陈声宗化工设计--第四章--2013

1、第四章第四章 设备的工艺设计及化工设备图设备的工艺设计及化工设备图 化工工艺设计人员的工作内容化工工艺设计人员的工作内容 确定化工单元操作所用设备的类型。确定化工单元操作所用设备的类型。 这项工作应与工艺流程设计结合起来进行。这项工作应与工艺流程设计结合起来进行。 确定设备的材质。确定设备的材质。 根据工艺操作条件和对设备的工艺要求，确定符合要求的设根据工艺操作条件和对设备的工艺要求，确定符合要求的设 备材质，这项工作应备材质，这项工作应与设备设计专业人员共同完成与设备设计专业人员共同完成。 确定设备的设计参数。确定设备的设计参数。 设备的设计参数是由工艺流程设计、物料衡算、热量衡算、设备的设

2、计参数是由工艺流程设计、物料衡算、热量衡算、 设备的工艺计算多项工作得到的。设备的工艺计算多项工作得到的。 对不同的设备，它们有不同的设计参数。对不同的设备，它们有不同的设计参数。 确定标准设备的型号或牌号，并确定台数。确定标准设备的型号或牌号，并确定台数。 标准设备可以从国家机电产品目录或样本中查到，产品目录标准设备可以从国家机电产品目录或样本中查到，产品目录 或样本中列出设备的规格、型号、基本性能参数和生产厂家等多或样本中列出设备的规格、型号、基本性能参数和生产厂家等多 项内容，设计人员可从中选择符合工艺要求的型号。项内容，设计人员可从中选择符合工艺要求的型号。 对已有标准图纸的设备，确定

3、标准图的图号和型号。对已有标准图纸的设备，确定标准图的图号和型号。 有些属于非标准设备的化工装置，也有了一些标准的图纸，有些属于非标准设备的化工装置，也有了一些标准的图纸， 所以，在设计非标准设备时，应尽量采用已经标准化的图纸，以所以，在设计非标准设备时，应尽量采用已经标准化的图纸，以 节省非标准设备施工图的设计工作量。节省非标准设备施工图的设计工作量。 对非标准设备。对非标准设备。 向化工设备专业设计人员向化工设备专业设计人员提出设计条件和设备提出设计条件和设备 草图草图，明确设备的型号、材质、基本设计参数、管，明确设备的型号、材质、基本设计参数、管 口、维修、安装要求、支承要求及其他要求。

4、口、维修、安装要求、支承要求及其他要求。 编制工艺设备一览表。编制工艺设备一览表。 可按可按非定型非定型工艺设备和工艺设备和定型定型工艺设备两类编制。工艺设备两类编制。 当工艺设备的施工图纸完成后，与化工设备的专业当工艺设备的施工图纸完成后，与化工设备的专业 设计人员进行会签。设计人员进行会签。 第一节第一节 化工设备选用的一般原则化工设备选用的一般原则 化工设备一般分为两类：化工设备一般分为两类： 标准设备标准设备或定型设备或定型设备 非标准设备非标准设备或非定型设备或非定型设备 标准设备或定型设备标准设备或定型设备: 是成批系列生产的设备，可现成购买是成批系列生产的设备，可现成购买; 标准

5、设备有产品目录或手册样本，有各种型号，标准设备有产品目录或手册样本，有各种型号， 有不同生产厂家。有不同生产厂家。 工艺设计的任务工艺设计的任务: 根据生产需要，计算并选择某种型号，以便订货。根据生产需要，计算并选择某种型号，以便订货。 非定型标准设备，非定型标准设备，需专门设计的特殊设备。需专门设计的特殊设备。 非标准设备也是化工厂生产中大量存在的设备，它是非标准设备也是化工厂生产中大量存在的设备，它是化化 工厂生产的一种特色工厂生产的一种特色; 非标准设备工艺设计就是根据工艺要求，通过工艺计算，非标准设备工艺设计就是根据工艺要求，通过工艺计算， 提出材料、尺寸和其他一些具体要求。提出材料、

6、尺寸和其他一些具体要求。 再由化工设备专业进行机械设计，由有关工厂进行制造。再由化工设备专业进行机械设计，由有关工厂进行制造。 在在设计非标准设备时，应尽量采用已经标准化的图纸。设计非标准设备时，应尽量采用已经标准化的图纸。 选型和工艺设计的原则：选型和工艺设计的原则： 综合考虑综合考虑合理性合理性、先进性先进性、安全性安全性、经济性经济性和和系统性系统性的的 原则，审慎研究，认真设计。原则，审慎研究，认真设计。 合理性：合理性：即设备必须满足工艺要求，设备与工艺流程、即设备必须满足工艺要求，设备与工艺流程、 生产规模、工艺操作条件、工艺控制水平相适应，又能生产规模、工艺操作条件、工艺控制水平

7、相适应，又能 充分发挥设备的能力。充分发挥设备的能力。 先进性：先进性：要求设备的运转可靠性、自控水平、生产能力、要求设备的运转可靠性、自控水平、生产能力、 转化率、收率、效率要尽可能达到先进水平。转化率、收率、效率要尽可能达到先进水平。 安全性：安全性： 要求安全可靠、操作稳定、弹性好、无事故隐患要求安全可靠、操作稳定、弹性好、无事故隐患; 对工艺和建筑、地基、厂房等无苛刻要求；对工艺和建筑、地基、厂房等无苛刻要求； 工人在操作时，劳动强度小，尽量避免高温高压高空作业，尽量不用有毒有害的设工人在操作时，劳动强度小，尽量避免高温高压高空作业，尽量不用有毒有害的设 备附件附料。备附件附料。 经济

8、性：经济性： 设备投资节省，设备易于加工、维修、更新，没有特殊的维护要求，运行费用减少。设备投资节省，设备易于加工、维修、更新，没有特殊的维护要求，运行费用减少。 引进先进设备，亦应反复对比报价，考察设备性能，并易于被国内消化吸收改进利引进先进设备，亦应反复对比报价，考察设备性能，并易于被国内消化吸收改进利 用，避免盲目性。用，避免盲目性。 系统性：系统性： 化工过程是一个完整的系统，设备设计时不能仅关注单一设备，避免因个别设备妨化工过程是一个完整的系统，设备设计时不能仅关注单一设备，避免因个别设备妨 碍整个系统优化；碍整个系统优化； 注重经济性的同时，还应通盘考虑，保留适当裕量，以免在日后扩

