1、 第六章 機械設備知識教學目的：使員工掌握機械設備的基礎知識教學重點：常用設備的基礎知識第一節 常用運轉設備根據流體流動規律知道，如果要將流體從低處送到高處，從低壓變為高壓，從低速變為高速以及克服流體流動過程中產生的阻力，就需要把外加能量加給液體的機械液體輸送機械來完成。輸送液體、提供液體能量的機械被稱為泵。下面介紹幾種最常用的泵。1.1 離心泵1.1.1 離心泵的工作原理利用葉輪高速旋轉時產生的離心力來輸送液體的機械。1.1.2 離心泵的性能參數與特性曲線1）揚程 又稱泵壓頭，它是指泵對單位重量（1N）液體所提供的有效能量，用來克服輸送液體時由于液體位置、壓力、速度變化和輸送過程的摩擦阻力所

2、造成的壓頭損失。泵提供能量的能力，其單位可用（m液柱）表示。泵的揚程與葉輪的結構、大小和轉速有關。應當注意，離心泵的揚程與揚程高度不同，泵的揚程高度是指泵將液體從低出送到高處的垂直高度。只有當泵的進出口容器都處于0.1MPa，進出口管徑相同的及管路阻力可忽略不計時，泵的揚程才與揚程高度相等。2）離心泵的充量。它是指單位時間內泵向管路輸送的淮體流量，它表明了泵輸送淮體量的能力。泵的流量取決于葉輪的大小、轉速、葉輪越大，轉速越快，則泵的流量越大。1.1.3泵的功率和效率，泵的功率稱為泵的軸功率，它是指泵在單位時間內從電機處獲得的能量。泵本身不會產生能量，它之所以能使液體增加臺量，是靠電機帶動泵軸旋

3、轉，從電機處獲得了能量，并大部分傳遞給了液體，提高淮體的能量；另一部分則在運轉過程中被損耗。淮體真正獲得的功率稱為有效功率。泵的效率即是指泵的有效功率和國功率的比值。泵在動轉過程中損失的能量越多，液體得到的能量越少，其效率就越差。1.1.4泵的汽蝕現象和安裝高度，離必泵的吸液是葉輪在旋轉時，葉輪中心處形成了低壓，液體靠池液面上方的大氣壓和泵的入口處的壓強差把液體壓進泵內的。當液面壓強為定值時，使液體流動的壓強差就有一個限度，不會大于液面壓強。因此，泵的吸上高度（即泵入口中心距離池液面的高度）也有一個限度，即泵的安裝高度有一定的限度。運用柏努力方程來分析可得知，泵安裝得離池液面越高，泵入口處壓強

4、將越快（即真空度越大），當泵入口處壓強小于淮體的飽和蒸汽壓時，液體就在泵入口處沸騰，產生大量的流量、揚程、效率都急劇下降，這種現象稱為泵的“汽蝕現象”。為了防止汽汽蝕現象的產生，必須使泵入口處的壓強大于液體的飽和蒸汽壓，這是確定泵安裝高度的原則。1.1.5離心泵安裝與運行時的維護1）安裝時注意事項（1）選擇安裝地點，要求靠近液源，場地明亮干燥，便于檢修、拆裝。（2）泵的地基要求堅實，一般用混凝土地基，地腳螺絲連接，防止震動。（3）泵軸和電機轉軸要嚴格控制水平。（4） 吸入管路的安裝應嚴格控制好安裝的高度，并盡量減少彎頭、閥門等局部阻力，吸入管的直徑不應該小于泵進口的直徑。2）運行時的維護啟動前

