化工设备基础知识(2).ppt
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1、化工设备基础知识(2)第一页,共69页。v 本课程是化工类专业的一门专业本课程是化工类专业的一门专业选修选修课程,课程的课程,课程的主要内容包括化工设备基础知识,化工生产中主要内容包括化工设备基础知识,化工生产中常用的常用的反应器反应器、塔设备塔设备、换热器换热器、泵、压缩机、泵、压缩机以及以及其他类型化工设备其他类型化工设备的使用与维护,的使用与维护,并了解化工管路及并了解化工管路及管钳工基本操作管钳工基本操作。第二页,共69页。v 了解相关化工设备的选材、结构、主要工艺参数、工作原了解相关化工设备的选材、结构、主要工艺参数、工作原理、基本操作、日常维护以及异常工况判断与处理、检修理、基本操
2、作、日常维护以及异常工况判断与处理、检修;v 能根据不同化工设备操作规程,进行常见化工设备的安能根据不同化工设备操作规程,进行常见化工设备的安全、规范操作;全、规范操作;v 能针对生产过程中设备异常工况,进行及时判断与应急处理;能针对生产过程中设备异常工况,进行及时判断与应急处理;v 能根据设备维护知识,进行常见化工设备的日常维护与检修能根据设备维护知识,进行常见化工设备的日常维护与检修。第三页,共69页。v 切忌死记硬背,要学会方法,融会贯通切忌死记硬背,要学会方法,融会贯通v课前预习,课后复习课前预习,课后复习v完成一定数量的习题完成一定数量的习题第四页,共69页。v 教材教材n刘尚明主编
3、,刘尚明主编, 化工设备基础,化学工业出版社化工设备基础,化学工业出版社v参考书参考书n王绍良主编,化工设备基础,化学工业出版社王绍良主编,化工设备基础,化学工业出版社n郑端阳主编,化工机械检修实训指导,化学工业出版社郑端阳主编,化工机械检修实训指导,化学工业出版社第五页,共69页。v考核方式:考查考核方式:考查v 总成绩总成绩 = 平时成绩平时成绩+期末考试成绩期末考试成绩n其中平时成绩占其中平时成绩占40%,期末成绩占,期末成绩占60%(工艺流程题)(工艺流程题)n平时成绩:出勤率、课堂笔记、上课回答问题和作业完成平时成绩:出勤率、课堂笔记、上课回答问题和作业完成情况等。情况等。第六页,共
4、69页。化工设备化工设备基础知识基础知识1化工设备材料化工设备材料2化工设备化工设备管理知识管理知识3第七页,共69页。任务一任务一 化工设备基础知识化工设备基础知识v化工设备在化工生产中的应用化工设备在化工生产中的应用n化工生产企业的各种装置都是由不同类型的设备构成的,石化工生产企业的各种装置都是由不同类型的设备构成的,石油、化工产品也都是按照一定的工艺过程,利用配套的化工设油、化工产品也都是按照一定的工艺过程,利用配套的化工设备生产出来的。备生产出来的。第八页,共69页。第九页,共69页。甲醛生产甲醛生产甲醚空 气 压 缩 机反 应 器吸 收 塔离子交换塔甲醛成品 反应 传热 压缩 分离
5、离子交换 压 缩 机冷 却 塔第十页,共69页。v 化工设备的类型化工设备的类型n按化工设备在生产中的作用分类:按化工设备在生产中的作用分类:n流体输送设备(泵、鼓风机、压缩机、配套管件及阀门)流体输送设备(泵、鼓风机、压缩机、配套管件及阀门)n加热设备(管式加热炉)加热设备(管式加热炉)n换热设备(加热器、换热器、冷凝器、冷却器、再沸器)换热设备(加热器、换热器、冷凝器、冷却器、再沸器)n传质设备(精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔)传质设备(精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔)n反应设备(夹套式搅拌反应器)反应设备(夹套式搅拌反应器)n储存设备(立式储罐、卧式储罐、球形储罐)储存设备(立式储罐、卧
