精编化工设备的选型和设计计算资料课件.ppt
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1、第五章第五章 化工设备的选型和化工设备的选型和设计计算设计计算2/210主要内容主要内容物料输送设备物料输送设备贮罐贮罐换热设备换热设备分离设备分离设备传质设备传质设备化学反应器化学反应器3/210化工设备类型:化工设备类型:标准设备(定型设备)标准设备(定型设备)非标准设备(非定型设备非标准设备(非定型设备 )4/210工艺设备一览表:工艺设备一览表:序序号号设设备备位位号号设备名设备名称及规称及规格格型号型号材质材质操作参数操作参数单位单位数量数量重量重量来源来源备注备注温度温度压力压力5/210选型和工艺设计的原则:选型和工艺设计的原则:1.合理性。合理性。 2.先进性。先进性。3.安全
2、性。安全性。4.经济性。经济性。6/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备物料输送设备分类:物料输送设备分类:液体物料输送设备液体物料输送设备常规的设备为各种泵常规的设备为各种泵气体物料的输送、压气体物料的输送、压缩、制冷设备缩、制冷设备常规的设备为各种风机、压缩常规的设备为各种风机、压缩机、真空泵、制冷机等机、真空泵、制冷机等固体物料输送设备固体物料输送设备各种给料机械设备、气流输送各种给料机械设备、气流输送设备设备7/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备8/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1
3、 液体输送设备液体输送设备 通常把提升液体、输送液体或使液体增加压力通常把提升液体、输送液体或使液体增加压力,即把原动机的机械能即把原动机的机械能变为液体能量从而达到抽送液体目的的机器统称为泵。变为液体能量从而达到抽送液体目的的机器统称为泵。9/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备液体输送泵的结构:主要泵头(主要工作部件)、电机(提供动力的部件)液体输送泵的结构:主要泵头(主要工作部件)、电机(提供动力的部件)和底座(安装部件)和底座(安装部件)10/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体
4、输送设备泵的技术指标泵的技术指标(1)型号:以)型号:以IH型单级单吸离心泵为例说明型单级单吸离心泵为例说明 IH 50 32 160 A叶轮直径第一次切削叶轮直径第一次切削叶轮名义直径(叶轮名义直径(mm)泵排出口直径(泵排出口直径(mm)泵吸入口直径(泵吸入口直径(mm)泵的型号代号泵的型号代号11/21012/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备其他各种类型的离心泵其他各种类型的离心泵 ISG型系列单级型系列单级单吸管道离心泵单吸管道离心泵 IS型卧式单级单吸型卧式单级单吸清水离心泵清水离心泵DL、DLR型泵系立式型泵系立式单吸多
5、级分段式离心泵单吸多级分段式离心泵 D型泵系单吸型泵系单吸多级分段式离心泵多级分段式离心泵 13/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备其他各种类型的泵其他各种类型的泵 (1)油泵)油泵CYZ型自吸油泵型自吸油泵 LQRY无水冷却热油泵无水冷却热油泵 KCB型、型、2CY型齿轮式输油泵型齿轮式输油泵 14/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备其他各种类型的泵其他各种类型的泵 (2)耐腐蚀泵)耐腐蚀泵FB型单级、单级悬臂型单级、单级悬臂式耐腐蚀离心泵式耐腐蚀离心泵 FP/FV耐腐蚀节
6、能离心泵耐腐蚀节能离心泵 FP(FS)型耐腐蚀塑料离心泵)型耐腐蚀塑料离心泵 15/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备其他各种类型的泵其他各种类型的泵 (3)液下泵)液下泵HYF氟合金液下泵氟合金液下泵 自动自控液下泵自动自控液下泵 HTCN液下泵液下泵 FYB不锈钢液下泵不锈钢液下泵 FY型耐腐蚀液下泵型耐腐蚀液下泵 DHY系列液下泵系列液下泵 16/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备其他各种类型的泵其他各种类型的泵 (4)屏蔽泵)屏蔽泵PBG型管道式型管道式 屏蔽泵屏蔽泵