5、必須使泵內灌滿液體，直至泵殼頂部排氣孔冒液為止。這是因為離心泵沒有自吸能力，空泵啟動不能輸送液體。另外，啟動前將出口閥全關，使其在流量為零的情況下啟動，使泵所需功率最少，避免電機因啟動時過載而燒壞。啟動后逐漸調節出口閥來調節流量。運轉時要經常檢查軸承是否過熱，潤滑情況是否良好，注意填料層的泄漏和發熱情況，填料的松緊要適當。停車時首先關閉出口閥，以防止停車時出口管路中液體倒流而使泵葉輪倒轉，引起葉輪螺母松脫，葉輪和泵軸松脫等現象。離心泵和其他類型泵相比較，構造簡單，造價低廉，占地面積小，便于安裝、操作、和維護，流量均勻，便于調節，出口管路堵塞時不至損壞泵體等優點。但離心泵的揚程比較低，且受流量的

6、影響，效率也比較低，對泵的密封性要求高，運轉中如果有空氣漏入泵內，易產生氣栓而降低排液量甚至不出液體。因此，離心泵場用于低揚程、大流量的場合，或用于輸送含固體顆粒的懸浮液、污水、腐蝕性液體。1.1.6 其他類型泵1）往復泵往復泵是依靠往復運動的活塞一次開啟吸入閥和排出閥從而吸入和排出液體的。其主要部件有泵缸、活塞、活塞桿、吸入閥和排出閥。往復泵主要適用于小流量、高揚程的場合。輸送高粘度液體的效率比離心泵高。但不能用來輸送腐蝕性的液體和含有固體粒子的懸浮液，以免損傷缸體。2） 軸流泵軸流泵式利用高速旋轉的螺旋式葉輪將液體從吸入口推向排出口。因為泵內液體沿著泵軸方向流動，故名軸流泵。它結構簡單，輸

7、送量大，效率高，但是揚程很低，適用于流量大而揚程不是很大的場合。3） 齒輪泵齒輪泵的主要構件是一對嚙合的齒輪，其中一個靠電機帶動旋轉稱為主動輪，另外一個靠主動輪的嚙合而轉動成為從動輪。齒輪泵的結構簡單，工作可靠，揚程高而流量小，可用于輸送粘稠液體以及膏狀物，但不能輸送含有固體顆粒的懸浮液。4）漩渦泵漩渦泵的外形和離心泵有些相似，主要的工作部件是葉輪和泵體。葉輪是一個圓盤，圓盤邊緣有一周徑向葉片，通過葉輪的高速旋轉，使液體在葉片間形成渦流運動，并使液體沿著流道流至排出口。漩渦泵的流量小、揚程高、體積小，結構簡單，又氣體漏入也不影響工作。其缺點是效率低。它適于輸送流量小，外加壓頭要求高的清液和具有

8、揮發性的液體，但不能輸送含有固體顆粒的懸浮液，以免泵體和葉輪損壞。5）螺旋泵螺旋泵由泵殼和螺桿組成。它與齒輪泵相似，利用兩根相互嚙合的螺桿推動液體軸向移動，液體從螺桿兩端進入而從中央排出。螺桿越長，則泵的揚程越高。螺桿泵的效率比齒輪泵高，操作時無噪聲，工作壽命長，結構緊湊，流量連續而均勻。適用于輸送清潔和粘稠液體。1.1.7 離心泵和其他泵相比較，具有以下特點：1) 流量均勻、運轉平穩、振動小，不需要特別減震的基礎。2）轉速高，可以與電動機或蒸汽透平機直接連接，結構緊湊，質量小，占地面積小。3）設備安裝、維護和檢修費用比較低。4）流量和揚程范圍寬，應用范圍廣。5）應用排出閥調節流量，操作簡單、

9、管理方便，泵站容易實現遠距離操作。1.1.8 型號是表征性能特點的代號，我國的離心泵型號尚未完全統一。現在大部分采用以漢語拼音與阿拉伯數字組合編制的方式，通常由三個單元組成： 泵的揚程（m）或比轉數除10取整代號泵的結構、特征、用途及材料等代號泵的吸入口直徑（mm）代號有時在后面還附有字母A、B 、C，表示泵式經切割過的葉輪，A表示第一次切割；B表示第二次切割；C表示第三次切割（極限切割）。對于多級離心泵，由兩部分組成中間以乘號隔開，乘號前的數字表示泵的單級揚程，乘號后面的數字表示泵的級數。其他特殊表示方法，泵樣本或標準都會有較詳細的介紹。表1-4列出了離心泵基本型號代號。 表1-4 離心泵基