6、式储罐、球形储罐)第十一页,共69页。v 化工设备的类型化工设备的类型n按化工设备的主要作用部件分类:按化工设备的主要作用部件分类:n动设备动设备n静设备静设备第十二页,共69页。v 化工设备的类型化工设备的类型n按结构材料分金属设备、非金属设备和非金属材料衬里设备。按结构材料分金属设备、非金属设备和非金属材料衬里设备。n按受力情况分外压设备和内压设备,内压设备分为:按受力情况分外压设备和内压设备,内压设备分为:n常压设备(设计压力小于常压设备(设计压力小于0.1MPa)n低压设备(设计压力小于低压设备(设计压力小于0.11.6MPa)n中压设备(设计压力小于中压设备(设计压力小于1.610M
7、Pa)n高压设备(设计压力小于高压设备(设计压力小于10100MPa)n超高压设备(设计压力大于超高压设备(设计压力大于100MPa)第十三页,共69页。离心泵离心泵第十四页,共69页。管式加热炉管式加热炉第十五页,共69页。换热器换热器第十六页,共69页。精馏塔精馏塔第十七页,共69页。反应釜反应釜第十八页,共69页。储存容器储存容器 立式储罐立式储罐 卧式储罐卧式储罐第十九页,共69页。方形容器方形容器 球形容器球形容器 第二十页,共69页。v化工生产对设备的要求化工生产对设备的要求n化工设备的使用环境化工设备的使用环境n压力压力n真空真空低压低压中压中压 高压高压超高压超高压n温度温度n
8、 低温低温中温中温高温高温n介质介质n有毒、易燃、剧毒有毒、易燃、剧毒第二十一页,共69页。v实例 吉林石化双苯厂发生爆炸n2005年年11月月13日中石油吉林石化公司双苯厂苯胺装置日中石油吉林石化公司双苯厂苯胺装置发生爆炸着火事故。事故共造成造成发生爆炸着火事故。事故共造成造成6人死亡,人死亡,2人重人重伤,伤,21人轻伤。人轻伤。 事故发生后,疏散群众达事故发生后,疏散群众达1万多人。万多人。事故造成的污染使哈尔滨市停水三天。事故造成的污染使哈尔滨市停水三天。第二十二页,共69页。第二十三页,共69页。第二十四页,共69页。v工艺性能要求工艺性能要求n达到工艺指标达到工艺指标n生产效率高、
9、消耗低生产效率高、消耗低v安全性能要求安全性能要求n足够的强度足够的强度n足够的刚度足够的刚度n良好的韧性良好的韧性n可靠的密封性可靠的密封性n良好的抗腐蚀性良好的抗腐蚀性v 使用和经济性能要求使用和经济性能要求n操作、控制、维护简便操作、控制、维护简便n结构合理,制造简单结构合理,制造简单n环境保护要求环境保护要求第二十五页,共69页。v 化工设备规范化工设备规范n我国标准体制目前分为四级,国家标准、行业标准、地方标准和企业我国标准体制目前分为四级,国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。标准。第二十六页,共69页。第二十七页,共69页。第二十八页,共69页。任务二任务二 化工设备材料化工设
10、备材料v 工程材料的分类工程材料的分类n工程材料一般分为金属材料、非金属材料和复合材料三大类工程材料一般分为金属材料、非金属材料和复合材料三大类。第二十九页,共69页。v 金属材料的主要性能金属材料的主要性能n力学性能力学性能n在外力作用下不产生超过允许的形变或不被破坏的能力在外力作用下不产生超过允许的形变或不被破坏的能力。如:弹性、塑性、强度、硬度和韧性等指标。如:弹性、塑性、强度、硬度和韧性等指标。第三十页,共69页。n材料的弹性和刚度材料的弹性和刚度常温拉应力下20号钢的拉抻试验 l0=10d0l0= 5d0或或第三十一页,共69页。正比阶段,A点对应的应力为比例极限,用Rp表示,材料服