7、 17/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备其他各种类型的泵其他各种类型的泵 (5)隔膜泵)隔膜泵DBY型电动隔膜泵型电动隔膜泵 QBY气动隔膜泵气动隔膜泵 18/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备其他各种类型的泵其他各种类型的泵 (5)隔膜泵的工作原理)隔膜泵的工作原理19/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备其他各种类型的泵其他各种类型的泵 (6)计量泵)计量泵JM系列机械隔膜计量泵系列机械隔膜计量泵 JWM-A隔膜
8、计量泵隔膜计量泵 JWM系列机械隔膜计量泵系列机械隔膜计量泵 J-XM系列机械隔膜计量泵系列机械隔膜计量泵 J25系列柱塞式计量泵系列柱塞式计量泵J-DM系列隔膜计量泵系列隔膜计量泵 20/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备其他各种类型的泵其他各种类型的泵 (7)齿轮泵)齿轮泵PD 系列碳钢齿轮泵系列碳钢齿轮泵 磁力驱动无泄漏齿轮计量泵磁力驱动无泄漏齿轮计量泵 N 系列齿轮计量泵系列齿轮计量泵 cipex 系列不锈钢齿轮泵系列不锈钢齿轮泵 CHEM-TECH 系列系列机械式隔膜计量泵机械式隔膜计量泵 MB/MC 系列系列机械隔膜计量泵
9、机械隔膜计量泵 21/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备其他各种类型的泵其他各种类型的泵 (8)螺杆泵)螺杆泵PNL型污水泥浆泵型污水泥浆泵 NL型污水泥浆泵型污水泥浆泵 GDG三螺杆泵三螺杆泵I-1B系列螺杆泵系列螺杆泵(浓浆泵浓浆泵) G型单螺杆泵(浓浆泵)型单螺杆泵(浓浆泵) 22/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备其他各种类型的泵其他各种类型的泵 (9)旋涡泵)旋涡泵W型单级直连型单级直连 旋涡泵旋涡泵 WB型旋涡泵型旋涡泵型号意义说明型号意义说明 32WB-30 3
10、2-泵入口直径泵入口直径 WB-表示旋涡泵表示旋涡泵 30-表示泵在设计点的扬程值为表示泵在设计点的扬程值为30米米FW系列不锈钢耐腐蚀旋涡泵系列不锈钢耐腐蚀旋涡泵23/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备其他各种类型的泵其他各种类型的泵 (10)轴流泵)轴流泵FJX型化工轴流泵型化工轴流泵 ZWB型卧式轴流泵型卧式轴流泵 型号意义:型号意义: 以以1600ZWB8.42.5为例为例:1600-水泵叶轮名义直径(水泵叶轮名义直径(mm)Z-轴流型轴流型W-卧式卧式B-半调节半调节Q-全调节全调节8.4-水泵流量(水泵流量(m3/s)2.
11、5-水泵扬程(水泵扬程(m) 24/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备泵的技术指标泵的技术指标1.扬程:泵在输送单位液体量时,泵出口能量的增加值,包括液体静压扬程:泵在输送单位液体量时,泵出口能量的增加值,包括液体静压头、速度头及几何位能等能量增加的总合,以头、速度头及几何位能等能量增加的总合,以m液柱表示。液柱表示。2.流量:泵单位时间内抽入或排出液体的体积数称为流量,以流量:泵单位时间内抽入或排出液体的体积数称为流量,以m3/h或或L/s表示。表示。3.必需汽蚀余量:为了使泵在工作时不产生汽蚀现象,泵进口处必需具必需汽蚀余量:为了
12、使泵在工作时不产生汽蚀现象,泵进口处必需具有超过输送温度下液体汽化压力的能量,使泵在工作时不产生汽蚀现有超过输送温度下液体汽化压力的能量,使泵在工作时不产生汽蚀现象所必需具有的富裕能量称为必需汽蚀余量,国际上称净正吸入压头,象所必需具有的富裕能量称为必需汽蚀余量,国际上称净正吸入压头,单位为单位为m。4.功率和效率:有效功率指单位时间内泵对液体所作的功;轴功率是指功率和效率:有效功率指单位时间内泵对液体所作的功;轴功率是指原动机传给泵的功率;效率是指有效功率和轴功率之比。原动机传给泵的功率;效率是指有效功率和轴功率之比。25/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1
