化工设备及管道设计

目 录

1 编制说明................................................................. 1 2 编制依据 ................................................................. 1 3 工程概况 ................................................................. 1 4 施工准备 ................................................................. 1 4.1 施工技术准备........................................................... 1 4.2 施工现场准备........................................................... 2 5 施工方法 ................................................................. 3 5.

第一章

1、安全附件安全阀

爆破片装置、紧急切断阀、安全联锁装置、压力表、液面计、测温仪表等

2、压力容器基本组成

筒体、封头、密封装置、开孔与接管、支座、安全附件 3、不必开设检查孔的条件 a.筒体Di≤300mm 的压力容器

b.容器上设有可拆卸的封头、盖板或其它能够开关的盖子，其尺寸不小于所规定检查孔的尺寸。

c.无腐蚀或轻微腐蚀，无需做内部检查和清理的压力容器。 d.制冷装置用压力容器。 e.换热器 4、容器代号

反应压力容器 (代号R) 换热压力容器（代号E） 分离压力容器（代号S）

储存压力容器（代号C，其中球罐代号B） 5、GB150《钢制压力容器》

该标准适用于设计压力不大于35MPa的钢制压力容器的设计、制造、检验及验收。适用的设计温度范围根据钢材允许的使用温度确定，从-196℃到钢材的蠕变限用温度。

6、GB150管辖的范围

容器与外部管道焊接连接的第一道环向接头坡口端面、螺纹连接的第一个螺纹接头端面、法兰连接的第一个法兰密封面，以及专用连接件或管件连接的第一个密封面。

其它如接管、人孔、手孔等承压封头、平盖及其紧固件， 以及非受压元件与受压元件的焊接接头，直接连在容器上的超压泄放装置均应符合GB1

复习与思考题

1. 转化率的定义是什么？

2. 什么是反应速率？写出均相系统反应速率表示方式。 3. 什么是化学动力学方程？怎样理解“反应级数表明浓度对反应速率的敏感程度”，“活化能表明温度对反应速率的敏感程度”？

4. 什么是本征动力学和宏观动力学？两者有何区别与联系？ 5. 试说明反应热与活化能的区别与联系。

6. 试写出间歇反应系统中，恒温恒容0级、1级、2级不可逆反应的积分式。

7. 何谓变容过程？膨胀因子的定义及其物理意义是什么？ 8. 什么是复杂反应？复杂反应通常可分为哪几种类型？ 9. 简述气固相催化反应的宏观过程。

10. 根据双膜理论简述气液相反应的宏观过程。

11. 解释下列参数的物理意义：膜内转化系数γ、增强系数β、反应相内部总利用率η。

12. 为什么要建立理想流动模型？它与实际流动状况有哪些区别？在处理过程中作了哪些简化？

13. 理想转换与理想混合流动模型各有什么特征？

14. 何谓返混？形成返混的原因有哪些？返混对反应过程有什么影响？工程中如何降低返混的程度？

计算题

1. 有一反应，在间歇反应器中进行，经过8min后，反应物转化掉80%，经过18min后转化掉90%，求表达此反

《化工设备设计基础》复习

1工程力学基础

1. 2. 3. 4.

强度：构件抵抗破坏的能力 刚度：构件抵抗变形的能力 稳定性：构件保持原有平衡形态能力

强度性能：抵抗破坏的能力，用σs和σb表示 弹性性能：抵抗弹性变形的能力，用E表示 塑性性能：塑性变形的能力，用延伸率δ和 截面收缩率ψ表示

5. 6. 7. 8. 9.

什么叫强度？直杆拉伸或压缩时的强度条件是什么？ 低碳钢的拉伸试验中，从开始加载至断裂经过哪几个阶段？ 钢材的机械性能主要包含哪些指标？ 工程设计中有哪几种常用的强度理论？ 材料破坏有哪几种主要形式？

2化工设备设计

1.

内压薄壁圆筒设计

1) 2) 3) 4) 5)

什么叫强度失效准则？

什么叫腐蚀余量？腐蚀余量与哪些参数有关？ 为何引入焊缝系数？焊缝系数与哪些参数有关？

内压薄壁容器设计中，有几种壁厚名称？这些壁厚的含义是什么？这些壁厚之间的大小关系如何？

水压试验的目的是什么？容器如何进行压力试验？

6) 7)

2.

