模块一化工设备基础知识.电子教案教学课件.ppt
《模块一化工设备基础知识.电子教案教学课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《模块一化工设备基础知识.电子教案教学课件.ppt(48页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、教材简介课件教材名称化工设备与机械教材主编:管来霞课件主编:管来霞作者单位:山东省轻工工程学校模块一模块一 化工设备基础知识主要内容化工设备基础知识主要内容n n项目一 化工设备基本要求;n n项目二 化工设备常用材料;n n项目三 化工设备热处理与防腐蚀。项目一项目一 化工设备基本要求化工设备基本要求n n【项目目标】n n知识目标:了解化工设备的特点;掌握化工设备的基本要求。n n技能目标:能判断化工设备的安全性能、使用性能、经济性能。n n化工设备是处理气体、液体和浆料等流体的容器,它化工设备是处理气体、液体和浆料等流体的容器,它与普通机械设备不同,通常具有以下特点。与普通机械设备不同,
2、通常具有以下特点。n n.功能原理多换热设备、反应设备、分离设备、换热设备、反应设备、分离设备、储存设备等等。储存设备等等。n n设备开孔多如反应釜的上封头有人孔、视镜、如反应釜的上封头有人孔、视镜、回流管口、仪表口、进料口、搅拌器口等各种开孔。回流管口、仪表口、进料口、搅拌器口等各种开孔。n n设备工艺条件苛刻设备工艺条件苛刻化工生产的每一道工序都有化工生产的每一道工序都有严格的工艺条件,如压力、温度、液位等在操作中要严格的工艺条件,如压力、温度、液位等在操作中要严格按照设计的参数进行,有些设备在高温、高压,严格按照设计的参数进行,有些设备在高温、高压,有些在低温,还有高真空或强腐蚀条件下操
3、作。有些在低温,还有高真空或强腐蚀条件下操作。n n自动化程度高随着科技水平的不断提高,对随着科技水平的不断提高,对化工设备的使用也提出了更高的要求,设备各工艺条化工设备的使用也提出了更高的要求,设备各工艺条件的控制均可采用计算机控制。件的控制均可采用计算机控制。n n一、化工设备的特点n n二、化工设备的基本要求二、化工设备的基本要求n n一台化工设备不仅要求满足化工工艺要求,一台化工设备不仅要求满足化工工艺要求,还要能安全可靠地运行,同时还应经济合理。还要能安全可靠地运行,同时还应经济合理。n n满足工艺要求n n化工设备首先应满足化工工艺过程要求,化化工设备首先应满足化工工艺过程要求,化
4、工设备的主要结构与尺寸都由工艺设计决定。工工设备的主要结构与尺寸都由工艺设计决定。工艺人员通过工艺计算确定容器的直径、容积等尺艺人员通过工艺计算确定容器的直径、容积等尺寸,并确定压力、温度、介质特性等生产条件。寸,并确定压力、温度、介质特性等生产条件。这些条件是产品生产的基础,任何一台设备都应这些条件是产品生产的基础,任何一台设备都应该严格控制按照工艺条件进行设计、制造、安装、该严格控制按照工艺条件进行设计、制造、安装、使用,否则,不仅影响产品生产效率,更重要的使用,否则,不仅影响产品生产效率,更重要的是影响产品的质量。是影响产品的质量。安全性要求安全性要求安全性要求安全性要求要有足够的强度要
5、有足够的强度要保证其刚度要保证其刚度要有足够的严密性要有足够的严密性耐蚀性要好耐蚀性要好n n要有足够的强度要有足够的强度 强度就是容器抵抗外力破坏的能力。容器应强度就是容器抵抗外力破坏的能力。容器应有足够的强度,否则易造成事故。首先是材料要选择适当,另外有足够的强度,否则易造成事故。首先是材料要选择适当,另外是壳体与零部件的连接,因为化工设备多数是以焊接形式连接的,是壳体与零部件的连接,因为化工设备多数是以焊接形式连接的,所以应力集中现象比较严重,是比较薄弱的环节,所以设备的设所以应力集中现象比较严重,是比较薄弱的环节,所以设备的设计、制造应特别注意。计、制造应特别注意。n n要保证其刚度要
