内部的压力高于容器外表面所承受的压力 低压容器 L 0 1MPa P 1 6MPa中压容器 M 1 6MPa P 10 0MPa高压容器 H 10 0MPa P 100MPa超高压容器 U P 100MPa 2 外压容器 容器器壁外部的压力大于内部所承受压力 容器的内压力小于一个大气压 0 1MPa 时称为真空容器 1 按压力容器承压等级分类 2 按压力容器的工艺用途分类 1 反应压力容器 R 主要用于完成介质的物理 化学反应的压力容器 代表设备 反应器 分解塔 合成塔 2 换热压力容器 E 主要用于介质热量交换的压力容器 代表设备 换热器 余热或废热锅炉 冷凝器 蒸发器等 3 分离压力容器 S 主要用于介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压力容器 代表设备 分离器 过滤器 缓冲器 干燥器等 4 储存压力容器 C 球罐B 主要用于储存或盛装气体 液体 液化气体等介质的压力容器 代表设备 液化石油气储罐 液氨储罐 球罐 槽车等 反应压力容器 图1 2高压反应器 图1 3合成塔 图1 4吸收塔 换热压力容器 图1 5列管式换热器 图1 6大型集成换热器 图1 7蒸发器 图1 8废 余 热锅炉 分离压力容器 图1 9双介质过滤器 图1 10旋膜式除氧器 储存压力容器 图1 11液氨储罐 图1 12高位储罐 图1 13球形储罐 3 按安全综合分类按照 压力容器安全技术监察规程 综合考虑了设计压力 几何容积 材料强度 应用场合和介质危害程度等影响因素 将压力容器分为 第一 第二 第三类压力容器 下图用以说明第一 第二 第三类压力容器对容器的设计 制造 检验 使用和管理要求愈来愈高 4 按容器壁温分类 1 常温容器壁温 20 200 2 高温容器指壁温达到材料蠕变温度下工作的容器 碳钢 420 合金钢 450 奥氏体不锈钢 550 3 中温容器指壁温在常温和高温之间的容器 4 低温容器指壁温低于 20 条件下工作的容器 其中壁温在 20 40 称为浅冷容器 壁温低于 40 者为深冷容器 5 按容器壁厚分类 根据容器器壁的厚度不同 将压力容器又可分为 薄壁容器和厚壁容器 判别条件如下 1 径比K D0 Di 1 2为薄壁容器 2 径比K D0 Di 1 2为厚壁容器D0 容器外径Di 容器内径 1 2化工生产对化工设备的基本要求 许多化工生产过程在高温 高压下进行 处理的物料也多为有毒 有害 易燃 易爆的 故为了保证化工生产能安全正常的进行 必须要求化工设备具有足够的安全可靠性 1 2 1安全方面的要求 1 强度 指设备及其零部件抵抗外力破坏的能力 2 刚度 指设备及其零部件抵抗外力作用变形的能力 3 稳定性 指设备及其零部件在外力作用下维持原有的能力 4 耐蚀性 指设备抗腐蚀的能力 5 密封性 指设备阻止介质泄漏的能力 1 2 2经济方面要求 化工设备除了要满足安全可靠性之外 还需满足经济方面要求 1 尽量降低设备成本 通过节约材料 优化加工制造工艺等 2 操作维修方便 考虑设备在使用过程中便于拆装 检修 清