化工设计第7章化工过程分析,安全工程与生态工业系统

化工设计第7章化工过程分析,安全工程与生态工业系统内容摘要：

计概论 • (3)外压或真空 • 许多过程容器是在外压或真空下，或偶尔是在这些条件下操作。 设计规范规定规范容器，偶尔承受 ，无需考虑外压结构的规范要求。 • 在应用这项规范时，应该充分考虑到各种可能的后果 ， 如罐体破裂时的人员危险，更换容器的费用，内容物泄出的财产损失和危险等。 2．设计基础 化工过程设计概论 • (4)材料选择 • 材料在设计压力和温度下的允许应力并不需要过量的壁厚。 一些材料，如铜、铝、它们的合金和铸铁都有具体的温度限度。 • 过程容器结构材料预期的 腐蚀阻力 ，可以在容器操作同样的条件下近似测出。 • 高纯度 的需要可能会限制材料的选择，但是这并不意味着最昂贵的材料是最好的。 当压力和温度条件允许时，可以采用金属镀层、玻璃、橡胶、铅板、塑料衬套等，而不必采用贵重的合金。 • 要求制造商提出替代建议 ，例如，不锈钢与铝比较以及金属包层材料与固体合金比较等。 化工过程设计概论 • (5)非压力负荷 • 容器及其支架的设计 必须与以下各项负荷匹配 ：容器及其内容物的重量；料盘、隔板、蛇管等内件的 重量 ；装置、搅拌器、交换器、转筒等外件的 重量 ；建筑物、扶梯、平台、配管等外部设施的 重量 ；固定负载和移动负载的重量；隔离板和防火墙的 重量 ； 风力和地震负荷；支撑耳柄、环形加强肋以及热梯度的作用。 这些负荷都可以引起过量的局部应力。 2．设计基础 化工过程设计概论 • (6)支架 • 立式容器 — 船用立柱和耳柄支撑， 有时还会用到 环形槽钢或折边。 • 大型 卧式容器 常用 三个或更多的鞍形托架支撑。 • 对于小型容器 ，不管是卧式的还是立式的，其支架的设计由于 支撑附件造成的二次应力、扭矩和剪切力 ， 可能会比大型容器复杂得多。 2．设计基础 化工过程设计概论 • (7)封头 • 压力容器封头有半球形、椭球形、锥形、准球形、平板形等几种类型。 在材料、直径和压力负荷都相同的条件下，前四种类型封头的壁厚按序增加，而平板形封头的壁厚还没有简单的计算关系。 • 半球形封头在各种类型封头中应力分布最好、而且一定的容积所需要的材料最少。 但是球形封头会使筒体产生较大的附加弯曲应力，因而只适用于直径较小、压力较低的无毒、非易燃介质的容器。 • 长短轴之比为 2的椭球形封头与准球形封头比较，前者的应力分布要好一些；直径超过 、 压力负荷在 1MPa以上，前者的制造也要经济一些。 与凸面形和碟形封头一样，椭球形封头大小也是由其内径而不是由其外径来决定。 2．设计基础 化工过程设计概论 • 锥形封头 一般 是冲压、而不是滚压或旋压制造 ． 其制造费用相当高。 锥形封头常用于蒸煮或提炼容器，有时用于排除固体或浓稠物料。 截头锥形封头常用做容器直径不同的两部分之间的过渡段。 设计规范允许在某些情况下，可以应用无过渡转向节的锥形封头， 但这些封 头 只能在低温、低压条件下使用。 • 标准折边碟形封头的碟形曲面半径应该等于或小于封头折边的外径， 但凸面和折边间的 过渡转向节的半径应不小于封头折边外径的 6％，而且不小于封头壁厚的三倍。 • 平板焊接封头除小型低压容器密封外，一般压力容器不宜采用。 平板封头会把严重不连续的应力引入圆柱形壳体 ，如确需应用， 壳体和封头应该有足够的厚度，而且要采用全焊透的焊接结构。 2．设计基础 化工过程设计概论 （三）、压力容器的制造和安装 • 1．压力容器制造 • 为了确保压力容器的制造质量，国家规定凡制造锅炉、压力容器的专业单位，须经主管部门和劳动部门的审查、批准 ， 发给制造许可证书， 无证单位不准制造承压设备。 非专业单位若自制自用压力容器，须办理申请、审查和批准手续。 化工过程设计概论 2．压力容器安装 • 锅炉和压力容器的专业安装单位须经劳动部门审核批准方可从事承压设备的安装工作。 安装作业必须严格执行国家规范，按安装规程的要求施工。 安装过程应该对安装质量分段验收和总体验收。 验收由使用单位和安装单位共同进行，总体验收应有上级主管部门和劳动部门参加。 化工过程设计概论 （四）、压力容器定期检验 • 压力容器的定期检验，由当地锅炉和压力容器安全监察机构授权或批准的检验单位进行。 从事检验的人员应经当地劳动人事部门考核批准。 • 压力容器的定期检验周期，可分为外部检查、内外部检验和全面检验三个类型的周期。 检验周期内使用单位根据容器的技术状况和使用条件自行确定。 但至少 每年作一次外部检查，每二年作一次内外部检验，每六年作一次全面检验。 化工过程设计概论 • 2．检验内容 (1)外部检查 • 外部检查的主要内容。