13、 液体输送设备液体输送设备泵选型中考虑的问题泵选型中考虑的问题:耐腐蚀问题耐腐蚀问题 一直以来,腐蚀就是化工设备最头痛的危害之一,稍有不慎,一直以来,腐蚀就是化工设备最头痛的危害之一,稍有不慎,轻则损坏设备,重则造成事故甚至引发灾难。据有关统计,化轻则损坏设备,重则造成事故甚至引发灾难。据有关统计,化工设备的破坏约有工设备的破坏约有60%是由于腐蚀引起的,因此在化工泵选型是由于腐蚀引起的,因此在化工泵选型时首先要注意选材的科学性。通常有一种误区,认为不锈钢是时首先要注意选材的科学性。通常有一种误区,认为不锈钢是“万能材料万能材料”,不论什么介质和环境条件都捧出不锈钢,这是,不论什么介质和环境条
14、件都捧出不锈钢,这是很危险的。很危险的。26/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备输送介质与泵材料的关系输送介质与泵材料的关系:1. 硫酸硫酸:氟塑料具有较好的耐硫酸性能,采用衬氟泵是一种氟塑料具有较好的耐硫酸性能,采用衬氟泵是一种更为经济的选择。更为经济的选择。 2. 盐酸盐酸 :内衬橡胶泵和塑料泵(如聚丙烯、氟塑料等)是内衬橡胶泵和塑料泵(如聚丙烯、氟塑料等)是输送盐酸的最好选择。输送盐酸的最好选择。 3. 硝酸硝酸 :不锈钢是应用最广的耐硝酸材料,对常温下一切不锈钢是应用最广的耐硝酸材料,对常温下一切浓度的硝酸都有良好的耐蚀性,对
15、于高温硝酸,通常采浓度的硝酸都有良好的耐蚀性,对于高温硝酸,通常采用钛及钛合金材料。用钛及钛合金材料。 27/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备输送介质与泵材料的关系输送介质与泵材料的关系:4. 醋酸醋酸 :不锈钢是优良的耐醋酸材料,高温高浓醋酸或含不锈钢是优良的耐醋酸材料,高温高浓醋酸或含有其它腐蚀介质等苛刻要求时,可选用高合金不锈钢或有其它腐蚀介质等苛刻要求时,可选用高合金不锈钢或氟塑料泵。氟塑料泵。5. 碱(氢氧化钠)碱(氢氧化钠) : 钢铁广泛应用于钢铁广泛应用于80以下、以下、30%浓度浓度内的氢氧化钠溶液,也有许多工厂在内
16、的氢氧化钠溶液,也有许多工厂在100、75%以下时以下时仍采用普通钢铁,虽然腐蚀增加,但经济性好。对于高仍采用普通钢铁,虽然腐蚀增加,但经济性好。对于高温碱液多采用钛及钛合金或者高合金不锈钢。温碱液多采用钛及钛合金或者高合金不锈钢。6. 氨氨 :只有铜和铜合金不宜使用。只有铜和铜合金不宜使用。28/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备7. 盐水(海水)盐水(海水) :普通钢铁在氯化钠溶液和海水、咸水中腐普通钢铁在氯化钠溶液和海水、咸水中腐蚀率不太高,一般须采用涂料保护蚀率不太高,一般须采用涂料保护 ;各类不锈钢也有很低各类不锈钢也有很低
17、的均匀腐蚀率,但可能因氯离子而引起局部性腐蚀,通的均匀腐蚀率,但可能因氯离子而引起局部性腐蚀,通常采用常采用316不锈钢较好。不锈钢较好。 8. 醇类、酮类、酯类、醚类醇类、酮类、酯类、醚类 :基本没有腐蚀性,常用材料均基本没有腐蚀性,常用材料均可适用可适用 .酮、酯、醚对多种橡胶有溶解性,在选择密封材酮、酯、醚对多种橡胶有溶解性,在选择密封材料时避免出错。料时避免出错。 输送介质与泵材料的关系输送介质与泵材料的关系:29/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备输送介质与泵材料的关系输送介质与泵材料的关系:冷却问题冷却问题 密封问题密封问
18、题 粘度问题粘度问题 在选材时切不可随意和盲目,应多查在选材时切不可随意和盲目,应多查阅相关资料或借鉴成熟经验。阅相关资料或借鉴成熟经验。30/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备1、根据装置的布置、地形条件、水位条件、运转条件、经济方、根据装置的布置、地形条件、水位条件、运转条件、经济方案比较等多方面因素;案比较等多方面因素;2、考虑选择卧式、立式和其它形式(管道式、直角式、弯角式、考虑选择卧式、立式和其它形式(管道式、直角式、弯角式、转角式、平行式、垂直式、直立式、潜水式、便拆式、液下转角式、平行式、垂直式、直立式、潜水式、便拆式、
19、液下式、无堵塞式、自吸式、齿轮式、充油式、充水温式)。式、无堵塞式、自吸式、齿轮式、充油式、充水温式)。l 卧式泵拆卸方便:(卧式泵拆卸方便:(1)易管理、但体积大;()易管理、但体积大;(2)价格较贵;)价格较贵;(3)需很大占地面积;)需很大占地面积;l 立式泵:立式泵:(1)很多情况下叶轮淹没在水中;()很多情况下叶轮淹没在水中;(2)任何时候)任何时候可以启动;(可以启动;(3)便于远程控制;()便于远程控制;(4)紧凑,安装面积小;)紧凑,安装面积小;(5)价格较便宜。)价格较便宜。31/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备3