如何确定水压试验的试验压力？对立式容器的卧置做水压试验时，其试验压力又如何确定？

水压试验的强度校核公式

外压容器设计

1) 2) 3) 4) 5) 6)

什么是外压容器？

什么叫临界压力？临界压力与什么

复习与思考题

1. 转化率的定义是什么？

2. 什么是反应速率？写出均相系统反应速率表示方式。 3. 什么是化学动力学方程？怎样理解“反应级数表明浓度对反应速率的敏感程度”，“活化能表明温度对反应速率的敏感程度”？

4. 什么是本征动力学和宏观动力学？两者有何区别与联系？ 5. 试说明反应热与活化能的区别与联系。

6. 试写出间歇反应系统中，恒温恒容0级、1级、2级不可逆反应的积分式。

7. 何谓变容过程？膨胀因子的定义及其物理意义是什么？ 8. 什么是复杂反应？复杂反应通常可分为哪几种类型？ 9. 简述气固相催化反应的宏观过程。

10. 根据双膜理论简述气液相反应的宏观过程。

11. 解释下列参数的物理意义：膜内转化系数γ、增强系数β、反应相内部总利用率η。

12. 为什么要建立理想流动模型？它与实际流动状况有哪些区别？在处理过程中作了哪些简化？

13. 理想转换与理想混合流动模型各有什么特征？

14. 何谓返混？形成返混的原因有哪些？返混对反应过程有什么影响？工程中如何降低返混的程度？

计算题

1. 有一反应，在间歇反应器中进行，经过8min后，反应物转化掉80%，经过18min后转化掉90%，求表达此反

填空

1、对检修完的设备及管线，开工前必须进行严密性试验，包括（ ）（ ）。

答案：水压试验、气压试验

2、各类压力容器应按规定安装（ ），并定时检验，保持灵活好用。在压力容器上装设( )后，可直接测出容器内介质的压力值。 答案：安全阀、 压力表

3、离心泵主要依靠叶轮的高速旋转产生的( )使液体提高压力而径向流出叶轮。一般离心泵启动前出口阀关闭就是（ ），避免电机超载。 答案：离心力、 减少起动电流

4、离心泵叶轮按结构不同一般可分为（ ）、半开式、（ ）三种类型。 答案:闭式、 开式

5、阀门的基本参数为（ ）（ ） 适用介质 。 答案: 公称直径、 公称压力

6、轴承通常分为两大类，即（ ）（ ）。 答案: 滚动轴承、 滑动轴承

7、压力容器必须定期检查，分为（ ）（ ）全面检验。 答案:外部检验、 内部检验

8、为了保证轴承工作温度在 60--85度范围内，在巡回检查中应检查轴承的（ ）振动和（ ）情况。 答案：润滑、发热

9、离心泵的优点是结构简单紧凑，安装使用

化工设备

第一章 化工设备概述

习题：

1-1 什么是化工设备和压力容器？它们有何特点？

1-2 为什么要对压力容器进行分类？其中，按《容规》分类有何意义？共分为几类？ 1-3 10m3的液氨储罐属于那一类容器？

1-4 什么是薄壁容器、高压容器、反应压力容器和换热压力容器？ 1-5 对化工设备有何基本要求？怎样才能使其安全可靠的运行？ 1-6 压力容器用材有哪些基本要求?选材时应遵循什么原则？

1-7 有普通碳素钢做压力容器用材，应有那些限制条件？为什么？

1-8 中国GB 150-1998《钢制压力容器》和JB 4732-1995《钢制压力容器——分析设计

标准》两个标准有何不同？其中，GB 150-1998包括那些主要内容？

第二章 化工设备强度计算基础

习题：

2-1 如习题2-1图所示带折边的锥形封头，是确定其上A、B、C各点处的第一和第二曲

率半径，以及相应的曲率中心。

2-2 设一圆筒形壳体承受气体内压p，圆筒壳体中间面直径为D，厚度为δ，失球圆筒

形壳体中的应力。若壳体材料有20R（σb=400MPa，σs=245MPa）改为16MnR（σb=510MPa，σs=345MPa）时，圆筒形壳体中的应力姜如何变化？为什么？

2-3 试分

1.