6、保证其刚度 刚度是指容器或构件在外力作用下维持原有形刚度是指容器或构件在外力作用下维持原有形状的能力。承受压力的容器或构件,必须保证足够的稳定性,以状的能力。承受压力的容器或构件,必须保证足够的稳定性,以防止被压瘪或出现折皱。外压容器压力低,壁厚薄,在使用过程防止被压瘪或出现折皱。外压容器压力低,壁厚薄,在使用过程中特别容易发生中特别容易发生“失稳失稳”现象,这种现象不是因为容器强度不足,现象,这种现象不是因为容器强度不足,而是因为容器刚度不足造成的,所以要注意保证这类容器的刚度而是因为容器刚度不足造成的,所以要注意保证这类容器的刚度足够。足够。n n要有足够的严密性要有足够的严密性 严密性是
7、保证容器正常操作防止泄漏的重严密性是保证容器正常操作防止泄漏的重要方面。如果不能保证容器的密封性,那么设备的压力、温度等要方面。如果不能保证容器的密封性,那么设备的压力、温度等工艺条件则不能实现,假如设备内盛装的是易燃、易爆、有毒介工艺条件则不能实现,假如设备内盛装的是易燃、易爆、有毒介质,那么不但污染环境,同时对操作人员的安全构成威胁,甚至质,那么不但污染环境,同时对操作人员的安全构成威胁,甚至可能造成爆炸等事故,后果不堪设想。可能造成爆炸等事故,后果不堪设想。n n耐蚀性要好耐蚀性要好 耐蚀性是保证设备安全生产的一个基本要求。选耐蚀性是保证设备安全生产的一个基本要求。选择设备材料时,要特别
8、注意介质是否具有腐蚀性。若材料选择不择设备材料时,要特别注意介质是否具有腐蚀性。若材料选择不当,介质会腐蚀设备,设备壁厚会越来越薄,在应力集中区或构当,介质会腐蚀设备,设备壁厚会越来越薄,在应力集中区或构件焊接处,腐蚀更加严重,会引起泄漏,导致设备使用寿命缩短。件焊接处,腐蚀更加严重,会引起泄漏,导致设备使用寿命缩短。使用性能要求使用性能要求使用性能要求使用性能要求使用性能要求使用性能要求制造工艺要合理制造工艺要合理运输要方便运输要方便要便于安装要便于安装便于操作、维护、检修便于操作、维护、检修n n制造工艺要合理制造工艺要合理 化工设备的结构要紧凑、设计要合理。注意化工设备的结构要紧凑、设计
9、要合理。注意连接处要圆滑过渡,采用等厚度连接,尽量使焊缝远离边缘,在连接处要圆滑过渡,采用等厚度连接,尽量使焊缝远离边缘,在焊缝区域要采用焊后热处理,以消除热应力等。焊缝区域要采用焊后热处理,以消除热应力等。n n运输要方便运输要方便 化工设备的制造厂与使用厂通常不是一个厂家,化工设备的制造厂与使用厂通常不是一个厂家,往往需要由制造厂运至使用单位安装,所以设备的设计、制造需往往需要由制造厂运至使用单位安装,所以设备的设计、制造需要考虑运输的问题,尤其是大型设备,应考虑运载工具的能力、要考虑运输的问题,尤其是大型设备,应考虑运载工具的能力、空间大小、桥梁、码头承载能力及吊装设备的吨位等。如蒸发罐
10、,空间大小、桥梁、码头承载能力及吊装设备的吨位等。如蒸发罐,体积比较大,通常做成分段可拆,段与段用法兰连接,到生产厂体积比较大,通常做成分段可拆,段与段用法兰连接,到生产厂家现场安装。家现场安装。n n要便于安装要便于安装 化工设备通常安装在地面上,有些安装在楼板或化工设备通常安装在地面上,有些安装在楼板或楼顶上,还有的吊装在墙壁上,安装时要注意地基、楼板的承载楼顶上,还有的吊装在墙壁上,安装时要注意地基、楼板的承载能力,像高大的塔、蒸发罐等工作时往往充满液体,液柱静压力能力,像高大的塔、蒸发罐等工作时往往充满液体,液柱静压力比较大,应特别注意。吊装设备应注意墙上安装孔、屋架的承载比较大,应特
