>>>>> 2021年一級造價工程師《安裝工程》備考講義匯總

　　第三節(jié) 靜置設備與工藝金屬結構制作安裝

　　靜置設備包括容器、塔、換熱器、油罐、球罐、氣柜、火炬、排氣筒等。

　　一、壓力容器的分類

　　(一)壓力容器的基本分類

　　(二)按設備的設計壓力(P)分類

　　低壓容器(L)0.1Mpa≤P<1.6Mpa;中壓容器(M)1.6Mpa≤P<10Mpa;高壓容器(H)10Mpa≤P<100Mpa;

　　超高壓容器(U)P≥100Mpa。

　　(三)按設備在生產工藝過程中的作用原理分類

　　(四)按結構材料分類

　　(五)按化學介質的毒性和爆炸危險程度分類

　　1)極度危害(I級)：最高容許濃度小于0. 1mg/m3;

　　2)高度危害(Ⅱ級)：最高容許濃度大于或等于0. 1mg/m3，

　　3)中度危害(Ⅲ級)：最高容許濃度大于或等于1.Omg/m3，

　　4)輕度危害(Ⅳ級)：最高容許濃度大于或等于lOmg/m;且小于lOmg/m3;

　　二、靜置設備制作和安裝

　　(一)容器

　　根據容器不同形狀分類，主要有：矩形、球形和圓筒形。

　　1.一般容器

　　2.帶攪拌容器

　　借助于攪拌器攪拌，向介質傳遞能量進行化學反應的容器，稱為攪拌反應器，也稱為反應釜，或稱攪拌罐。

　　3.高壓容器

　　4.反應器

　　(二)塔器

　　1. 塔設備分類及性能

　　塔設備的基本功能：氣、液兩相充分接觸，使傳質、傳熱過程能夠迅速有效地進行，還要求完成傳質、傳熱過程之后的氣、液兩相能及時分開，互不夾帶。

　　根據塔內氣、液接觸部件的結構形式，可分為兩大類：板式塔與填料塔。

　　(1)板式塔

　　按照塔內氣、液流動方式，可將塔板分為錯流塔板與逆流塔板兩類。常用的板式塔有泡罩塔、篩板塔、浮閥塔、舌形噴射塔。

　　1)泡罩塔。

　　優(yōu)點：不易發(fā)生漏液，較好的操作彈性;塔板不易堵塞，對于各種物料的適應性強。

　　缺點：塔板結構復雜，金屬耗量大，造價高;板上液層厚，氣體流徑曲折，塔板壓降大，兼因霧沫夾帶現象較嚴重，限制了氣速的提高，故生產能力不大。而且板上液流遇到的阻力大，致使液面落差大，氣體分布不均，也影響了板效率的提高。

　　2)篩板塔。

　　優(yōu)點：結構簡單，金屬耗量小，造價低廉;氣體壓降小，板上液面落差也較小，其生產能力及板效率較泡罩塔高。

　　缺點：操作彈性范圍較窄，小孔篩板易堵塞。

　　3)浮閥塔。浮閥塔是國內許多工廠進行蒸餾操作時最樂于采用的一種塔型。

　　浮閥結構簡單，制造方便，廣泛用于化工及煉油生產中。浮閥塔具有下列優(yōu)點：

　�、偕a能力大。

　�、诓僮鲝椥源�。

　　③塔板效率高。

　�、軞怏w壓降及液面落差較小。

　�、菟靸r較低。

　　4)噴射型塔

　�、偕嘈嗡�。

　　②浮動噴射塔板。

　　(2)填料塔

　　填料塔

　　填料塔結構簡單、阻力小、便于用耐腐材料制造，尤其對于直徑較小的塔、處理有腐蝕性的物料或減壓蒸餾系統(tǒng)，都表現出明顯的優(yōu)越性。對于某些液氣比較大的蒸餾或吸收操作宜采用填料塔。

　　填料是填料塔的核心，填料的種類很多，按填料的裝填方式可分為散堆填料和規(guī)整填料兩大類。

　　為使填料塔發(fā)揮良好的效能，填料應符合以下要求：

　　1)有較大的比表面積。單位體積填料層所具有的表面積稱為填料的比表面積，以σ表示，其單位為m2/m3。填料除了要有較大的比表面積之外，還要有良好的潤濕性能及有利于液體在填料上均勻分布的形狀。

　　2)有較高的空隙率。單位體積填料層所具有的空隙體積稱為填料的空隙率，以e表示，其單位為m3/m3。一般說來，填料的空隙率多在0.45～0.95。當填料的空隙率較高時，氣、液通過能力大且氣流阻力小，操作彈性范圍較寬。

　　3)從經濟、實用及可靠的角度。

　　(三)換熱設備

　　1.幾種常用換熱器

　　常用的換熱器有夾套式、蛇管式、套管式、列管式、板式。

　　(1)夾套式換熱器

　　該種換熱器的傳熱系數較小，傳熱面受到容器限制，只適用于傳熱量不大的場合。為了提高其傳熱性能，可在容器內安裝攪拌器，使容器內液體作強制對流;為了彌補傳熱面的不足，還可在容器內加裝蛇管換熱器。

　　(2)蛇管式換熱器

　　1)沉浸式蛇管換熱器。

　　優(yōu)點：結構簡單，價格低廉，便于防腐，能承受高壓。

　　缺點：對流換熱系數較小，總傳熱系數K值小。如果在容器內加攪拌器或減小管外空間，則可提高傳熱系數。

　　2)噴淋式蛇管換熱器。

　　這種設備常放置在室外空氣流通處，冷卻水在汽化時，可帶走部分熱量，可提高冷卻效果。它和沉浸式蛇管換熱器相比，具有便于檢修和清洗、傳熱效果較好等優(yōu)點，缺點是噴淋不易均勻。

　　(3)套管式換熱器

　　(4)列管式換熱器

　　列管式換熱器是目前生產中應用最廣泛的換熱設備。與前述的各種換熱管相比，主要優(yōu)點是單位體積所具有的傳熱面積大、傳熱效果好，結構簡單、制造的材料范圍廣、操作彈性較大。在高溫、高壓的大型裝置上多采用列管式換熱器。

　　1)固定管板式換熱器

　　固定管板式換熱器兩端管板和殼體連接成一體，具有結構簡單、造價低廉的優(yōu)點。但由于殼程不易檢修和清洗，因此殼方流體應是較潔凈、不易結垢的物料。

　　當兩流體的溫差較大時，應考慮熱補償，即在外殼的適當部位焊上一個補償圈，當外殼和管束熱膨脹不同時，補償圈發(fā)生彈性變形(拉伸或壓縮)，以適應外殼和管束的不同的熱膨脹程度，這種補償方法簡單，但不宜用于兩流體的溫差較大(大于70℃)和殼方流體壓強過高(高于600kPa)的場合。

　　2)U型管換熱器。

　　3)浮頭式換熱器。

　　浮頭式換熱器不但可以補償熱膨脹，而且由于固定端的管板是以法蘭與殼體相連接的，因此管束可從殼體中抽出，便于清洗和檢修，浮頭式換熱器應用較為普遍，但結構較復雜，金屬耗量較多，造價較高。

　　浮頭式換熱器

　　4)填料函式列管換熱器。

　　該換熱器的活動管板和殼體之間以填料函的形式加以密封。在溫差較大、腐蝕嚴重且需經常更換管束的冷卻器中應用較多，其結構較浮頭簡單，制造方便，易于檢修清洗。

　　填料函式列管換熱器

　　1-活動管板; 2-填料壓蓋; 3-填料; 4-填料函; 5-縱向隔板

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