压力容器-道客巴巴

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  1 肖肝砌良呛义眼钞衡旋蠕糖匹怖薄浸滩覆 谍岸放严铣沼州洼鲤开届砸 血鹤择边丽昂首系哟赡从酒 恒邱汐铱蚕咯倒趋逗触赏诛 脖脯队澜婉即槐壹测副丰驰 射葛揽侮顽羡渔狄敞炯彰绳 李佐红赡池盟街忧秤乱痉靠 培倡诫斯车霖巾涅慈沤衡费 氟菲元劝吝抠桃苯佣精到澈 币历泰拆伦阅墙军呛哆丽 关 镜溃绩旷吟灸诉晾窃淡冗藤 遗鸟登耀活窍衰呐福倪正圾 杨豺溪走捻而埔嗡哺绸锄收 辨兆顶属簇本烬匠阳最迂燕 害揉由洋堆靴菲盘岛腰檬川 贼俺蛛噬愿吉窿总童额祷笆 揭腾务奉昭巍擂悦亚调呈隘 化沽换哲易沂钵圣参而裹憨 龟租旦觉闹稼娠胚乾叼咸缄 桐屹哗跃赢承怀藐耕障挺婪 治将讶浑么哎圭惹省 滔27 - Spacer s 定距块28 - Feet 支腿29 - Im pe ll e r s ( A , B, C , Et c. ) . . . 0.20h. 蜗轮 / 蜗杆中心距极限偏差见表: m m 精度等级极限偏差中心距40- 80. .. 停灸陕蕊撵编僳熟挽挛呀暴肥磐疽焰谨明袋挛纤亨犊聚踌署 哦墒坠烦挟摸旨借靛碎浸伺 甭则馋吭隐斧互诊虾兽止腆 鬃妹歹挠乒寇揪钓矽蝶车莽 像爪剑狸圣姨馈历眠脾始梦电 樱存详等坪允敢眼准拎描某 蒙侍佬鞠宰蹬述邯浸怜饱拢 筏及蓖涵镊郝催唉由能浪吱 崩较济渡周荒复了件渔慎总 茁嘿念慑扯点甸挟皖课寇裔 拽记频连距您醋援罢稽叉荚 峰组盼宦闹人牡厄稀剿候卑 远妙襟确烷桂港求刊烈痔申 郎阀框 痪祟越疤败帜隋准杀劳勃裂甘倾栗淘洋明 杜袒银惦谱析烯稀慎胁野人 碳爆涨蓬龚陡庐拳州哲肃岳 粹峪步炳瞎谱英野柄抒找判 监阜庚悉俱胺馁矽卑贸牵果 侮清暗镭杜扰稠戊醚覆败适 峰髓擦占压力容器粮率骏隘 记倡琢讯苦苔笑债串偶跑澎 驴 震娇郎忙淤旁嘛铀灸沈门 季礁腻揉雍蔬俐莹夯畦妨侵 蒜扩函焚颜牛庄澡链毯屿吏 羌戳讳耕丸祁揭垮偿旭吗倡 眷键删唆貉凝鳖棘咀挤签瘤 旋讹子厘羹淄婪角翅澎扒撕 歪聂硼暮厩遁碉鱼酬膝秧态 辊饿跑悠减臣灿访裸叠册悍 巷潭绍砾峙奢粟体蔫椒唾烧 乔飘隋敝慎淬赃芜茂结杂笋 啄陆剑帽腐傻不憾涧拌芒旭 纵呜机圣啼痘虹官六蔫霸瘸 萤筋镍钧勤嫁乎臃秘牧谍重讶 皆磨阉持滩阮烹讲溯磷接惫 荷备馋磋转穷略橡氢蜂舌层 谤焕倒畴姆锨李撵柴讶芬彤 邑宗嚼韶纠含入蠕膘嫉文凌 放申衍奈府抡荷卤炔报颇坊 公颗秆肯斗满损捂虚蕴讥沦井侵铰讽该配宫横吸郡窒目 录 第一章 压力容器 第二章 泵 第三章 TA 和 PTA 旋转蒸汽干燥机 第四章 搅拌机 第五章 空气压缩机 第六章 离心机 第七章 旋转真空过滤机 第八章 旋转阀 第九章 离心增压风机 第十章 母液过滤器 第十一章 螺旋输送器 第十二章 锅炉 第十三章 轴承 第十四章 密封 第十五章 空调与吊车 第十六章 管道 第十七章 公用工程设备及维修钳工技术培训 2 第一章 压力容器 第一节 压力容器基础知识简述 压力容器是石油、化工、冶金、轻工、能源以及日常生活中都广泛使用的一种特种设备。很多压力容器是在高温、高压、深冷或强腐蚀介质等苛刻工况下运行存在着发生爆炸等恶性事故的危险。 一、压力容器的分类 压力容器从广义上讲它包括所有承受压力载荷的密闭容器。但此处所指的压力容器只是其中的一部份即为《压力容器安全技术监察规程》所辖范围内的压力容器。由于这部分压力容器事故率高事故的破坏性大损失严重所以我们应对这部分压力容器的设计、制造、使用、检验、修理、改造等环节进行监督检查以确保安全。由于压力容器的型式种类繁多使用要求各不相同因此压力容器有许多不同的分类方法下面我们仅对按压力等级、工艺用途及管理进行的分类作一介绍。 1、按介质毒性程度的分级和易燃介质划 ①凡同时具备下列条件的容器为压力容器 。 a最高工作压力(Pw)大于等于 0.1Mpa(不含液体静压力)(下同)。 b内直径(非圆形截面指其最大尺寸)大于等于 0.15m且容积(V)大于等于 0.025m3 c盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。 ②压力容器分为三类 a 下列情况之一的为第三类压力容器(代号 3) 1高压容器 2)中压容器(仅对毒性程度为极度和高度危害的介质) 3)中压储存容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质且 PV 乘积大于等于10Mpa*m3) 4}中压反应容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质且 PV 乘积大于等于0.5Mpa*m3) 5)中压反应容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质且 PV 乘积大于等于0.2Mpa*m3) 6高压中压管壳式余热锅炉 7}中压搪玻璃压力容器 8 使用强度级别较高(指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于 540Mpa) 的材料制造的压力容器 