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1、常用设备原理常用设备原理二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理换热器换热器分离器分离器压缩机压缩机泵泵分馏塔分馏塔二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理旋流分离器旋流分离器 旋流分离器依靠其核心部件旋流筒旋流分离器依靠其核心部件旋流筒产生的离心力，使气体在旋流筒中高速产生的离心力，使气体在旋流筒中高速旋转，在很短的时间内凝液就可以到达旋转，在很短的时间内凝液就可以到达器壁内凝结下来，从而达到气液分离，器壁内凝结下来，从而达到气液分离，旋流分离器的分离效果取决于旋流筒的旋流分离器的分离效果取决于旋流筒的设计和气体压力。旋流分离器依靠旋流设计和气体压力。旋流分离器依靠旋流筒所产生的强大
2、离心力，分离效果高于筒所产生的强大离心力，分离效果高于重力分离器，可达到重力分离器，可达到5 5m mm m。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理（二）压缩机（二）压缩机二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理 往往复复式式活活塞塞压压缩缩机机由由曲曲柄柄连连杆杆机机构构将将驱驱动动机机的的回回转转运运动动变变为为活活塞塞的的往往复复运运动动，气气缸缸和和活活塞塞共共同同组组成成实实现现气气体体压压缩缩的的工工作作腔腔。活活塞塞在在气气缸缸内内作作往往复复运运动动，使使气气体体在在气气缸缸内内完完成成进进气气、压压缩缩、排排气气等等过过程程，由由进进、排气阀控制气体进入与排出气缸。
3、排气阀控制气体进入与排出气缸。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理 当当压压缩缩机机的的排排气气量量在在3 310m10m3 3/min/min时时，气气缸缸的的冷冷却却一一般般采采用用风风冷冷，活活塞塞杆杆与与曲曲轴轴直直联联，无无十十字字头头。当当排排气气量量在在10m10m3 3/min/min以以上上时时，大大多多为为水水冷冷，有有十十字字头头。活活塞塞式式压压缩缩机机的的气气缸缸有有单单作作用用和和双双作作用用两两种种。单单作作用用是是只只有有气气缸缸一一侧侧才才有有进进、排排气气阀阀，活活塞塞经经过过一一次次循循环环，只只能能压压缩缩一一次次气气体体。双双作作用用则则是是指
4、指气气缸缸的的两两侧侧都都有有进进、排排气气阀阀，活活塞塞往往返返运运动动时时，都都可可以以压压缩缩气气体体。活活塞塞式式压压缩缩机机可可以以制制成成单单级级或或多多级级压压缩缩。气气缸缸通通常常有有油油润润滑滑，必要时也可以采用无油润滑气缸。必要时也可以采用无油润滑气缸。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理立式立式卧式卧式角度式角度式对置式对置式气缸中心气缸中心线和地面线和地面垂直，由垂直，由于活塞环于活塞环的工作表的工作表面不承受面不承受活塞的重活塞的重量，因此量，因此气缸和活气缸和活塞的磨损塞的磨损较小，活较小，活塞环的工塞环的工作条件有作条件有所改善所改善对称平衡式对称平衡式组
5、合式组合式气缸中心线气缸中心线和地面平行，和地面平行，分单列或双分单列或双列，且都在列，且都在曲轴的一侧。曲轴的一侧。由于整个机由于整个机器都处于操器都处于操作者的视线作者的视线范围之内，范围之内，管理维护方管理维护方便，曲轴、便，曲轴、连杆的安装连杆的安装拆卸都较容拆卸都较容易。易。各气缸中心各气缸中心线披此成一线披此成一定的角度，定的角度，但不等于但不等于180180。由。由于气缸中心于气缸中心线相互位置线相互位置的不同，又的不同，又共分为共分为L L型、型、V V型、型、W W型，型，扇型扇型气缸在曲轴两气缸在曲轴两侧水平布置，侧水平布置，相邻的两相对相邻的两相对列曲柄错角不列曲柄错角不
6、等于等于180180。对置式压缩机对置式压缩机分两种：一种分两种：一种为相对两列的为相对两列的气缸中心线不气缸中心线不在一直线上；在一直线上；另一种曲轴两另一种曲轴两侧相对两列的侧相对两列的气缸中心线在气缸中心线在一直线上，成一直线上，成偶数列，偶数列，气缸中心线气缸中心线和地面垂直，和地面垂直，由于活塞环由于活塞环的工作表面的工作表面不承受活塞不承受活塞两主轴承之两主轴承之间，相对两间，相对两列气缸的曲列气缸的曲柄错角为柄错角为180180，惯性，惯性力可完全平力可完全平衡，转速能衡，转速能提高。提高。天然气发天然气发动机动机- -压压缩机组根缩机组根据与发动据与发动机联接型机联接型式，分为
7、式，分为组合式和组合式和可分离式可分离式两种。两种。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理 对对称称平平衡衡压压缩缩机机是是5050年年代代才才出出现现的的，由由于于优优点点显显著著，发发展展很很迅迅速速。现现代代的的大大型型活活塞塞式式压压缩缩机机绝绝大大部部分分均均为为对对称称平平衡衡型型结结构构。在在对对称称平平衡衡型型中中，电电动动机机布布置置在在曲曲轴轴一一端端的的，称称为为M M型型；电电动动机机布布置置在在列列与与列列之之间间的的，称称为为H H型型，H H型型的的列列间间距距较较大大，便便于于操操作作、维维修修，机身和曲轴的结构
8、和制造较简单。机身和曲轴的结构和制造较简单。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理离心式压缩机本体由转子、定子、轴承等组成。转子由离心式压缩机本体由转子、定子、轴承等组成。转子由主轴、叶轮、联轴器等组成，有时还有轴套、平衡盘，主轴、叶轮、联轴器等组成，有时还有轴套、平衡盘，定子由机壳、隔板、密封（级间密封和轴密封）、进气定子由机壳、隔板、密封（级间密封和轴密封）、进气室和蜗室等组成。室和蜗室等组成。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理离心式压缩机的使用过程中应注意两个问题：离心式压缩机的使用过程中应注意两个问题：喘振和喘振和临界转速临界转速。喘振又叫飞动，是离心式压缩机的一种特。
9、喘振又叫飞动，是离心式压缩机的一种特殊现象。任何离心压缩机按其结构尺寸，在某一固定殊现象。任何离心压缩机按其结构尺寸，在某一固定的转速下，都有一个最高的工作压力，在此压力下有的转速下，都有一个最高的工作压力，在此压力下有一个相应的最低的流量。当离心压缩机出口的压力高一个相应的最低的流量。当离心压缩机出口的压力高于此数值时，就会产生喘振。为了避免喘振的发生，于此数值时，就会产生喘振。为了避免喘振的发生，必须使压缩机的工作点离开喘振点，使系统的操作压必须使压缩机的工作点离开喘振点，使系统的操作压力低于喘振点的压力。当生产上实际需要的气体量低力低于喘振点的压力。当生产上实际需要的气体量低于喘振点的流
10、量时，为了避免压缩机喘振，可以采用于喘振点的流量时，为了避免压缩机喘振，可以采用循环的方法，使压缩机出口的一部分气体经冷却后，循环的方法，使压缩机出口的一部分气体经冷却后，返回压缩机进口，这条循环管线一般称为反飞动线。返回压缩机进口，这条循环管线一般称为反飞动线。 二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理水水平平放放置置的的轴轴都都存存在在一一定定的的临临界界转转速速，它它是是轴轴本本身身的的一一种种特特性性。轴轴的的刚刚度度、转转动动惯惯量量不不同同，临临界界转转速速也也各各有有不不同同。当当轴轴还还没没有有旋旋转转时时，由由于于重重力力的的作作用用，轴轴向向下下弯弯曲曲。弯弯曲曲转转动