11、别注意。吊装设备应注意墙上安装孔、屋架的承载能力。能力。n n便于操作、维护、检修便于操作、维护、检修 化工设备操作中,温度压力的控制、化工设备操作中,温度压力的控制、液位和流量的调节是必须密切关注,并严格控制的,所以化工设液位和流量的调节是必须密切关注,并严格控制的,所以化工设备的设计、制造、安装应便于操作、维护和检修。例如阀门、人备的设计、制造、安装应便于操作、维护和检修。例如阀门、人(手)孔、视镜的设计,操作平台、楼梯的设置,位置应合适,(手)孔、视镜的设计,操作平台、楼梯的设置,位置应合适,以便于工作人员操作、维护;化工设备多数是压力容器,需要定以便于工作人员操作、维护;化工设备多数是
12、压力容器,需要定期检验其安全性,检验后对易损零件要更换、维修,对这些零部期检验其安全性,检验后对易损零件要更换、维修,对这些零部件的维护,应便于拆装、修理和更换。件的维护,应便于拆装、修理和更换。n n4经济性能要求n n 化工设备的经济性能要求是使其化工设备的经济性能要求是使其成本尽量降低成本尽量降低。包括两。包括两方面内容。方面内容。n n设备制造的经济性设备制造的经济性 材料费、加工费、运输费要因地制材料费、加工费、运输费要因地制宜,使费用尽量降低,有些没有危险性的常压设备,企业宜,使费用尽量降低,有些没有危险性的常压设备,企业可以用本厂已经报废的旧设备改造。可以用本厂已经报废的旧设备改
13、造。n n设备使用的经济性设备使用的经济性 一般用消耗定额来衡量。一般用消耗定额来衡量。n n消耗定额消耗定额是指生产一定的产品,燃料、蒸汽、电力的消耗是指生产一定的产品,燃料、蒸汽、电力的消耗量,还有设备的运转费(操作工时、维修费等)。量,还有设备的运转费(操作工时、维修费等)。n n考虑设备的运转费用,选择设备时可以考虑采用先进的新考虑设备的运转费用,选择设备时可以考虑采用先进的新设备,新设备使用不易出现问题,操作工时长,维修费少,设备,新设备使用不易出现问题,操作工时长,维修费少,生产产品多、质量好,利润高,综合考虑房租费、人工费,生产产品多、质量好,利润高,综合考虑房租费、人工费,成本
14、降低。成本降低。【项目实训项目实训】n n20042004年年4 4月月1515号,某化工厂发生一起压力容器爆炸号,某化工厂发生一起压力容器爆炸事故,造成事故,造成9 9人死亡、人死亡、3 3人重伤,直接经济损失达人重伤,直接经济损失达227227万元。万元。n n经调查:该设备因腐蚀穿孔,导致盐水泄漏,造经调查:该设备因腐蚀穿孔,导致盐水泄漏,造成三氯化氮形成和富集,三氯化氮富集达到爆炸成三氯化氮形成和富集,三氯化氮富集达到爆炸浓度和启动事故氯处理装置造成振动,引起三氯浓度和启动事故氯处理装置造成振动,引起三氯化氮爆炸。化氮爆炸。n n试说明一台完善的设备应满足哪些安全性要求?试说明一台完善
15、的设备应满足哪些安全性要求?n n分析:一台完善的设备应满足强度、刚度、密封分析:一台完善的设备应满足强度、刚度、密封性、耐蚀性等安全性要求。性、耐蚀性等安全性要求。【项目练习项目练习】n n1.化工设备有哪些特点?n n2.简述一台换热器应满足的基本要求。n n3.到附近化工厂进行设备常见安全性问题调查,写出调查报告。项目二项目二 化工设备常用材料化工设备常用材料子项目子项目1 化工设备材料识别化工设备材料识别n n【项目目标】n n知识目标:掌握化工设备材料的四大性能;掌握金属材料分类及特点;掌握非金属主要种类及特点。n n技能目标:能识别化工设备的材料及类型。一、化工设备材料性能一、化工