9、产和工艺调整时注重经济性的同时，还应通盘考虑，保留适当裕量，以免在日后扩产和工艺调整时 成为系统成为系统“瓶颈瓶颈”。 第二节第二节 非定型设备设计的主要程序非定型设备设计的主要程序 设备的工艺设计，是化工工程设计中的一项繁重、设备的工艺设计，是化工工程设计中的一项繁重、 量大、技术要求高的工作量大、技术要求高的工作 标准设备和定型设备可根据工艺设计条件从有关标准设备和定型设备可根据工艺设计条件从有关 资料中查出，直接列表，但非定型设备则要求进资料中查出，直接列表，但非定型设备则要求进 行设计。行设计。 表表4-1（设计文件编制、校审签署规定表）列出了（设计文件编制、校审签署规定表）列出了 设

10、备设计主要工作内容和相应的文件，以及各个设备设计主要工作内容和相应的文件，以及各个 环节校审要求。环节校审要求。 序号序号设计文件名称设计文件名称 专业负责人专业负责人专业组长专业组长设计设计校核校核审核审核审定审定 1初步设计文件初步设计文件(编制编制)(校核校核) 2工程设计规定工程设计规定(编制编制)(校核校核) 3设备简图设备简图(设备工程图设备工程图 总图及详图总图及详图 计算书计算书 4三类容器和复杂关键特殊设备三类容器和复杂关键特殊设备 总图总图（注（注1） 零部件图零部件图（注（注2） 计算书计算书（注（注1） 说明书说明书 设计文件编制、校审签署规定设计文件编制、校审签署规定

11、 超标准的压力容器总图和计算书超标准的压力容器总图和计算书以及以及新开发设计新开发设计的复杂关键特殊设备的的复杂关键特殊设备的 总图和计算书，也需总图和计算书，也需经压力容器技术经压力容器技术负责人审定和签署。负责人审定和签署。 重要或关键部件图和工程标准、标准图重要或关键部件图和工程标准、标准图等才需等才需审定审定。 序号序号设计文件名称设计文件名称 专业负责人专业负责人专业组长专业组长设计设计校核校核审核审核审定审定 5一、二类特殊设备一、二类特殊设备 总图总图 零部件图零部件图 计算书计算书 6一般特殊设备一般特殊设备 总图总图 零部件图零部件图 计算书计算书 7工程标准、程序说明书工程

12、标准、程序说明书(编制编制)(校核校核)（注（注2） 8标准图、通用图标准图、通用图（注（注2） 9设备通用技术规定设备通用技术规定(编制编制)(校核校核)（注（注2） 10 采购采购(询价询价)技术规格书或技术规格书或 请购单请购单 (校核校核)(审核审核)（注（注3） 当当几台设备组成一个采购包几台设备组成一个采购包时，该文件由时，该文件由指定工程师指定工程师编制。编制。 第二节第二节 非定型设备设计的主要程序非定型设备设计的主要程序 非定型设备分两类非定型设备分两类: 一类是已有标准系列的换热器和罐一类是已有标准系列的换热器和罐 此类设备可以按工艺要求直接选型，在工艺设此类设备可以按工艺

13、要求直接选型，在工艺设 备一览表中列出所选用的系列图号，并编入非定备一览表中列出所选用的系列图号，并编入非定 型设备图纸目录中即可；型设备图纸目录中即可； 另一类就是要按工艺要求由设备专业设计人员专另一类就是要按工艺要求由设备专业设计人员专 门设计的非定型设备门设计的非定型设备。 非定型设备的主要工作内容及工作程序如下：非定型设备的主要工作内容及工作程序如下： 基本设计。基本设计。 流体力学计算。流体力学计算。 按照带控制点工艺流程图和工艺控制的要求，确按照带控制点工艺流程图和工艺控制的要求，确 定设备上的控制仪表或测量元件的种类、数目、定设备上的控制仪表或测量元件的种类、数目、 安装位置、接

14、头形式和尺寸。安装位置、接头形式和尺寸。 确定设备的化工单元类型；确定设备的化工单元类型； 根据各类设备的性能、使用特点和使用范围，进行权衡比较，根据各类设备的性能、使用特点和使用范围，进行权衡比较， 确定该设备的基本结构形式；确定该设备的基本结构形式； 根据设计数据，进行必要的计算和分析，根据设计数据，进行必要的计算和分析， 确定化工设备的基本尺寸和主要工艺参数；确定化工设备的基本尺寸和主要工艺参数； 根据工艺操作条件和设备的工艺要求，确定适应要求的设备材质；根据工艺操作条件和设备的工艺要求，确定适应要求的设备材质； 按工艺流程要求确定设备的工艺连接要求，按工艺流程要求确定设备的工艺连接要求

15、， 确定设备的管口及人孔、手孔的数目和位置。确定设备的管口及人孔、手孔的数目和位置。 通过流体力学计算，通过流体力学计算， 确定工艺和公用工程连接管口、安全阀接口、放空口、排液口、排污口等连接管口的直径，确定工艺和公用工程连接管口、安全阀接口、放空口、排液口、排污口等连接管口的直径， 并确定他们在设备上的安装位置。并确定他们在设备上的安装位置。 根据设备布置设计确定管口方位、设备的安装标高、支根据设备布置设计确定管口方位、设备的安装标高、支 撑结构的尺寸和方位以及设备的操作平台的结构与尺寸，撑结构的尺寸和方位以及设备的操作平台的结构与尺寸， 并留有布置余地，便于管道布置设计时进行修改。并留有布

