第二章 容器設備的基本知識

1、第二章 化工容器設計概論,1. 容器的結構與分類1.1 容器的結構,1.2 容器的分類A 按容器形狀分類 方形或矩形容器：由平板焊成，制造簡便。但承壓能力差，只用作小型常壓儲槽。 球形容器：由數塊弓形板拼焊而成。承壓能力好，但制造困難，一般僅用作儲罐。 圓筒形容器：由圓柱形筒體和各種回轉形封頭組成。制造方便，且承壓能力強，應用最廣。,1.2 容器的分類A 按容器形狀分類

2、 方形或矩形容器：由平板焊成，制造簡便。但承壓能力差，只用作小型常壓儲槽。 球形容器：由數塊弓形板拼焊而成。承壓能力好，但制造困難，一般僅用作儲罐。 圓筒形容器：由圓柱形筒體和各種回轉形封頭組成。制造方便，且承壓能力強，應用最廣。B 按承壓性質分類 可分為內壓容器和外壓容器兩類。當容器內部介質壓力大于外界壓力時為內壓容器。反之則為外壓容器。 內壓容器按設計壓力的高低又分可為： 常壓

3、容器 設計壓力＜0.1MPa 低壓容器 0.1MPa≤設計壓力為＜1.6MPa 中壓容器 1.6MPa≤設計壓力為＜10MPa 高壓容器 10MPa≤設計壓力為＜100MPa 超高壓容器 設計壓力≥100MPa,C 按使用場合分類 根據壓力容器在生產工藝過程中所起的作用，可分為 反應容器：主要用來完成介質的物理、化學反應。如反應鍋、聚合釜、合成塔等。 換熱

4、容器：主要用來完成介質的熱量交換。如加熱器、冷凝器、蒸發(fā)器等。 分離容器：主要用來完成介質流體壓力平衡和氣體凈化分離。如分餾塔、凈化塔、過濾器等。 儲存容器：主要用來盛裝生產和生活用的原料氣體、液體、液化氣體等。如氣體儲罐。,C 按使用場合分類 根據壓力容器在生產工藝過程中所起的作用，可分為 反應容器：主要用來完成介質的物理、化學反應。如反應鍋、聚合釜、合成塔等。 換熱容器：主要用來完成

5、介質的熱量交換。如加熱器、冷凝器、蒸發(fā)器等。 分離容器：主要用來完成介質流體壓力平衡和氣體凈化分離。如分餾塔、凈化塔、過濾器等。 儲存容器：主要用來盛裝生產和生活用的原料氣體、液體、液化氣體等。如氣體儲罐。D 按結構材料分類 從制造容器的材料來分： 金屬容器 廣泛應用低碳鋼和低合金鋼制造；在腐蝕嚴重或產品純度要求 高的場合使用不銹鋼、不銹復合鋼板或鋁材等制造；深冷操作時可用銅或銅合金。

6、 非金屬容器 常用的有硬聚氯乙烯、玻璃鋼、不透性石墨、化工陶瓷等。也可在鋼制容器內以非金屬材料或襯里或涂層。,C 按使用場合分類 根據壓力容器在生產工藝過程中所起的作用，可分為 反應容器：主要用來完成介質的物理、化學反應。如反應鍋、聚合釜、合成塔等。 換熱容器：主要用來完成介質的熱量交換。如加熱器、冷凝器、蒸發(fā)器等。 分離容器：主要用來完成介質流體壓力平衡和氣體凈化分離。如分餾塔、

7、凈化塔、過濾器等。 儲存容器：主要用來盛裝生產和生活用的原料氣體、液體、液化氣體等。如氣體儲罐。D 按結構材料分類 從制造容器的材料來分： 金屬容器 廣泛應用低碳鋼和低合金鋼制造；在腐蝕嚴重或產品純度要求 高的場合使用不銹鋼、不銹復合鋼板或鋁材等制造；深冷操作時可用銅或銅合金。 非金屬容器 常用的有硬聚氯乙烯、玻璃鋼、不透性石墨、化工陶瓷等。也可在鋼制容器內以非金屬材料或襯里或涂層