11、动过过来来后后，仍仍然然是是弯弯曲曲的的。由由于于轴轴在在转转动动，弯弯曲曲也也不不断断出出现现，表表现现出出来来就就是是振振动动，称称为为自自振振。自自振振频频率率和和轴轴的的刚刚度度、几几何何尺尺寸寸等等特特性性有有关关。而而轴轴本本身身和和轴轴上上安安装装的的零零件件，由由于于制制造造安安装装的的原原因因，转转子子的的重重心心和和转转动动中中心心不不可可能能在在同同一一中中心心线线上上重重合合，一一般般差差0.030.030.05mm0.05mm。由由于于中中心心偏偏差差，转转动动起起来来就就有有一一个个离离心心力力，此此离离心心力力使使转转子子发发生生振振动动。振振动动的的次次数数决决
12、定定于于转转子子的的转转速速，转转动动一一次次就就振振动动一一次次，所所以以强强迫迫振振动动。当当自自振振和和强强迫迫振振动动的的频频率率相相等等时时，叫叫共共振振。共共振时的压缩机转速叫作临界转速振时的压缩机转速叫作临界转速二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理螺螺杆杆式式压压缩缩机机的的结结构构如如下下图图所所示示。在在“”“”字字形形气气缸缸中中平平行行旋旋转转两两个个高高速速回回转转并并按按一一定定传传动动比比相相互互啮啮合合的的螺螺旋旋形形转转子子。通通常常对对节节圆圆外外具具有有凸凸齿齿的的转转子子称称为为阳阳转转子子（主主动动转转子子）；在在节节圆圆内内具具有有凹凹齿齿的的
13、转转子子称称为为阴阴载载子子（从从动动转转子子）。阴阴、阳阳转转子子上上的的螺螺旋旋形形体体分分别别称称为为阴阴螺螺杆杆和和阳阳螺螺杆杆。一一般般阳阳转转子子（或或经经增增速速齿齿轮轮组组）与与驱动机连接。驱动机连接。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理螺螺杆杆式式压压缩缩机机与与活活塞塞式式压压缩缩机机一一样样，同同属属于于容容积积型型压压缩缩机机械械；就就其其运运动动形形式式而而言言，压压缩缩机机的的转转子子与与动动力力型型机机械械一一样样，作作高高速速旋旋转转运运动动。所所以以，螺螺杆杆式式压压缩缩机机兼兼有二者的特点。有二者的特点。螺杆式压缩机具有较高的齿顶线速度，转速可高达每
14、螺杆式压缩机具有较高的齿顶线速度，转速可高达每分钟万转以上，故常可与高速驱动机直联，没有如活分钟万转以上，故常可与高速驱动机直联，没有如活塞式压缩机那样的气阀、活塞环等易损件，因而它运塞式压缩机那样的气阀、活塞环等易损件，因而它运转可靠，寿命长，易于实现远距离控制。转可靠，寿命长，易于实现远距离控制。具有强制输气的特点，即排气量几乎不受排气压力的具有强制输气的特点，即排气量几乎不受排气压力的影响没有动力型压缩机在小排气量时出现的喘振现象。影响没有动力型压缩机在小排气量时出现的喘振现象。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理（三）泵（三）泵二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理二、常
15、用设备的基本原理二、常用设备的基本原理离离心心泵泵具具有有性性能能范范围围广广泛泛、流流量量均均匀匀、结结构构简简单单、运运转转可可靠靠和和维维修修方方便便等等诸诸多多优优点点，因因此此离离心心泵泵在在工工业业生生产产中中应应用用最最为为广广泛泛。除除了了在在高高压压小小流流量量和和计计量量时时常常用用往往复复式式泵泵，液液体体含含气气时时常常用用旋旋涡涡泵泵和和容容积积式式泵泵，高高粘粘度度介介质质常常用用转转子子泵泵外外，其其余余场场合合，绝绝大大多多数数使使用用离离心心泵泵据据统统计计，在在化化工工生生产产（包包括括石石油油化化工工）装装置置中中，离离心泵的使用量占泵总量的心泵的使用量占
16、泵总量的70%70%80%80%。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理（1 1）叶轮：离心泵的核心部件，由）叶轮：离心泵的核心部件，由4-84-8片叶片组成。片叶片组成。 作用：通过高速旋转，将原动机的能量传给液体。作用：通过高速旋转，将原动机的能量传给液体。 分类：开式、闭式和半开式。分类：开式、闭式和半开式。一一 离心泵主要部件和工作原理离心泵主要部件和工作原理1 1主要部件主要部件原理原理（2 2）泵壳：泵的外壳，包围叶轮，形成一个截面积逐渐扩大的蜗牛）泵壳：泵的外壳，包围叶轮，形成一个截面积逐渐扩大的蜗牛壳形通道。将液体的大部分动能转变成静压能。壳形通道。将液体的大部分动能转变
17、成静压能。泵壳作用：汇集液体；能量转化作用。泵壳作用：汇集液体；能量转化作用。（3 3）泵轴：位于叶轮中心且与叶轮所在平面垂直的轴。）泵轴：位于叶轮中心且与叶轮所在平面垂直的轴。 轴封：旋转泵轴与固定泵体之间的密封装置。轴封：旋转泵轴与固定泵体之间的密封装置。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理2 2离心泵的工作原理离心泵的工作原理（1 1）液体能量转化：泵轴带动）液体能量转化：泵轴带动叶轮叶片间流体做功，流体获叶轮叶片间流体做功，流体获得高速进入泵壳。蜗壳形通道得高速进入泵壳。蜗壳形通道逐渐扩大，流体在壳内减速，逐渐扩大，流体在壳内减速，动能转化为静压能。动能转化为静压能。（2 2）
18、液体吸上原理：叶轮高速旋转使叶轮中心形成低压）液体吸上原理：叶轮高速旋转使叶轮中心形成低压（真空），低位槽液体依靠压力差被不断地吸入泵内。（真空），低位槽液体依靠压力差被不断地吸入泵内。气缚现象：离心泵在启动前壳内充满大量气体，叶轮中气缚现象：离心泵在启动前壳内充满大量气体，叶轮中心处形成的负压小，形不成吸上液体所需的压力差，致心处形成的负压小，形不成吸上液体所需的压力差，致槽内液体吸不上来的现象。槽内液体吸不上来的现象。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理二二 离心泵的性能参数与特性曲线离心泵的性能参数与特性曲线1 1主要性能参数主要性能参数 转速转速n n：1000-3000rpm
19、1000-3000rpm；2900rpm2900rpm最常见。最常见。 流量流量Q Q：泵的输液能力，与叶轮结构、尺寸和转速有关。流：泵的输液能力，与叶轮结构、尺寸和转速有关。流量计直接测其输出管路。量计直接测其输出管路。压头（扬程）压头（扬程）H H：泵向单位重量流体提供的机械能。与流量、：泵向单位重量流体提供的机械能。与流量、叶轮结构、尺寸和转速有关。叶轮结构、尺寸和转速有关。扬程能量概念；非举升高度扬程能量概念；非举升高度举升高度泵将流体从低位升至高位时，两液面间的高度差。举升高度泵将流体从低位升至高位时，两液面间的高度差。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理效率效率 ：泵对外加
20、能量的利用程度。：泵对外加能量的利用程度。 = Ne /N = Ne /N有效功率有效功率Ne Ne ：单位时间离心泵对流体做的功。：单位时间离心泵对流体做的功。 Ne= Ne= gQH gQH ； 轴功率轴功率N N：单位时间内由电机输入离心泵的功。：单位时间内由电机输入离心泵的功。2 2离心泵的性能曲线离心泵的性能曲线H-QH-Q曲线：随着流量的增加，泵的压头下降，曲线：随着流量的增加，泵的压头下降，此规律对流量很小的情况可能不适用。此规律对流量很小的情况可能不适用。 N-Q N-Q曲线：轴功率随流量的增加而增大，离心曲线：轴功率随流量的增加而增大，离心泵应在关闭出口阀的情况下启动，使泵启
