工厂设计之设备的设计与选型

第三章设备设计与选型

第一节 概述和总论一、工艺流程与工艺设备

设备的选型和工艺设计是工程设计的主体， 是工艺流程概念的正确体现，是整个生产赖以 实现的主体工程。流程是灵魂，设备是躯壳； 流程是从战略高度考虑，设备是从战术上实施 战略。

设备的选型和工艺设计，某种程度上是与工 艺流程设计同时进行的。设备的选型和工艺设计，具体的进行是在流 程大体确定和工艺计算(物料、能量)进行之后才 开始的。 随着设备选型和定量设计的深入，设备的功 能和要求已具体明确，可能对工艺流程提出一些 更先进更合理的概念方案，提出一些更为先进或 简易的单元过程，并部分地修正工艺流程，使之 更加完善。

二、设备选型和设计的任务和原则设备工艺设计与选型的任务是在工艺计算 的基础上，确定车间内所有工艺设备的台数、 型式和主要尺寸。 据此，① 着手进行车间布置设计，② 为下 一步施工图设计以及其他非工艺设计项目(例如 设备的机械设计、土建、供电、仪表控制设计 等)提供足够的有关条件，③ 为设备的制作、订 购等提供必要的资料。

设备从总体上分为两类：① 标准设备或定型设备，是由一些加工厂成批

成系列生产的设备，就是可以买到现 成的设备。② 非标准设备或非定型设备，是需要专门设

计的特殊设备。

通常把发酵工厂所涉及的设备分为专业设备、 通用设备和非标准设备。 专业设备系指发酵罐、糖化锅等专业性较强、仅 为发酵工厂使用的设备； 泵、风机等各行各业都可以使用的设备称为通用 设备；

非标准设备是指生产车间的贮藏、池子等设施。

第二节 专业设备的设计与选型一、专业设备设计与选型的程序和内容 (1) 设备所担负的工艺操作任务和工作性质，工 作参数的确定。 (2) 设备选型及该型号设备的性能、特点评价。

(3) 设备生产能力的确定。(4) 设备数量计算(考虑设备使用维修及必须的 裕量)。 (5) 设备主要尺寸的确定。 (6) 设备化工过程(换热、过滤、干燥面积，塔 板数等)的计算。

(7) (8)

设备的传动搅拌和动力消耗计算。 设备结构的工艺设计。

(9)

支撑方式的计算选型。

(10) 壁厚的计算选择。

(11) 材质的选择和用量计算。(12) 其他特殊问题的考虑。

1.生产能力的确定 2.设备容积的计算 3.设备数量的计算 4.设备主要尺寸计算 三、专业设备设计与选型实例(3000t/a味精发酵车 间)

(一)间歇操作设备设计与选型(二)连续操作设备的设计选型

计算了哪些设备？设备计算包括哪些内容？ 方法是什么？

第三节

通用设备的设计与选型

一、液体输送设备选型

二、

气体输送设备选型三、固体输送设备选型

选型的大致步骤是什么？先选型式后选型号

第四节 非标准设备的设计这类设备的设计步骤大体如下：

(1)材质的选择；(2)容量的确定； (3)设备数量的确定； (4)几何尺寸的确定； (5)强度计算； (6)支座选择。 如有的物料易沉淀，还应加搅拌装置；需要 换热的，还要设换热装置，并进行必要的设计。

第五节

设备一览表

一、主要设备明细表 通过设备的工艺设计计算，除了定型的通用 设备以外，对于生化反应器(发酵罐、种子罐)、换 热器、塔器等主要设备都应列设备明细表。换序 流程 介 名称 号 编号 质

热

器型 挡板间 备 式 距(m) 注

程 温度 压力(绝 流量(kg 平均 热负荷 传热系数[kJ 传热面积 数 进 出 对)(MPa) /h) 温度 (kJ/h) /(h·℃)] 计算 采用

生序 流程 名 只 型 号 编号 称 数 式 操作条件 介 质 温 度

化

反

应

器备 注

体积流 空速 2 3 压力(绝 量(m / (m / h) 对)(MPa) m3)

规 格 容量 装料 线速度 停留时 间 内径×长 容积 (m3) 系数 (m/s) (min) 度(mm) (m3)

塔 塔顶压力 回 气相负 液相负 允许空 降液管 塔径(m) 塔板间距或填 塔板块数 序 流程 名 介 操作温度 塔板 高 备 (绝 流 荷(m3/ 荷(m3/ 塔线速 停留时 料高度(mm) 号 名称 称 质 塔顶 塔底 型式 计算 实际 (mm 注 对)(MPa) 比 (m/s) 间(s) 计算 实际 h) h) 计算 实际 )

塔

器

二、设备一览表

在所有设备选型与设计完成以后，按流程图序 号，将所有设备逐一汇总编成设备一览表，作为设 计说明书的组成部分，并为下一步施工设计以及其 他非工艺设计和设备订货提供必要的条件。在填写设备一览表时，通常按生产工艺流程顺 序排列各车间的设备。也可把各车间的设备按专业 设备、通用设备、非标准设备进行分类填写设备一 览表。以便于将各类设备汇总，分别交给各部门进 行加工和采购。设××设计单位名称

备

一编制 校对 审校 单价 (元)

览年 年 年 图纸图号或 标准图号 设计或 复用 月 月 月 日 工程号 日 库号 日 第 页 共 页 保 温 安装 制造 备 材料 厚度 图号 厂 注

工程名称 综合设备一 设计项目 览表 计阶段 序 设备 流程图 设备 主要规格型 面积(m2)或 附 数 单重 号 分类 位号 名称 号材料 容积(m3) 件 量 (kg)

_

机 械 通 风 搅 拌 发 酵 罐

发酵罐设计的主要内容： 几何尺寸 搅拌及通风系统 换热系统 如何保持无菌操作 最难的是搅拌及通风系统，往往需要进行放 大研究。 最需要经验的是无菌设计，体现在许多细节 的处理上。

连消流程简1-配料罐 2-连消泵 4-连消塔 5-维持罐 3-螺旋板换热 6-喷淋冷却器

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