8、。E 按容器壁溫分類 常溫容器 -20℃至200℃條件下工作的容器 高溫容器 420℃（合金鋼450℃、不銹鋼550℃）以上工作的容器 低溫容器 低于-20℃條件下工作的容器。其中壁溫在-20~ -40℃者為淺冷容器，低于-40℃為深冷容器。,F 按安全監(jiān)察分類為有利于安全技術管理和監(jiān)督檢查，國家勞動總局在《壓力容器安全技術檢查規(guī)程》中根據受壓容器的壓力高低、介質的危害程度以及在生產過程中的

9、重要作用，將壓力容器分為三大類：,F 按安全監(jiān)察分類為有利于安全技術管理和監(jiān)督檢查，國家勞動總局在《壓力容器安全技術檢查規(guī)程》中根據受壓容器的壓力高低、介質的危害程度以及在生產過程中的重要作用，將壓力容器分為三大類：一類容器：1）非易燃和無毒介質的低壓容器；2）易燃或有毒介質的低壓分離容器和換熱容器。,F 按安全監(jiān)察分類為有利于安全技術管理和監(jiān)督檢查，國家勞動總局在《壓力容器安全技術檢查規(guī)程》中根據受壓容器的壓力高低、介質

10、的危害程度以及在生產過程中的重要作用，將壓力容器分為三大類：一類容器：1）非易燃和無毒介質的低壓容器；2）易燃或有毒介質的低壓分離容器和換熱容器。二類容器：1）中壓容器；2）劇毒介質的低壓容器；3）易燃或有毒介質的低壓反應容器和儲存容器；4）內徑小于1m的低壓廢熱鍋爐；5）低壓搪玻璃壓力容器。,F 按安全監(jiān)察分類為有利于安全技術管理和監(jiān)督檢查，國家勞動總局在《壓力容器安全技術檢查規(guī)程》中根據受壓容器的壓力高低、介質

11、的危害程度以及在生產過程中的重要作用，將壓力容器分為三大類：一類容器：1）非易燃和無毒介質的低壓容器；2）易燃或有毒介質的低壓分離容器和換熱容器。二類容器：1）中壓容器；2）劇毒介質的低壓容器；3）易燃或有毒介質的低壓反應容器和儲存容器；4）內徑小于1m的低壓廢熱鍋爐；5）低壓搪玻璃壓力容器。三類壓力容器：1）高壓、超高壓容器；2）劇毒介質且pV≥0.2MPa·m3的低壓容器或劇毒介質的中壓容器；3）

12、易燃或有毒介質且pV≥0.5MPa·m3的中壓反應容器，或pV≥10MPa·m3的中壓儲存容器；4）高壓、中壓廢熱鍋爐或內徑大于1m的低壓廢熱鍋爐；5）中壓搪玻璃壓力容器6）移動式壓力容器，包括鐵路罐車（介質為液化氣體、低溫液體）、罐式汽車、罐式集裝箱等。,1.3 我國壓力容器常用法規(guī)標準1）《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》及其《實施細則》由國務院和勞動人事部1982年頒布實施《特種設備安全檢察條例》由

13、國務委員2003年頒布實施，上述條例及實施細則廢止2）《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》由國家質量技術監(jiān)督局1999年頒布2000年實施3）《鋼制壓力容器》GB150-1998 由原國家技術監(jiān)督局1998年頒布實施4）《鋼制化工容器制造技術條件》 GB20584-1998是針對石油、化學工業(yè)壓力容器制造所提出的技術條件,設備標準《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》勞動部2004年版GB150-1998     

14、           《鋼制壓力容器》GB151-1999                《鋼制管殼式換熱器》JB4732-95                

15、;   《鋼制壓力容器—分析設計標準》JB/T4735-1997            《鋼制焊接常壓容器》JB/T4746-2002            《鋼制壓力容器用封頭》JB/T4710-2005      &#

16、160;     《鋼制塔式容器》JB/T4731-2005            《鋼制臥式容器》GB16749-1997              《壓力容器波形膨脹節(jié)》JB4700-1992   &

17、#160;             《壓力容器法蘭分類與技術條件》HG20580-1998             《鋼制化工容器設計基礎規(guī)定》HG20581-1998             《

18、鋼制化工容器材料選用規(guī)定》HG20582-1998             《鋼制化工容器強度計算規(guī)定》HG20583-1998             《鋼制化工容器結構設計規(guī)定》HG20584-1998       &#

