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1、授课人：张锴、常剑授课人：张锴、常剑 办公地点：办公地点：B座座215、722 办公电话：办公电话：61772413 电子信箱：电子信箱： 化工设备机械基础化工设备机械基础 化工设备机械基础董大勤化学工业出版社化工设备机械基础董大勤化学工业出版社 化工设备设计基础周志安等 化学工业出版社 化工设备机械基础赵军等化学工业出版社 化工设备设计基础周志安等 化学工业出版社 化工设备机械基础赵军等化学工业出版社 主要参考教材主要参考教材 1、开卷，占总成绩、开卷，占总成绩70% 2、平时表现及作业、平时表现及作业30% 考 试考 试 化工设备机械基础化工设备机械基础 绪论 第一篇 工程力学基础 第二篇
2、 化工设备常用的材料 第三篇 典型化工设备的设计要点 绪论 第一篇 工程力学基础 第二篇 化工设备常用的材料 第三篇 典型化工设备的设计要点 化工设备化工设备的重要性的重要性 一、一、化工设备化工设备就是专门用以将就是专门用以将化工原料化工原料转变为转变为化 工产品 化 工产品的工具，在的工具，在化工工艺化工工艺中占有重要的地位 。中占有重要的地位 。 二、二、化学工业化学工业的发展除了和的发展除了和化学工艺过程化学工艺过程有关外 ，在很大程度上取决于 有关外 ，在很大程度上取决于化工机械化工机械的进展。的进展。 石油 煤炭 其他可再生 能源 核能 天然气 水电 我国一次能源的特点我国一次能源
3、的特点 7 煤炭煤炭 9 锅 炉 燃 烧锅 炉 燃 烧 一、什么是锅炉 生产蒸汽或热水的换热设备 任务：燃料（煤、油、天然气等）的化学能转化为热能 二、锅炉的重要性 1锅炉及锅炉房是供热系统中热源产生的主要设备 2锅炉是化工、石化、冶金、轻纺、造纸等工矿企业主要动 力及供热设备 3锅炉是能源工业发展的主要组成部分火力发电站三大 主机之一 锅炉部分示意图锅炉部分示意图 供热锅炉供热锅炉供热锅炉供热锅炉 循环流化床锅炉的基本构成 两个部分：两个部分： 第一部分由炉膛第一部分由炉膛（流化床燃 烧室）、气固分离设备（分 离器）、固体物料再循环设 备（返料装置、返料器）和 外置换热器（有些循环流化 床锅
4、炉没有该设备）等组 成，上述部件形成了一个固 体物料循环回路。 （流化床燃 烧室）、气固分离设备（分 离器）、固体物料再循环设 备（返料装置、返料器）和 外置换热器（有些循环流化 床锅炉没有该设备）等组 成，上述部件形成了一个固 体物料循环回路。 第二部分为尾部第二部分为尾部对流烟道， 布置有过热器、再热器、省 煤器和空气预热器等，与其 他燃烧锅炉相近。 对流烟道， 布置有过热器、再热器、省 煤器和空气预热器等，与其 他燃烧锅炉相近。 循环流化床锅炉的结构特点 1、炉膛、炉膛 2、旋风分离器、旋风分离器 3、过热器、过热器 4、外置式换热器、外置式换热器 5、煤仓、煤仓 6、返料装置、返料装置
5、 7、石灰石进料口、石灰石进料口 8、灰冷却器、灰冷却器 9、省煤器、省煤器 10、空气预热、空气预热 11、除尘器、除尘器 12、引风机、引风机 13、尾部烟道、尾部烟道 14、汽包、汽包 17 IGCC与与多联产多联产 煤气化发电煤气化发电 多联产多联产 移动床气化炉移动床气化炉 流化床气化炉流化床气化炉 气流床气化炉气流床气化炉 开发煤炭清洁高效利用技术开发煤炭清洁高效利用技术 高效清洁，电、热、燃料、化工产品多联产高效清洁，电、热、燃料、化工产品多联产 23 煤电：重在清洁高效煤电：重在清洁高效 发展高效洁净煤发电技术 集中控制SO2和NOX排放 逐渐引领国际高效清洁煤炭电力发展新潮流