10、本型號代號型號泵的名稱型號 泵的名稱ISB或BAD或DADLYYGFPISO國際標準型單級單吸離心泵單級單吸懸壁式離心清水泵多級多段式離心泵多級立式筒形離心泵離心式油泵離心工管道油泵耐腐蝕油泵屏蔽式離心泵S或shDSKDKDSZFYWWX 單級雙吸式離心泵多級分段式首級為雙吸葉輪多級中開式單級葉輪多級中開式首級為雙級葉輪自吸式離心泵耐腐蝕液下式離心泵一般漩渦泵漩渦離心泵 葉輪名義直徑（mm）泵出口直徑（mm）泵進口直徑（mm）國家標準泵系列代號 IS8065160葉輪名義直徑160mm排出口直徑65mm吸入口直徑80mm單級、單吸懸臂式清水離心泵1.2 離心式壓縮機1.2.1 離心式壓縮機的機

11、構和工作原理1）離心式壓縮機的應用離心式壓縮機是一種葉片旋轉式壓縮機，它是靠高速旋轉的葉輪給予氣體作用力（離心力），使氣體獲得速度能和壓力能，再經擴壓通道，使速度能轉化為壓力能，從而使氣體的壓力進一步提高。1.2.2 離心式壓縮機的優缺點 優點：1） 離心式壓縮機結構簡單緊湊，易損零件少，便于檢修，運轉可靠，一般能連續運轉1-2年以上，所以不需要備機，操作和維修費用及人員相對減少。2） 離心式壓縮機轉速高，排氣量均勻，生產能力大，重量輕，機組尺寸小，土建投資少。3） 消除氣體帶油的問題，沒有污染氣體的現象。4） 離心式壓縮機可用各種的動力機械拖動，對于煉油廠和化工廠也用副產蒸汽驅動工業汽輪機作

12、動力，提高工廠的綜合熱效率。缺點：1） 離心式壓縮機目前還不適于氣量大小及壓比過高的場合。2） 離心式壓縮機的效率一般比活塞式壓縮機低5-10%，這是因為離心式壓縮機中氣流的速度較高，能量損失較大。3） 離心式壓縮機只能在設計工況下工作時才能獲得最高效率，離開工況點操作時效率就會下降，并且當流量減小到一定程度時，壓縮機會產生“喘振”。4） 離心式壓縮機不易在高壓比的同時得到小流量，離心式壓縮機的單級壓比很少超過3，只有采用多級才能獲得高壓。5） 高壓比、小流量的離心式壓縮機由于流道窄，所以制造加工困難，所以流動損失較大，壓縮機的效率較低。1.2.3 離心式壓縮機的結構及工作過程氣體首先通過入口

13、的過濾器，然后由吸入室吸入，流經葉輪時葉輪對氣體作功，使氣體的壓力、速度和溫度升高，氣體從葉輪出來后進入擴壓器，在擴壓其中氣體的速度降低，壓力進一步提高，最后進彎道、回流器引出以上為一個“級”的壓縮過程，所以“級”由葉輪、擴壓器、彎道、回流器組成，最后一“級”由葉輪、擴壓器、蝸殼組成，一般為了節省功耗和防止氣溫溫度太高，將壓縮機分為“兩段”或多“段”，即氣體經若干“級”壓縮后經道蝸殼引出經冷卻后再引入下一級壓縮，引出前后的所有“級”，各叫一“段”，一般離心式壓縮機分兩段。在離心式壓縮機的結構中，習慣將轉動的部分稱為轉子，不能轉動的部分稱為靜子，每個部分包括很多零部件，現將主要部分作一介紹。1）