16、设备材料性能化工设备材料性能化工设备材料性能化工设备材料性能化工设备材料性能力学性能力学性能物理性能物理性能化学性能化学性能工艺性能工艺性能n n1.1.力学性能力学性能 材料抵抗外力而不产生超过允许的变形或不被破材料抵抗外力而不产生超过允许的变形或不被破坏的能力,叫做材料的力学性能。主要包括强度、塑性、韧性坏的能力,叫做材料的力学性能。主要包括强度、塑性、韧性和硬度,这是设计时选用材料的重要依据。在材料的力学性能和硬度,这是设计时选用材料的重要依据。在材料的力学性能四个指标中,强度和塑性占主导地位,但使用时要考虑温度的四个指标中,强度和塑性占主导地位,但使用时要考虑温度的变化。变化。n n2
17、.2.物理性能物理性能 主要有相对密度、熔点、热膨胀性、导热性、导主要有相对密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性、磁性、弹性模数与泊桑比等。电性、磁性、弹性模数与泊桑比等。n n3.3.化学性能化学性能 指材料在常温或高温条件下,抵抗氧化或腐蚀介指材料在常温或高温条件下,抵抗氧化或腐蚀介质对其化学侵蚀的能力。包括耐腐蚀性、抗氧化性等。质对其化学侵蚀的能力。包括耐腐蚀性、抗氧化性等。n n4.4.工艺性能工艺性能 金属和合金的工艺性能是指在各种加工条件下表金属和合金的工艺性能是指在各种加工条件下表现出来的适应性能,包括铸造性、锻压性、焊接性、切削加工现出来的适应性能,包括铸造性、锻压性、焊接性、
18、切削加工性、热处理性能等。其中,焊接性和切削加工性是压力容器最性、热处理性能等。其中,焊接性和切削加工性是压力容器最重要的两个性能。重要的两个性能。n n二、化工设备材料分类n n化工设备可以选用的材料非常广泛,有金属材料和非金属材料。n n1金属的分类n n凡是由金属元素或以金属元素为主形成的,具有金属特性的物质称为金属材料。包括两大类。一类是铁和以铁为基的合金,俗称“黑色金属”,常用的有钢、铸铁和铁合金;另一类是非铁合金,俗称“有色金属”,常用的有铜、铝、铅等及其合金。其中钢的应用最广泛。n n2 2钢的分类n n按冶炼时钢脱氧的程度不同,钢可分为按冶炼时钢脱氧的程度不同,钢可分为n n镇
19、静钢镇静钢:完全脱氧的钢。:完全脱氧的钢。n n半镇静钢半镇静钢:脱氧较完全的钢:脱氧较完全的钢n n沸腾钢沸腾钢:脱氧不完全的钢。:脱氧不完全的钢。n n按化学成分钢可分为按化学成分钢可分为碳素钢和合金钢碳素钢和合金钢。n n 碳素钢碳素钢根据含碳量多少又可以分为根据含碳量多少又可以分为n n低碳钢低碳钢 含碳量含碳量 0.25%0.25%,常用钢号有,常用钢号有1010、1515、2020、2525等。等。n n中碳钢中碳钢含碳量含碳量0.250.250.60%0.60%,常用钢号有,常用钢号有3030、3535、4040、4545、5050、5555、6060钢钢n n高碳钢高碳钢含碳量
20、含碳量0.60%0.60%,常用钢号有,常用钢号有6565、7070钢。钢。n n合金钢合金钢是在碳素钢的基础上加入少量合金元素,比如是在碳素钢的基础上加入少量合金元素,比如SiSi,MnMn,CuCu,TiTi,V V,NbNb,P P等,从而提高钢的强度、耐腐蚀性、低温性能。根据加入合金元等,从而提高钢的强度、耐腐蚀性、低温性能。根据加入合金元素的多少又可分为素的多少又可分为n n低合金钢低合金钢 合金元素总含量合金元素总含量5%5%。n n中合金钢中合金钢 合金元素总含量合金元素总含量510%510%。n n高合金钢高合金钢 合金元素总含量合金元素总含量10%10%。n n按质量分类,钢