16、置余地，便于管道布置设计时进行修改。 向设备设计人员提供非定型设备设计条件单，向土建人向设备设计人员提供非定型设备设计条件单，向土建人 员提出设备操作平台等设计条件。员提出设备操作平台等设计条件。 以上（以上（1）至（）至（5）的步骤主要由）的步骤主要由工艺设计人员工艺设计人员完成。完成。 由设备设计人员根据各种规范进行机械设计、强度设计由设备设计人员根据各种规范进行机械设计、强度设计 和检验，并绘制设备施工图纸。和检验，并绘制设备施工图纸。 在管道布置设计完成后，由工艺人员绘制设备管口方位在管道布置设计完成后，由工艺人员绘制设备管口方位 图，并经设备设计人员校核会签后归入图，并经设备设计人员

17、校核会签后归入设备施工图纸设备施工图纸中。中。 常用设备的有关知识常用设备的有关知识 一、泵一、泵 二、换热设备二、换热设备 三、贮罐三、贮罐 四、塔四、塔 五、反应器五、反应器 一、泵一、泵 对化工用泵的要求与一般的泵有所不同，除了对化工用泵的要求与一般的泵有所不同，除了 操作方便、运行可靠、性能良好和维修方便等一操作方便、运行可靠、性能良好和维修方便等一 般要求外，在不同的情况下还有不同的特殊要求，般要求外，在不同的情况下还有不同的特殊要求， 简要介绍如下：简要介绍如下： （1）输送易燃、易爆、易挥发、有毒和有腐蚀输送易燃、易爆、易挥发、有毒和有腐蚀 性及贵重的介质时，性及贵重的介质时，要

18、求密封性可靠，只能微漏要求密封性可靠，只能微漏 甚至完全无泄漏。甚至完全无泄漏。因此应采用因此应采用磁力驱动泵或屏蔽磁力驱动泵或屏蔽 泵。泵。 （2）输送腐蚀性介质时，应选用耐腐蚀泵。）输送腐蚀性介质时，应选用耐腐蚀泵。金属耐腐蚀泵的过金属耐腐蚀泵的过 流部件的材质有普通铸铁、高硅铸铁、不锈钢、高合金钢、钛及流部件的材质有普通铸铁、高硅铸铁、不锈钢、高合金钢、钛及 其合金等，看其合金等，看根据介质特性和温度根据介质特性和温度范围选用不同的材质。范围选用不同的材质。 （3）输送易气化液体，应选用低温泵。）输送易气化液体，应选用低温泵。如液态烃、液化天然气、如液态烃、液化天然气、 液态氧和液体氢等

19、，这些介质的温度通常为液态氧和液体氢等，这些介质的温度通常为 -30 -160，绝，绝 大部分此类液体有腐蚀性和危险性，因此不允许泄漏，而且由于大部分此类液体有腐蚀性和危险性，因此不允许泄漏，而且由于 其易气化，若有漏液，液体气化吸热极易造成密封部位结冰，因其易气化，若有漏液，液体气化吸热极易造成密封部位结冰，因 此，此类泵对密封要求很严。此，此类泵对密封要求很严。 （4）输送粘性液体，要输送粘性液体，要根据粘度的大小选泵根据粘度的大小选泵。 （5）输送含气液体，泵输送液体中的允许含气量的输送含气液体，泵输送液体中的允许含气量的 极限为（体积分数）：离心泵极限为（体积分数）：离心泵5%，旋涡泵

20、，旋涡泵 5%20%，容积式泵，容积式泵5%20%，选用时不得超越，选用时不得超越， 否则会产生噪音、振动、腐蚀加剧或出现断流、否则会产生噪音、振动、腐蚀加剧或出现断流、 断轴现象。断轴现象。 （6）输送含固体颗粒的液体，因固体颗粒的存在使输送含固体颗粒的液体，因固体颗粒的存在使 泵的扬程和效率降低，泵的扬程和效率降低，应按有关规定校核应按有关规定校核。 （7）输送高温介质时看考虑输送高温介质时看考虑选用热油泵选用热油泵。 （8）要求高吸入性能时，要求高吸入性能时，选用允许汽蚀余量选用允许汽蚀余量 小的泵，小的泵，如液态烃泵、双吸式离心泵。如液态烃泵、双吸式离心泵。 （9）要求低流量、高扬程时

21、，可选用多级泵、要求低流量、高扬程时，可选用多级泵、 简形泵，旋涡泵与普通离心泵相比，简形泵，旋涡泵与普通离心泵相比，旋涡旋涡 泵适合于流量小、扬程高的场合。泵适合于流量小、扬程高的场合。 （10）当打液量精度要求高时，可用计量泵。）当打液量精度要求高时，可用计量泵。 确定泵的型式确定泵的型式: 首先首先是要根据被输送物料的基本性质，物料的基是要根据被输送物料的基本性质，物料的基 本性质包括相态、温度、粘度、密度、挥发性、本性质包括相态、温度、粘度、密度、挥发性、 毒性、与空气形成爆炸性混合物的可能性和化学毒性、与空气形成爆炸性混合物的可能性和化学 腐蚀性等。腐蚀性等。 选择泵的型式时选择泵的

22、型式时还要考虑还要考虑生产的工艺过程、动力、生产的工艺过程、动力、 环境和安全要求等条件。环境和安全要求等条件。 均相液体可选用的泵型范围很广均相液体可选用的泵型范围很广: 悬浮液悬浮液则宜用则宜用泥浆泵或隔膜泵泥浆泵或隔膜泵； 液体中夹带或溶有气体时应选用液体中夹带或溶有气体时应选用容积式泵容积式泵； 粘度大粘度大的液体、胶体或膏糊料可用的液体、胶体或膏糊料可用往复泵往复泵，最好，最好 选用选用齿轮泵、螺杆泵齿轮泵、螺杆泵； 输送输送腐蚀性介质腐蚀性介质时用各种耐腐蚀材料制造或带衬时用各种耐腐蚀材料制造或带衬 里的里的耐腐蚀泵耐腐蚀泵； 输送输送昂贵的液体、剧毒的昂贵的液体、剧毒的液体应选用

