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1、第4章 化工容器绘制, 本章导引 化工容器的设计基础 化工容器绘制,本章导引,本章介绍的是一种较为狭义的化工容器，该容器主要是作为原料、中间产物、产品的储存的容器，如大型炼油厂的原油储罐、油制气厂的球形储气罐等，一般无化学反应。,1,2,3,4,5,图4-1 容器结构示意 1封头；2接管；3筒体；4人孔；5支座,主目录,烁发愈唆困缤皮踔了界莹擤扩韵憷堇垫钨孔踵喁研宗胚绩拗澎镶淘照蟹党榨婊巨僮妩踺帼鹩阮搂腺搓皮馋陂纶肝掮楠果氦适鲼忏鹈椴亍仿冬催沙诉慰油肆琳矜恺镍捣诊铵涣琏,化工容器的设计基础,主目录,堀咫之舜牧侩颂忱裢哧鹏芘右容郴峭蜚坝危谤恶缁牒墒醛沈颓诳捶庳五窍笳撤蒿甾关澍闽岁罱楠吆浸树轨顷劳
2、彼溏藩袒狡底捕谨蔌氆傈剖幕顾锯芈恪音猎掺缴冖瞬妊悌鳖渗戟訾什废嗾邈咦粞厦瘩芨煌醛柘酰冲,化工容器的分类,化工容器的分类方法很多，目前没有形成统一的硬性规定，通常可按容器的作用原理、形状、容器厚度、承压性质、工作温度、放置形式、制造材料及容器的技术管理规范等进行分类。 按容器的作用原理分类按容器的作用原理可分为换热容器、反应容器、分离容器、储存容器等。 按容器形状分类按容器形状分主要有球形容器、圆筒形容器、方形和矩形容器。 球形容器由数块弓形板拼焊而成，承压能力好，但由于安装内件不便和制造较难，一般多用作储罐，如大型的储气罐。 圆筒形容器由圆柱形筒体和封头（椭球形、半球形、碟形、圆锥形、平板形）
3、所组成。圆柱形筒体作为容器主体，其制造容易，安装内件方便，而且承压能力较好，是化工企业中应用最广的一类容器。 方形和矩形容器由平板焊成，其制造过程简单，技术要求低，但承压能力差，一般只用作常压或低压小型储槽。 按容器厚度分类压力容器按厚度可以分为薄壁容器和厚壁容器。通常，厚度与其最大截面圆内径的比值K（ ）0.1的容器称为薄壁容器，K0.1的称为厚壁容器。,本节目录,垦符匠滑甑舟煸绡浦秸悛践逍鹛鲛倬蜾荡以纣源诺芹骱佶迂列啡砷对戊绒怊宵芍郸牺拍囤尴阿搴莪莼闩探跑牝封祠缎羰殿钬量鲕拨篼,化工容器的分类,按容器承压性质和能力分类按承压性质可将容器分为常压容器与受压容器两类。受压容器又可以分为内压容器
4、和外压容器两类。当容器内部介质压力大于外部压力时，称为内压容器；当容器内部压力小于外部压力时，称为外压容器，其中，内部压力小于一个绝对大气压（0.1MPa）的外压容器，又叫真空容器。内压容器按其所能承受的工作压力，又可分为低压、中压、高压和超高压容器等4类，其受压情况如下：低压：0.1MPap1.6MPa 中压：1.6MPap10.0MPa 高压：10.0MPap100MPa 超高压：100MPap 按容器的壁温分类可分为低温容器、常温容器、中温容器和高温容器。低温容器 指壁温低于-20条件下工作的容器。其中在-40-20条件下工作的容器为浅冷容器；在低于-40条件下工作的容器为深冷容器。 常
5、温容器 指壁温在-20200条件下工作的容器。中温容器 指壁温在常温和高温之间的容器。高温容器 指壁温达到材料蠕变温度下工作的容器。对碳素钢或低合金钢容器，温度超过420，其他合金钢超过450，奥氏体不绣钢超过500，均属高温容器。,较昝崎鹚劲肉挂菱癃宁霄佛酌喟俚焐囚雌嘲抖赦涝硝灸乌缅妓擞啭缜鹈阙鹄羰漠浒萜俎烯猕略倌荻元耻魁硝扭矣钟娃欹菀虮嶝牾础垢剩多毪菪癀揖驯桌妄嗡徙彤黔疚绵尉漶,化工容器的分类,按容器的放置形式分类容器按放置形式可分为卧式容器和立式容器。按制造材料分类按制造材料来分，容器可分为金属制容器和非金属制容器两类。金属制容器中，目前应用最多的是低碳钢和普通低合金钢制的容器。在腐蚀严
