材料科学化工设备课件

1、化工设备樊楼声离心式压缩机的工作原理离心式压缩机用于压缩气体的。主要工作部件是高速旋转的叶轮和通流面积逐渐增加的扩压器。离心式压缩机的工作原理是通过叶轮对气体作功，在叶轮和扩压器的流道内，利用离心升压作用和降速扩压作用，将机械能转换为气体压力能的。 气体在流过离心式压缩机的叶轮时，高速旋转的叶轮使气体在离心力的作用下，一方面压力有所提高，另一方面速度也极大增加，即离心式压缩机通过叶轮首先将原动机的机械能转变为气体的静压能和动能。此后，气体在流经扩压器的通道时，流道截面逐渐增大，前面的气体分子流速降低，后面的气体分子不断涌流向前，使气体的绝大部分动能又转变为静压能，也就是进一步起到增压的作用。

2、离心式压缩机的特性曲线对大多数透平压缩机而言，其Q（流量）P（压力）特性曲线是一条在气量不为零处有一最高点、呈驼峰状的曲线，如图1所示。当压缩机工作点A在最高峰右侧时，处于稳定的工作区。出现干拢因素（如进气条件的变化、气流的不均匀、气流速度的微小变化以及管网阻力的变化）时造成工作点的偏移，随机器的运转，工作点会自动回到原来的A点。P Q A B 1 1 (1、1压缩机特性曲线 2 管网特性曲线) 2 当压缩机工作点B在最高峰的左侧，则处于不稳定工作区，当操作出现某种干拢因素而造成工作点偏移，不能回到原来的B点。离心式压缩机的喘振 喘振就是指当压缩机工作点处于不稳定工作区，由于系统流量的瞬间变化

3、，造成整个压缩机系统出现周期性的气流振荡，所呈现的不稳定工作状态，称为喘振。PQ21BQQ1B1PB1PB当压缩机出口流量由Q变为Q1时，出口压力相应下降至PB1，由于气体的可压缩性，管网上气体的压强不可能很快下降，而形成了一定的压强差，通过压缩机的气流将进一步受到阻碍使流量减少，压强进一步降低，以至造成管路中的气体倒流回压缩机内，这时管路中的压强很快下降，倒流气量迅速减少，当管网中的压强低于压缩机出口压强时，倒流停止，压缩机又开始向管网供气，经过压缩机的气量逐渐增大，当管网中的压强恢复到原来大小时压缩机流量又开始减少，气体倒流现象又一次发生，就这样出现周期性的气流振荡。 喘振的现象压缩机出口

4、压力和流量出现周期性波动；出现周期性噪音，时高时低；整个机器处于强烈的振动状态。 喘振的原因？ a.压缩机处于不稳定工作区运转；b.压缩机出口流量小于喘振流量；c.压缩机出口压力，低于管网压力。防喘振方法（1）设置防喘振回路，使压缩机的出口气量总是大于管网的气量，使压缩机始终处于稳定工作区。（2）通过气量调节改变压缩机特性曲线或管路特性曲线，使压缩机处于稳定工作区运转。判断题如果离心式压缩机出现喘振，首先应立即全部打开喘振阀，增加压缩机的流量，然后根据情况进行处理。（ ）为了防止离心式压缩机喘振，开、关喘振阀时要平稳缓慢，关防喘振阀时要先高压后低压，开防喘阀时要先低压后高压。（ ）正确答案：为

5、了防止离心式压缩机喘振，开、关喘振阀时要平稳缓慢，关防喘振阀时要先低压后高压，开防喘阀时要先高压后低压。避免离心式压缩机喘振的措施是（ ）A、提高压力时，适当提高压缩机的进口流量B、提高出口流量时，必须提高其进口压力C、提高压力时，应当保持出口流量的相对稳定D、降低压力时，应当提高压缩机的转速。答案：D题目有问题，应是“不是避免离心式压缩机喘振的措施是（ ）防止离心式压缩机喘振的方法之一是要坚持在开、停车过程中，升、降速度不可太快，并且要（ ）(A)先升压，后升速(B)先升速，后升压(C)先降速，后降压(D)没有一定的升降顺序B下列各项中，（ ）不是离心式压缩机发生喘振的原因。(A)吸入流量不