23、完全不泄漏、液体应选用完全不泄漏、 无轴封的无轴封的屏蔽泵和磁力泵；屏蔽泵和磁力泵； 工艺上要求工艺上要求: 打液量精度要求高打液量精度要求高时宜选用时宜选用计量泵计量泵； 大流量、高压头大流量、高压头时宜选用时宜选用往复泵；往复泵； 流量小而压头高、液体又无悬浮物且粘度不高流量小而压头高、液体又无悬浮物且粘度不高的的 情况，选用情况，选用旋涡泵或多级离心泵旋涡泵或多级离心泵。 输送输送易燃易爆的液体易燃易爆的液体时选用时选用蒸汽往复泵或水喷射蒸汽往复泵或水喷射 泵泵、蒸汽喷射泵是安全的；、蒸汽喷射泵是安全的； 若采用若采用电动泵输送电动泵输送易燃易爆的液体，则易燃易爆的液体，则必须配用必须配

24、用 防爆电机防爆电机。 实际上，在选择泵的类型时，往往不可能完实际上，在选择泵的类型时，往往不可能完 全满足各个方面的要求，全满足各个方面的要求，应以满足工艺和安全要应以满足工艺和安全要 求为主要目标，求为主要目标，其他方面的要求（如扬程等）都其他方面的要求（如扬程等）都 要服从主要的要求。要服从主要的要求。 二、换热设备二、换热设备 传热设备可分为传热设备可分为间壁式间壁式、混合式混合式及及蓄热式蓄热式， 其中间壁式是化工生产中应用最广泛的类型，可其中间壁式是化工生产中应用最广泛的类型，可 参照化工原理等手册选用。参照化工原理等手册选用。 三、贮罐三、贮罐 国家有各类容器的标准系列，这些标准

25、系列有国家有各类容器的标准系列，这些标准系列有 通用设计图，可向有关单位购买标准图，既省时通用设计图，可向有关单位购买标准图，既省时 又可充分保证设计质量。又可充分保证设计质量。 贮罐存贮量是贮罐设计的最基本的参数。贮罐存贮量是贮罐设计的最基本的参数。 （1）原料贮罐）原料贮罐 全厂性原料库房贮罐，原料存贮量全厂性原料库房贮罐，原料存贮量 要保证生产能正常进行，主要根据原料市场供应要保证生产能正常进行，主要根据原料市场供应 情况和供应周期而定，情况和供应周期而定，一般以一般以13月的生产用量月的生产用量 为宜。为宜。 车间的原料贮罐一般考虑至少半个月的用量，因车间的原料贮罐一般考虑至少半个月的

26、用量，因 为车间成本核算常常是逐月进行的，因而贮罐存贮为车间成本核算常常是逐月进行的，因而贮罐存贮 量一般量一般不主张超过不主张超过1月月。 （2）成品贮罐）成品贮罐 一般主要按工厂短期停车后仍能保证一般主要按工厂短期停车后仍能保证 满足市场需求来确定存贮量，液体产品贮罐常按满足市场需求来确定存贮量，液体产品贮罐常按至至 少贮存一周少贮存一周的产品产量设计。的产品产量设计。 （3）中间贮罐）中间贮罐 其设置是考虑生产过程中在前面某一工序其设置是考虑生产过程中在前面某一工序 临时停车时仍能维持后面工段的正常生产，所以要比原临时停车时仍能维持后面工段的正常生产，所以要比原 料罐的存贮量少得多。对于

27、料罐的存贮量少得多。对于连续化生产视情况贮存几小连续化生产视情况贮存几小 时至几天的用量时至几天的用量，对，对间歇生产过程，至少应考虑存贮一间歇生产过程，至少应考虑存贮一 个班的生产用量。个班的生产用量。 （4）回流罐）回流罐 蒸馏塔回流罐蒸馏塔回流罐一般考虑一般考虑5min至至10min左右左右的的 液体保有量作冷凝器液封之用。液体保有量作冷凝器液封之用。 以上以上4类液体贮罐的类液体贮罐的装料系数装料系数（有效容积占贮罐总容积（有效容积占贮罐总容积 的百分率）的百分率）一般在一般在0.8左右左右，有时可高达，有时可高达0.85，存放气体存放气体 的容器装料系数是的容器装料系数是1。 （5）

28、计量罐）计量罐 考虑考虑少者少者10min、15min，多者，多者2h或或4h产产 量（或原料量）的存贮量量（或原料量）的存贮量。计量罐的装载系数一般取计量罐的装载系数一般取 0.60.7，因为计量罐的刻度在罐的直筒部分，刻度，因为计量罐的刻度在罐的直筒部分，刻度 的使用度常为的使用度常为满量程的满量程的80%85%，所以应，所以应取较小取较小的的 装载系数。装载系数。 （6）缓冲罐）缓冲罐 目的是使气体有一定数量的积累，使压力目的是使气体有一定数量的积累，使压力 稳定，从而保证工艺流程中流量的稳定，稳定，从而保证工艺流程中流量的稳定，常常是下游常常是下游 使用设备使用设备（例压缩机、泵）（例

29、压缩机、泵）5min至至10min的用量，有的用量，有 时可超过时可超过15min的用量，的用量，以便有充裕时间处理故障，以便有充裕时间处理故障， 调节流程或关停机器。调节流程或关停机器。 （7）闪蒸罐）闪蒸罐 闪蒸过程是液体的部分气化过程，闪蒸过程是液体的部分气化过程， 是一个单级分离过程，液体在闪蒸罐的停留时间是一个单级分离过程，液体在闪蒸罐的停留时间 应考虑尽量使液体在闪蒸罐内有充分的时间使接应考虑尽量使液体在闪蒸罐内有充分的时间使接 近气液平衡状态，因此应视近气液平衡状态，因此应视工艺过程的不同要求工艺过程的不同要求 选择液体在罐内的停留时间选择液体在罐内的停留时间。 四、塔四、塔 化