11、从胡克定律=E。斜率tan=E=/称为材料的弹性模量,反映了材料抵抗弹性变形的能力,即刚度。E值越大,材料的刚度也越大,越不容易发生弹性变形;E值越小,材料的弹性越好,越容易发生弹性变形OA:第三十二页,共69页。弹性阶段,A点对应的应力为弹性极限,用Re表示,不再服从胡克定律,但变形仍是弹性的。试件在外力作用下,发生了变形,而当外力消除以后变形也随之消失,试件恢复到原来的形状,不会产生永久性的变形,这种性质为材料的弹性。OA:第三十三页,共69页。金属材料承受载荷作用,当载金属材料承受载荷作用,当载荷不再增加或缓慢增加时,仍荷不再增加或缓慢增加时,仍继续发生明显的塑性变形,这继续发生明显的塑
12、性变形,这种现象就称为屈服。种现象就称为屈服。 屈服强度屈服强度Rel(Rel0.2)抗拉强度抗拉强度Rmn材料的强度和塑性材料的强度和塑性n强度强度:材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。金属在拉伸条件下,从开始加金属在拉伸条件下,从开始加载到发生断裂所能承受的最大载到发生断裂所能承受的最大应力值,叫作抗拉强度。应力值,叫作抗拉强度。 第三十四页,共69页。从开始加载到发生断裂所能达到的最从开始加载到发生断裂所能达到的最大应力值,叫做抗拉强度大应力值,叫做抗拉强度 开始出现塑性变形时的应力,称为开始出现塑性变形时的应力,称为“屈服点屈服点”Rel
13、 Rm 第三十五页,共69页。持久强度持久强度D蠕变强度蠕变强度n屈服强度屈服强度Rel(Rel0.2)抗拉强度抗拉强度Rm疲劳极限疲劳极限nn强度强度n材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。材料在高温下,在一定的应材料在高温下,在一定的应力下,抵抗发生缓慢塑性变力下,抵抗发生缓慢塑性变形的能力。形的能力。第三十六页,共69页。持久强度持久强度D蠕变强度蠕变强度n屈服强度屈服强度s(0.2)抗拉强度抗拉强度b疲劳极限疲劳极限nn强度强度n材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。 材料在高温下,抵抗发生材料在高
14、温下,抵抗发生断裂的能力。断裂的能力。 第三十七页,共69页。持久强度持久强度D蠕变强度蠕变强度n屈服强度屈服强度s(0.2)抗拉强度抗拉强度b疲劳极限疲劳极限nn强度强度:n材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。材料在材料在交变载荷交变载荷作用下,会作用下,会在远低于材料本身的屈服点在远低于材料本身的屈服点时就已经断裂了,这种现象时就已经断裂了,这种现象就是疲劳。我们把经过就是疲劳。我们把经过106108次次循环试验而不发生循环试验而不发生断裂的最大应力,作为疲劳断裂的最大应力,作为疲劳强度。强度。第三十八页,共69页。n塑性塑性n金属材料受力后发
15、生变形而不被破坏的能力金属材料受力后发生变形而不被破坏的能力.%100%1000010lllllA%100%100000SSSSSZU延伸率延伸率A断面收缩率断面收缩率Z第三十九页,共69页。n硬度硬度n金属材料抵抗其它更硬的物体压入其内的能力。表示金属材金属材料抵抗其它更硬的物体压入其内的能力。表示金属材料在一个小的体积范围内抵抗弹性变形、塑性变形或破断的料在一个小的体积范围内抵抗弹性变形、塑性变形或破断的能力。能力。n布氏硬度布氏硬度HBS(一般在(一般在HB450以上就不能使用以上就不能使用)、洛、洛氏硬度氏硬度HRC (可以用于硬度很高的材料可以用于硬度很高的材料)、维氏硬度、维氏硬度
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