21、动功率泵应在关闭出口阀的情况下启动，使泵启动功率最小，减小电机的启动电流。最小，减小电机的启动电流。 -Q -Q曲线：泵的效率先随着流量的增加而上升，达一最大值后下降。生曲线：泵的效率先随着流量的增加而上升，达一最大值后下降。生产中选泵，应使泵在最高效率点附近操作，相应的流量范围内效率较高。产中选泵，应使泵在最高效率点附近操作，相应的流量范围内效率较高。 功率：功率：二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理粘度：粘度增加，泵的流量、压头、效率都下降，但轴功率上升。粘度：粘度增加，泵的流量、压头、效率都下降，但轴功率上升。故当被流体的粘度有较大变化时，需对特性曲线校正。故当被流体的粘度有较大
22、变化时，需对特性曲线校正。粘度粘度210210-5-5m m2 2ss-1-1, ,影响小可忽略。影响小可忽略。 3 3离心泵特性曲线的影响因素离心泵特性曲线的影响因素（1 1）流体的性质：）流体的性质：密度：离心泵的压头和流量均与液体的密度无关，密度：离心泵的压头和流量均与液体的密度无关，HQHQ曲线不变。曲线不变。有效功率和轴功率与密度成正比，使用水的有效功率和轴功率与密度成正比，使用水的NQNQ曲线需对密度校正：曲线需对密度校正： 效率与密度无关。效率与密度无关。 二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理（2 2）转速）转速 离心泵转速变化时，流量、压头和轴功率都要变化：离心泵转速变
23、化时，流量、压头和轴功率都要变化：（3 3）叶轮直径）叶轮直径当切割量小于当切割量小于20%20%时：时：切割定律切割定律比例定律比例定律二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理流体通过管路所需外加压头：流体通过管路所需外加压头：式中的压头损失：式中的压头损失：三三 离心泵的工作点和流量调节离心泵的工作点和流量调节1 1管路的特性方程管路的特性方程管路的特性方程管路的特性方程二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理2 2离心泵的工作点离心泵的工作点液体流过管路所需压头与泵对液体流过管路所需压头与泵对液体提供的压头相等时的流量液体提供的压头相等时的流量说明：说明：泵的工作点由泵特性和管路
24、泵的工作点由泵特性和管路 特性共同决定，可联立两特性方程得到；特性共同决定，可联立两特性方程得到；泵的工作点对应的泵压头既是泵提供的，也是管路需要泵的工作点对应的泵压头既是泵提供的，也是管路需要 的；的；工作点对应的各性能参数反映一台泵的实际工作状态。工作点对应的各性能参数反映一台泵的实际工作状态。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理3 3离心泵的流量调节离心泵的流量调节（1 1）改变管路特性）改变管路特性改变出口阀的开度改变出口阀的开度二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理（2 2）改变泵的特性）改变泵的特性 改变叶轮转速改变叶轮转速nAnB，转速增加，转速增加, ,流量和压头
25、均流量和压头均增加。增加。 （3 3）改变泵的特性）改变泵的特性 切削叶轮直径：切削叶轮直径：调节范围不大，只能变小，适合调节范围不大，只能变小，适合长期性调整，操作中调整不可行长期性调整，操作中调整不可行二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理nn台完全相同的泵并联，组合泵的特性方程为：台完全相同的泵并联，组合泵的特性方程为： 1 1双泵并联双泵并联理论上，理论上，H H不变，不变，Q Q加倍；加倍； 四四 离心泵的组合操作离心泵的组合操作实际工作流量并未加倍（实际工作流量并未加倍（Q QB B2Q2QA A），压头有所增加；），压头有所增加；2 2双泵串联双泵串联理论上，理论上，理论上
26、，理论上，Q Q Q Q不变，不变，不变，不变，H H H H加倍；加倍；加倍；加倍； 实际工作压头未加倍（实际工作压头未加倍（实际工作压头未加倍（实际工作压头未加倍（H H H HB B B B2H2H2H2HA A A A），流量却有所增加；），流量却有所增加；），流量却有所增加；），流量却有所增加；nnnn个完全相同的泵串联，组合泵的特性方程：个完全相同的泵串联，组合泵的特性方程：个完全相同的泵串联，组合泵的特性方程：个完全相同的泵串联，组合泵的特性方程：二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理高阻管路：高阻管路：2 222串联比并联时串联比并联时Q Q增值大，选串联。增值大，选串联
27、。低阻管路：低阻管路：1 111并联比串联时并联比串联时Q Q增量大，选并联。增量大，选并联。3 3组合方式的选择组合方式的选择压头不够：压头不够：流量不够：流量不够：采用串联采用串联高阻管路高阻管路低阻管路低阻管路双串双串双并双并二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理（1 1）位能、动能及静压能（机械能）位能、动能及静压能（机械能）（2 2）热、外功（净功）热、外功（净功）五五 离心泵的安装高度离心泵的安装高度二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理1 1汽蚀现象汽蚀现象在在S-SS-S和和K-KK-K间列柏努利方程：间列柏努利方程：二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理安装
28、高度：被吸入液体贮槽的液面安装高度：被吸入液体贮槽的液面到离心泵入口处的垂直距离到离心泵入口处的垂直距离. .叶轮中心处汽化产生大量汽泡；叶轮中心处汽化产生大量汽泡；含汽泡液体进入周边高压区，压力剧增使汽泡凝聚，产生局含汽泡液体进入周边高压区，压力剧增使汽泡凝聚，产生局部真空，周围液体以很高的流速冲向真空区域；部真空，周围液体以很高的流速冲向真空区域；当汽泡的冷凝发生在叶片表面附近时，大量液体以高频冲当汽泡的冷凝发生在叶片表面附近时，大量液体以高频冲 击力冲击叶片，使叶轮损伤，这种现象称为击力冲击叶片，使叶轮损伤，这种现象称为“汽蚀汽蚀”。问题：如何确定问题：如何确定ZsZs的上限？的上限？泵
29、的实际安装高度低于允许安装高度，操作时不会发生汽蚀。泵的实际安装高度低于允许安装高度，操作时不会发生汽蚀。 二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理汽蚀现象防止汽蚀，应防止汽蚀，应防止汽蚀，应防止汽蚀，应p p p pK K K Kp p p pV V V V（液体饱和蒸汽压），且（液体饱和蒸汽压），且（液体饱和蒸汽压），且（液体饱和蒸汽压），且p p p pe e e ep p p pK K K K ，或或 气蚀余量气蚀余量（NPSHNPSH）2 2汽蚀余量与允许安装高度汽蚀余量与允许安装高度全压头全压头饱和蒸汽压饱和蒸汽压最小气蚀余量最小气蚀余量允许气蚀余量允许气蚀余量二、常用设备的基