14、轉子轉子是離心式壓縮機的主要部件，它是由主軸和軸套、葉輪、平衡盤、推力盤、聯軸器和卡環組成。（1）葉輪 葉輪是壓縮機中隊氣體做功的唯一部件，其中閉式葉輪是由輪盤、輪蓋和葉片組成，根據制造工藝的不同，也輪分為焊接葉輪、柳接葉輪、鑄造葉輪、電蝕加工葉輪等。（2）主軸主軸是支持旋轉零件及傳遞扭矩作用的。根據結構形式分為階梯軸和光軸兩種，光軸具有形狀簡單，加工方便等優點。（3）平衡盤在多級離心式壓縮機中，因每級葉輪輪兩側氣體作用力大小不等，使轉子受到一個指向低壓端的合力，這個合力即稱為軸向力，平衡盤是利用它兩邊的氣體壓差來平衡軸向力的零件。它的一側壓力是末級葉輪盤側間隙中壓力，另一側通向大氣或進氣管，

15、通常平衡盤只平衡一部分軸向力剩余的軸向力由止推軸承承擔。（4）止推盤（推力盤） 由于平衡盤只平衡一部分軸向力，所以，剩余的軸向力靠止推軸承來承擔，止推盤的作用就是把一部分軸向力傳遞給止推軸承。（5）聯軸承 聯軸承是軸與軸相互連接的一個部件。靠它來傳遞扭矩，離心式壓縮機的軸，有的直接與原動機相連，有的與增速箱相連。 2）靜子 靜子包括機殼、擴壓機、彎道、回流器、渦殼等。另外，密封、軸承也應視為靜子的一部分。（1） 機殼機殼也成為氣缸，對中低壓離心式壓縮機，一般采用水平分割型式，利用裝配，上下機殼由定位銷定為，用螺栓連接。對于高壓離心式壓縮機，則采用圓筒形鍛鋼機殼，以承受高壓，這種結構的端蓋世利用

16、螺栓和筒型機殼連接的。（2） 擴壓機氣體從葉輪流出時，仍具有較高的流動速度，為了充分利用這部分速度能，以提高氣體的壓力，在葉輪后面設置了流通面積逐漸擴大的擴壓器，擴壓器一般由無葉、葉片、直壁型等多種形式。（3） 彎道在多極離心式壓縮機中，級與級之間，氣體必須拐彎，就要有彎道，彎道是由機殼和隔板形成的彎環形空間。（4） 回流器回流器的作用是使氣體按所需方向均勻的進入下一級，它由隔板和導流葉片組成。（5） 蝸殼蝸殼的主要作用是將擴壓器后或葉輪后流出的氣體聚集起來引出機器。（6） 密封為了減少通過轉子與固定元件間的間隙的漏氣量，常裝有密封，最常用的是迷宮密封，密封分為內密封、外密封兩種。（7） 軸承

17、離心式壓縮機有支持軸承和止推軸承，支持軸承為滑軸承，它的作用是支持轉子使之高速運轉，止推軸承則承受轉子剩余的軸向力。（8） 功率和效率在考慮上述三種損失以后，通常用效率來估計各項損失的大小，然后就能計算出壓縮機的功率。葉輪傳給氣體的功主要應該包括以下三個方面：（1） 用于提高氣體的壓力；（2） 用于提高氣體的動能；（3） 用于克服流動阻力。3） 軸承離心式壓縮機上有兩種軸承：徑向軸承和止推軸承，徑向軸承是支撐轉子并保持轉子處于一定的徑向位置，使轉子在其中正常旋轉。止推軸承的作用是承受轉子的軸向力，阻止轉子的軸向竄動，以保持轉子在氣缸中的軸向位置。止推軸承通常安裝在轉子的低壓端。目前，離心式壓縮