6、足(B)负荷过大(C)升速、升压过快(D)降速未先降压B离心式压缩机设立压缩机自循环回路的目的是（ ）A、防共振B、防喘振C、防止气蚀D、降低流量时气体温度升高而损坏压缩机。答案B离心式压缩机发生喘振的原因可能是（ ）。(A)材质不合格，强度不够(B)密封环间隙过大(C)防喘整定值不准(D)压缩机气体出口管线上止逆阀不灵C、D防止离心式压缩机喘振的方法有（ ）。(A)将部分气流经防喘振阀放空(B)将部分气体由旁路送回吸气管(C)与供气系统脱开(D)停机A、B离心式压缩机运行时，应定时巡回检查轴承温度、油压和压缩气体的进出口温度、压力的变化等。（ ）离心式压缩机运行时，应经常检查和测听各转动零部

7、件的振动和响声是否正常。（ ）离心式压缩机运行时，应定期清洗油过滤器，清理滤尘器和冷却器，润滑油应实行五级过滤，保持油质合格。（ ）正确答案：离心式压缩机运行过程中，应定期清洗油过滤器，清理滤尘器和冷却器，润滑油应实行三级过滤，保持油质合格。离心式压缩机运行时，应保持所在零部件齐全整洁，油路系统无渗漏无油污，水路系统无滴漏锈斑。（ ） 透平压缩机的在用润滑油进行定期抽检的主要项目有（ ）A、粘度、闪点B、水分、杂质C、抗乳化性 油水分离，时间短，性能好。D、灰分、残碳 生产厂家控制质量答案：A、B、C粘度：流动性 闪点：油品轻重 轻，闪点低水分：贮运过程混入或和水蒸气接触的设备杂质：绝大多数润

8、滑油不允许含有机械杂质。抗乳化性 工业润滑油在使用中常常不可避免地要混入一些冷却水，如果润滑油的抗乳化性不好，它将与混入的水形成乳化液，使水不易从循环油箱的底部放出，从而可能造成润滑不良。因此抗乳化性是工业润滑油的一项很重要的理化性能。 机泵和电机要检修时，必须按照（ )程序A、停机后，立即对机泵进行检修B、停机后，拆开对轮后，对电动机进行检修C、停机后，拆开电机接头，然后检修机泵D、对需要检修的机泵，要先填写有关检修作业票，由运行电工停电机动力电源，并在开关处挂上“严禁合闸，有人工作”的标志牌，方允许对故障机泵或电机进行检修。答案：D在用工业管道定期检验规程（试行） 第一章总则第一条为了加强

9、压力管道安全监察，规范在用工业管道检验工作，确保在用工业管道的安全运行，保障公民生命和财产的安全，根据压力管道安全管理与监察规定的有关规定，制定本规程。第二条本规程是在用工业管道检验、安全状况等级(划分方法见附一)评定和缺陷处理的基本要求，有关单位制定的实施细则，应满足本规程的要求。第三条本规程适用于压力管道安全管理与监察规定适用范围的在用工业管道及附属设施，但不包括下列管道：(一)公称直径25mm的管道；(二)非金属管道；(三)最高工作压力42MPa或01MPa的管道。第四条本规程适用范围内的在用工业管道的级别划分如下：(一)符合下列条件之一的工业管道为GC1级：1输送现行国家标准职业接触毒

10、物危害程度分级GB5044中规定的毒性程度为极度危害介质的管道；2输送现行国家标准石油化工企业设计防火规范GB50160及建筑防火规范GBJ16中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体，并且设计压力40MPa的管道；3.输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力40MPa，并且设计温度400的管道；4输送流体介质并且设计压力100MPa的管道。(二)符合下列条件之一的工业管道为GC2级：1输送现行国家标准石油化工企业设计防火规范GB50160及建筑防火规范GBJ16中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体，并且设计压力40MPa的管道；2输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压

11、力40MPa，并且设计温度400的管道；3输送非可燃流体介质、无毒流体介质，设计压力100MPa，并且设计温度400的管道；4输送流体介质，设计压力100MPa，并且设计温度400 的管道。(三)符合下列条件之一的GC2级工业管道划分为GC3级：1输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力10MPa，并且设计温度400的管道；2输送非可燃流体介质、无毒流体介质，设计压力40MPa并且设计温度400的管道。判断题输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力40MPa，并且设计温度400的管道属于GC2级工业管道（ ）。正确答案：输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力40MPa，并且设计温度400的管