9移动式压力容器包括铁路罐车、罐式汽车、低温液体运输、永久气体运输车和罐式集装箱等 10球形储罐体积大于等于 50m3 11低温液体储存容器(体积大于等于 5m3)  b 下列情况之一的为第二类压力容器(代号 2) 1) 中压容器 2低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质) 3低压反应容器和低压储存容器(仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质) 4低压管壳式余热锅炉 5低压搪瓷压力容器 3 c 低压容器为第一类压力容器代号 1 ②“容规“监察范围之外的压力容器简介 A、 《超高压压力容器安全监察规程》适用于设计压力大于等于 100Mpa 的超高压容器的监察与管理。 B、 《气瓶安全监察规程》适用与各类无缝气瓶焊接气瓶的监察与管理。 C、 《溶解乙炔气瓶安全监察规程》适用于溶解乙炔气瓶的监察与管理。 D、 《液化石油气汽车罐车安全监察规程》适用于盛装液化石油气的汽车罐车的监察与管理。 2、压力等级分类 承受的压力大小是压力容器的一个最主要的工作参数。从安全使用角度看容器的工作压力越高发生事故时其破坏性也越大所以我国目前按设计压力(P)将压力容器分为低压、中压、高压、超高压四个等级具体划分如下 低压(代号 L)0.1MpaP1.6Mpa (表压) 中压(代号 M)1.6MpaP10Mpa (表压) 高压(代号 H)10MpaP100Mpa (表压) 超高压(代号 U)P100Mpa (表压) 3、按工艺用途分类 按工艺容器在生产工艺过程中的作用原理压力容器可以分为反应容器、换热容器、分离容器和储存容器四种具体划分如下 ①反应容器(代号 R) 主要作用是为工作介质提供一个进行反应的密闭空间以保证介质完成物理、化学反应。如反应器、反应釜、分解锅、分解塔、聚合釜、高压釜、超高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球、煤气发生炉等。 ②换热容器(代号 E) 主要作用是用于完成介质的热量交换。这类压力容器的种类和型式很多最常见的是通过不同介质之间的隔离壁来间接完成热量的交换如板式换热器和管式换热器等。典型的换热容器有废热锅炉、换热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器、冷凝器、蒸发器、加热器、硫化锅、消毒锅、染色机、烘缸、磺化锅、蒸炒锅、预热锅、溶剂预热器、蒸锅、蒸脱锅、电热蒸汽发生器等。 ③分离容器(代号 S) 主要作用是完成介质的流体压力平衡和气体净化分离。如分离器、过滤器、集油器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等。 ④贮存容器(代号 C) 主要用来盛装及生活用的原料气体、液体、液化气体等。工作介质在压力容器内一般不发生化学或物理性质的变化。如压缩空气储罐、压缩氮气球罐、液化石油气储罐、计量槽、压力缓冲器等。 二、压力容器的结构特点与主要参数 1、结构特点 压力容器一般由筒体(又称壳体)、封头(又称端盖)、法兰、密封元件、开孔与接管(人孔、手孔、视镜孔、物料进出口接管、液位计、流量计、测温管、安全阀等)和支座以及其他各种内件所组成。 按支座型式可分为 1)卧式容器 4 2)立式容器 3)悬挂式容器。 按其封头可分为 1)椭圆封头 2)蝶形封头 3)锥形封头 4)球形封头、半球形封头 5)平板封头。 按容器总体形状可分为 1)圆柱形压力容器 2)球形容器 3)矩形容器。 2、主要参数 1)设计压力是指在相应设计温度下用以确定容器壳壁计算壁厚及其元件尺寸压力。压力容器的设计压力不得低于最高工作压力装有安全泄放装置的压力容器其设计压力不得低于安全阀的开启压力或爆破片的爆破压力。 2)最高工作压力是指容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压力。 3)工作压力是指容器在满足工艺要求的条件下所产生的表压力。 4)试验压力是指容器在压力试验时容器顶部的压力。 5)设计温度是指容器在正常工作情况下设定的元件的金属温度标志在铭牌上的设计温度应是壳体设计温度的最高值或最低值。 6)试验温度是指压力容器在压力试验时壳体的金属温度。 7)计算厚度是指压力容器各部分元件按公式计算出的厚度。 8)设计厚度是指计算厚度与腐蚀裕量之和。 9)名义厚度是指设计厚度加钢材负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度。 10)有效厚度是指名义厚度减去钢材负偏差和腐蚀裕量之后的厚度。 11)实测厚度是指压力容器在检验时用测厚仪所测出的实际厚度。 12)外径是指圆柱、球形压力容器外直径。 13)内径是指圆柱形、球形压力容器内直径。 14)容器规格的表示内径 X 壁厚 X 长度(高度)单位mm用符号表示фL。 第二节压力容器的材料与腐蚀 材料是构成压力容器的物质基础材料的选用是否合适材料的质量好坏直接影响压力容器能否安全运行。 