30、本原理二、常用设备的基本原理泵的允许安装高度：泵的允许安装高度： （1 1）汽蚀现象的产生的原因：）汽蚀现象的产生的原因：离心泵的安装高度太高；离心泵的安装高度太高；被输送流体的温度太高，液体蒸汽压过高；被输送流体的温度太高，液体蒸汽压过高；吸入管路的阻力损失太大。吸入管路的阻力损失太大。（2 2）计算的允许安装高度有时为负值，说明泵应该安装在）计算的允许安装高度有时为负值，说明泵应该安装在 液体贮槽液面以下。液体贮槽液面以下。（3 3）允许安装高度的大小与泵的流量有关。）允许安装高度的大小与泵的流量有关。（4 4）安装泵时，为保险计，实际安装高度比允许安装高度）安装泵时，为保险计，实际安装高
31、度比允许安装高度 还要小还要小0.50.5至至1 1米。米。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理1 1、离心泵的类型：、离心泵的类型：（1 1）清水泵：适用于输送清水或物性与水相近、无腐蚀性且杂质较少）清水泵：适用于输送清水或物性与水相近、无腐蚀性且杂质较少的液体。结构简单，操作容易。的液体。结构简单，操作容易。（2 2）耐腐蚀泵：用于输送具有腐蚀性的液体，接触液体的部件用耐腐）耐腐蚀泵：用于输送具有腐蚀性的液体，接触液体的部件用耐腐蚀的材料制成，要求密封可靠。蚀的材料制成，要求密封可靠。（3 3）油泵：输送石油产品的泵，要求有良好的密封性。）油泵：输送石油产品的泵，要求有良好的密封性
32、。（4 4）杂质泵：输送含固体颗粒的液体、稠厚的浆液，叶轮流）杂质泵：输送含固体颗粒的液体、稠厚的浆液，叶轮流 道宽，叶片数少。道宽，叶片数少。单吸泵单吸泵, ,双吸泵双吸泵流量大小；流量大小；单级泵单级泵, ,多级泵多级泵扬程大小；扬程大小； 卧式泵，立式泵卧式泵，立式泵安装条件。安装条件。六六 离心泵的选用、安装与操作离心泵的选用、安装与操作二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理l l（1 1 1 1）根据被输送液体的性质确定泵的类型）根据被输送液体的性质确定泵的类型）根据被输送液体的性质确定泵的类型）根据被输送液体的性质确定泵的类型l l（2 2 2 2）确定输送系统的流量和所需压
33、头。）确定输送系统的流量和所需压头。）确定输送系统的流量和所需压头。）确定输送系统的流量和所需压头。 流量由生产任务来定，所需压头由管路的特性方程来定。流量由生产任务来定，所需压头由管路的特性方程来定。流量由生产任务来定，所需压头由管路的特性方程来定。流量由生产任务来定，所需压头由管路的特性方程来定。l l（3 3 3 3）根据所需流量和压头确定泵的型号）根据所需流量和压头确定泵的型号）根据所需流量和压头确定泵的型号）根据所需流量和压头确定泵的型号查泵的型谱或相关附表，要求流量和压头与管路所需相适应，防止形查泵的型谱或相关附表，要求流量和压头与管路所需相适应，防止形查泵的型谱或相关附表，要求流
34、量和压头与管路所需相适应，防止形查泵的型谱或相关附表，要求流量和压头与管路所需相适应，防止形成大马拉小车（浪费）或小马拉大车（超载）。成大马拉小车（浪费）或小马拉大车（超载）。成大马拉小车（浪费）或小马拉大车（超载）。成大马拉小车（浪费）或小马拉大车（超载）。若生产中流量有变动，以最大流量为准来查找，无最大流量时，按若生产中流量有变动，以最大流量为准来查找，无最大流量时，按若生产中流量有变动，以最大流量为准来查找，无最大流量时，按若生产中流量有变动，以最大流量为准来查找，无最大流量时，按1.11.151.11.151.11.151.11.15倍正常流量计算；倍正常流量计算；倍正常流量计算；倍正
35、常流量计算；H H H H应以最大流量对应压头的应以最大流量对应压头的应以最大流量对应压头的应以最大流量对应压头的1.051.11.051.11.051.11.051.1倍计。倍计。倍计。倍计。若若若若H H H H和和和和Q Q Q Q与所需要不符，则应在邻近型号中找与所需要不符，则应在邻近型号中找与所需要不符，则应在邻近型号中找与所需要不符，则应在邻近型号中找H H H H和和和和Q Q Q Q都稍大一点的。都稍大一点的。都稍大一点的。都稍大一点的。若几个型号都满足，应选一个在操作条件下效率最好的。若几个型号都满足，应选一个在操作条件下效率最好的。若几个型号都满足，应选一个在操作条件下效率
36、最好的。若几个型号都满足，应选一个在操作条件下效率最好的。为保险，所选泵可以稍大；但若太大，工作点离最高效率点太远，则为保险，所选泵可以稍大；但若太大，工作点离最高效率点太远，则为保险，所选泵可以稍大；但若太大，工作点离最高效率点太远，则为保险，所选泵可以稍大；但若太大，工作点离最高效率点太远，则能量利用程度低。能量利用程度低。能量利用程度低。能量利用程度低。若被输送液体的性质与标准流体相差较大，则应对所选泵的特性曲线若被输送液体的性质与标准流体相差较大，则应对所选泵的特性曲线若被输送液体的性质与标准流体相差较大，则应对所选泵的特性曲线若被输送液体的性质与标准流体相差较大，则应对所选泵的特性曲
37、线和参数进行校正，确定是否能满足要求。和参数进行校正，确定是否能满足要求。和参数进行校正，确定是否能满足要求。和参数进行校正，确定是否能满足要求。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理3 3 3 3 离心泵的安装与操作离心泵的安装与操作离心泵的安装与操作离心泵的安装与操作 （1 1 1 1）安装：）安装：）安装：）安装：安装高度不能太高，应小于允许安装高度安装高度不能太高，应小于允许安装高度安装高度不能太高，应小于允许安装高度安装高度不能太高，应小于允许安装高度。尽量减少吸入管路的阻力，尽量减少吸入管路的阻力，尽量减少吸入管路的阻力，尽量减少吸入管路的阻力， 主要考虑：吸入管路短、直、粗
38、、管件少。主要考虑：吸入管路短、直、粗、管件少。主要考虑：吸入管路短、直、粗、管件少。主要考虑：吸入管路短、直、粗、管件少。 （2 2 2 2）操作：）操作：）操作：）操作：启动前应灌泵；启动前应灌泵；启动前应灌泵；启动前应灌泵；应在关闭出口阀的情况下启动泵；应在关闭出口阀的情况下启动泵；应在关闭出口阀的情况下启动泵；应在关闭出口阀的情况下启动泵；停泵前先关闭出口阀；停泵前先关闭出口阀；停泵前先关闭出口阀；停泵前先关闭出口阀；二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理一一一一 、往复泵：往复工作的容积式、往复泵：往复工作的容积式、往复泵：往复工作的容积式、往复泵：往复工作的容积式泵，依靠活塞
39、的往复运动周期性改泵，依靠活塞的往复运动周期性改泵，依靠活塞的往复运动周期性改泵，依靠活塞的往复运动周期性改变泵腔容积将液体吸入和压出。变泵腔容积将液体吸入和压出。变泵腔容积将液体吸入和压出。变泵腔容积将液体吸入和压出。1 1往复泵的结构往复泵的结构吸入阀和排出阀均为单向阀。吸入阀和排出阀均为单向阀。活塞与阀间的空间称为工作室。活塞与阀间的空间称为工作室。 往复泵装置简图往复泵装置简图11泵泵缸缸; ; 22活活塞塞; ; 33活活塞塞杆杆; ; 4 4吸入阀吸入阀; 5; 5排出阀排出阀单动泵：一侧装有吸入阀和排出阀单动泵：一侧装有吸入阀和排出阀. .二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本
40、原理活塞与电机相连，在泵缸内作往复运动；活塞与电机相连，在泵缸内作往复运动；活塞与电机相连，在泵缸内作往复运动；活塞与电机相连，在泵缸内作往复运动；活塞自左向右移动时，排出阀关闭，吸入活塞自左向右移动时，排出阀关闭，吸入活塞自左向右移动时，排出阀关闭，吸入活塞自左向右移动时，排出阀关闭，吸入 阀打开，液体进入泵缸，直至活塞移至最右端。阀打开，液体进入泵缸，直至活塞移至最右端。阀打开，液体进入泵缸，直至活塞移至最右端。阀打开，液体进入泵缸，直至活塞移至最右端。活塞由右向左移动，吸入阀关闭而排出阀开启，将液体以高压排出。活塞由右向左移动，吸入阀关闭而排出阀开启，将液体以高压排出。活塞由右向左移动，