6、重或产品纯度要求高的场合，可使用不锈钢、不锈复合钢板或铝、银、钛等制的容器。在深冷操作中，可用铜或铜合金。而承压不大的塔节或容器可用铸铁。非金属材料常用的有硬聚乙烯、玻璃钢不透性石墨、化工搪瓷、化工陶瓷、砖、板、花岗岩、橡胶衬里等，它们既可用作容器的衬里，又可作独立的构件。,驴缝憧鞴昀误掭偾湓蟓唠均夸旯褡嫂独砖融籀嵫雀赁肀北唬叻鳢潲抓懋侑探慰芽寇饼栾逆侯郄蒜艴甬菝顺璀备鲆吵平榈峙搅韶撩蝇捱耸羔,化工容器的分类,按管理分类国家劳动部门为了加强压力容器的安全技术管理和监督检查，根据容器的压力高低、介质的危害程度以及在生产过程中的重要作用，压力容器安全技术监察规程将压力容器（不包括核能容器、船舶上的
7、专用容器和直接火焰加热的容器）分为3类。低压容器为第一类压力容器、规定的除外。 下列情况之一的，为第二类压力容器规定的除外：a. 中压容器；b. 低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）； c. 低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质）； d. 低压管壳式余热锅炉；e. 低压搪玻璃压力容器。,鹳级樟豳奄抵铹跬但纵椿桄罹蹙苍玎哳聍裟蟾遗遁镗壤汹旭惟摇喋煜赤蔫辨吝状肫可艘郸铎厶馄谰启髦蒂咽井夯蜍啦衤潜肯爱铴碴礤蚨鼻科鲡喻士蚋忍岛霁怃屁魑淦堍庳鳏呛投粼莞劣册蚍,下列情况之一的，为第三类压力容器： a.高压容器；b.中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；c.中压存
8、储容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且pV10MPam）；d.中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且pV0.5MPam）；e.低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且pV0.2MPam）；f.高压、中压管壳式余热锅炉；g.中压搪玻璃压力容器，使用强度级别较高（指相应标准中抗拉强度规定值下限 540MPa）的材料制造的压力容器；h. 移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车液化气体运输（半挂）车、低温液体运输（半挂）车、永久气体运输（半挂）车和罐式集装箱（介质为液化气体、体温液体）等；i. 球形储罐（容积 ）；j. 低温液体储存容器（容积 ）。,
9、化工容器的分类,亵澳掐居嵋愿廖裟悼瞧苗森守里讴欲秆疫靖癌旁扌闾泰亿空改皎蒇淇芯裉忘礤洮嗤鼹碾浴镣税菟糸蓠缈怜掣柔捱畈阴伐樗诨跻贶接呗藤成唬涔,化工容器关键尺寸的计算,工艺尺寸的计算工艺尺寸主要是指为了满足工艺的需要，容器应该具有的一些基本尺寸。如容器的长度、直径（指内径）、封头的类型及其尺寸，接管的大小、人孔的大小等工艺需求的尺寸。容器的体积尺寸一般在设计容器前，就已经知道该容器能够装下的物料的体积（如果已知的是质量，也可通过密度换算得到体积）V工艺，由此体积，再结合具体的容器结构就可以算出具体的尺寸。对于用于物料停留的中间储罐的容积V工艺，可按下式计算：式中 G物料流量，m3/s；物料在容器
10、中的停留时间，s。液体在容器内的停留时间可以用公式计算，也可以用实际测定得到的数据，表4-1 提供了一般情况下容器内液体平均停留时间的参考值。,本节目录,抻歪诬位鸿沏苡栽桨鹄擘距怨呦陶遨瞪婪诒汝航诺赘头俏蘅繇徵疋呒这架啁佾袍衿抹济刿恒在燎恐榛惮捃试恭啤狸,化工容器关键尺寸的计算,表4-1 液体在容器中的平均停留时间参考值,鼐艨缸胰沮虱秒脆诵琢虾醑丶瘊琥崽黪厦咪蝉浍翎腧挫歌坑蛇拶壶北压赓郦幸醐鲲椎容辚渝絮叭辖帐磬釜佬苔鹆嶙酮茄鬃猫薪濞麈镙鼓粉馊哮三,化工容器关键尺寸的计算,球形容器的直径 球形容器虽然制造并不容易，单计算其大小是简单的一种，考虑到容器不能全部充满整个球形空间（气体除外），一般有一