30、工生产中使用的塔型有化工生产中使用的塔型有喷洒塔喷洒塔、板式塔板式塔和和填填 料塔料塔，其中，其中填料塔和板式塔最为普遍填料塔和板式塔最为普遍，而蒸馏操，而蒸馏操 作和吸收操作又是使用板式塔和填料塔最多的地作和吸收操作又是使用板式塔和填料塔最多的地 方。方。 可参照化工原理等手册选用。可参照化工原理等手册选用。 五、反应器五、反应器 常用的反应器有如下类型：常用的反应器有如下类型： （1）管式反应器）管式反应器 特征是长度远较管径为大，内部中空，特征是长度远较管径为大，内部中空， 不设任何构件，不设任何构件，多用于均相反应。多用于均相反应。 （2）釜式反应器）釜式反应器 又称为反应釜或搅拌器，

31、其高度一般与又称为反应釜或搅拌器，其高度一般与 直径相等或稍高，约为直径的直径相等或稍高，约为直径的23倍，应用十分广泛，倍，应用十分广泛， 可用以进行均相反应，也可用于多相反应。可用以进行均相反应，也可用于多相反应。 （3）塔式反应器）塔式反应器 这类反应器的高度一般为直径的这类反应器的高度一般为直径的 数倍乃至十余倍，有些塔式反应器内部有为了增数倍乃至十余倍，有些塔式反应器内部有为了增 加两相接触而设的构件如填料、塔板等，加两相接触而设的构件如填料、塔板等，塔式反塔式反 应器主要用于两种流体反应的过程，如气液反应应器主要用于两种流体反应的过程，如气液反应 和液液反应。和液液反应。 （4）固

32、定床反应器）固定床反应器 特征为反应器内填充有固定不动的特征为反应器内填充有固定不动的 固体颗粒，这些固体颗粒可以是固体催化剂，也可以固体颗粒，这些固体颗粒可以是固体催化剂，也可以 是固体反应物。在化工生产中被是固体反应物。在化工生产中被广泛采用的是固定床广泛采用的是固定床 催化反应器，床内的固体颗粒是催化剂。催化反应器，床内的固体颗粒是催化剂。 固定床反应器还可用于固定床反应器还可用于气固及液固非催化反应气固及液固非催化反应， 此类反应器内的此类反应器内的固体是反应物固体是反应物而非固体催化剂。而非固体催化剂。 （5）流化床反应器）流化床反应器 也是一种器内有固体颗粒的反也是一种器内有固体颗

33、粒的反 应器，与固定床反应器不同，应器，与固定床反应器不同，这些固体颗粒系处这些固体颗粒系处 于运动状态。于运动状态。此类此类反应器可用于气固、液固以及反应器可用于气固、液固以及 气液固催化或非催化反应气液固催化或非催化反应，是工业生产中较广泛，是工业生产中较广泛 使用的反应器。使用的反应器。 典型的工业应用例子是炼油厂的催化裂化装典型的工业应用例子是炼油厂的催化裂化装 置和丁烯氧化脱氢制丁二烯等气固催化反应过程置和丁烯氧化脱氢制丁二烯等气固催化反应过程 的反应器。的反应器。 第三节第三节 化工设备图化工设备图 一、化工设备图的基本知识一、化工设备图的基本知识 (1)(1)工程图工程图 1.1

34、.表示设备的表示设备的化工工艺特性化工工艺特性、使用特性使用特性、制造要求的制造要求的 图纸图纸。 2.2.它依据工艺数据表编成，用于它依据工艺数据表编成，用于基础设计审核、设备基础设计审核、设备 询价、订货和制造，以及向相关专业提出设计条件询价、订货和制造，以及向相关专业提出设计条件。 3.3.图纸布置见图图纸布置见图4-1.4-1. 图4-2 工程图的布置 (2)施工图施工图 供供设备制造、安装、生产使用的图纸设备制造、安装、生产使用的图纸(最终使用为最终使用为 竣工图竣工图) 施工图由下列部分组成：施工图由下列部分组成： 装配图装配图 表示表示设备的全貌、组成和特性的图样设备的全貌、组成

35、和特性的图样，它表达，它表达 设备各主要部分的设备各主要部分的结构特征结构特征、装配和连接关系装配和连接关系、特征尺特征尺 寸、外形尺寸、安装尺寸及对外连接尺寸、技术要求寸、外形尺寸、安装尺寸及对外连接尺寸、技术要求等。等。 图4-1 装配图的布置 （a） （b） 图4-3 部件图的布置 部件图部件图 表示表示可拆或不可拆部件的结构、尺寸可拆或不可拆部件的结构、尺寸，以及所，以及所属零属零 部件之间的关系、技术特性和技术要求等资料部件之间的关系、技术特性和技术要求等资料的图样。的图样。 c.c.零件图零件图 表示表示零件的形状、尺寸、加工，以及热处理和检零件的形状、尺寸、加工，以及热处理和检

36、验等资料验等资料的图样。的图样。 图4-4 零件图的布置 （a） （b） d.d.零部件图零部件图 由由零件图、部件图零件图、部件图组成的图样组成的图样。 图4-5 零部件图的布置 e. 表格图表格图 用表格表示多个形状相同，尺寸不同的零件的用表格表示多个形状相同，尺寸不同的零件的 图样。图样。 f. 特殊工具图特殊工具图 表示设备安装、试压和维修时使用的表示设备安装、试压和维修时使用的特殊特殊 工具的图样工具的图样。 图4-6 特殊工具图的布置 g.g.标准图标准图( (或通用图或通用图) ) 指国家部门和各设计单位编制的化工设备上指国家部门和各设计单位编制的化工设备上常用零部件常用零部件

37、的标准图和通用图的标准图和通用图。 图4-7 标准图的布置 h.梯子平台图梯子平台图 支承于支承于设备外壁上的梯子设备外壁上的梯子、平台结构平台结构的图样。的图样。 图4-8 梯子平台图和预焊件图的布置 i. 预焊件图预焊件图 设备外壁上保温、梯子、平台、管线支架等安装前在设备外设备外壁上保温、梯子、平台、管线支架等安装前在设备外 壁上需预先焊接的零件的图样。壁上需预先焊接的零件的图样。 j. 管口方位图管口方位图 设备上管口、支耳、吊耳、人孔吊柱、板式塔降液波板、换设备上管口、支耳、吊耳、人孔吊柱、板式塔降液波板、换 热器折流板缺口位置；地脚螺栓、接地板、梯子及铭牌等方位热器折流板缺口位置；