41、吸入阀关闭而排出阀开启，将液体以高压排出。活塞由右向左移动，吸入阀关闭而排出阀开启，将液体以高压排出。活塞移至左端，排液完毕，完成一个工作循环，周而复始实现送液。活塞移至左端，排液完毕，完成一个工作循环，周而复始实现送液。活塞移至左端，排液完毕，完成一个工作循环，周而复始实现送液。活塞移至左端，排液完毕，完成一个工作循环，周而复始实现送液。说明：说明：说明：说明：冲程：活塞在两端点间的移动距离。冲程：活塞在两端点间的移动距离。冲程：活塞在两端点间的移动距离。冲程：活塞在两端点间的移动距离。单动泵：活塞往复运动一次，吸液和排液各一次，交替进行，输送液体单动泵：活塞往复运动一次，吸液和排液各一次，
42、交替进行，输送液体单动泵：活塞往复运动一次，吸液和排液各一次，交替进行，输送液体单动泵：活塞往复运动一次，吸液和排液各一次，交替进行，输送液体不连续。由于活塞的往复运动是不等速的，瞬间流量不均匀，形成的流不连续。由于活塞的往复运动是不等速的，瞬间流量不均匀，形成的流不连续。由于活塞的往复运动是不等速的，瞬间流量不均匀，形成的流不连续。由于活塞的往复运动是不等速的，瞬间流量不均匀，形成的流量曲线：量曲线：量曲线：量曲线：Q Q2.2.工作原理：工作原理：二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理单动往复泵双动泵：活塞左右两侧都有阀门，吸双动泵：活塞左右两侧都有阀门，吸双动泵：活塞左右两侧都有阀
43、门，吸双动泵：活塞左右两侧都有阀门，吸液和排液同时进行。液和排液同时进行。液和排液同时进行。液和排液同时进行。活塞自左向右移动时，工作室左侧吸活塞自左向右移动时，工作室左侧吸活塞自左向右移动时，工作室左侧吸活塞自左向右移动时，工作室左侧吸入液体，右侧排出液体，活塞自右向入液体，右侧排出液体，活塞自右向入液体，右侧排出液体，活塞自右向入液体，右侧排出液体，活塞自右向左移动时，工作室右侧吸入液体，左左移动时，工作室右侧吸入液体，左左移动时，工作室右侧吸入液体，左左移动时，工作室右侧吸入液体，左侧排出液体，活塞的每一次行程都在侧排出液体，活塞的每一次行程都在侧排出液体，活塞的每一次行程都在侧排出液体
44、，活塞的每一次行程都在吸液和排液，每一个工作循环吸液和吸液和排液，每一个工作循环吸液和吸液和排液，每一个工作循环吸液和吸液和排液，每一个工作循环吸液和排液各两次，因而供液流量连续，但排液各两次，因而供液流量连续，但排液各两次，因而供液流量连续，但排液各两次，因而供液流量连续，但仍有起伏。仍有起伏。仍有起伏。仍有起伏。Q Q采用三台双动泵并联工作，其送采用三台双动泵并联工作，其送液量较均匀。液量较均匀。Q Q为提高流量的均匀性，左右两排出阀上方为提高流量的均匀性，左右两排出阀上方增设空气室，利用空气的压缩和膨胀来存增设空气室，利用空气的压缩和膨胀来存放和排出部分液体，对液流波动起缓冲作放和排出部
45、分液体，对液流波动起缓冲作用用 稳压装置稳压装置二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理双动往复泵3.3.3.3.往复泵特点：往复泵特点：往复泵特点：往复泵特点：(1)(1)(1)(1)流流流流量量量量只只只只与与与与泵泵泵泵缸缸缸缸尺尺尺尺寸寸寸寸、冲冲冲冲程程程程、活活活活塞塞塞塞往往往往复复复复次次次次数数数数有有有有关关关关，与与与与泵泵泵泵的的的的压压压压头头头头、管管管管路路路路等等等等无关。无关。无关。无关。(2)(2)(2)(2)理论上理论上理论上理论上(3)(3)(3)(3) 单动泵的流量：单动泵的流量：单动泵的流量：单动泵的流量：Q Q Q QT T T TASnASn
46、ASnASnr r r r 双动泵的流量：双动泵的流量：双动泵的流量：双动泵的流量：Q Q Q QT T T T(2A-a)S n(2A-a)S n(2A-a)S n(2A-a)S nr r r r式中：式中：式中：式中： Q Q Q QT T T T 往复泵理论流量，往复泵理论流量，往复泵理论流量，往复泵理论流量，m m m m3 3 3 3/s/s/s/s； A A A A 活塞截面积，活塞截面积，活塞截面积，活塞截面积，m m m m2 2 2 2； a a a a 活塞杆截面积，活塞杆截面积，活塞杆截面积，活塞杆截面积，m m m m2 2 2 2； S S S S 活塞的冲程活塞的冲
47、程活塞的冲程活塞的冲程( ( ( (在泵缸内移动的距离在泵缸内移动的距离在泵缸内移动的距离在泵缸内移动的距离) ) ) )，m m m m； n n n nr r r r 活塞往复频率，活塞往复频率，活塞往复频率，活塞往复频率，1/s1/s1/s1/s。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理(3)(3)往复泵提供的压头只与管路的情况有关，往复泵提供的压头只与管路的情况有关，与泵的几何尺与泵的几何尺 寸、流量无关寸、流量无关; ;(4)(4)往复泵具有自吸能力往复泵具有自吸能力; ;(5)(5)启动和停车时须开出口阀门（与离心泵相反）。启动和停车时须开出口阀门（与离心泵相反）。流量调节流量
48、调节 不能用排出管路上的阀门不能用排出管路上的阀门; ;(6)(6)往复泵的理论流量是由单位时间内活塞扫过的体积决定的，往复泵的理论流量是由单位时间内活塞扫过的体积决定的，排液能力只与活塞位移有关，与管路无关，这种泵称为正位移排液能力只与活塞位移有关，与管路无关，这种泵称为正位移泵。泵。实际流量小于理论流量，仍为常数，压头高时会稍变小。实际流量小于理论流量，仍为常数，压头高时会稍变小。实际流量小于理论流量，仍为常数，压头高时会稍变小。实际流量小于理论流量，仍为常数，压头高时会稍变小。 瞬时流量不均匀而一段时间内流量的固定性。瞬时流量不均匀而一段时间内流量的固定性。瞬时流量不均匀而一段时间内流量
49、的固定性。瞬时流量不均匀而一段时间内流量的固定性。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理4 4 4 4、往复泵的工作点与流量调节、往复泵的工作点与流量调节、往复泵的工作点与流量调节、往复泵的工作点与流量调节流量调节方法：流量调节方法：支路调节：在排出管上安装支路。支路调节：在排出管上安装支路。支路作用：使排出液体部分流回吸入管路，即使主支路作用：使排出液体部分流回吸入管路，即使主管中的流量发生变化，泵送流量不变。支路还设安管中的流量发生变化，泵送流量不变。支路还设安全阀，当泵出口压力超过规定值，安全阀被顶开，全阀，当泵出口压力超过规定值，安全阀被顶开，使出口减压。使出口减压。改变曲柄转速
50、：通过改变曲柄转速，来改变活塞改变曲柄转速：通过改变曲柄转速，来改变活塞往复运动的频率，达到调节流量的目的。往复运动的频率，达到调节流量的目的。工作点：泵特性与管特性的交点。工作点：泵特性与管特性的交点。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理屏蔽泵屏蔽泵标准型反向清洗标准型反向清洗立式逆向循环型立式逆向循环型标准逆向循环型标准逆向循环型基本分离型基本分离型基本型轴外循环基本型轴外循环基本型轴内循环基本型轴内循环高温分离型高温分离型二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理 在石油化工及油气集输生产过程中，常常需要对物在石油化工及油气集输生产过
