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1、1目目 录录第一章第一章 化工设备化工设备 第 2 页第一节 塔器 第 2 页第二节 加热炉 第 6 页第三节 换热设备 第 8 页第四节 容器 第 10 页第五节 泵 第 11 页第六节 压缩机 第 16 页第七节 化工设备材料 第 18 页第八节 问答题 第 23 页第二章第二章 电气、仪表电气、仪表 第 24 页第一节 电气概况 第 24 页第二节 电气基础知识 第 30 页第三节 常用电气基本操作 第 38 页第四节 仪表自控基本知识 第 40 页第三章第三章 思考题思考题 第 页2第一章第一章 化工设备化工设备第一节第一节 塔器塔器塔器是化工生产中实现气相和液相或液相和液相间传质的最
2、重要的设备之一，设计压力低于10.0Mpa（包括真空） ，设计温度高于40低于 550。在塔器中所进行的工艺过程虽然各不相同，结构类型各异，但总的来说仅可划分为板式塔和填料塔两大类。不论板式塔或填料塔，从设备设计的角度来看，其基本结构可以概括为：塔体，包括筒节、端盖和联接法兰等；内件，指塔板或填料及其支撑装置及喷淋装置；支座，一般均用裙式支座；附件，包括人孔、进出料接管、各类仪表接管、液体和气体的分配装置，以及塔外的扶梯、平台、保温层等。塔按内件分为板式塔和填料塔。下面以板式塔为例。1.1.11.1.1 塔体（筒体、封头、联接法兰等）塔体（筒体、封头、联接法兰等）(1) 筒体：筒体由数段筒节拚
3、焊而成。常用来制造筒体的材料有 16MnR,20R,有时用0Cr18Ni9Ti 以及复合钢板。(2) 封头：常见的压力容器的封头又称端盖，有半球形、椭圆形、蝶形、锥形及平板等。在实际生产中，大多数塔器采用椭圆形封头，而半球形封头受力最均匀，因而常用在高压容器上；平板封头应力突变最大，一般应用于常压容器。1.1.21.1.2 内件内件塔盘、各种气体液体出入管、除雾器、挡板及过滤器等塔盘、各种气体液体出入管、除雾器、挡板及过滤器等塔盘结构型式很多，常见的有圆形泡罩、槽形泡罩塔盘，S 型塔盘，舌型塔盘，浮阀塔盘，浮舌塔盘，浮动喷射塔盘以及筛孔塔盘，在石油、化工中，用的较多的是圆形泡罩、浮阀、浮舌和筛
4、孔等几种。这里就主要介绍浮阀和筛孔塔盘结构。(1) 浮阀塔盘：浮阀按其结构又分为两大类：一是盘状浮阀，也就是浮阀是圆盘形，塔板上开圆孔，三条腿固定浮阀升高位置，另外是十字架固定升高位置，其中以 FI 型为多。另外一种是条状浮阀，是带支腿的长条片，塔板上是长条孔。浮阀的特点是：操作弹性大，最宜工作区范围大，由于气体从浮阀下吹出是靠近塔板处水平吹入液层内；因此雾沫夹带也小，气体流量可提高，生产能力大；由于塔板上只有浮阀片，流动障碍少，所以液面落差也少；全塔盘鼓泡均匀，效率可提高；另外还有压降较小，结构简单，安装方便，造价低等一系列优点。对于浮阀塔板的结构型式可分为两种，一种是整块式；另一种是分块式
5、，对于实际使用的塔盘，特别是炼油工业常采用分块式，而整块的仅用于塔径较小的塔。分块式塔盘都可以从人孔中进出，以便于安装和检修。在塔内圆周上每隔一定距离焊有支承圈，用以支承塔盘。塔板通过螺栓联接或特制固定件与支承圈相联，塔盘之间通常采用螺栓或卡子互相联接从而组成整块塔盘。从塔盘液体流向来看，塔盘可分为单流式和双流式塔盘。单流式适用于塔径较小的塔；一般塔3径为 2002400mm 时采用单流式；当塔径在 2000mm 以上时可用双流式。板式塔 填料塔塔的结构简图4常用的分块式塔板有自身梁式和槽式两种结构，自身梁式塔板的连接分为与支承圈的连接、塔板与塔板之间的连接。常用的塔盘紧固件有卡子、螺栓和龙门