12、道属于GC1级工业管道判断题输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力10MPa，并且设计温度400的GC2级工业管道属于GC2级工业管道；（ ）正确答案：输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力10MPa，并且设计温度400的GC2级工业管道属于GC3级工业管道。输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力40MPa，并且设计温度400的管道属于（ ）级工业管道。A、GC1级B、GC2级C、GC3级D、GC4级答案；A输送非可燃流体介质、无毒流体介质，设计压力100MPa，并且设计温度400的管道属于（ ）级工业管道。A、GC1级B、GC2级C、GC3级D、GC4级答案；B输送可燃流体介质、有毒流

13、体介质，设计压力40MPa，并且设计温度400的管道属于（ ）级工业管道。 A、GC1级B、GC2级C、GC3级D、GC4级答案；B输送流体介质，设计压力100MPa，并且设计温度400 的管道属于（ ）级工业管道。A、GC1级B、GC2级C、GC3级D、GC4级答案；B输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力10MPa，并且设计温度400的GC2级工业管道属于（ ）级工业管道。A、GC1级B、GC2级C、GC3级D、GC4级答案；C在在用工业管道定期检验规程适用范围内的工业管道级别分为（ ）。A、GC1级B、GC2级C、GC3级D、GC4级答案：A、B、C传 热 传热在化工生产中的应用 热力

14、学第二定律：只要存在温度差，热量会自发从高温传递向低温，直至温度相等。传热方向：传热极限：传热推动力：高温低温温度相等温度差传热应用：科研、生产、生活双管程固定管板换热器传热在化工生产过程中的应用：1）加热或冷却，使物料达到指定的温度；2）通过换热，回收利用热量；3）保温，以减少热损失。 化工生产对传热的要求有两类，一是要求热量的传递速率要高，目的是增大设备的传热强度、提高生产能力或减小设备尺寸、降低生产费用；另一类则是要求尽量避免热量传递，需要采用隔热等方法减小传热速率。 对换热流体流动空间可按下列原则确定 不洁流体或易结垢、沉淀、结晶的流体走管程；需提高流速以增大对流传热系数的流体走管程；

15、腐蚀性流体走管程，以免腐蚀壳体和管束；有毒有害流体宜走管程，可以减少泄露机会。压力高的流体走管程，管子耐压性好；饱和蒸气宜走壳程，便于排出冷凝液；粘度大或流量较小的流体宜走壳程，可在低 Re（Re100）达到湍流；需冷却的流体一般选壳程，便于散热。传热过程的强化 传热过程的强化目的是充分利用热能，提高换热器单位面积的传热速率；力图以较小的传热面积或较小体积的换热器完成一定的传热任务。 强化传热过程的主要途径有三条。 （1）增大传热面积A 增大间壁式换热器传热面积A，可提高过程的传热速率。但增大A，设备投资费用增大。改进传热面结构，采用螺纹管、波纹管代替光滑管，或采用新型换热器如翅片管式换热器，

16、可以实现单位体积的传热面积增大的效果 当工艺规定冷、热流体温度时，采用逆流换热可获得较大的tm。（2）增大平均温度差tm 增大传热系数K是强化传热过程最有效的途径。（3）增大传热系数K管壳式换热器优点结构坚固，对压力和温度的适用范围大。管内清洗方便，清洁流体宜走壳程。处理量大。缺点传热效率、结构紧凑性、单位换热面积的金属耗量等不如新型换热器。管壳式换热器刚性结构具有温差补偿的结构列管式换热器固定管板式换热器固定管板式换热器缺点： （1）壳程不能用机械方法清洗，应走清洁流体。 （2）不设膨胀节时，管、壳程 可能产生较大的温差应力。 优点：（1）结构简单紧凑，制造成本低。（2）与其它类型换热器相比

17、，在相同壳体直径下，排管数目最多。 （3）管内便于清洗。浮头式换热器优点：（1）壳体和管束热变形自由，不产生热应力。（2）管束可从壳体中抽出，便于壳程的检修和清洗。缺点：（1）结构复杂，造价高。（2）为使一端管板浮动，需增加一个内浮头盖及相关连接件以保证密封，操作时，如果内浮头盖连接处泄漏将无法发现，所以应严格保证其密封性能。（3）为使浮头管板和管束检修时能够一起抽出，在管束外缘与壳壁之间形成宽度为1622mm的环隙，这样不仅减少了排管数目，而且增加了旁路流路，降低了换热器的热效率。浮头式换热器U形管式换热器换热器的操作一、换热器的投用换热器打压试验合格后，方可使用，启用前排净换热器内存水。检