20、、根据液体介质性质,确定清水泵,热水泵还是油泵、化工泵、根据液体介质性质,确定清水泵,热水泵还是油泵、化工泵或耐腐蚀泵或杂质示,或者采用不堵塞泵。或耐腐蚀泵或杂质示,或者采用不堵塞泵。安装在爆炸区的示,应根据爆炸区域等级,采用防爆电动机。安装在爆炸区的示,应根据爆炸区域等级,采用防爆电动机。4、振动量分为:气动、电动(电动分为、振动量分为:气动、电动(电动分为220V电压和电压和380V电压)电压)5、根据流量大小,选单吸示还是双吸泵:根据扬程高低,选单、根据流量大小,选单吸示还是双吸泵:根据扬程高低,选单吸泵还是多吸泵,高转速泵还是低转速泵(空调泵)、多级效吸泵还是多吸泵,高转速泵还是低转速
21、泵(空调泵)、多级效率比单级泵低,当选单级泵和多级泵同样都能用时,宜选用单率比单级泵低,当选单级泵和多级泵同样都能用时,宜选用单级泵。级泵。32/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备泵的选择泵的选择:(1)列出基础数据)列出基础数据 介质的物性介质的物性 操作条件操作条件 泵所在位置泵所在位置33/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备泵的选择泵的选择:(2) 确定选泵的流量和扬程确定选泵的流量和扬程 流量的确定和计算。选泵时以最大流量为基础。流量的确定和计算。选泵时以最大流量为基
22、础。 扬程的确定和计算。扬程的确定和计算。 单位重量液体通过泵所获得的能量叫扬程。即用来克单位重量液体通过泵所获得的能量叫扬程。即用来克服两端容器的位能差,两端容器上静压力差,两端全系统服两端容器的位能差,两端容器上静压力差,两端全系统的管道、件和装置的阻力损失,以及两端(进口和出口)的管道、件和装置的阻力损失,以及两端(进口和出口)的速度差引起的动能差。的速度差引起的动能差。 泵的扬程包括吸程在内,近似为泵出口和入口泵的扬程包括吸程在内,近似为泵出口和入口 压力压力差。扬程用差。扬程用H表示,单位为米(表示,单位为米(m)。)。34/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1
23、5.1.1 液体输送设备液体输送设备泵的选择泵的选择:流量流量V m3/s压头压头H mH2o轴功率轴功率N kW效率效率 %性能参数:性能参数: HV曲线曲线 NV曲线曲线 V曲线曲线离心泵的特性曲线由制造厂附于产品样本中,是指导正确选择和操离心泵的特性曲线由制造厂附于产品样本中,是指导正确选择和操作离心泵的主要依据。作离心泵的主要依据。特性曲线:特性曲线:离心泵的特性曲线离心泵的特性曲线35/2105.1 5.1 物料输送设备物料输送设备5.1.1 5.1.1 液体输送设备液体输送设备泵的选择泵的选择: 利用泵的特性曲线,在横坐标上找到所需流量值,在纵坐标上找到利用泵的特性曲线,在横坐标上
24、找到所需流量值,在纵坐标上找到所需扬程值,从两值分别向上和向右引垂线或水平线,两线交点正好所需扬程值,从两值分别向上和向右引垂线或水平线,两线交点正好落在特性曲线上,则该泵就是要选的泵,但是这种理想情况一般不会落在特性曲线上,则该泵就是要选的泵,但是这种理想情况一般不会很少,通常会碰到下列几种情况:很少,通常会碰到下列几种情况:A、第一种:交点在特性曲线上方,这说明流量满足要求,但扬程不、第一种:交点在特性曲线上方,这说明流量满足要求,但扬程不够。此时,若扬程相差不多,或相差够。此时,若扬程相差不多,或相差5%左右,仍可选用,若扬程相左右,仍可选用,若扬程相差很多,则选扬程较大的泵,或设法减小
25、管路阻力。差很多,则选扬程较大的泵,或设法减小管路阻力。B、第二种:交点在特性曲线下方,在泵特性曲线扇状梯形范围内,、第二种:交点在特性曲线下方,在泵特性曲线扇状梯形范围内,就初步定下此型号,然后根据扬程相差多少,来决定是否切割叶轮直就初步定下此型号,然后根据扬程相差多少,来决定是否切割叶轮直径,若扬程相差很小,就不切割,若扬程相差很大,就按所需径,若扬程相差很小,就不切割,若扬程相差很大,就按所需Q、H,根据其,根据其ns和切割公式,切割叶轮直径,若交点不落在扇状梯形范围和切割公式,切割叶轮直径,若交点不落在扇状梯形范围内,应选扬程较小的泵。内,应选扬程较小的泵。36/2105.1 5.1
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