51、程中，常常需要对物料进行加热，换热器是现介质之间热量热交换的设备。料进行加热，换热器是现介质之间热量热交换的设备。在石油、化工装置中换热器占据着重要的位置，通常在石油、化工装置中换热器占据着重要的位置，通常约占总投资的约占总投资的30-45%30-45%，占设备总重量的，占设备总重量的40%40% 。1 1、接触式换热器、接触式换热器2 2、蓄热式换热器、蓄热式换热器3 3、间壁式换热器（板、管式换热器、间壁式换热器（板、管式换热器 ）约占总量的）约占总量的90%90%以上。以上。（四）换热器（四）换热器二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理接触式换热器的工作原理是两种介质经接触而相互传
52、接触式换热器的工作原理是两种介质经接触而相互传递热量。如电厂使用的凉水塔、小型浴室热水加热等。递热量。如电厂使用的凉水塔、小型浴室热水加热等。 二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理 蓄热式换热器的工作原理是先加热固体物质使其蓄热式换热器的工作原理是先加热固体物质使其达到一定温度后，冷介质再通过固体物质而被加热，达到一定温度后，冷介质再通过固体物质而被加热，达到传热的目的，这种换热器使用量极少达到传热的目的，这种换热器使用量极少 。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理 间壁式换热器：间壁式换热器：当一种液体与另一种液体进行交当一种液体与另一种液体进行交换而且不允许混合时，就要求在
53、间壁式热交换器中进换而且不允许混合时，就要求在间壁式热交换器中进行，冷热液体用固体传热面隔开。间壁式热交换器类行，冷热液体用固体传热面隔开。间壁式热交换器类很多。在各种换热器中，由于管壳式换热器单位体积很多。在各种换热器中，由于管壳式换热器单位体积内能够提供较大的传热面积，传热效果比较好、并且内能够提供较大的传热面积，传热效果比较好、并且适应性较强，因此是生产上应用最广泛的换热设备，适应性较强，因此是生产上应用最广泛的换热设备，约占总量的约占总量的90%90%以上。以上。 管壳式换热器、螺旋板式换热器、套管式换热器、管壳式换热器、螺旋板式换热器、套管式换热器、板式换热器、板壳式换热器板式换热器
54、、板壳式换热器 二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理 1 1、管壳式换热器是把换热管与管板连接，再用壳、管壳式换热器是把换热管与管板连接，再用壳体固定的一种换热器。石油、化工装置中的换热设备，体固定的一种换热器。石油、化工装置中的换热设备，应用最广泛的是管壳式换热器。因为许多工艺过程都应用最广泛的是管壳式换热器。因为许多工艺过程都具有高温、高压、高真空、有腐蚀等特点，而管壳式具有高温、高压、高真空、有腐蚀等特点，而管壳式换热器具有选材范围广，换热表面清洗较方便，适应换热器具有选材范围广，换热表面清洗较方便，适应性强，处理能力大，特别是能承受高温和高压等特点，性强，处理能力大，特别是能承
55、受高温和高压等特点，所以管壳式换热器被广泛应用于化工、炼油、石油化所以管壳式换热器被广泛应用于化工、炼油、石油化工、制药、印染以及其它许多工业中。工、制药、印染以及其它许多工业中。 U U形管式换热器、浮头式换热器、固定管板式换热形管式换热器、浮头式换热器、固定管板式换热器、填料函式换热器器、填料函式换热器 二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理（1 1）固定管板式换热器）固定管板式换热器 换热器的两端管板采用焊接方法与壳体连接固定。换热管可换热器的两端管板采用焊接方法与壳体连接固定。换热管可为光管或低翅管。其结构简单，制造成本低，能得到较小的壳体为光管或低翅管。其结构简单，制造成本低，
56、能得到较小的壳体内径，管程可分成多样，壳程也可用纵向隔板分成多程，规格范内径，管程可分成多样，壳程也可用纵向隔板分成多程，规格范围广，故在工程中广泛应用。其缺点是壳侧不便清洗，只能采用围广，故在工程中广泛应用。其缺点是壳侧不便清洗，只能采用化学方法清洗，检修困难，对于较脏或对材料有腐蚀性的介质不化学方法清洗，检修困难，对于较脏或对材料有腐蚀性的介质不能走壳程。壳体与换热管温差应力较大，当温差应力很大时（大能走壳程。壳体与换热管温差应力较大，当温差应力很大时（大于于5050o oC C），可以设置单波或多波膨胀节减小温差应力。固定管板），可以设置单波或多波膨胀节减小温差应力。固定管板式换热器可分
57、为带膨胀节和不带膨胀节两种形式式换热器可分为带膨胀节和不带膨胀节两种形式 。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理（2 2）U U形管式换热器形管式换热器 U U形管式换热器是将换热管弯成形管式换热器是将换热管弯成U U形，管子两端固形，管子两端固定在同一块管板上。由于换热管可以自由伸缩，所以定在同一块管板上。由于换热管可以自由伸缩，所以壳体与换热管无温差应力。因壳体与换热管无温差应力。因U U形管式换热器仅有一块形管式换热器仅有一块管板，所以结构较简单，管束可从壳体内抽出，壳侧管板，所以结构较简单，管束可从壳体内抽出，壳侧便于清洗，但管内清洗稍困难，所以管内介质必须清便于清洗，但管内清
58、洗稍困难，所以管内介质必须清洁且不易结垢。洁且不易结垢。U U形管式换热器一般用于高温高压情况形管式换热器一般用于高温高压情况下，尤其是壳体与换热管金属壁温差较大时。下，尤其是壳体与换热管金属壁温差较大时。 壳程可壳程可设置纵向隔板，将壳程分为两程。设置纵向隔板，将壳程分为两程。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理( (3)3)浮头式换热器结构如图所示，其一端管板与壳体固定，而另浮头式换热器结构如图所示，其一端管板与壳体固定，而另一端的管板可以在壳体内自由浮动。壳体和管束对热膨胀是自一端的管板可以在壳体内自由浮动。壳体和管束对热膨胀是自由的，故当两种介质的温差较大时，管束与壳体之间不会
59、产生由的，故当两种介质的温差较大时，管束与壳体之间不会产生温差应力。浮头端设计成可拆结构，使管束可以容易地插入或温差应力。浮头端设计成可拆结构，使管束可以容易地插入或抽出，这样为检修和清洗提供了方便。抽出，这样为检修和清洗提供了方便。这种形式的换热器特别这种形式的换热器特别适用于壳体与换热管温差应力较大，而且要求壳程与管程都要适用于壳体与换热管温差应力较大，而且要求壳程与管程都要进行清洗的工况进行清洗的工况。浮头式换热器的缺点是结构复杂，价格较贵，。浮头式换热器的缺点是结构复杂，价格较贵，成本较固定管板式换热器高成本较固定管板式换热器高2020，而且浮头端小盖在操作时无，而且浮头端小盖在操作时
60、无法知道泄漏情况，所以装配时一定要注意密封性能。法知道泄漏情况，所以装配时一定要注意密封性能。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理管壳式换热器系列特征和适用范围管壳式换热器系列特征和适用范围二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理2 2、套管式换热器、套管式换热器 套管式换热器是由两种大小不同的标准管连接或套管式换热器是由两种大小不同的标准管连接或焊接而成的同心套筒，根据换热要求，可将几段套筒焊接而成的同心套筒，根据换热要求，可将几段套筒连接起来组成换热器。进行换热时一种流体在内管，连接起来组成换热器。进行换热时一种流体在内管，另一种流体则在套管的间隙流动。套管式换热器的优另一种流