6、 24 发电效率可以大幅度提高发电效率可以大幅度提高 超超临界发电效率45% 整体煤气化联合循环（IGCC）等技术53% 天然气联合循环发电技术65 热电联供可提高到80以上 25 石油石油 常减压蒸馏工艺流程常减压蒸馏工艺流程 常压塔 减压塔 汽提塔 常压塔 减压塔 汽提塔 催化裂化工艺流程 催 化 裂 化 三 旋 催 化 裂 化 三 旋 换热器换热器 反应釜反应釜 34 天 然 气天 然 气 天然气：天然气： 清洁高效，潜力大应重点发展清洁高效，潜力大应重点发展 西气东输首发站西气东输首发站35 积极进口天然气积极进口天然气 深圳大鹏湾LNG接收站 沿海地区沿海地区 进口液化天然气进口液化
7、天然气 从俄罗斯和中亚从俄罗斯和中亚 进口管道天然气进口管道天然气 36 37 新能源 示 例新能源 示 例 高效照明 光伏电池 超高效空调 太阳热利用 燃料电池 高效绝热 待机电源耗电 屋顶植被 节能建筑综合技术 热泵采暖 38 典型的化工设备典型的化工设备 合成塔反应釜换热器合成塔反应釜换热器 化工机械化工机械 化工生产中使用的机械装置。化工生产中使用的机械装置。 化工机器： 化工设备： 化工机器： 化工设备： 主要零部件是运动的。如：泵、压缩机、离心机等。 主要零部件是静止的。如塔、换热器、反应器等。 主要零部件是运动的。如：泵、压缩机、离心机等。 主要零部件是静止的。如塔、换热器、反应
8、器等。 绪论绪论 化工设备化工设备的重要性的重要性 一、一、化工设备化工设备就是专门用以将就是专门用以将化工原料化工原料转变为转变为化 工产品 化 工产品的工具，在的工具，在化工工艺化工工艺中占有重要的地 位 。 中占有重要的地 位 。 二、二、化学工业化学工业的发展除了和的发展除了和化学工艺过程化学工艺过程有关外 ，在很大程度上取决于 有关外 ，在很大程度上取决于化工机械化工机械的进展。的进展。 从从化工设备化工设备到到过程设备过程设备 一、一、过程设备过程设备就是专门用以将就是专门用以将原料原料转变为转变为产品产品的 工具，在 的 工具，在过程工艺过程工艺中占有重要的地位 。中占有重要的地
9、位 。 二、二、过程工业过程工业的发展除了和的发展除了和工艺流程工艺流程有关外，在 很大程度上取决于 有关外，在 很大程度上取决于过程机械过程机械的进展。的进展。 绪论绪论 1、产品以流体（气、液、粉粒体）形态为主； 2、产品是按一定的流程（经过一系列步骤）生产获得。 1、产品以流体（气、液、粉粒体）形态为主； 2、产品是按一定的流程（经过一系列步骤）生产获得。 过程机械过程机械 静设备：静设备： 塔、换热器、反应釜 管线 等 塔、换热器、反应釜 管线 等 动设备：动设备： 泵、压缩机、 汽轮机等 泵、压缩机、 汽轮机等 过程装备过程装备化工装备化工装备 范围 变窄范围 变窄 过程工艺过程工艺
