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第六章 化工设备设计概述 一、容器的结构与分类 一、容器的结构与分类 一、容器的结构与分类 1. 按容器的作用原理 ⑴ 反应设备 主要是用来完成介质的物理、化学反应的设备。如：反应器、发生器、反应釜、聚合釜、高压釜、分解塔、合成塔、变换炉等。 ⑵ 换热设备 主要是用来完成介质的热量交换的设备。如：热交换器、加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、废热锅炉等。 ⑶ 分离设备 主要是用来完成介质的流体压力平衡和气体净化分离等的设备。如：分离器、过滤器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、干燥塔等。 ⑷ 贮运设备 主要是用来盛装生产和生活用的原料气体、液体、液化气体等。如：各种贮罐、贮槽、高位槽、计量槽、槽车等。 一、容器的结构与分类 2. 按容器形状分类 ⑴ 方形和矩形容器 由平板焊成，制造简单，但承压能力差，只用作小型常压贮槽。 ⑵ 球形客器 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稍难，一般多用作贮罐。 ⑶ 圆筒形容器 由圆柱形简体和各种回转形成型封头(半球形、椭球形、碟形、圆锥形)或平板封头所组成。作为容器主体的圆柱形筒体，制造容易，安装内件方便，而且承压能力较好，因此这类容器应用最广。 一、容器的结构与分类 一、容器的结构与分类 4. 按壁温分类 ⑴ 常温容器 指壁温高于-20℃至200℃条件下工作的容器； ⑵ 高温容器 指壁温达到材料蠕变温度下工作的容器。对碳家钢或低合金钢容器，温度超过420℃，合金钢（如Cr-Mo钢）超过450℃，奥氏体不锈钢超过550℃，均属高温容器； ⑶ 中温容器 指壁温在常温和高温之间的容器； ⑷ 低温容器 指壁温低于-20℃条件下工作的容器。其中低于-20℃至 -40℃者为浅冷容器，低于-40℃者为深冷容器。 一、容器的结构与分类 5. 按结构材料分类 金属容器：目前应用最多的是低碳钢和普通低合金钢制的容器。在腐蚀严重或产品纯度要求高的场合，使用不锈钢、不锈复合钢板或铝、银、钴等制的容器，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。 非金属材料既可作容器的衬里，又可作独立的构件。常用的有硬聚氯乙烯、玻璃。钢、不透性石墨、化工搪瓷、化工陶瓷以及砖、板、花岗岩、橡胶衬里等。 一、容器的结构与分类 6. 按综合安全管理分类 《压力容器安全技术监察规程》-99版，根据容器压力的高低、介质的危害程度以及在使用中的重要性，将压力容器分为以下三类： A.三类容器。符合下列情况之一者为三类容器： (1)高压容器； (2)中压容器(毒性程度为极度和高度危害介质)； (3)中压贮存容器(易燃或毒性程度为中度危害介质，且设计压力与容积之积pV ≥ 10MPa·m3)； (4)中压反应容器(易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV ≥0.5MPa·m3)； (5)低压容器(毒性程度为极度和高度危害介质，且pV ≥0.2MPa·m3)； (6)高压、中压管壳式余热锅炉； (7)中压搪玻璃压力容器； (8)使用强度级别较高(抗拉强度规定值下限≥540MPa)的材料制造的压力容器； (9)移动式压力容器，包括铁路罐车（气体、低温液体或永久气体运输车）和罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体等）； (10)球形贮罐(容积V ≥50m3)； (11)低温液体贮存容器(V ≥5m3)。 一、容器的结构与分类 6. 按综合安全管理分类 B. 二类容器。符合下列情况之一且不在第1款之内者为二类容器： (1)中压容器； (2)低压容器(毒性程度为极度和高度危害介质)； (3)低压反应容器和低压贮存容器(易燃介质或毒性程度为中度危害介质)； (4)低压管壳式余热锅炉； (5)低压搪玻璃压力容器。 C. 一类容器。低压容器且不在第1、第2款之内者。 注：化学介质毒性程度和易燃介质的划分可参照有关规定。 二、容器零部件的标准化 1. 标准化的意义 就广义而言，从产品的设计、制造、检验和维修等许多方面来看，标准化是组织现代化生产的重要手段之一。 实现标准化，有利于成批生产，缩短生产周期、提高产品质量，降低成本，从而提高产品的竞争能力。标准化为组织专业化生产提供了有利条件。 有利于合理地利用国家资源，节省原材料，能够有效地保障人民的安全与健康；采用国际性的标准化，可以消除贸易障碍提高竞争能力，实现标准化可以增加零部件的互换性。 有利于设计、制造、安装和检修，提高劳动生产率。 我国有关部门已经制定了一系列容器零部件的标准。例如封头、法兰、支座、人孔、手孔和视镜等。 二、容器零部件的标准化 2. 容器零部件标准化的基本参数 容器零部件标准化的基本参数是公称直径DN和公称压力PN。 ⑴ 公称直径 钢板卷制的筒体和成形封头来说，公称直径是指它们的内径； 无缝钢管做容器筒体时公称直径是指无缝钢管的外径。 管子的公称直