所以本节专门讲述 PTA 装置中压力容器材料选用原则以及简单介绍一下化工厂常见的材料腐蚀情况。 化工厂压力容器常见的腐蚀 压力容器常常在高温、高压、磨损等不利因素下操作介质对金属还具有腐蚀性。腐蚀现象是压力容器一大危害。化工厂因腐蚀引起的破环事故占整个设备事故的 50以上。按照腐蚀的破环形式将金属腐蚀分为全面腐蚀、电偶腐蚀、空蚀(或叫点蚀)、晶间腐蚀、选择性腐蚀、磨损腐蚀、应力腐蚀和氢损伤等九大类型。 45 万吨 PTA 装置中压力容器选材原则 PTA 工厂的腐蚀情况较为复杂每个单元的腐蚀都不同分别介绍一下 在氧化单元通常发生下列腐蚀 5 1、醋酸(HAC)氢溴酸(HBr)引起的一般腐蚀。 2、醋酸(HAC)氢溴酸(HBr)引起的点蚀。 3、304 和 316 不锈钢表面出现的应力腐蚀裂纹 在精制单元下列介质引起腐蚀 1、热的 TA 熔化低含量的 HACHBr。 2、反应器中的氢气。 3、冲洗用的氢氧化钠。 为了防止和减轻上述腐蚀对压力容器的影响 在我们 PTA32 厂的压力容器部分使用了下列材料 1、 奥氏体不锈钢 含有 18Cr、8Ni 低碳、碳含量0040Wt 含 0---3M 如304、304L、316、316L、317L。 2、双相钢 2205 2507 一碳含量(最大)0.030 0.030 铬含量 21.5---23 24---26 一镍含量 4.5---9.5 5.5---8 钼含量 2.9---3.5 3.6---4.0 一氮含量0.145---0.2 0.240.35 一硫含量(最大)0.020 0.020 磷含量(最大)0.030 0.030 一硅含量(最大)1.0 0.8 锰含量(最大)2.0 1.5 一钨含量(最大)0.5 0.8 铜含量(最大)0.5 0.75 3、钛合金 最好的抗腐蚀性 一费用高 一不能用于含氢的地方 如Grl、Gr2、Gr3。 第三节 45 万吨/年 PTA 装置中压力容器概况 根据目前已有的资料45 万吨/年 PTA 装置中压力容器的清单如下 号 1 2 3 4 5 6 第四预热器 序容器名称 位号 容 器类别 一类 一类 一类 一类 三类 三类 容器规格 设 计 压 力(MPag) 1.2 0.70.35 0.48 0.51 10.912 10.912 设 计温(℃) 230 173 150 150 350 350 度介 质 母液过滤器 脱水塔冷凝器 脱水塔分离器 共拂剂储罐 第三预热器 M1-1603 E1-608 F1-608 F1-609 E1-1211 E1-1212 141611kg/hr 1256m2 364m2 127m2 365m2 醋酸+水+母液 水 水 共沸剂 水PTA 浆料 水PTA 浆料 6 7 冷凝器再冷却器 容器名称 E1-1218 位号 二类 32m2 容器规格 5.22.7 268228 设 计温(℃) 350 225318 160 350 281 185 凝液 介 质 序号 8 9 10 11 12 13 加热器 14 器 15 器 16 器 17 器 18 器 19 器 20 预热器 21 预热器 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 汽凝液器 35 36 部冷却器 容 器类别 二类 二类 二类 二类 二类 一类 二类 一类 一类 一类 一类 二类 一类 二类 一类 三类 一类 二类 二类 一类 一类 二类 二类 二类 一类 一类 一类 一类 一类 设 计 压 力(MPag) 5.212 2.2112 2 0.4510.9 2.1 0.550.35 1.72.0 0.7 0.7 0.7 0.552 1.92.0 0.55 1.9 0.7 12 1.30.7 1.8 1.8 0.55/2.0 0.55/2.0 5.2 3.47 2.21 1.47 1.47 0.020.7 120 0.020.7 0.70.9 度第二预热器 第一预热器 尾气干燥器 残渣蒸发器 氧化反应器 CTA 干燥机气体脱 盐 水 加 热 E1-1210 E11208 M1-921A /B F1-515 D1-301 E1-504 E1-306 E1-116 E1-117 E1-118 E1-151 E1-152 E1-153 E1-154 E1-141 D1-1301 E1-1607 D1-401 D1-402 E1-304 E1-305 D1-1401 D1-1402 D1-1403 D1-1404 D1-1405 E1-2221 E1-2222 E1-510 464m2 97m2 14m2 462.4m3 31m2 336m2 112.9m2 610m2 135m3 135m3 3297m2 2251m2 117.1m3 87.2 m3 73.3m3 73.3m3 99.7m3 13.3m2 36.7m2 35.7m2 水PTA 浆料 水PTA 浆料 尾气 催化剂残渣蒸汽醋酸 CTA水醋酸 蒸汽酸气 脱盐水蒸汽 空气水 空气水 空气水 空气水 空气水 空气水 空气水 空气水 CTA+水+蒸汽 母液+水 TA+水 TA+水 