18、機上所用的軸承，都是采用滑動軸承。滑動軸承是由軸承體、軸瓦、潤滑系統三部分組成。軸頸在軸承孔內旋轉，潤滑油在軸頸與軸瓦之間形成油膜，以減少摩擦與磨損。滑動軸承按其摩擦潤滑性質及形成油膜的作用原理可分為動壓軸承及靜壓軸承。1）消除油膜震蕩的方法（1）控制轉速，即轉速應避開轉子第一臨街轉速的兩倍。（2）控制潤滑油的壓力，粘度及溫度。（3）提高轉子平衡的精度，提高軸承的裝配質量。（4）選擇抗震性強的軸承結構。1.2.4 喘振 1） 喘振又叫飛動，使離心式壓縮機的一種特殊現象。對喘振，目前有以下幾種解釋：（1）在低流速、高壓力比的情況下，當工作點進入離心式壓縮機性能曲線終于峰值能兩頭對應的流量以下負斜

19、率區時，管路壓力和壓縮機排氣壓力倒過來，以致造成壓力流量脈動的現象。（2）隨著流量的減少，也輪的出口角將變小，擴壓器內的氣體通路將增長，擴壓器器壁引起的摩擦損失將增加，從而使壓力反向導致逆流的產生。（3）隨著流量的減少，氣體無法充滿葉輪通道從而產生逆流，而且在低于峰值的范圍內，這種逆流將急劇產生等等。喘振使壓力、流量和軸功率都急劇變動，給生產操作帶來很大混亂，并且由于振動給壓縮機也帶來很大的危險，若處理不當，會造成各種嚴重事故。為了避免喘振的發生，必須使壓縮機的工作點離開喘振點，使系統的操作壓力低于喘振點的壓力，當生產上市及需要的氣體流量低于喘振點的流量時，可以采用循環的方法，使壓縮機出口一部

20、分氣體經冷卻后，返回入口。2）臨界轉速： 轉動的次數決定于轉子的轉速，轉動一次就振動一次，這種振動叫強迫振動。當自振和強迫振動的頻率相等或承倍數時，叫共振。共振的壓縮機轉數叫臨界轉速。對于一臺離心式壓縮機來說，臨界轉速不止一個，轉速最低的一個叫做臨界轉速。3）振動：離心式壓縮機最復雜的機械故障時振動。而且產生的原因也很多，綜合起來有以下幾個方面：（1）臨界轉速：當轉子固有振動頻率正好和轉速重合時，由于轉子制造安裝上的偏差引起每轉一次，加振力將會產生的劇烈共振性振動。臨界轉速包括轉子本身的固有軸向臨界轉速以及與驅動機或其他直連壓縮機軸之間結合產生的扭轉臨界轉速。驅動機和壓縮機都必須絕對避免的臨界

21、轉速范圍內運轉。（2）對中不良：軸心偏移情況下的振動，振動頻率與轉速相等，而且沿水平和垂直方向都有50%以上的弧形振動。主要原因，受熱機殼移位，排氣管路受熱變形，應進行熱態對中找正加以解決。（3）油膜震蕩和幽默卷振：強制供油的襯瓦式軸承中，凡是在臨界轉速的2倍以上轉速上發生的軸振蕩稱為油膜震蕩，低于此轉速發生的軸振動則為油膜卷振。其振動頻率都等于轉速的一半左右。此時，軸與軸承間的油膜旋轉速度約為軸旋轉速度的一半，同向旋轉，所以引起了這種自激的或不穩定的振動，油膜振蕩和油膜卷振使由于油膜的作用引起的，因而隨著軸承開關的不同、見習大小的差異、油壓、油溫的變化、振蕩的現象也不一樣。為了防止油膜振蕩，

22、選定適當的工作轉速或改變軸承形狀，使其不連續，如采用橢圓軸承、多葉片式壓力軸承、可傾瓦軸承等以防止油膜震蕩，都是很有效的。（4）平衡破壞：軸轉速與振動頻率一致，而水平和垂直方面振幅較大。1.2.5其他不適當的軸承間隙，軸頸偏心，聯軸器不好，聯軸器螺栓與螺孔加工不準，基礎灌漿不當等都可以引起振動。1.3日常維護1.3.1 定期巡檢，并做好記錄。1.3.2 定期監測機組聲響和振動1.3.3 嚴禁在喘振工況下運行1.3.4 定期檢查潤滑油溫度和壓力，油過濾器前后壓差超過規定值，要及時清洗過濾器。1.3.5 定期檢查潤滑油液位，并及時補加1.3.6 定期檢查軸承，電機定子，冷卻水溫度。1.3.7 檢查