38、地脚螺栓、接地板、梯子及铭牌等方位 的图样。的图样。 k. 技术要求技术要求 设备在制造、试验、验收时应遵守的条款和文件。设备在制造、试验、验收时应遵守的条款和文件。 l.l.计算书计算书 设备强度、刚度等的计算文件。当用计算机计算时，设备强度、刚度等的计算文件。当用计算机计算时， 应将输入数据和计算结果作为计算文件。应将输入数据和计算结果作为计算文件。 m.m.说明书说明书 设备结构原理、技术特性、制造、安装、运输、使设备结构原理、技术特性、制造、安装、运输、使 用、维护、检修及其它需说明的文件。用、维护、检修及其它需说明的文件。 n.n.图纸目录图纸目录 每个设备的图纸及技术文件的全套设计

39、文件的清单。每个设备的图纸及技术文件的全套设计文件的清单。 工程图：系统布置图工程图：系统布置图 装配图：设备总图装配图：设备总图 施工图：零部件图施工图：零部件图 (3)(3)图纸的幅面和文字图纸的幅面和文字 工程图一般为工程图一般为A2A2或或A3A3；施工图一般为；施工图一般为A1A1，A1A1、A2A2、 A3A3、A4A4的加长或加宽幅面尽量不用。的加长或加宽幅面尽量不用。A3A3幅面不允许单独幅面不允许单独 竖放，竖放，A4A4幅面不允许横放，幅面不允许横放，A5A5幅面不允许单独存在。幅面不允许单独存在。 字体应符合字体应符合GB/T 14691GB/T 14691规定，采用下列

40、字体。规定，采用下列字体。 a a文字、汉字为仿宋体，拉丁字母文字、汉字为仿宋体，拉丁字母( (英文字母英文字母) )为为B B型直体。型直体。 b b阿拉伯数字为阿拉伯数字为B B型直体型直体1 1、2 2、3 3。 c c放大图序号为放大图序号为B B型直体罗马数字型直体罗马数字I I、IIII、IIIIII。 d d焊缝序号为阿拉伯数字。焊缝序号为阿拉伯数字。 e. e. 焊缝符号及代号按国标或行业标准。焊缝符号及代号按国标或行业标准。 f f标题放大图用汉字表示。标题放大图用汉字表示。 g g剖视图、向视图符号以大写英文字母表示：如剖视图、向视图符号以大写英文字母表示：如A A向、向、

41、A AA A、 B BB B等。等。 表表4-6 4-6 常用管口符号常用管口符号 管口名称管口名称 或用途或用途 手手 孔孔 液位液位 计口计口 液位液位 开关开关 口口 液位液位 变送变送 器口器口 人人 孔孔 压压 力力 计计 口口 压力压力 变送变送 器口器口 在线在线 分析分析 口口 安全安全 阀接阀接 口口 温度温度 计口计口 温度计温度计 口口(现场现场) 裙座裙座 排气排气 口口 裙座裙座 入口入口 管口符号管口符号HLGLSLTMPIPTQESVTETIVSW h管口符号以大写的英文字母管口符号以大写的英文字母A、B、C表示。常用管表示。常用管 口符号推荐按表所示。同一用途、

42、规格的管口，数量以下口符号推荐按表所示。同一用途、规格的管口，数量以下 标标1、2、3表示如表示如TI1-2、LG1-2等。等。 二、化工设备图的基本内容二、化工设备图的基本内容 一份完整的化工设备图，除绘有一份完整的化工设备图，除绘有设备本身的设备本身的 各种视图各种视图外，应有如下基本内容外，应有如下基本内容: 1.1.标题栏标题栏 2.2.明细栏明细栏 3.3.管口表管口表 4.4.设计数据表设计数据表 5.5.技术要求技术要求 6.6.签署栏签署栏 7.7.注注 8.8.其他其他 1标题栏 本栏主要为说明本张图纸的主题，包括：设计单位名本栏主要为说明本张图纸的主题，包括：设计单位名 称

43、，设备称，设备( (项目项目) )名称，本张图纸名称，图号，资质等名称，本张图纸名称，图号，资质等 级，比例，图纸张数级，比例，图纸张数( (共共 张、第张、第 张张) )等，可分为等，可分为 4 4种。种。 图4-9（a） 标题栏1的内容和尺寸 a.标题栏标题栏1（又名（又名图纸标题栏图纸标题栏）。用于）。用于A0、A1-A4幅面，内容和尺寸如下：幅面，内容和尺寸如下： 经建设部批准发给设计单位资格证书规定经建设部批准发给设计单位资格证书规定 的等级和编号的等级和编号 本设备所在的项目名称本设备所在的项目名称 设备图一般不填设备图一般不填 分为两行：分为两行： 1. 设备名称、规格及图名设备

44、名称、规格及图名 2. 设备位号，设备位号， 设备名称由化工名称和设备结构特点组成设备名称由化工名称和设备结构特点组成 由设计单位自行确定由设计单位自行确定 应含有化工设备设计文件编制规定中附录应含有化工设备设计文件编制规定中附录C 设备设计文件分类方法中的设备设计文件分类方法中的 设备分类号设备分类号 b.b.标题栏标题栏2 2（又名技术文件标题栏），用于（又名技术文件标题栏），用于技术文件技术文件( (专用技术要求、专用技术要求、 计算书、说明书、图纸目录等计算书、说明书、图纸目录等) )的首页的首页。 图4-9（b） 标题栏2的内容和尺寸 c.c.标题栏标题栏3(3(又名工程图标题栏又名

45、工程图标题栏) )，用于，用于工程图工程图。 图4-9（c）标题栏3的内容和尺寸 d.d.标题栏标题栏4(4(又名标准图标题栏又名标准图标题栏) )，用于，用于标准图标准图( (复用图复用图) )。 图4-9（d）标题栏4的内容和尺寸 a.明细栏1，用于装配图及零件图。 分为两行：分为两行： 1. 设备名称、规格及图名设备名称、规格及图名 2. 设备位号，设备位号， 设备名称由化工名称和设备结构特点组成设备名称由化工名称和设备结构特点组成 填写零部件所在图纸的图号填写零部件所在图纸的图号 或：填写标准零部件的标准号或：填写标准零部件的标准号 不同情况进行不同的填写：不同情况进行不同的填写： 1