61、体则在套管的间隙流动。套管式换热器的优点是制造简单年内，耐压高。缺点是金属耗量高，难点是制造简单年内，耐压高。缺点是金属耗量高，难以构成较大的面积，占地面积也较大。一般适用于中以构成较大的面积，占地面积也较大。一般适用于中小流量的工况小流量的工况。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理3 3、蛇管式换热器、蛇管式换热器 蛇管式换热器是由直管及弯管组称的管组或螺旋蛇管式换热器是由直管及弯管组称的管组或螺旋形管组，一般将其浸没在承有液体的容器内，如大罐、形管组，一般将其浸没在承有液体的容器内，如大罐、燃料油罐等设备的加热、单盘管换热器等。蛇管式换燃料油罐等设备的加热、单盘管换热器等。蛇管式换
62、热器内通入热载体（蒸汽、热水或热油等）热器内通入热载体（蒸汽、热水或热油等） 二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理4 4、螺旋板式换热器、螺旋板式换热器螺旋板式换热器是由两块平行的钢板在专用设备上制螺旋板式换热器是由两块平行的钢板在专用设备上制成，每块钢板都被绕成螺旋形，并形成两个同心通道。成，每块钢板都被绕成螺旋形，并形成两个同心通道。进出口管分别装于通道的边缘端。螺旋板式换热器具进出口管分别装于通道的边缘端。螺旋板式换热器具有体积小、效率高、制造简单、成本低等优点。是一有体积小、效率高、制造简单、成本低等优点。是一种高效换热设备，适用汽汽、汽液、液液传热。种高效换热设备，适用汽汽、
63、汽液、液液传热。螺旋板式换热器按结构形式可分为不可拆式螺旋板式螺旋板式换热器按结构形式可分为不可拆式螺旋板式及可拆式螺旋板式换热器及可拆式螺旋板式换热器 二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理（1 1）由于设备由两张卷制而成，形成了两个均匀的螺旋通道，）由于设备由两张卷制而成，形成了两个均匀的螺旋通道，两种传热介质可进行全逆流流动，大大增强了换热效果，即使两种传热介质可进行全逆流流动，大大增强了换热效果，即使两种小温差介质，也能达到理想的换热效果。两种小温差介质，也能达到理想的换热效果。（2 2）在壳体上的接管采用切向结构，局部阻力小，由于螺旋通）在壳体上的接管采用切向结构，局部阻力小，
64、由于螺旋通道的曲率是均匀的，液体在设备内流动没有大的转向，总的阻道的曲率是均匀的，液体在设备内流动没有大的转向，总的阻力小，因而可提高设计流速使之具备较高的传热能力。力小，因而可提高设计流速使之具备较高的传热能力。 （3 3）不可拆式螺旋板式换热器螺旋通道的端面采用焊接密封，）不可拆式螺旋板式换热器螺旋通道的端面采用焊接密封，因而具有较高的密封性。因而具有较高的密封性。（4 4）可拆式螺旋板换热器其中一个通道可拆开清洗，特别适用）可拆式螺旋板换热器其中一个通道可拆开清洗，特别适用有粘性、有沉淀液体的热交换。有粘性、有沉淀液体的热交换。（5 5）螺旋板式换热器按公称压力可分为）螺旋板式换热器按公
65、称压力可分为PN0.6PN0.6、1.01.0、1.61.6、2.5MPa(2.5MPa(系指单通道能承受的最大工作压力系指单通道能承受的最大工作压力) )。按材质可分为碳。按材质可分为碳素钢和不锈钢。用户可根据实际工艺情况选用。素钢和不锈钢。用户可根据实际工艺情况选用。（6 6）单台设备不能满足使用要求时，可以多台组合使用）单台设备不能满足使用要求时，可以多台组合使用。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理5 5、板式换热器、板式换热器 板式换热器是由许多换热板片板式换热器是由许多换热板片( (冲压有波纹槽的金属薄板冲压有波纹槽的金属薄板) )，按一定间隔四周通过密封垫片密封按一定间隔
66、四周通过密封垫片密封, ,并用夹紧螺柱压紧而成，其并用夹紧螺柱压紧而成，其角上的孔构成了连续的通道，介质从入口进入通道角上的孔构成了连续的通道，介质从入口进入通道, ,并被分配到并被分配到换热板片之间的流道内，每张板片都有密封垫片，板与板之间换热板片之间的流道内，每张板片都有密封垫片，板与板之间的位置是交替放置，两种流体，分别进入各自通道，由板片隔的位置是交替放置，两种流体，分别进入各自通道，由板片隔开，一般情况下，两种介质在通道内逆流流动，热介质将热能开，一般情况下，两种介质在通道内逆流流动，热介质将热能传递给板片，板片又将热能传递给另一侧的冷介质，从而达到传递给板片，板片又将热能传递给另一
67、侧的冷介质，从而达到热介质温度降低被冷却，冷介质温度升高得到加热的目的。热介质温度降低被冷却，冷介质温度升高得到加热的目的。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理（1 1）传热系数高）传热系数高 ：压制为波纹的薄板片，能使流体：压制为波纹的薄板片，能使流体在较小的流速下产生湍流，板阻小，所以板式换热器在较小的流速下产生湍流，板阻小，所以板式换热器有较高的传热系数，一般在有较高的传热系数，一般在3000W/3000W/K K以上，为管壳式以上，为管壳式换热器的换热器的3 35 5倍。完成同一换热任务，板式换热器的倍。完成同一换热任务，板式换热器的换热面积仅为管壳式换热器的换热面积仅为管壳式
68、换热器的1/31/31/41/4。 （ 2 2）结构紧凑、占地面积小：板式换热器的结构十结构紧凑、占地面积小：板式换热器的结构十分紧凑，单位体积内提供的换热面积为管壳式换热器分紧凑，单位体积内提供的换热面积为管壳式换热器的的2 25 5倍，板式换热器的占地面积约为管壳式换热器倍，板式换热器的占地面积约为管壳式换热器的的1/51/51/101/10。（3 3）检修、清洗方便）检修、清洗方便 ：把板式换热器的夹紧螺柱从：把板式换热器的夹紧螺柱从侧面拆掉后，即可松开板束检修产品，或进行机械清侧面拆掉后，即可松开板束检修产品，或进行机械清洗，整个检修、清洗过程十分简捷、方便。洗，整个检修、清洗过程十分
69、简捷、方便。 板式换热器的特点板式换热器的特点二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理（4 4）很容易改变换热面积或流程组合）很容易改变换热面积或流程组合 ：只要增加：只要增加（或减少）几张板片，即可实现增加（或减少）换热（或减少）几张板片，即可实现增加（或减少）换热面积。另外，改变板片的排列，或更换几张板片即可面积。另外，改变板片的排列，或更换几张板片即可达到要求的流程组合，适应新的换热工况。达到要求的流程组合，适应新的换热工况。（5 5）污垢系数低）污垢系数低 ：由于板式换热器通道内流体的剧：由于板式换热器通道内流体的剧烈湍动，流通死区基本没有，同时用不锈钢或其它材烈湍动，流通死区基本
70、没有，同时用不锈钢或其它材料冷压制的换热面表面很光滑，杂质不容易沉积和粘料冷压制的换热面表面很光滑，杂质不容易沉积和粘附在表面，垢层不容易形成。附在表面，垢层不容易形成。板式换热器的特点板式换热器的特点二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理（6 6）末端温差小：末端温差这个指标也是用于衡量换）末端温差小：末端温差这个指标也是用于衡量换热器换热效率高低的一个重要指标，它是指热介质进热器换热效率高低的一个重要指标，它是指热介质进口的温度和冷介质出口的温度的差（或热介质出口的口的温度和冷介质出口的温度的差（或热介质出口的温度和冷介质进口的温度的差），通常情况下板式换温度和冷介质进口的温度的差）