23、各動靜密封部位，及時處理泄露。1.3.8 備用機組要定期盤車。并做好相應的記錄。 第二節 閥門的種類和作用2.1 閥門的種類和作用閥是安裝在管道上可以調節流體的流量、壓力，切斷流體流動等作用的裝置，利用它可以有效地控制生產工藝。按照閥的構造和作用可以分為以下幾種。2.1.1 旋塞（考克）優點是結構簡單，閉起迅速，全開時流體阻力較小，但不能準確地調節流量，旋塞易卡住閥體難以轉動，密封面易磨損。2.1.2 截止閥 截止閥構造比較復雜，流涕阻力比較大，但嚴密可靠，可耐酸、高溫和壓力。常用于輸送蒸汽、壓縮空氣和油品，但不應用在粘性大和含有固體物料的液體物料輸送上。安裝時要注意流體流向與閥門進出口一致。

24、2.1.3 閘閥 閥體內裝有一個閘板，轉動手輪使閥桿下面的閘板升降，從而調節和閉啟管內流體流量。閘閥全開時，流涕阻力較小，但制造和維修都比較困難。閥體高度達，占地多，價格較貴，多用在大型管路中作開啟閉用。不適合于輸送漢顆粒料及作流量調節使用。2.1.4 其他閥單向閥 （止逆閥） 其作用是僅允許流體向一個方向流動，一旦倒流就自動關閉。安全閥 是用來防止設備內壓力超標，當壓力超過規定指標時，閥可自動開啟，排除多余的流體，壓力復原后又自動關閉，是一種安全生產的保險裝置，常用在中壓和高壓操作設備上。常用的安全閥有杠桿式和彈簧式兩種。減壓閥 能自行降低管路和設備內的高壓，使達到規定的低壓。流量調節閥 是

25、配合控制儀表使用的一種自動調節閥，用膜片的運動和彈簧的彈力來調節閥芯的上下運動，從而開啟和關閉閥門。另外工廠中還有蝶閥、隔膜閥、疏水閥等。2.2 閥門型號的代號說明：閥門的型號由7個部分組成，按下列順序編制1234567表明閥體材料，用漢語拼音字母標示見表表示公稱壓力，用公稱壓力數值表示表示密封面或襯里材料，用漢語拼音表示見27表示結構形式，有一位阿拉伯數字表示見表26表示連接形式，用一位阿拉伯數字表示見表25表示驅動方式，用一位阿拉伯數字表示見表24表示閥門類別，用漢語拼音字母標示見表23 表23 閥門類別代號類別代號類別代號類別代號閘閥Z蝶閥D安全閥A截止閥J隔膜閥G減壓閥Y節流閥L旋塞法

26、X疏水閥S球閥Q止回閥H 表25 閥門連接型式代號連接型式代號連接型式代號內螺紋1對夾7外螺紋2卡箍8法蘭4卡套9焊接6 表26 閥門結構型式代號閥門類別結構型式代號閥門類別結構型式代號閘閥契式明桿單閘板1蝶閥垂直板式5雙閘板2斜板式8暗桿單閘板5杠桿式9雙閘板6疏水閥浮球式1平形式明桿單閘板3鐘形浮子式2雙閘板4脈沖式3截止閥回流法直通式1熱動力式4直角式4減壓閥薄膜式1直流式5彈簧薄膜式2波紋管式8活塞式3壓力計9波紋管式4止回閥升降式水平瓣1安全閥彈簧式微啟式1垂直瓣2全啟式2旋啟式單瓣4封閉帶扳手微啟式3多瓣5全啟式4球閥浮動球直通式1不封閉帶扳手微啟式7三通式T4全啟式8L5帶散熱片