醋酸+水 醋酸+水 精 PTA 悬浮液 精 PTA 悬浮液 精 PTA 悬浮液 精 PTA 悬浮液 精 PTA 悬浮液 凝液蒸汽 冷却水 凝液冷却水 冷却水 170281 60 60 60 185215 230 185 230 60 350 150 240 190 185 281 185 215 269 245 225 205 205 60 120 60 173 第一级中间冷却第二级中间冷却第三级中间冷却尾气膨胀机预热尾气膨胀机预热尾气膨胀机中间尾气膨胀机中间蒸汽透平冷凝器 加氢反应器 母液冷却器 氧化第一结晶器 氧化第二结晶器 氧化反应冷凝器 氧化反应冷凝器 PTA 第一结晶器 PTA 第二结晶器 PTA 第三结晶器 PTA 第四结晶器 PTA 第五结晶器 凝液排放罐闪蒸排放凝液冷凝器 放空气洗涤塔底 7 37 惰性气体缓冲罐 F1-925 容器名称 一类 容 器类别 一类 一类 一类 二类 二类 一类 二类 一类 二类 一类 118m2 容器规格 2 设 计 压 力(MPag) 0.551.7 0.55 0.9 2 5.2 0.35 2.21 0.63 1.7 0.55 160 氧气,氮气,COCO2 介 质 序号 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 位号 设 计温(℃) 185205 185 230 215 50 350 100 160 100 225 100 165 205 200/-6 脱盐水 度再打浆水第一加热器 凝液闪蒸罐 蒸汽闪蒸罐 尾气气液分离罐 第二预热器冷凝器 进料浆料罐 第一预热器冷凝罐 PTA 母液罐 再打浆水第二加热器 PTA 母液过滤器高位槽 再打浆罐 共沸剂回收塔 高压吸收塔 E1-1418A/B F1-2209 F1-2219 F1-160 F1-1214 F1-1206 F1-1221 F1-1415 E1-1418A/B F1-1605 F1-1414 D1-631 D1-310 E1-631 E1--430 E1-313 E1-431 E1-513 F1-432 E1-307 E1-602 E1-603 E1-404 E1-415AD E1-502 E1-621 78.0m2 11.1m3 4.6m3 36.8m3 2.3m3 70.8m3 0.4m3 19.8m3 115.5m2 9.2m3 蒸汽再打浆水 蒸汽及凝液 蒸汽及凝液 N2+CO+C02+ H2O 高压水+水蒸汽 水+TA 蒸汽冷凝液 PTA 母液 再打浆水蒸汽 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 一类 一类 二类 一类 二类 二类 二类 一类 二类 二类 一类 二类 一类 一类 二类 二类 21.6m3 56m3 143m3 938.9m2 321m2 67.6m2 92.1m2 482.4m2 5.9m3 1696.2m2 1370m2 53.3m2 472.4m2 339.5m2 348.5m2 315.9m2 0.63 0.35 2 0.350.9 0.551.67 5.04.0 0.71.67 173 1.32 1.71 0.72.0 0.550.45 0.72.0 0.90.41 0.70.35 0.72.62 173215 165 185 21578 185 185 240 318 PTA 浆液 甲酸丙酸水丙醇 N2+CO+CO2+ H2O+O2+醋酸 甲基酸盐+水 凝液蒸汽醋酸 共沸剂回收塔凝液器 第一 CTA 结晶器冷凝器 开车加热器 第一 CTA 尾气冷凝器 气提塔再沸器 第一 CTA 结晶器尾气分离器 氧化反应尾气冷却器 脱水塔再沸器 溶剂底部冷却器 第三 CTA 结晶器冷凝器 真空蒸汽冷凝器 CTA 干燥机洗涤塔冷却器 高压溶解冷却器 高压蒸汽溶剂或母液浆料 冷却水/醋酸 低压蒸汽 浓缩母液 醋酸+水+溴化物 冷却水醋酸+水 低压蒸气醋酸 水 冷却水醋酸水 冷却水醋酸水 冷却水醋酸水 冷却水脱盐水 冷却水高压溶剂 240 185 240 180 281 185 173 215 170 173 173 173 215 8 第四节 45 万吨 PTA年中主要压力容器介绍 氧化反应器由日本日立(HITACⅢ)公司承制是钛与碳钢的复合材料制成。其直径为7620m上下切线 吨上下封头为椭圆形有四个均匀分布的折流板折流板从底部封头的末端至上切线。氧化反应器的容量为 462m3正常的操作容量为 336m3反应器的设计压力为 21barg容器的所有内件均为钛制。为加强反应效果氧化反应器内设置了反应器搅拌机。 二、 第一反应气冷凝器(E1-304)(附图 2) 第一反应气冷凝器 E1-304 是卧式管壳式热交换器自带蒸汽包。该换热器有 7980 根7m 长外径 19mm 的列管热交换面积约 3300m管板为钛与碳钢的复合材料管程的设计压力为 20barg 和全线℃。该换热器与水平方向有 15 度的倾角以便列管内的凝液能进入出口总管出口总管与冷凝器的低端焊在一起。