19、160;     《鋼制化工容器制造技術條件》HG20652-1998             《塔器設計技術規(guī)定》,設備標準GB/T4334.5 -2000       《不銹鋼硫酸-硫酸銅腐蝕試驗方法》JB/T4711-2003       

20、;      《壓力容器涂敷與運輸包裝》JB/T4709-2000             《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》JB/T4730-2005             《壓力容器無損檢測》GB/T1804-2000 

21、60;          《未注公差尺寸的極限偏差》HG20660-200《壓力容器中化學介質毒性危害和爆炸危險程度分類》GB/T 3274-99《碳素結構鋼和低合金結構鋼熱扎厚鋼板和鋼帶》GB/T 3625-1994       《換熱器及冷凝器用鈦及鈦合金管》GB 4237-1992     &#

22、160;   《不銹鋼熱扎鋼板》GB 6654-1996         《壓力容器用鋼板》GB/T 8163-1999       《輸送流體用無縫鋼管》GB/T 9948-1988       《石油裂化用無縫鋼管》GB 13296-1991   

23、     《鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管》GB/T 14976-2002      《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管》JB4726～4728-2000    《壓力容器用鍛件》,2 容器機械設計的基本要求容器的工藝尺寸一般是根據工藝要求通過化工工藝計算及生產經驗決定。工藝尺寸初步決定以后，就可進行零部件的結構設計。容器零部件結構的機

24、械設計應滿足如下要求：,2 容器機械設計的基本要求容器的工藝尺寸一般是根據工藝要求通過化工工藝計算及生產經驗決定。工藝尺寸初步決定以后，就可進行零部件的結構設計。容器零部件結構的機械設計應滿足如下要求：1）強度 容器應有抵抗外力破壞的能力，以保證安全生產。,2 容器機械設計的基本要求容器的工藝尺寸一般是根據工藝要求通過化工工藝計算及生產經驗決定。工藝尺寸初步決定以后，就可進行零部件的結構設計。容器零部件結構的機械設計

25、應滿足如下要求：1）強度 容器應有抵抗外力破壞的能力，以保證安全生產。2）剛度 零部件應有抵抗外力使其變形的能力，以防止容器在使用、運輸或安裝過程中發(fā)生不允許的變形。,2 容器機械設計的基本要求容器的工藝尺寸一般是根據工藝要求通過化工工藝計算及生產經驗決定。工藝尺寸初步決定以后，就可進行零部件的結構設計。容器零部件結構的機械設計應滿足如下要求：1）強度 容器應有抵抗外力破壞的能力，以保證安全生產。2）剛度

26、 零部件應有抵抗外力使其變形的能力，以防止容器在使用、運輸或安裝過程中發(fā)生不允許的變形。3）穩(wěn)定性 容器或其零部件在外力作用下應有維持原有形狀的能力，以防止容器被壓癟或出現折皺。,2 容器機械設計的基本要求容器的工藝尺寸一般是根據工藝要求通過化工工藝計算及生產經驗決定。工藝尺寸初步決定以后，就可進行零部件的結構設計。容器零部件結構的機械設計應滿足如下要求：1）強度 容器應有抵抗外力破壞的能力，以保證安全生產。

27、2）剛度 零部件應有抵抗外力使其變形的能力，以防止容器在使用、運輸或安裝過程中發(fā)生不允許的變形。3）穩(wěn)定性 容器或其零部件在外力作用下應有維持原有形狀的能力，以防止容器被壓癟或出現折皺。4）耐久性 容器應有一定的抵抗介質及大氣腐蝕的能力，以保持一定的使用年限。,2 容器機械設計的基本要求容器的工藝尺寸一般是根據工藝要求通過化工工藝計算及生產經驗決定。工藝尺寸初步決定以后，就可進行零部件的結構設計。容器零部件

28、結構的機械設計應滿足如下要求：1）強度 容器應有抵抗外力破壞的能力，以保證安全生產。2）剛度 零部件應有抵抗外力使其變形的能力，以防止容器在使用、運輸或安裝過程中發(fā)生不允許的變形。3）穩(wěn)定性 容器或其零部件在外力作用下應有維持原有形狀的能力，以防止容器被壓癟或出現折皺。4）耐久性 容器應有一定的抵抗介質及大氣腐蝕的能力，以保持一定的使用年限。5）氣密性 容器在承受壓力或處理有毒介質時，應有可靠的氣