27、全啟式0固定球直通式72.3 閥門的基本參數2.3.1 公稱致敬：閥門的進出口通道的名義致敬（即規格的大小）叫做閥門的公稱通徑，用Dg表示（試用國際為DN），單位為mm.2.3.2 公稱壓力：是指閥門在急診溫度狀態下的名義壓力用Pg表示（試用國際為PN）單位為公斤力/平方厘米，新國際為MPa。2.3.3 工作溫度：為保證閥門在某溫度下不發生變形和破裂，規定了各種材質閥門的使用溫度。2.3.4 適用介質：介質有極強的腐蝕性，為保證閥門的使用壽命，選用閥門時要考慮其材質的耐腐蝕性。第三節 常用的塔、器、罐塔設備是化學工業、石油工業、石油化工等生產中最重要的設備之一，它可使氣（汽）液和液液兩相之間進

28、行充分的接觸，達到相互傳熱及傳質的目的。在塔設備中能進行的單元操作有：精餾、吸收、解吸、氣體的增濕和冷卻等。3.1 塔設備的分類和總體結構分類：塔最常用的是按塔的內部結構分為板式塔和填料塔兩大類。在塔式板中，塔中裝有一定數量的塔盤。氣體自塔底向上以鼓包噴射的形式空過塔盤上的液層，使兩相密切接觸，進行傳質。兩相的組分濃度言塔高呈階梯式變化。在填料塔中，塔內裝有一定高度的填料。液體自塔頂沿填料表面向下流動，作為連續相的氣體自塔底向上流動，與液體進行逆流傳質。兩相的組分濃度沿塔高呈階梯式變化。 塔設備的總體結構包括塔體、塔體支座、除沫器、接管、人孔和手孔以及塔內件。3.2 常見的板式塔、填料塔常見的

29、板式塔又泡罩塔、篩板塔、浮閥塔、舌形塔及浮動舌形塔。塔盤系由氣液接觸元件、塔板、降液管及受液盤、溢流堰等構成。填料塔是由塔體、噴淋裝置、填料、箅板、再分部器以及氣、液進出口等組成。3.3 塔設備的使用和維護3.3.1 操作時要求氣速平穩，壓力波動小，否則頁面波動泡沫較多，影響氣液吸收效果。3.3.2 經常注意進塔氣體和液體的壓力變化，做到及時調整。 3.3.3 開停溫差較大的塔時，應該先打開排氣閥，通入小量的蒸汽或熱液進行溫塔，不驟然升溫，以防發生裂紋。3.3.4 經常檢查塔體孔溫、法蘭接口有無滲漏現象，發現后要及時處理。3.3.5 經常檢查塔體有無較大振動，發現立即查明原因設法解決。3.3.

30、6 保持塔體清潔，油漆完好，保溫層無破損。3.4 壓力容器壓力容器一般泛指在石油化工和其他工業中用于完成反應、傳質傳熱、分離和貯運等生產工藝過程，并且有特定功能的承受一定壓力的設備，因此壓力容器從廣義上來說應該包括所有承受壓力荷載的密封容器。但是從安全角度來說，壓力容器的界定范圍應該根據發生事故的可能性和危害性來考慮，這兩者與壓力容器中的工作介質、工作壓力及容積大小有關，國家勞動總局1981年頒發的壓力容器安全監察規程中規定，同時具備下列三個條件的容器稱為壓力容器。1）工作壓力Pw0.098MPa。2）容積V25L，且Pw·V19.6·L·MPa。 3）介質為氣體

31、，液化氣體，液化氣體和工作溫度高于標準沸點（指在一個標準大氣壓下的沸點）的液體。3.4.1 壓力容器的特點1） 從壓力容器所盛裝介質上看，大部分介質具有易燃、易爆、劇毒和腐蝕性強的特點。2） 從工藝參數的范圍上看，有的是在-20以下運行，又得要在300以上運行，有些容器的工作壓力低于1.6MPa，有的容器在100MPa上的壓力下工作，因此具有工藝參數范圍大的特點。3） 從安全的角度上看，壓力容器破裂爆炸不僅僅是容器本身遭到損壞，也會破壞其他的設備及建筑物，甚至造成人身傷亡事故。因此壓力容器發生事故具有危害性極大的特點。3.4.2 壓力容器的分類為了便于技術管理和監督檢查，通常對壓力容器從安全監