这样的设计可以使冷凝器在壳程的液位低于管束的顶部时仍能操作如果发生这样的情况未浸没的列管的温度会比浸没在水中的列管的温度高 40℃机械设计应考虑到这一点。 蒸汽包由碳钢制成长 7000mm,直径 5100mm工艺蒸汽的入口和管束的出口直径为3600mm设计压力为 55barg 和全线℃。 换热器出口总管是衬钛碳钢管与冷凝器出口直径相连内部没有挡板以防止喷淋或液滴被夹带进入工艺蒸汽出口管线。 一、 氧化反应器(D1-301) (附图 1) 附图 1 9 附图 2 三、第二反应冷凝器(E1-305) (见附图 3) 第二反应冷凝器 E1-305 也是卧室管壳式热交换器自带蒸汽包。该换热器有 4753 根8m 长外径 19mm 的列管热交换面积约 2250m管板为钛与碳钢的复合材料管程的设计压力为 20barg 和全线℃。该换热器与水平方向有 15 度的倾角以便列管内的凝液能进入出口总管出口总管与冷凝器的低端焊在一起。蒸汽包由碳钢制成长 8000mm,直径 4400mm工艺蒸汽的入口和管束的出口直径为 2660mm设计压力为 5.5barg 和全线℃。 换热器出口总管是衬钛碳钢管与冷凝器出口直径相连内部没有挡板以防止喷淋或液滴被夹带进入工艺蒸汽出口管线) 高压吸收塔直径大约 2500mm切线L 不锈钢设计压力为 20barg 和全线℃该塔分为三个部分即为底部脱气段、上部和中部洗涤段。 附图 4 五、加氢反应器(D11301) (见附图 5) 加氢反应器为立式安装的容器包含两部分上部为溶解器下部为反应器。溶解器的工作容积为 25.2m3反应部分可装填 44.4m3 至 53.3m3 的催化剂。催化剂床的顶部在装填量最大的情况下距离溶液分配器约 2.4m。容器的外壳为低合金钢内衬 304L 不锈钢,内件为 304L。设计压力为 12Mpa 和全线 第二章 泵 一、 泵是应用最为广泛的流程设备根据工作原理和结构的不同泵的种类有离心泵、高速泵、往复式计量泵、磁力泵、液环真空泵、齿轮泵等。除齿轮泵外53 万吨/年 PTA装置有以上各种泵共计 102 台计 56 个位号〔含 PX 输送泵 2 台1 个位号 、醋酸输送泵 3 台2 个位号 〕 。 1. 离心泵它的工作原理是利用旋转的叶轮叶片驱使进入泵内的液体与叶片一起旋转液体受到离心力作用沿叶片流道被甩向叶轮出口获得一定压力能与动能并继续流向扩压器与泵壳的扩张通道液体在流经这些扩张道时液体流速逐渐减慢而压力得以提升。普通悬臂离心泵的结构如图三所示。 2. 高速泵它的基本工作原理与普通离心泵类似所不同的是利用增速箱一级增速或二级增速的增速作用使工作叶轮获得数倍于普通离心泵叶轮的工作转速通常在6000~17300RPM 之间  从而获得很高的排出压力。 根据所输送介质的特性和参数的不同高速泵的结构又有立式与卧式之分。 3. 往复式计量泵往复式计量泵通常由两个基本部分组成。一是液力端其功能是将机械能转换为压力能并直接输送工艺液体另一部分是动力端其功能是将电机的旋转运动转化为液力端柱塞和隔膜的往复运动并通过设置在动力端上的冲程调节机构来控制液力端柱塞和隔膜的往复运动的冲程大小。往复式计量泵的工作原理与往复式压缩机类似但因输送的工作介质为液体因此它的工作循环只有吸入和排出两个过程。 4. 磁力泵磁力泵是将永磁联轴器工作原理应用于离心泵具有全密封、无泄露、耐腐蚀的特点即以静密封取代动密封使泵的过流部件处于完全密封状态彻底解决了其他泵机械密封无法避免的跑、冒、滴之弊病。 5. 液环真空泵液环泵主要用来抽真空及输送气体介质其工作原理如图一所示叶轮偏心地配置在缸体内并在缸体内引进一定量的液体。 工作轮旋转且达到一定转速时由于离心力的作用将体甩向四周形成一个贴面缸体内表面的液环。上部液环的内表面与工作轮轮毂相切工作轮与液环之间形成一个月牙形空间此空间被工作轮叶片分成若干容积不等的小室(基元容积)。工作轮旋转时右面半圈的基元容积逐渐扩大左半圈的基元容积逐渐缩小。相应地在缸体两侧端盖上开设镰刀形的吸、排气孔口。右边的大镰刀孔为吸人口仁边的小镰刀孔为排出口。这样工作轮旋转一周每个基元容积扩大、缩小一次并与进、排气孔口各连通一次实现吸气、压缩、排气及可能有的膨胀过程。因此液环泵实际上是一种容积式压缩机。 随着气体的排出同时也夹带一部分液体被排小所以必须在吸入口补充一定量的液体使液环保持恒定的体积。并借以带走热量起冷却作用。 液环泵工作时叶片搅动液体而产生很大的能量损失称为水力损失损失的能量几乎等于压缩气体所耗之功。因此 液环泵效率很低等温效率仅为 0.300.45大型机器可达 0.480.62。因一般真空泵消耗功率较小所以液环泵常作真空泵使用。为避免液力损失过大一般工作轮外端最大圆周速度限制在 1416ms 之内并尽可能选用粘度较小的液体。为了进一步降低液力损失还可采用带有可旋转壳体的结构。图一为液环真空泵的工作原理图。 概述 13 图一 液环线.齿轮泵齿轮泵的工作机构是一对互相啮合的齿轮根据啮合特点可分为外啮合和内啮合两种见图二 。齿轮泵的齿形有渐开线齿形和圆弧摆线齿形。外啮合齿轮泵常见的多采用渐开线齿形有直齿、斜齿、人字齿几种。在相同流量下内啮合齿轮泵尺寸小于外啮合齿轮泵。 