29、密性，以提供良好的勞動環(huán)境及維護正常操作。,2 容器機械設計的基本要求容器的工藝尺寸一般是根據工藝要求通過化工工藝計算及生產經驗決定。工藝尺寸初步決定以后，就可進行零部件的結構設計。容器零部件結構的機械設計應滿足如下要求：1）強度 容器應有抵抗外力破壞的能力，以保證安全生產。2）剛度 零部件應有抵抗外力使其變形的能力，以防止容器在使用、運輸或安裝過程中發(fā)生不允許的變形。3）穩(wěn)定性 容器或其零部件在外力作用下

30、應有維持原有形狀的能力，以防止容器被壓癟或出現折皺。4）耐久性 容器應有一定的抵抗介質及大氣腐蝕的能力，以保持一定的使用年限。5）氣密性 容器在承受壓力或處理有毒介質時，應有可靠的氣密性，以提供良好的勞動環(huán)境及維護正常操作。6）其他 節(jié)約材料，便于制造，運輸、安裝、操作、維修方便。,2 容器機械設計的基本要求容器的工藝尺寸一般是根據工藝要求通過化工工藝計算及生產經驗決定。工藝尺寸初步決定以后，就可進行零部件

31、的結構設計。容器零部件結構的機械設計應滿足如下要求：1）強度 容器應有抵抗外力破壞的能力，以保證安全生產。2）剛度 零部件應有抵抗外力使其變形的能力，以防止容器在使用、運輸或安裝過程中發(fā)生不允許的變形。3）穩(wěn)定性 容器或其零部件在外力作用下應有維持原有形狀的能力，以防止容器被壓癟或出現折皺。4）耐久性 容器應有一定的抵抗介質及大氣腐蝕的能力，以保持一定的使用年限。5）氣密性 容器在承受壓力或處理有

32、毒介質時，應有可靠的氣密性，以提供良好的勞動環(huán)境及維護正常操作。6）其他 節(jié)約材料，便于制造，運輸、安裝、操作、維修方便。7）技術經濟指標合理 經濟指標包括單位生產能力、消耗系數、設備價格、管理費用和產品總成本。,3 容器零部件的標準化實現標準化可以增加零部件的互換性，有利于設計、制造、安和檢修，提高勞動生產率。對于圓筒體、封頭、法蘭、支座、人孔、手孔、視鏡、液面計等容器零部件都有標準。容器零部件標準化的基本參數

33、有公稱直徑DN和公稱壓力PN,3 容器零部件的標準化實現標準化可以增加零部件的互換性，有利于設計、制造、安裝和檢修，提高勞動生產率。對于圓筒體、封頭、法蘭、支座、人孔、手孔、視鏡、液面計等容器零部件都有標準。容器零部件標準化的基本參數有公稱直徑DN和公稱壓力PN 公稱直徑：對于由鋼板卷制的筒體和成形封頭，公稱直徑就是指它們的內徑； 對于管子而言，公稱直徑介于內徑和外徑之間

34、。 設計時，應將工藝計算初步確定的設備內徑調整到GB所規(guī)定的公稱直徑。 對于法蘭來說，公稱直徑是指與它相配的筒體或管子的公稱直徑。,3 容器零部件的標準化實現標準化可以增加零部件的互換性，有利于設計、制造、安裝和檢修，提高勞動生產率。對于圓筒體、封頭、法蘭、支座、人孔、手孔、視鏡、液面計等容器零部件都有標準。容器零部件標準化的基本參數有公稱直徑DN和公稱壓力PN

35、公稱直徑：對于由鋼板卷制的筒體和成形封頭，公稱直徑就是指它們的內徑； 對于管子而言，公稱直徑介于內徑和外徑之間。 設計時，應將工藝計算初步確定的設備內徑調整到GB所規(guī)定的公稱直徑。 對于法蘭來說，公稱直徑是指與它相配的筒體或管子的公稱直徑。 公稱壓力：將壓力容器和管子等零部件所承受的壓力，分成若干個規(guī)定的壓力等級。這種規(guī)定