10、过程设备过程设备 化 工 设 备 化 工 设 备 裂纹裂纹 失效形式1失效形式1强度破坏强度破坏 裂纹裂纹 失效形式1失效形式1强度破坏强度破坏 要求：不能有很大的变形要求：不能有很大的变形 失效形式2失效形式2刚度破坏刚度破坏 基本措施： 刷油漆防腐 基本措施： 刷油漆防腐 炼厂基本都是由于腐蚀引起 的破坏SOx、NOx、H 炼厂基本都是由于腐蚀引起 的破坏SOx、NOx、H 失效形式3失效形式3腐蚀破坏腐蚀破坏 密封问题：炼厂很多事故都是由于密封不好引起的。密封问题：炼厂很多事故都是由于密封不好引起的。 密封有密封有动密封动密封（机泵的密封）（机泵的密封）和静密封和静密封 失效形式4失效形
11、式4泄漏泄漏 先导式泄压安全阀无泄漏阀门先导式泄压安全阀无泄漏阀门 强度破坏 刚度破坏与 强度破坏 刚度破坏与力学力学有关的破坏 泄漏 腐蚀破坏与材料有关 有关的破坏 泄漏 腐蚀破坏与材料有关 失效形式失效形式 塔设计塔设计塔设计塔设计 1、工艺参数： 介质、温度、压力、塔盘、塔盘层数、塔径 进料位置（液上、气下、混合中间）等 1、工艺参数： 介质、温度、压力、塔盘、塔盘层数、塔径 进料位置（液上、气下、混合中间）等 2、机械参数： 材料、塔壁厚度、焊接、防腐等 2、机械参数： 材料、塔壁厚度、焊接、防腐等 3、工艺+机械参数：塔盘间距 塔盘间距大，夹带少，塔变高；间距小，夹带多。 这时需要双
12、方协商，一般约0.5米，塔高10米即可， 若塔很高可采取串联的形式。 3、工艺+机械参数：塔盘间距 塔盘间距大，夹带少，塔变高；间距小，夹带多。 这时需要双方协商，一般约0.5米，塔高10米即可， 若塔很高可采取串联的形式。 化工设备应满足三个方面的要求：化工设备应满足三个方面的要求： 1、足够的强度：1、足够的强度：在载荷作用下抵抗破坏的能力；在载荷作用下抵抗破坏的能力； 2、足够的刚度：2、足够的刚度：在载荷作用下抵抗变形的能力；在载荷作用下抵抗变形的能力； 3、充分的稳定性：3、充分的稳定性：保持原有平衡形态的能力。保持原有平衡形态的能力。 强度、刚度和稳定性均属力学问题，所以应从力学入
13、手。强度、刚度和稳定性均属力学问题，所以应从力学入手。 强度、刚度和稳定性均属力学问题，所以应从力学入手。强度、刚度和稳定性均属力学问题，所以应从力学入手。 绪论绪论 工程力学的基本内容及其任务工程力学的基本内容及其任务 理论力学 材料力学 理论力学 材料力学 静力学： 运动学 静力学： 运动学： 动力学动力学： 研究刚体平衡时的受力关系， 即解决刚体所受外力问题。 从几何观点研究刚体的运动 （不考虑受力） 研究刚体受力与运动的关系 研究刚体平衡时的受力关系， 即解决刚体所受外力问题。 从几何观点研究刚体的运动 （不考虑受力） 研究刚体受力与运动的关系 研究构件的强度、刚度和稳定性，在保 证以
14、上要求前提下为构件选择材料、确 定合理的截面形状和尺寸。 研究构件的强度、刚度和稳定性，在保 证以上要求前提下为构件选择材料、确 定合理的截面形状和尺寸。 研究构件的强度、刚度和稳定性，在保研究构件的强度、刚度和稳定性，在保 证以上要求前提下为构件选择材料、确证以上要求前提下为构件选择材料、确 定合理的截面形状和尺寸。定合理的截面形状和尺寸。 力学的任务：力学的任务：为机械工程的设计计算提供理论基础。为机械工程的设计计算提供理论基础。 1、如何区分化工机械和化工设备？1、如何区分化工机械和化工设备？ 2、化工设备应满足哪三个方面的要求？2、化工设备应满足哪三个方面的要求？ 3、举一生活或工程中的典型事例，说明学习 化工设备设计基础的重要性。 3、举一生活或工程中的典型事例，说明学习 化工设备设计基础的重要性。 作业作业