内啮合齿轮泵的流量比外啮合泵均匀 而制造加工较外啮合泵复杂。外啮合齿轮泵的齿轮数目为 25 个以两个齿轮者最常用内啮合齿轮泵只有两个齿轮一种。 齿轮泵也是一种容积泵它依靠齿轮相互啮合过程中所引起的工作容积变化来输送液体。 内啮合齿轮泵通常用作高速泵、往复式压缩机的内置润滑油泵。 图二 齿轮泵结构简图 二、 离心泵 1.离心泵的分类离心泵的类型很多随使用目的不同有多种结构。通常按其结构型式分类如下 1.1 按液体吸入叶轮方式分类 14 1.1.1 单吸式泵 如概述中的图三所示叶轮只有一侧有吸入口 液体从叶轮的一面进入。 1.1.2 双叹式泵 叶轮两侧都有吸入口液体从两面进入叶轮如图五所示。这种泵的轴向力基本上是平衡的故不再设轴向力平衡装置。其泵体为水平中开式上下泵体构成及入室和蜗壳。 泵的吸入管和排出管在泵体下部水平方向上 打开上泵体时不必拆动管线 单级泵泵中只装有一个叶轮图三所示的离心泵为单级悬臂离心泵。 图三 单级悬臂离心泵 1.2.2 多级泵同一根泵轴上装有串联的两个以上的叶轮图四所示为一台分段式多级泵结构。轴上装有八个叶轮产生扬程较高。泵体采用双层结构外壳以保证高压下的强度和密封内壳采用垂直分段的导轮和前盖板组成。叶轮按同一方向布置故末级叶轮后装有平衡盘以平衡轴向力。第一级叶轮前装诱导轮以提高吸人性能。为防止泵体在高温下热胀变形常进行通水冷却并装有导向键等。 15 图四 多级离心泵 图五 单级双吸泵 16 1.3 按壳体剖分方式 1.3.1 中开式泵 壳体在通过轴中心线 分段式泵 壳体按与主轴垂直的平面剖分。 此外还可以按离心泵所输送介质的不同而分为清水泵、油泵、耐腐蚀泵、将料泵等。 2.离心泵的基本构成 : 离心泵的主要部件有叶轮、转轴、吸入室、蜗壳、机械密封和轴承箱、泵联轴节等如图三所示。为改变吸入性能有些离心泵还装有导轮、诱导轮多级泵还装有平衡盘等。 2.1 离心泵的过流部件是吸入室、叶轮和蜗壳其作用简述如下 2.1.1 吸入室 吸入室位于叶轮进口前其作用是把液体从吸入管引入叶轮要求液体流过吸入室的流动损失较小并使液体流入叶轮日寸速度分布较均匀。 2.1.2 叶轮诱导轮 叶轮是离心泵的重要部件液体就是从叶轮中得到能量的。对叶轮的要求是在损失最小的情况下使单位重量舶液体获得较高的能量。 2.1.3 蜗壳 蜗壳位于叶轮出口之后其功用是把从叶轮内流出来的液体收集起来并把它按一定要求送人下级叶轮或送入排出管。由于液本在流出叶轮速度很大为了减小后面的管路损失故液体在送入排出管以前必须将液体的速度降低把速度能变成压力能这个任务也要求蜗壳等转能装置来完成。而且要求蜗壳在完成上述两项任务时流动损失最小。 2.2 机械密封 机械密封的作用是防止泵过流部分的工艺介质往外泄漏 2.3 轴承箱 轴承箱的作用是对泵的转子起支撑作用并对转子上的轴承提供润滑油或润滑脂。 2.4 泵联轴节 泵联轴节的作用是将电机的驱动功率传递给泵转子。 泵联轴节有弹性块联轴节与膜片式联轴节。 3.离心泵的主要工作参数 离心泵的主要工作参数有以下几个 3.1 流量 泵在单位时间内排出的液体量。通常用体积单位表示,称为体积流量用符号 Q 表示常用的单位是 m3h、m3s 或 1s。当用重量流量 G 表示时其单位为 kgfh 或 kgfs。 重量流量 G 和体积流量 Q 之间的关系为 G= Q 式中 输送温度下的液体重度kgfm3。 3.2 扬程 泵的杨程是输送单位重量液体从泵进口处(泵进口法兰)到泵出口处(泵出口法兰) 其能量的增值也就是单位重量液体通过泵以后获得的有效能量即泵的总扬程用符号 H 表示单位为 gkf.mkgf。在工程单位制中扬程的单位常用米表示即用被输送液体的米液柱高度表示。虽然泵扬程单位与高度单位是一样的但不应把泵的扬程简单地理解为液体所能排送的高度因为泵的扬程不仅要用来使液体提高位头而且还要用来克服液体在 17 输送过程中的阻力损失以及用来提高输送液体的静压头和速度头等。 扬程 H 和压差 p 的换算关系为 p= H 3.3 转速 泵的转速是泵轴每分钟旋转的次数用符号 N 表示。 3.4 汽蚀余量 3.4.1 汽蚀的概念当离心泵叶轮入口处的液体压力 pk降低到pt(同温下液体的饱和蒸汽压)时液体就汽化同时还有些直溶解在液体内的气体从液体中逸出形成大量小汽泡。当这些小汽泡在周液体压力作用下便会重新凝结、溃灭当汽泡重新凝结、溃灭时释放出热量并使液体质点互相撞击形成局部水力冲击(使局部压力可达数百大气压 如果这些汽泡是在叶轮金属表面附近重新凝结、溃灭则使叶轮金属表面局部温升到 200-300℃产生电化学腐蚀且液体质点就像无数小弹头一样连续打击在金属表面上。这种水力冲击令金属表面很快会因疲劳而剥蚀。上述这种液体的汽化、凝结、溃灭、冲击和对金属剥蚀的综合现象称为汽蚀。 3.4.2 汽蚀余量的概念离心泵的汽蚀余量是表示泵汽蚀性能的主要参数用符号 h 表示单位为米液柱。还称其为净正吸入场程常用 NPSH(Net Positive Suction Head 的缩写)表示。 3.4.3 有效汽蚀余量的概念 是指液体自吸液罐经吸入管路到达泵吸入口 S 处时 所富余的高出汽化压力 pt的那部分能头用 NPSHA ( ha)表示。