71、，通常情况下板式换热器在水水换热时，可以到热器在水水换热时，可以到11，而管壳式换热器最，而管壳式换热器最小到小到55。（7 7）重量轻）重量轻 ：板式换热器的板片厚度可以很薄，同：板式换热器的板片厚度可以很薄，同时又没有管壳式换热器大的管板和壳体，所以在完成时又没有管壳式换热器大的管板和壳体，所以在完成同样的换热任务的情况下，板式换热器的面积又很小，同样的换热任务的情况下，板式换热器的面积又很小，重量仅为管壳式换热器的重量仅为管壳式换热器的1/51/51/101/10。板式换热器的特点板式换热器的特点二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理6 6、换热器强化传热的方法、换热器强化传热的方
72、法从从Q QAKtmAKtm的传热基本方程式可以看出，当热负荷的传热基本方程式可以看出，当热负荷Q Q一定时，增加传热面积一定时，增加传热面积A A，总传热系数，总传热系数K K或温差或温差tmtm中的一个或几个参数均可强化传热。但是究竟提高中的一个或几个参数均可强化传热。但是究竟提高哪个参数最好，应根据不同的工况作具体分析。哪个参数最好，应根据不同的工况作具体分析。（1 1）增加传热面积）增加传热面积A A（2 2）增加总传热系数）增加总传热系数K K（3 3）增加温差）增加温差tmtm二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理 塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产塔设备是化工、石
73、油等工业中广泛使用的重要生产设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会，使质、热两种传递过程能够迅速有效地接触的机会，使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行；还要能使接触之后的气、液两相及时分开，互进行；还要能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。因此，蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进不夹带。因此，蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。行。 根据塔内气液接触部件的结构型式，塔设备可分为根据塔内气液接触部件的结构型式，塔设备可分为板式塔与填料塔两大类板式塔与填料塔两大类（五）分馏塔（五）分馏塔分馏塔分馏塔塔内气液接塔内气液接触部件的结
74、触部件的结构型式构型式板式塔板式塔填料塔填料塔二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理错流塔板错流塔板逆流塔板逆流塔板塔内气液流塔内气液流动的方式动的方式泡罩塔泡罩塔筛板塔筛板塔浮阀塔浮阀塔喷射型塔板喷射型塔板栅板栅板淋降栅板淋降栅板散堆填料散堆填料归整填料归整填料分馏塔动画分馏塔动画二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理 板式塔板式塔内沿塔高装有若干层塔板（或称塔盘），液体内沿塔高装有若干层塔板（或称塔盘），液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流靠重力作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流动的液层；气体则靠压差推动，由塔底向上依次穿过各塔动的液层；气体则靠压差
75、推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触，板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。 填料塔填料塔内装有各种形式的固体填充物，即填料。液相内装有各种形式的固体填充物，即填料。液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上，靠重力作用沿填料表面由塔顶喷淋装置分布于填料层上，靠重力作用沿填料表面流下；气相则在压强差推动下穿过填料的间隙，由塔的一流下；气相则在压强差推动下穿过填料的间隙，由塔的一端流向另一端。气、液在填料的表面上进行接触，其组成端流向另一端。气、液在填料的表面上进行接触，其组成沿塔高连续地变
76、化。沿塔高连续地变化。 二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理按照塔内气液流动的方式，可将塔板分为错流塔板与逆流塔板两类。按照塔内气液流动的方式，可将塔板分为错流塔板与逆流塔板两类。错流塔板：塔内气液两相成错流流动，即流体横向流过塔板，而气错流塔板：塔内气液两相成错流流动，即流体横向流过塔板，而气体垂直穿过液层，但对整个塔来说，两相基本上成逆流流动。错流体垂直穿过液层，但对整个塔来说，两相基本上成逆流流动。错流塔板必须设置和受液槽，堰高可以控制板上液体流径与液层厚度，塔板必须设置和受液槽，堰高可以控制板上液体流径与液层厚度，以期获得较高的效率。但是降液管占去一部分塔板面积，影响塔的以期获
77、得较高的效率。但是降液管占去一部分塔板面积，影响塔的生产能力；而且，流体横过塔板时要克服各种阻力，因而使板上液生产能力；而且，流体横过塔板时要克服各种阻力，因而使板上液层出现位差，此位差称之为液面落差。液面落差大时，能引起板上层出现位差，此位差称之为液面落差。液面落差大时，能引起板上气体分布不均，降低分离效率。错流塔板广泛用于蒸馏、吸收等传气体分布不均，降低分离效率。错流塔板广泛用于蒸馏、吸收等传质传热操作中。质传热操作中。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理 逆流塔板亦称穿流板，板间不设降液管，气液两相同时逆流塔板亦称穿流板，板间不设降液管，气液两相同时由板上孔道逆向穿流而过。栅板、
78、淋降筛板等都属于逆流由板上孔道逆向穿流而过。栅板、淋降筛板等都属于逆流塔板。这种塔板结构虽简单，板面利用率也高，但需要较塔板。这种塔板结构虽简单，板面利用率也高，但需要较高的气速才能维持板上液层，操作弹性较小，分离效率也高的气速才能维持板上液层，操作弹性较小，分离效率也低，工业上应用较少。低，工业上应用较少。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理 填料塔也是一种重要的气液传质设备。它的结构很简填料塔也是一种重要的气液传质设备。它的结构很简单，在塔体内充填一定高度的填料，其下方有支承栅板，单，在塔体内充填一定高度的填料，其下方有支承栅板，上方为填料压板及液体分布装置。液体自填料层顶部分散上
79、方为填料压板及液体分布装置。液体自填料层顶部分散后沿填料表面流下而润湿填料表面；气体在压强差推动下，后沿填料表面流下而润湿填料表面；气体在压强差推动下，通过填料间的空隙由塔的一端流向另一端。气液两相间的通过填料间的空隙由塔的一端流向另一端。气液两相间的传质通常是在填料表面的液体与气相间的界面上进行的。传质通常是在填料表面的液体与气相间的界面上进行的。壳体可由陶瓷、金属、玻璃、塑料制成，必要时可在金属壳体可由陶瓷、金属、玻璃、塑料制成，必要时可在金属筒体内衬以防腐材料。为保证液体在整个截面上的均匀分筒体内衬以防腐材料。为保证液体在整个截面上的均匀分布，塔体应具有良好的垂直度。填料塔不仅结构简单，而布，塔体应具有良好的垂直度。填料塔不仅结构简单，而且有阻力小和便于用耐腐材料制造等优点且有阻力小和便于用耐腐材料制造等优点。二、常用设备的基本原理二、常用设备的基本原理精心精心 诚信诚信 创新创新 奉献奉献 发发展展