46、. 工人的简短词语填写工人的简短词语填写 2. 标准规定的标注方法标准规定的标注方法 3. 不绘图的，名称后列出规格或实际尺寸不绘图的，名称后列出规格或实际尺寸 不同情况进行不同的填写不同情况进行不同的填写 按国家或行业标准标出材料的标号和名称；按国家或行业标准标出材料的标号和名称； 对国内某生产长的或国外的标准材料同时标出材料名称和代号；对国内某生产长的或国外的标准材料同时标出材料名称和代号； 无标准规定的材料标出材料的习惯名称；无标准规定的材料标出材料的习惯名称； 对部件和外购件此栏不填。对部件和外购件此栏不填。 按照设备图形上件号的顺序从下而上填写按照设备图形上件号的顺序从下而上填写 2

47、.2.明细栏明细栏 明细表是说明明细表是说明组成本张图纸的各部件的详细情况组成本张图纸的各部件的详细情况，分为，分为3 3种。种。 b.明细栏2，用于零部件图。 c.明细栏3，用于管口零件明细栏。 填写零件或部件主要视图的比例，不按比例的图样用细斜实线表示填写零件或部件主要视图的比例，不按比例的图样用细斜实线表示 3.管口表管口表 管口表是将本设备的管口表是将本设备的各管口用英文小写字母从上至下按顺各管口用英文小写字母从上至下按顺 序填入表中序填入表中，以，以明确各管的位置和规格明确各管的位置和规格等，具体见下表等，具体见下表 （两个尺寸中，（两个尺寸中，小尺寸用于工程图小尺寸用于工程图，大尺

48、寸用于施工图大尺寸用于施工图， 下同）：下同）： 102！ 4.设计数据表设计数据表 设计数据表是化工设备图的一个重要组成部分，设计数据表是化工设备图的一个重要组成部分，补充替代了补充替代了 以往以往“技术特性表技术特性表”。它将设备的。它将设备的主要设计、制造、使用的主要主要设计、制造、使用的主要 参数参数(设计压力、工作压力、设计温度、工作温度、各部件的材质、设计压力、工作压力、设计温度、工作温度、各部件的材质、 焊缝系数、腐蚀裕度、物料名称、容器类别及专用化工设备的接焊缝系数、腐蚀裕度、物料名称、容器类别及专用化工设备的接 触物料的特性等触物料的特性等)技术特性以以列表供施工、检验、生产

49、技术特性以以列表供施工、检验、生产中执行。中执行。 又分为又分为工程图用工程图用和和施工图用施工图用设计数据表。设计数据表。 工程图用 换热器类设备填写 施工用图 容器类设备与塔器类 设备 化工设备设计文件编制规定 HG/T 20668-2000 表4.2.2-3和表4.2.2-4 5.技术要求 (1)通用技术条件 通用技术条件是同类化工设备在加工、制造、焊接、装配、检 验、包装、防腐、运输等方面的技术规范，已形成标准，在技术 要求中直接引用。在书写时，只需注写“本设备按(具 体写上某标准的名称及代号)制造、试验和验收”即可。 (2)焊接要求 化工设备的焊接工艺十分广泛，在技术要求中，通常对焊

50、接接 头型式，焊接方法，焊条(焊丝)、焊剂等提出要求。 (3)设备的检验 一般有对主体设备的水压和气密性进行试验，对焊缝的射线探 伤，超声波探伤、磁粉探伤等，这些项目都有相应的试验规范和 技术指标。 (4)其它要求 a.机械加工和装配方面的规定和要求。 b.设备的油漆、防腐、保温(冷)、运输和安装、填料等要求。 文字描述化工设备的技术条件，应遵守和达到的技术指标文字描述化工设备的技术条件，应遵守和达到的技术指标 6.签署栏 版图的用途，如询价用、基础设计用、制造用等，版图的用途，如询价用、基础设计用、制造用等， 若图纸修改时，填写修改内容若图纸修改时，填写修改内容 7.7.注注 常写在技术要求

51、的下方常写在技术要求的下方。用来补充说明技术要求。用来补充说明技术要求 范围外，但范围外，但又必须作出交待又必须作出交待的问题。的问题。 8.8.其他其他 (1)(1)一些图纸中列有一些图纸中列有修改表和选用表修改表和选用表，供在设备修改及选用，供在设备修改及选用 时填写，以便随时掌握设备变更和选用的情况。时填写，以便随时掌握设备变更和选用的情况。 (2)(2)相关的图纸相关的图纸简单目录简单目录，方便检索。，方便检索。 (3)(3)为明确责任，便于联系多数图纸还在图左上侧内外轮廓为明确责任，便于联系多数图纸还在图左上侧内外轮廓 线间，列出线间，列出描图、校核、及会签签字栏描图、校核、及会签签

52、字栏。 (4)(4)具体细节请参照具体细节请参照GB 4457-84GB 4457-84、GB 4458-84GB 4458-84、GB 4459-84GB 4459-84、 GB 4460-84GB 4460-84（机械制图和技术制图相关的国家标准）和（机械制图和技术制图相关的国家标准）和HG/T HG/T 20668 -200020668 -2000（化工设备设计文件编制规定）。（化工设备设计文件编制规定）。 化工设备设计文件编制规定化工设备设计文件编制规定 HG/T 20668-2000 三、化工设备图的表达特三、化工设备图的表达特 点点 化工设备的装配图内容：化工设备的装配图内容： 1