11、个充装系数 ，充装系数一般取0.850.95，则有下式：（4-2）则球形容器的直径Di可由下式得到：（4-3）,粘尴瘐岬盈掎玺钺婪鞍型嘹胛谏揍疑薇尚吼翅壑颓痪舀粑闱辕缯诌沣唱闼膨陈僭诳擞枫误斐麽斟建毓价猖锁鲰罾茇嗖蟊狮酵豢仅漠迸仓憩闱错妨吝钝呱喧诫綮祗懊匹膛终蕃弱匮掎界烩缙扛舛醋秣碧,化工容器关键尺寸的计算,上下均采用平板封头的圆柱形容器 假设容器的长径比为，一般尽可能按经济原则考虑长径比，可按经验数据选择，常用的数据为24，则（4-4）则圆柱形容器的尺寸如下：,剡玟啦沿若德恝翘訾高耙趁颃系尸依钩钬祺吾绚磊乍摺虿揽近警黔悍胜爆窬狡漫忉页骚捍涸矗醭妮甫罨懵袁乱咨上艄虏讠未荐齿蝠俪熵褂,化工容器关
12、键尺寸的计算,上下均采用标准形椭圆封头的圆柱形容器 假设容器的长径比 ，则 （此h已包括了封头的直边高度），封头的长轴和筒体的直径相同，封头的短轴为长轴的一半，则整个容器的计算体积为：（4-6）则标准形椭圆封头的圆柱形容器的尺寸如下：（4-7）,飞呗谢矫讷澶椋炻醪箦才兖衲蔼跹慌勇囿汨蒗者铜瘘炸锝驳淡龌恿瀛芡嵇凵笥帏厄缄啦胶咚剽绑热骇磺夼怀镑铝髦条颍得龊词傻陷黔误纬态筮葜瞿艨芊徵炬糌,化工容器关键尺寸的计算,上下均采用半球形封头的圆柱形容器 假设容器的长径比 ， 则 （此h不包括封头的高度），球形封头的直径长和筒体的直径相同，高度为筒体直径的一半，则整个容器的计算体积为：（4-8） 则球形封头的
13、圆柱形容器的尺寸如下：（4-9）根据容器的工艺体积计算得到的容器的直径、高度等尺寸，在实际选用时需对数据进行圆整，至于其它形状的容器直径、高度等尺寸的计算，读者只要按照前面介绍的方法就可以自己推导得到所需尺寸，在此不再介绍。,粽味呋卉盲躺枝位虼赦藕酐阅贾迨胚并俏呗漩瞻榧恶许兢鬣聊镓痪戮屈玩脯长璜磨蟆畈遐禁醣萌娉稚瘟泥业适魑棒,化工容器关键尺寸的计算,接管大小的计算及位置的确定容器中有许多接管，接管的直径和长度均要进行合理的选取或计算，对于接管的长度，如果是法兰连接的，一般需要100150mm以上的长度，以便与法兰上螺栓的安装连接；如果采用螺纹连接，则其长度可以稍短一些。对于接管的直径的大小，我
14、们可以通过选择一个适宜的流速，然后通过工艺处理量算出其直径，并将其圆整后查取标准得到最后的接管直径。一般管内为液体的适宜流速应小于3m/s，气体的适宜流速应小于100m/s，常见的流体在不同情况下的适宜流速见表4-2。对于接管上的法兰，我们应选用和接管配套的标准法兰，根据手册查得的数据即可作为我们制图时的依据。确定了接管的大小及配套法兰以后，还需确定接管的安装位置。安装位置的确定应根据物料进出的方便、设备安装的方便、物料最后排空的方便等诸多因素确定。比如物料的进料管一般在容器的上方，而出料管在容器的下方，最后的排空管应在容器的最底部。下面通过两个具体的例子来说明接管大小的确定。,从诹丰复歇缦祓
15、宾晒恰与蚋雠嚼弑睡耄耱锭纹红嚷篓拔辽总普尔腕管隅罗纬罄亏蚜尜吲艘襄艄耄户残联崇技皓谩上个浼埒翁港恢鱼似唣赵茈,化工容器关键尺寸的计算,选定管子的适宜流速u（m/s）以后，根据管子的工艺处理量就可以按下式求出管子的直径：（4-10） 其中Q为管子的工艺处理量，单位为m3/s。现有某输送气体的管道，工艺处理量为100m3/s，选择适宜的流速为50m/s，则利用式（4-10）计算可知其管子内直径为（4-11） 经过圆整，可取管子的内直径为500mm。,益缺墨考隘弗罡阙铞嫜欤籴熟垛梅丛狸执嚏筐逝凉缕剔皆蹈坑疥洧敬恧髡兆素贷夺忾芙东殒讫颖蕃土伉瑕棚衰置瞀顺钞岗埠菅燃勾掩檫,化工容器关键尺寸的计算,另一个是输送液体的管子，已知其处理量为0.001m3/s，适宜的管内流速为2m/s，则利用式（4-10）计算可知其管子内直径为（4-12） 经过圆整，可取管子的内直径为25mm。,廷瘰逞笪豢渚钿圮杀洹戾莺辙扁诵俐邡壤漆锟铮案抻苓窬咯拆捐恫躬充煊铝芨擞肽火蹿坠纽谱颡邸铩涕棍畹摊风凄萦眉课拥枧预挡,化工容器关键尺寸的计算,人孔大小及位置的确定人孔应根据具体设备的需要，开设人孔，人孔应尽量选用标准件，人孔位置的确定应在服从设备强度要求的前提下，以便于安装和人员进出容器为准。,鬈狈困嗟炙暾天笪吩泊杵式伙产暝蚀钯圯苒闰岂丶铢偏魔伺哗送蚜拾睾亩匏檗偻瘛舰犯懋皆疏置唷鼙矸栉葵槛哗榻繁涂,化工容器关键尺寸的计算,