21、可以分为按质量分类,钢可以分为普通钢、优质钢和高级优质钢普通钢、优质钢和高级优质钢。n n按用途分类,钢可以分为按用途分类,钢可以分为建筑钢、弹簧钢、轴承钢、工具钢、结构钢和特建筑钢、弹簧钢、轴承钢、工具钢、结构钢和特殊性能钢殊性能钢。其中结构钢又可分为。其中结构钢又可分为碳素结构钢和合金结构钢碳素结构钢和合金结构钢。n n3 3非金属材料的分类非金属材料的分类n n化工设备常用的非金属材料有:化工设备常用的非金属材料有:n n硬聚氯乙烯塑料硬聚氯乙烯塑料 耐酸、耐碱性好,易加工,易焊接,耐酸、耐碱性好,易加工,易焊接,耐热性差,常用于制作常压贮槽、泵、管件。耐热性差,常用于制作常压贮槽、泵、
22、管件。n n玻璃钢玻璃钢 耐蚀性好,强度高,有良好的工艺性能,常用耐蚀性好,强度高,有良好的工艺性能,常用于制造容器、塔器、管道、阀门、管道。于制造容器、塔器、管道、阀门、管道。n n聚四氟乙烯塑料聚四氟乙烯塑料 耐蚀性极好,耐热性好,常用于制造耐蚀性极好,耐热性好,常用于制造耐腐蚀、耐高温的密封元件、高温管道。耐腐蚀、耐高温的密封元件、高温管道。n n化工搪瓷化工搪瓷 耐腐蚀性能好,性脆,不耐冲击,绝缘性能耐腐蚀性能好,性脆,不耐冲击,绝缘性能好,常用于制作塔器、反应器、阀门衬里。好,常用于制作塔器、反应器、阀门衬里。n n化工陶瓷化工陶瓷 耐蚀性好,性脆,抗拉强度小,有一定耐热耐蚀性好,性
23、脆,抗拉强度小,有一定耐热性和不透性,常用于制造贮罐、反应器、阀门、管件等。性和不透性,常用于制造贮罐、反应器、阀门、管件等。n n耐酸酚醛塑料耐酸酚醛塑料 耐热性好,耐酸,常用于制造阀门、塔耐热性好,耐酸,常用于制造阀门、塔器、贮槽、泵、管道。器、贮槽、泵、管道。n n4 4金属材料与非金属材料特点比较金属材料与非金属材料特点比较n n 金属材料(主要是指钢)与非金属材料相比,金属材料(主要是指钢)与非金属材料相比,大多数具有强度高,耐压性好的优点,所以特别大多数具有强度高,耐压性好的优点,所以特别适用于制作压力容器,除不锈钢和有色金属外,适用于制作压力容器,除不锈钢和有色金属外,大部分不耐
24、腐蚀;非金属材料则耐蚀性好,但性大部分不耐腐蚀;非金属材料则耐蚀性好,但性脆,不耐冲击,所以不能用于制作具有一定压力脆,不耐冲击,所以不能用于制作具有一定压力的容器,如果要求容器既承受一定压力,且介质的容器,如果要求容器既承受一定压力,且介质有强腐蚀性,可考虑选择非金属材料作衬里、外有强腐蚀性,可考虑选择非金属材料作衬里、外壳用钢材制作的压力容器。如果不考虑成本,可壳用钢材制作的压力容器。如果不考虑成本,可选择不锈钢材质。选择不锈钢材质。【项目实训项目实训】n n某化工厂蒸馏车间内有一台蒸馏塔,用于粗溴的蒸馏,请某化工厂蒸馏车间内有一台蒸馏塔,用于粗溴的蒸馏,请指出塔中各部件所用材料,并分析选
25、用该材料的理由。指出塔中各部件所用材料,并分析选用该材料的理由。n n分析:粗溴是氧化海水(或卤水)得到的中间产品,含有分析:粗溴是氧化海水(或卤水)得到的中间产品,含有酸、溴、氯等腐蚀性介质,对普通碳钢材料有一定的腐蚀酸、溴、氯等腐蚀性介质,对普通碳钢材料有一定的腐蚀性,不能单独使用。性,不能单独使用。n n碳钢具有较好的塑性、韧性,强度高;聚四氟乙烯具有优碳钢具有较好的塑性、韧性,强度高;聚四氟乙烯具有优良的耐蚀性和耐热性,同时有优良的电性能、抗粘性和低良的耐蚀性和耐热性,同时有优良的电性能、抗粘性和低摩擦系数。摩擦系数。n n蒸馏塔可采用碳钢作为外壳,在碳钢内表面加一层聚四氟蒸馏塔可采用
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 模块 化工设备 基础知识 电子 教案 教学 课件
限制150内