6、铁。卡子由下卡（包括卡板及 M10 螺栓） 、椭圆垫板及螺母等零件组成，当拧紧螺母时，通过椭圆垫板和卡板把塔板紧固在支持圈或支持板上，为便于安装，塔板上的卡子孔通常开成长圆形，塔盘板之间也可用 M10 螺钉直接相连。龙门铁结构可用于塔盘板之间、塔盘板与支持圈或支持板之间的连接，其结构类型甚多，它具有结构简单、制造方便、能节省不锈钢等优点，但安装时要施焊，拆卸时要锤击，因此不宜用于易燃易爆及腐蚀的介质。槽式塔板与支持圈连接结构与自身梁式大致相同，而槽式塔板的连接则采用螺栓连接。螺栓若在上面，即为上拆结构；若在下面，即为下拆结构，有的可做成上下可拆结构。(2) 筛孔塔盘：筛孔塔盘的结构很简单，就是
7、在钢板上钻了许多三角形排列的小孔, 小孔直径在 1025 不等。气流从小孔中穿出吹入液体内鼓泡，液体以横流过塔板从降液管中流下，这种塔盘开孔率、生产能力也可较大，气流没有拐弯，压降也较小，塔板上无障碍物，液面落差较小，鼓泡可以较均匀，但它的操作弹性小，气流负荷变小时，就易泄漏，效率下降。在塔板上，筛孔的排列一般采取顺排和叉排两种方式。整个筛孔塔板由一块块矩形板组合而成，每块塔板由人孔送入塔内进行组装。1.1.31.1.3 支座支座裙式支座由裙座体、基础环板、螺栓座、基础螺栓等部分组成。裙座体一般有圆筒形和圆锥形两种。1.1.41.1.4 附件（人孔、各类进出料接管及仪表接管、塔的外平台等）附件
8、（人孔、各类进出料接管及仪表接管、塔的外平台等）(1) 人孔：对于塔径较大的塔，为了方便检修，对设备内部进行清洗、安装及拆卸内部部件，在塔上常开设有人孔。人孔的结构一般分为圆形和椭圆形两种，圆形人孔制造方便，因此应用较广泛；椭圆形人孔制造较困难，但它对压力容器的器壁削弱较小,为减少对器壁的削弱和减少密封面，人孔尺寸尽量要小，目前所有人孔已标准化，其大小为 400，450，500，600mm 这四种。(2) 接管：为控制操作过程，需测量温度、压力及液面等，在容器上装有安装这些仪表的接管，此类接管直径都较小，因此一般采用带有内、外管的短接管直接焊接在设备上，这些接管常采用与塔体材质相同的材质来制造
9、。炼化部丁二烯装置的 2#常减压的常减压塔和 1#芳烃装置的 1#常减压的常减压塔的结构形式就如图所示的板式塔。炼化部共有各类塔器 286 台，包含各种类型的塔。常减压装置中的减压塔是比较典型的一种。减压塔的功能是用来分馏粗馏塔中沸点高于大约 7000F （3700C）的烃类。减压塔的压力，在污重油收集盘下，可降低到大约 1.0 磅/平方英寸（绝对压力） 。从粗馏塔塔底到粗馏塔的总压力降为528.7 磅/平方英寸（绝对压力） 。这样大的压力差能使大量的烃类在减压塔塔顶内蒸出来，而塔底温度，可维持在不超过 7307800F，这要由所进的原料来决定。为了从塔底中更好地取出有用的产品，以及生产出有良