化工厂安装塔设备时，分段起吊塔体如图所示。设起吊重量G=10KN，求钢绳AB、BC及BD的受力大小。设BC、BD与水平夹角为60℃。

2.

桅杆式起重机由桅杆D、起重杆AB和钢丝BC用铰链A连接而组成。P＝20KN，试求BC绳的拉力与铰链A的反力(AB杆重不计)。

3.

起吊设备时为避免碰到栏杆，施一水平力P，设备重G=30KN，求水平力P及绳子拉力T。

4.

悬臂式壁架支承设备重P(KN)，壁架自重不计，求固定端的反力。

5.

化工厂的塔设备，塔旁悬挂一侧塔。设 沿塔高受风压q(N／m)，塔高H(m)，侧塔与主塔中心相距为e(m)，主塔重P1(KN)，侧塔重P2(KN)。试求地面基础处的支座反力。

6.

梯子由AB与AC两部分在A处用铰链联结而成，下部用水平软绳连接如图放在光

滑面上。在AC上作用有一垂直力P。如不计梯子自重，当P＝600N，?=75℃，h=3m，

a＝2m时，求绳的拉力的大小。

.7

试用截面法求各杆件所标出的横截面上的内力和应力。杆的横截面面积A为250mm2，

P=10KN。

8.

一根直径d=3mm，长

L=3m的圆截面杆，承受轴向拉力P=30KN，其伸长为ΔL=2.2mm。

试求此杆横截面上的应力与此材料的弹性模

西安瑞联近代电子材料有限责任公司

设备使用保养手册

技术改造部

二〇〇五年六月

前 言

化工机械设备是化工企业生产与发展的重要物质基础，是企业创造经济效益的重要工具。目前，我公司已有各种化工仪器设备1000余台套，既有精细化工所需要的各类设备如：搪玻璃设备、干燥离心设备、化工玻璃设备、塑料、玻璃钢、陶瓷设备；又包括公司科研生产所必须的特种特行设备如：不锈钢和搪瓷高压釜、短程分子蒸馏设备、-80℃的超低温反应釜、防爆型电动葫芦、螺杆冷冻机组。只有把这些设备安装好、调试好、操作好、保养好、维护好和管理好，才能有效地保证公司科研生产持续高效运行，延缓设备使用寿命，降低维修费用，从而达到安全、优质、低耗、高效的目的。为适应这些要求，我们依据设备结构原理，结合公司设备使用现状，编制了《设备使用保养手册》，以此指导操作人员了解设备知识，正确使用保养设备，及时发现排除隐患，提高员工责任心及对设备的操作应变能力，满足科研生产需要。

在编写过程中，考虑到员工的工作特点，在保证材料完整的前提下，坚持“少而精”的原则，在文字上力求通俗易懂，由浅入深，简明扼要，做到图文结合以适应学习特点，在自学基础上，辅之以培训，会收到良好效果。希望公司相关人员认真阅读，并力求

化工设备设计数据表

编者按：本文摘自“化工设备图样技术要求”TCED41002-2000，若有疑问，请查阅原文。”

化工设备设计数据表

化工设备设计数据表是化工设备设计图样中重要的组成部分. 该数

据表是把设计、制造与检验各环节的主要技术数据、标准规范、检验要求汇于表中，各项数据间相互关联或相互制约，构成完整体系。数据表直观明了，便于执行和检查，为化工容器的设计、制造、检验、使用、维修、安全管理提供了一套技术数据和资料。完整准确地填写和使用数据表对提高化工容器设计制造质量，提高安全管理水平具有重要的推动作用. 为适应各种类型化工容器及设备的需要，数据表归纳设计了以下八种形式：

1. 压力容器设计数据表（表1-1）

2. 塔器设计数据表（表1-2）

3. 换热器设计数据表（表1-3）

4. 常压容器设计数据表（表1-4）

5. 夹套容器设计数据表（表1-5）

6. 搅拌容器设计数据表（表1-6）

7. 环形储罐设计数据表（表1-7）

8. 大型储罐设计数据表（表1-8）

除此以外，其他类型的化工容器及设备的数据表，可参考上述表

格形式适当增减其中的项目内容另行设计。

以上列举的八种数据表中，各项数据及内容的含义和填写方法详见各数据表的备注说明。 1.1压力容器设计数据表

表1