18、查各导淋、放空阀是否灵活好用及开关位置，压力表、温度计是否全部装好。检查基础、支座是否牢固，各部螺栓是否满扣、紧固。投用时，先投冷流，后投热流。原因？换热器投用后，随着温度压力的变化，可能会出现泄露现象，应及时进行检查。原因？如果先进热流会造成各部件热胀，后进冷流会使各部件急剧收缩，泄漏。反之，换热器停运时要先停热流，后停冷流。换热器的操作二、运行检查检查工艺参数，严禁超温、超压运行。检查管箱、大盖、接口法兰处有无泄漏。检查基础支座的稳固情况。检查换热器及管线的振动情况。检查保温层是否完好。换热器的操作三、换热器的停运换热器停运时，应先停热流后停冷流。如果检修，应该导料干净，吹扫蒸煮合格后，待

19、设备本体温度降至许可温度后方可检修。冷却器的操作冷却器的投用、停运方法参照换热器操作方法进行，但应注意以下几点：冷却器投用时，应打开冷却水线上放空阀排气，见水后关闭，防止气阻影响冷却效果。冷却器停运蒸煮时，停冷却水，同时打开冷却水放空阀，避免憋压损坏设备。调节油品冷后温度时，应用冷却水出口阀控制。原因原因假如采用入口阀控制水量，虽然可以节约冷水，但是会引起冷却器内水流短路或流速减慢，造成上热下凉，影响换热效果。故不宜用入口控制。在某冷凝器内，以300K的冷却水来冷凝某精馏塔内上升的有机物的饱和蒸气，已知有机物蒸气的温度为348K，冷却水的出口温度为313K，则冷、热流体的平均温度差为()K。A

20、、 41B、 50C、 30D、 35ATA-B-I-012 4 1 3换热器停用时，要先停热流，后停冷流。T/DD/水冷却器的水从下部进入，上部排出的目的是()。A、 实现冷却水与工艺物料之间实现逆流流动，提高传热的平均温差B、 提高水冷却器的传热面积C、 使换热器的管程充满水，最大限度地利用水冷却器的传热面积D、 使水冷却器的壳程充满水，最大限度地利用水冷却器的传热面积T/DCD/TA-B-I-012 4 2 2换热器投用的原则是()。A、 先开热流体，后开冷流体B、 先开冷流体，后开热流体C、 两股流体同时打开D、 根据需要自行决定T/DBD/TA-B-I-013 4 1 5热管式换热器

21、特别适用于温差较大的场合。T/DD/正确答案：热管式换热器特别适用于等温性要求高的场合。下列选项中，不属于热管式换热器特点的是()。A、 结构简单、紧凑B、 使用第三种传热介质进行热量传递C、 管束损坏不会造成换热器泄漏D、 传热系数比常规换热器更高T/DAD/TA-B-I-014 4 1 2管内流体流量较小，而所需传热面积较大时宜选用单管程换热器。T/DD/正确答案：管内流体流量较小，而所需传热面积较大时宜选用多管程换热器。TA-B-I-014 4 2 3由若干管束组成，结构坚固，操作弹性大，使用范围较广的换热器是()。A、 列管式换热器B、 板式换热器C、 蛇行管换热器D、 热管换热器T/DAD/TA-B-I-014 4 2 2列管换热器不具有的优点是()。A、 简单坚固B、 用材广泛，适用性强C、 清洗方便D、 结构紧凑T/DCD/TA-B-I-015 4 2 4过热蒸汽是()。A、 蒸汽在一定温度下，对应的压力大于饱和蒸汽压B、 在一定压力下，蒸汽温度高于饱和蒸汽的温度C、 温度很高的蒸汽D、 温度超过饱和蒸汽温度达到规定值以后的蒸汽T/DBD/TA-B-I-015 4 2 5蒸汽过热的目的不包括()。A、 减少蒸汽的冷凝损失B、 防止蒸汽发生冷凝C、 防止发生液击D、 防止损坏使用蒸汽的设备T/DAD/TA-B-K-008 4 1 5固定管板式换热器壳体上的膨