10、好针入度的沥青，可以从塔底集油槽导入汽提蒸汽，来降低塔底液的分压。与大多数的分馏塔相比较，减压塔的进料管是很大的。这是由于低压，使减压塔进料几乎大部份被汽化了。同样还需要使用一种叫切线分配器的特殊分配器，使进料发生旋转，避免分配器上部的设备由于原料进入低压的减压塔后急剧膨胀而造成损失。减压塔的内件按最小压降来设计。污重油收集盘、格栅板和破沫网是贯穿整个塔横截面的内件。格栅板和破沫网使夹带在快速上升的气体中的液滴凝聚而得以去除。喷淋分配器有助于格栅板和破沫网的去除液滴的作用。在减压塔内设有塔板，所谓的塔板仅是一种间隔排列的挡板。挡板的边缘钻有孔，并有金属网络加强。挡板交错安装，对凝液有一种阶梯效
11、应。热气体通过阶梯使液体中低沸点组份在次气化。收集盘设计成为在侧线切割料抽出泵进口液体中不含有气体。在泵启动时，将不凝性气体排放回塔内，这将极大地有助于泵的启动。当泵运转正常时，将排放关闭。减压塔的顶部是锻成直径缩小的，因为在顶部物料的流动比塔的侧线要少些。事实上，原料中如果轻馏份过多，或塔底料由于热裂解生成的轻馏份过多，会使得对减压塔抽空并维持减压塔低压的真空喷射泵负荷过重。减压塔一般设计成能承受内压 50 磅/平方英寸（表压） （3.5 公斤/厘米2）和绝对外压 14.7 磅/平方英寸。为了加强塔壁承受这二个压力，采取了加强肋措施。就是每隔几英尺围绕塔身焊接一个加强圈。在 2 号乙烯 70
12、 万吨改造项目中引进一种波纹筛板塔，波纹筛板塔是 S现场总线使用智能仪表，便于仪表在线维护、调校以及在线设备管理;提高了系统的开放性。提高了仪表系统的技术性能。由于信号传输的数字化，增强了现场信号的传输及抗干扰能力，使精度从0.5%提高到0.1%，增加了信号传输距离及信息量。节约了仪表系统的建设投资。大量减少了电缆与铺设电缆用的桥架，可以减少一半到三分之二的隔离器、端子柜、I/O 终端、I/O 卡件、I/O 机柜。但是现场总线技术还未达到绝对安全和十分成熟的阶段。有人预测，随着科学技术，特别是计算机技术、通讯技术的发展，基于现场总线 FCS(Fieldbus Control System)将取
13、代 DCS 成为控制系统的主角，在 FCS 基础上，随着 Internet 和 Intranet 技术发展，计算机自动化系统可渗透到企业从生产到管理，直到经营的方方面面。 (2) 石油化工仪表特点自控仪表随着控制对象不同所具备不同特点，在石油化工生产、加工、输送和储存中常常伴随易燃易爆、高温高压、深冷、有毒有害和腐蚀等危险因素，由于高温高压、深冷能提高生产效率，减低能耗，取得更好的经济效益，石油化工的生产工艺日益向高深发展，泄漏、火灾、爆炸的风险也随着加大。这些工艺特点决定了石油化工仪表必须防爆、抗腐蚀、无泄漏、高可靠性、易维护等特点。同时随着科学技术发展，特别是计算机技术、通讯技术的发展，仪表的更新换代也越来越快，企业中仪表除应用于生产控制外，其仪表数据也越来越多地被应用于经营、管理等方面，这些决定了现在的仪表是一个技术更新快、涉及面较广的专业。2.4.22.4.2 仪表主要性能指标仪表主要性能指标仪表的性能指标通常用精确度、变差、灵敏度、重复性、稳定性和可靠性来描述。(1) 精确度精确度又称精度，指的是仪表测量值与真值接近的准确程度，与误差相对而言，通常用相对百分误差表示。精确度是仪表的一个很重要质量指标，常用精度等级来规范和表示。精度等级就是最大相对误差去掉正负号和，按国家统一规定划分的等级有0.005,0.02,0.05,0.
