静置设备的制作和安装

知识点：静置设备

一、静置设备分类

　　（一）按设备的设计压力（P）分类

　　（二）按设备在生产工艺过程中的作用原理分类

　　（1）反应设备（代号R）。主要用于完成介质的物理、化学反应的压力容器。

　　（2）换热设备（代号E）

　　（3）分离设备（代号S）

　　（4）储存设备（代号C、其中球罐代号B）

　　（三）按《固定式压力容器安全技术监察规程》 TSGR0004-2009 （即按设备的工作压力、温度、介质的危害程度）分类

　　（四）按结构材料分类

　　（五）按化学介质的毒性和爆炸危险程度分类

　　（1）爆炸危险介质的确定。其爆炸下限小于10%（体积百分数），或爆炸上限与下限的差值大于或等于20%的介质。如氢的爆炸下限为4.00%，上限为74.20%；乙醇（蒸汽）的爆炸下限为3.28%，上限为18.95%。

二、静置设备的制作和安装

　　（一）容器

    1.一般容器

    2.带搅拌容器

　　搅拌设备主要有搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。

　　（1）搅拌装置。典型的搅拌形式有桨式、涡轮式、推进式、锚式、框式、螺杆式等。

　　（2）轴封。最常用的有填料密封、机械密封、迷宫密封、浮动环密封。

　　（3）搅拌罐。常用的罐体是立式圆筒形容器。3.高压容器4.反应器。反应器是化工厂中的主要设备之一。

　    　（1）釜式反应器

    　　（2）管式反应器

    　　（3）固定床反应器

    　　（4）流化床反应器

　　（二）塔器

    1.塔设备分类及性能

　　根据塔内气、液接触部件的结构形式，可分为两类：板式塔与填料塔。

　　（1）板式塔

　　按照塔内气、液流动方式，可将塔板分为错流塔板与逆流塔板两类。

　　错流塔板可以控制板上液体流径与液层厚度，从而获得较高的效率。但是降液管大约要占去塔板面积的20%，影响了塔的生产能力；而且液体横流过塔板时要克服各种阻力，降低了塔的分离效率。

　　逆流塔板。这种塔板结构简单，板上无液面落差，气体分布均匀，板面利用充分，可增大处理量及减小压降，但需要较高的气速才能维持板上液层厚度，操作弹性差且效率较低。

　　常用的板式塔有泡罩塔、筛板塔、浮阈塔、舌形喷射塔。

    1）泡罩塔

      泡罩塔的优点是：不易发生漏液现象，有较好的的操作弹性；塔板不易堵塞，对于各种物料的适应性强。缺点是：塔板结构复杂，金属耗量大，造价高；板上液层厚，气体流径曲折，塔板压降大，兼因雾沫夹带现象严重，限制了气速的提高，故生产能力不大。而且板上液流遇到阻力大，致使液面落差大，气体分布不均，也影响了板效率的提高。

    2）筛板塔

      筛板塔的突出优点是结构简单，金属耗量小，造价低廉；气体压降小，板上液面落差也小，其生产能力及板效率较泡罩塔高。主要缺点是操作弹性范围较窄，小孔筛板易堵塞。

    3）浮阀塔

      生产能力大，操作弹性大，塔板效率高，气体压降及液面落差较小，塔造价较低。

    4）喷射型塔

        ①舌形塔板

      舌形塔板开孔率较大，故可采用较大的气速，生产能力比泡罩、筛板等的塔型都大，且操作灵敏、降压小。舌形塔板有对负荷波动的适应能力较差的缺点。此外，板上液流被气体喷射后，带有大量的泡沫，易将气泡带到下层塔板，尤其在液体流量很大时，这种气相夹带现象更严重，将使板效率明显下降。

        ②浮动喷射塔板

      是综合舌形塔板的并流喷射与浮阀塔板的气道截面积可变两方面的优点而提出的一种喷射型塔板。

　　浮动喷射塔的优点是生产能力大，操作弹性大，压降小，持液量小。缺点是操作波动较大时，液体入口处泄露较多；液量小时，板上易“干吹”。液量大时，板上液体出现水浪似的脉动，影响接触效果，使板效率降低。此外，塔板结构复杂，浮板也易磨损及脱落。

　　（2）填料塔

      填料塔不仅结构简单，而且具有阻力小和便于用耐腐蚀材料制造等优点，尤其对直径较小的塔、处理有腐蚀性的物料或减压蒸馏系统，都表现出明显的优越性。为使填料塔发挥良好的效能，填料应符合以下要求：

        1）有较大的比表面积；

        2）有较高的空隙率；

        3）从经济、使用及可靠的角度出发，还要求单位体积填料的质量轻、造价低，坚固耐用，不易堵塞，有足够的力学强度，对于气、液两相介质都有很好的化学稳定性。

    2.塔器类设备的运输与吊装

　　（三）换热设备

    1.换热设备分类

　　热传递有三种基本方式：传导、对流和辐射。

    2.几种常用的换热器

　　常用的换热器有夹套式、蛇管式、套管式、列管式、板片式等。

　　（1）夹套式换热器

　　该种换热器的传热系数较小，传热面又受到容器的限制，因此只适用于传热量不大的场合。

　　（2）蛇管式换热器。

      1）沉浸式蛇管换热器。这种蛇管换热器的优点是结构简单，价格低廉，便于防腐，能承受高压。主要缺点是由于容器的体积比蛇管的体积大得多，故管外流体热交换系数较小，因而总传热系数K值也较小。如果在容器内加搅拌器或减少管外空间，则可提高传热系数。

      2）喷淋式蛇管换热器。这种设备常放置在室外空气流通处，冷却水在汽化时，可带走部分热量，提高冷却效果。它和沉浸蛇管换热器相比，具有便于检修和清洗、传热效果较好等优点，其缺点是喷淋不易均匀。

　　（3）套管式换热器

　　套管式换热器的优点是：构造较简单；能耐高压；传热面积可根据需要而增减；适当地选择管子内径、外径，可使流体的流速较大，且双方的流体可作严格的逆流，有利于传热。缺点是：管间接头较多，易发生泄漏；单位换热器长度具有的传热面积较小。故在需要传热面积不太大而要求压强较高或传热效果好时，宜采用套管式换热器。

　　（4）列管式换热器

      1）固定管板式热换器。它具有结构简单和造价低廉的优点。但是由于壳程不易检修和清洗，因此壳方流体应是较洁净且不易结垢的物料。当两流体的温差较大时，应考虑热补偿。在外壳的适当部位焊上一个补偿圏。

      2）U形管换热器。这种形式换热器的结构也较简单，重量轻，适用于高温和高压场合。其主要缺点是管内清洗比较困难，因此管内流体必须洁净；且因管子需一定的弯曲半径，故管板的利用率差。

      3）浮头式换热器。当管子受热（或受冷）时，管束连同浮头可自由伸缩，而与外壳的膨胀无关，管束可从壳体中抽出，便于清洗和检修，但结构较复杂，金属耗量较多，造价较高。

      4）填料函式列管热换器。在一些温度差较大、腐蚀严重且需经常更换管束的冷却器中应用较多，其结构较浮头简单，制造方面，易于检修清洗。

　　（5）板片式换热器

　　属于这类的换热器有螺旋板式换热器，板式换热器和板翅式换热器等。

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