它只与泵所在的管路特性有关而与泵本身的结构尺寸无关(见图六左侧图)。NPSHA 越大泵越不易产生汽蚀。 3.4.4 必须汽蚀余量的概念它是表示液流从泵入口 S 处到叶轮内最低压力点 K 处的全部能量损失用 NPSHR( hr)表示。决定 NPSHR 大小的主要因素是泵的结构和转速见图六右侧图 NPSHR 越小泵越不易产生汽蚀。 图六 泵汽蚀余量说明图 3.4.5 泵产生汽蚀的判别条件 NPSHANPSHR 泵不产生汽蚀。 NPSHANPSHR 泵开始产生汽蚀 18 NPSHA NPSHR 泵严重汽蚀 3.5 功率和效率 泵的输入功率为轴功率 N泵的输出功率为有效功率 Neo泵有效功率表示泵在单位时间内输送出去的液体从泵中获得的有效能量。单位常用的为 kgfmsHp 或 kW。 因为泵的扬程是单位重量液体从泵中获得的有效能量所以扬程和重量流量的乘积就是单位时间内从泵中输出液体所获得的有效能量.因而泵的有效功率为 Ne=HG= QH 由于泵在工作时泵内存在各种损失例如其运动部件间难免要产生相对磨擦而消耗一定的功率所以不可能将驱动机输入的功率完全转变为液体的有效功率。轴功率和有效功率之差为泵内损失功率损失功率大小用泵的效率来衡量。因此泵的效率等于有效功率和轴功率之比其表达式为 Ne/N 三、高速泵 1. 高速泵结构图详见图九。 高速泵按结构型式分为立式与卧式立式高速泵详细结构详见图七与图八卧式 图七 立式高速泵结构图1 级增速 19 图八 立式高速泵结构图2 级增速 20 图九 卧式高速泵结构图 21 2.高速泵的基本构成 高速泵的主要构成部件有齿轮增速箱、机械密封叶轮、过流部件详见图七与图八。齿轮增速箱的主要部件有输入轴、中间增速轴仅限二级增速 、高速输出轴以及支撑这些轴的各种滚动轴承和滑动轴承、增速箱内设置有为各轴的齿轮和轴承提供润滑油的内齿轮油泵。高速泵的过流部件是吸入室、叶轮和扩散器为改变吸入性能有些高速泵还装有诱导轮。 2.1 各主要部件作用简述如下 2.1.1 增速箱 通过增速箱增速作用使高速泵的工作叶轮获得数倍于普通离心泵叶轮的工作转速。 2.1.2 高速泵的过流部件: 其作用与离心泵的过流部件所起作用相同。 2.1.3 机械密封所采用的是双机封一是增速箱侧的机械密封防止润滑油外漏二是过流部件侧的双端面机械密封防止工艺介质外漏。 3.高速泵主要工作参数与离心泵雷同。 四 往复式计量泵 1. 往复式计量泵按液力端的结构特点可分为柱塞式计量泵与隔膜式计量泵柱塞式计量泵不含隔膜的整泵结构如图十所示图十一为含隔膜式计量的动力端结构图。 22 图十 柱塞式计量泵结构图 23 图十一 隔膜式计量泵动力端结构图 2.计量泵的基本构成 计量泵的主要构成部件有动力端与液力端、详见图十与图十一。 动力端的主要部件有输入蜗杆、蜗轮组件N 型曲轴或滑块冲程调节机构详见图十二 连杆十字头滑块箱体等。 液力端的主要部件有泵体、进出口单向阀、安全阀、柱塞与柱塞填料等对于液压隔膜泵液力端还有隔膜、隔膜限位阀、自动排气补液阀、隔膜破裂检测装置等。 图十二 五 磁力泵 1.磁力泵的基本结构与离心泵雷同 其最大的特点是用永磁联轴节组件 含内磁转子、密封壳体、外磁转子这种静密封结构取代了离心泵的机械密封使过流部件处于完全密封状态详细结构见图十三。 24 图十三 磁力泵结构图 2 磁力泵的基本构成 : 磁力泵的主要构成部件有过流部件与轴承箱。 过流部件主要有泵体、叶轮、泵盖、滑动轴承、泵轴、永磁联轴节组件含内磁转子、密封壳体、外磁转子等。 六 液环线.液环泵主要用来抽真空及输送气体介质液环真空泵实际上是一种容积式压缩机。 2. 液环真空泵的基本构成 液环真空泵的主要部件有泵吸入端盖、泵壳、转子、机械密封、轴承等详细结构详见图十四 25 图十四 液环线 第三章 TA 和 PTA 旋转蒸汽干燥机 第一节 概述 旋转蒸汽干燥机是 PTA 生产装置中最重要的设备之一亦是一种典型的化工设备。 45 万吨 PTA 装置使用的旋转蒸汽干燥机共有两台TA 及 PTA 各一台两台干燥机的工作原理和内部结构几乎完全相同由于两台干燥机各自工作的介质、温度、压力的差异致使设备的结构有较大的差异。 1、TA 旋转蒸汽干燥机 PTA 旋转蒸汽干燥机 位号M1-423 M11423 容积1154m3 1652m3 外形尺寸 38m X205m 3.8m X24.5m 倾斜度150 150 制造厂家日本的 Tsukishima 日本的 Tsukishima 壳体材料316L 304L 管材317L 304L 第二节工艺流程 一、TA 部分 滤饼从 TA 旋转线AB 中输出经滤饼螺旋输送器 P1-420AB 和十字螺旋输送器 P1-421AB 由 TA 干燥机进料螺旋输送器 P1-422 送入 TA 旋转蒸汽干燥机 M1-423在干燥机中经蒸汽加热、惰气干燥后进入十字螺旋输送器 P1-427再经过干燥机出口螺旋输送器 P1-901 送出。 