53、.一般机械装配图相同的内容（一组视图、必 要的尺寸、技术要求、明细表及标题栏） 2.技术要求、设计数据表、接管表、修改表、 选用表以及图纸目录 ( (一一) )化工设备的基本结构特点化工设备的基本结构特点 1.1.基本形体以基本形体以回转体回转体为主为主 2.2.各部结构各部结构尺寸大小相差悬殊尺寸大小相差悬殊 3.3.壳体上壳体上开孔和管口多开孔和管口多 4.4.广泛采用广泛采用标准化零部件标准化零部件 5.5.采用采用焊接结构多焊接结构多 6.6.对对材料有特殊材料有特殊要求要求 7.7.防泄漏安全结构要求高防泄漏安全结构要求高 105! ( (二二) )化工设备图的视图表达特点化工设备图

54、的视图表达特点 1.1.视图配置灵活视图配置灵活 2.2.需注意细部结构的表达需注意细部结构的表达 (1)(1)局部放大图局部放大图( (也称也称“节点详图节点详图”) ) (2)(2)夸大画法夸大画法 3.3.管口和开口数量多管口和开口数量多 4.4.设备长宽比例悬殊的可采用断开画法设备长宽比例悬殊的可采用断开画法 5.5.简化画法使用多简化画法使用多 6.6.化工设备表面普遍采用镀涂层或衬里加以保护化工设备表面普遍采用镀涂层或衬里加以保护 7.7.部分设备和零件不需单独绘制图样部分设备和零件不需单独绘制图样 1.1.视图配置灵活视图配置灵活 设备的主体结构表达：设备的主体结构表达： 立式立

55、式设备一般设备一般为主、俯视图为主、俯视图；卧式卧式设备一般为设备一般为主、左主、左 ( (右右) )视图视图； 在明确表示物体的前提下，使在明确表示物体的前提下，使视图数量为最少视图数量为最少； 避免使用虚线避免使用虚线表示物体的轮廓及棱线，表示物体的轮廓及棱线，避免重复避免重复 ； 结构形状简单，易于结构形状简单，易于表达的零件表达的零件，其，其零件图可直接画在装零件图可直接画在装 配图中适当位置配图中适当位置。 2.2.需注意细部结构的表达需注意细部结构的表达 使用使用局部放大图局部放大图和和夸大画法夸大画法来表达这些来表达这些细部细部结构并标注尺寸。结构并标注尺寸。 (1)(1)局部放

56、大图局部放大图( (也称也称“节点详图节点详图”) ) 表达细部结构时，可画成表达细部结构时，可画成局部视图局部视图、剖视或剖面剖视或剖面等形式。等形式。 放大比例可按规定比例放大比例可按规定比例，也可，也可不按比例不按比例作适当放大，但都要作适当放大，但都要 标注清楚。标注清楚。 (2)(2)夸大画法夸大画法 对于折流板、管板、壳体壁厚、垫片及各种对于折流板、管板、壳体壁厚、垫片及各种管壁厚管壁厚，在按，在按 总体比例缩小。总体比例缩小。 难以表达其难以表达其厚度厚度，可作，可作适当的夸大画出适当的夸大画出。 3.3.断开和分层画法断开和分层画法 塔、换热器及贮罐等设备（塔、换热器及贮罐等设

57、备（过高或过长过高或过长），）， 使用使用断开画法断开画法 如内部结构仍未表达清楚，可将如内部结构仍未表达清楚，可将某塔节某塔节( (层层) ) 用局部放大用局部放大的方法表达。的方法表达。 如设备总体形象表达不完整时，可用如设备总体形象表达不完整时，可用缩小比缩小比 例、单线条画出设备的整体外形图或剖视图例、单线条画出设备的整体外形图或剖视图。 在整体图上，应在整体图上，应标注总高尺寸标注总高尺寸、各主要零部各主要零部 件的定位尺寸及各管口的标高尺寸件的定位尺寸及各管口的标高尺寸。 塔盘应按顺序塔盘应按顺序从下至上编号从下至上编号，且应注明塔盘，且应注明塔盘 间距尺寸间距尺寸。 4.4.多次

58、旋转的表达方法多次旋转的表达方法 管口、开口及其它附件，使用管口、开口及其它附件，使用多次旋转的多次旋转的表达方法。表达方法。 将设备周向分布的接管及其它附件，分别按将设备周向分布的接管及其它附件，分别按不同方不同方 向旋转到与正投影面平行的位置向旋转到与正投影面平行的位置，得到反映它们，得到反映它们实实 形的视图形的视图。 在不同的视图中在不同的视图中同一接管或附件应用相同的大写英同一接管或附件应用相同的大写英 文字母编号文字母编号。 被旋转的接管及其它附件在主视图上被旋转的接管及其它附件在主视图上不应相互重叠不应相互重叠。 5.5.管口方位的表达方法管口方位的表达方法 化工设备壳体上众多的

59、化工设备壳体上众多的管口和附件方位的确定管口和附件方位的确定，在，在 安装、制造等方面都至关重要。安装、制造等方面都至关重要。 （各管口的方位表达参看章末附图（各管口的方位表达参看章末附图 122-123122-123） 用用基本视图和一些辅助视图基本视图和一些辅助视图可表达清楚化工设备的可表达清楚化工设备的 基本结构形状的，可用基本结构形状的，可用管口方位图来表达设备的各管口方位图来表达设备的各 管口及其它附件如地脚螺栓等的分布的管口及其它附件如地脚螺栓等的分布的情况，并注情况，并注 写写管口方位见图号管口方位见图号管口方位图管口方位图。 6.6.简化画法简化画法 采用了各种简化画法可采用了

60、各种简化画法可减少绘图工作量减少绘图工作量，提高绘图效率提高绘图效率 法兰连接面型式的画法法兰连接面型式的画法 带薄衬层的接管法兰（以局部剖视图表示） 法兰连接的螺栓、螺母和垫片的画法 (2)(2) 标准化零部件标准化零部件 已有标准图，已有标准图，不必详细画出不必详细画出，可按，可按比例画出比例画出 反映其特征外形的简图反映其特征外形的简图。在明细表中注写其名。在明细表中注写其名 称、规格、标准号等。称、规格、标准号等。 (3)(3)外购部件外购部件 只画只画其外形轮廓简图其外形轮廓简图。要求在明细表中注写。要求在明细表中注写 名称、规格、主要性能参数和名称、规格、主要性能参数和“外购外购”