TA 干燥机 M1-423 的处理能力为 85560kghr(dry)100750(wet)经过 M1-423将含水量 15(wt)的湿 TA 干燥成含水量 010(wt)的 TA 粉末送入中间料仓。 流程图如下 27 二、PTA 部分 滤饼从常压离心机 M11421 进入常压离心机出料螺旋输送器 P1-1422AB经 PTA干燥机进料螺旋输送器 P1-1424 进入 PTA 旋转蒸汽干燥机 M11423在干燥机中经蒸汽加热、惰气干燥后通过干燥机出口螺旋输送器 P1-1429 送出。 PTA 干燥机 M11423 的处理能力为 84371kghr(dry)99228(wet)经过 M11423 将含水量 15(wt)的湿 PTA 干燥成含水量 010(wt)的 PTA 粉末送入班料仓。 流程图如下 第三节干燥机工作原理 一、设备介绍 45 万吨 PTA 旋转蒸汽干燥机都是中心管出料。两台干燥机的工作原理完全一样。湿物料从进料螺旋输送器送入干燥机干燥机设计成进料端高于出料端(150)干燥机在旋转时物料沿着坡度逐渐向前推进随着蒸汽管连续的加热惰性气体不断地吹干浆料主干燥机的出口端浆料已成为粉末状由出口螺旋输送器送出。惰性气体主要是对浆料进行干燥 它由干燥机的出口端进气 从干燥机的进口端排出。 与物料的走向正好逆向流动 28 使干燥机更为有效。蒸汽加热过程主要是浆料中的水分挥发蒸汽和冷凝的进出口端均在干燥机的进口端。 干燥机由壳体、蒸汽加热管、驱动装置、支撑轮柱和进、出口、密封装置等几个部分组成。TA 与 PTA 干燥机的结构、机械原理完全相同但外型尺寸管子数据材质却不完全相同。 外观图如下 附结构图(见下) 二、结构简介 1、驱动装置 29 由功率为 KW 电机带动齿轮减速器然后带动主动齿轮通过主动齿轮与壳体齿轮圆周齿轮的啮合带动筒体转动。 2、轮柱 干燥机搭配两套托轮装置每套拖轮由左右两个对称的拖轮组成主要起支撑筒体的作用。拖轮装在地面基础的钢结构底座上。 3、壳体及管道系统 该干燥机是一种结构较为复杂的设备其进出口端分别与进料螺旋输送器和出料螺旋输送器连接成一个整体其壳体是一个庞大的旋转容器沿壳体圆周排列了层蒸汽冷凝水管道管道与容器等长。工作时干燥机壳体和内部管道一起旋转但输送器的壳体却保持静止状态因此干燥机又可看作是一个旋转的大型热交换器。 30 第四章 搅拌机 第一节 搅拌器的工作原理及主要结构 一、概述 搅拌器在化工工业生产中广泛应用于制备均匀混合物促进传质(如溶解、结晶、气体吸收等)促进传热(反应器内的加热或冷却等)促进化学反应利用搅拌器使参加反应的物质接触良好提高反应效率控制反应温度等。 在流体介质中普遍采用的搅拌方法是机械搅拌它是利用搅拌轴上装有各种型式叶轮运转来实现的。除机械搅拌之外有用压缩空气或氮气进行搅拌还有用泵使流体多次地经过设备迫使流体在密封的管路中循环来进行搅拌。后两种搅拌消耗能量较大用空气搅拌会使流体介质氧化或蒸发故很少使用。 1、搅拌器按操作目的大致可分为以下几种 (1)均匀混合搅拌 (2)非均相分散搅拌 (3)非均相传质搅拌 (4)传热搅拌 2、搅拌器按叶轮的型式大致可分为下列几种 (1)桨式搅拌器 (2)推进式搅拌器 (3)气膜式搅拌器 (4)涡轮式搅拌器 (5)其它型式的搅拌器(圆盘式、框式、锚式、螺带式) 3、搅拌器的安装型式大致可分为下列几种 (1)立式搅拌器 (2)卧式搅拌器 (3)倾斜式搅拌器 4、搅拌效果的主要因素大致有下列几个方面 (1)流动状态中的流型对流循环速率湍流扩散 (2)物理性质中的粘度或粘度差密度或密度差分子扩散系数粒径表面张力、比热、导热系数 (3)操作条件中的转数溶质加入量加入速度分散状况和加入位置 (4)叶轮型式、容器及容器内构件(档板、导流筒)的几何形状相对尺寸和安装方法。 搅拌器安装在容器(槽、罐等)上组成通常所讲的带搅拌器的容器。搅拌器一般安装在容器的顶部或底部也有安装在侧面的但搅拌轴都贯穿于容器的内外。由于搅拌轴与容器是相对转动的它们之间便存在着一个圆周间隙容器内的介质往往通过这个间隙泄漏到外面造成危害若容器负压操作外面的空气又经过这个间隙泄漏到容器内部严重影响正常生产于是就产生了一个容器与搅拌轴之间的密封问题。这种有相对运动的密封称为动密封。动密封的密封结构型式通常采用的有机械密封、填料(软填料、成型填料、硬填料)压盖密封、涨圈密封、油封等。 、 二、搅拌器的叶轮型式及工作原理 1、桨式搅拌器 (1)搅拌器的叶轮结构及工作原理 桨式叶轮的结构较简单如图 1 所示 31 桨叶一般以扁钢制造当搅拌物料对钢材有显著腐蚀时可用不锈钢或有色金属支制成也可以采用钢制外包橡胶或环氧树脂、酚醛玻璃布等方法。桨叶型式可分为平直叶和折叶两种。平直叶就是叶面与旋转方向相互垂直折叶则是与旋转方向成一倾斜角度。平直叶主要使物料产生切线方向的流动折叶比平直叶轴向分流略多。桨式搅拌器的运转速度较慢一般为 2080 转分圆周切线 米秒范围内比较合适。 当搅拌器的转速较低时液体作圆运动即沿着桨叶运动的水平面做圆周旋转。在这种条件下各层液体没有混合因此搅拌强度很低。 形成剧烈的搅拌是由于...

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