32、查，工藝原理、容器壁厚及工作壁溫等方面進行分類。1） 按壓力分按容器承受的壓力（p）可分為內壓容器和外壓容器。內壓容器又可分為低壓、中壓、高壓容器。（1） 低壓容器a、低壓容器：0.1p 1.6MPab、中壓容器：1.6p 10MPac、高壓容器：10p100MPad、超高壓容器：100100MPa (2) 外壓容器容器的內部壓力小于外部壓力時，稱為外壓容器。其中，內部壓力小于一個絕對大氣壓（0.1 MPa）的外壓容器又叫真空容器。2） 從安全監督角度分類，將壓力容器分為三類。（1）屬于下列情況之一的維一類容器：a、非易燃或無毒介質的抵押容器；b、易燃易爆或有毒介質的低壓分離容器和換熱容器。（

33、2）屬于下列情況之一的維二類容器：a、中壓容器。b、劇毒介質的低壓容器。c、易燃易爆或有毒介質的低壓反應容器和中壓容器。d、內徑小于1m的低壓廢熱鍋爐 （3）屬于下列情況之一的維三類容器： a、 高壓、超高壓容器。 b、 劇毒介質，且PwV0.2MPaM3的低壓容器或劇毒介質的中壓容器。 c、 易燃或有毒介質，且PwV0.5MPaM3的中壓反應容器，或PwV5MPaM3的中壓貯運容器。d、 中壓廢熱鍋爐或內徑大于1m的低壓廢熱鍋爐。1）按工藝作用原理分（1） 反應容器（2） 換熱容器（3） 分離容器（4） 貯運容器2）按壓力容器繁榮壁厚分類（1）薄壁容器，當容器的外徑與內徑的比K1.15稱薄壁

34、容器。（2）厚壁容器，當容器的外徑與內徑的比K1.15則稱厚壁容器。3) 按容器的工作壁溫分類（1）高溫容器：當容器的壁溫t300則稱高溫容器。（2）常溫容器：當容器的溫度-20t300則稱常溫容器。（3）低溫容器：當容器的壁溫t-20則稱低溫容器。4）按承壓方式分類有內壓容器和外壓容器兩種。5）按容器的安裝方式分類有立式容器和臥式容器兩種。3.4.3 壓力容器用鋼壓力容器制造所用材料可分為金屬材料和非金屬材料兩大類，但多數壓力容器是用金屬材料制造的，在金屬材料中又以鋼材用得最多，這是因為鋼材具有壓力容器所需要的良好機械性能并且價格較低，容易獲得。常用的鋼材如下：1、碳鋼：壓力容器所用的碳鋼為

35、普通的低碳鋼。其中沸騰，如A3F主要用來制造壓力不大于5.88×104Pa，溫度不低于0，無毒和非易燃介質的壓力容器。鎮靜鋼（如A2、A4）比沸騰鋼含雜質低，多用壓力不大于9.8×105Pa溫度不低于0，且壁厚不大于16mm，不允許用它制造盛裝液化石油氣的容器。由于碳鋼耐腐蝕性能差，故主要用于弱腐蝕性的介質中。弱介質有較強的腐蝕性，可用碳鋼作設備的基體，在內表面襯一層耐腐蝕料，如不銹鋼、鋁、鉛、塑料、橡膠、樹脂漆、耐酸搪瓷等。2、合金高強度鋼：低合金高強度鋼是一種低碳結構用鋼，其合金元素含量雖然較少，但強度（尤其是屈服強度）卻比同等含碳量達碳鋼要高得多，并且一般都具有良好的

36、焊接性能和腐蝕性能。采用低合金高強度鋼的目的主要是減輕結構重量，降低設備成本，但是低合金高強度鋼在加工制造時，工藝要求比普通碳素鋼要嚴格得多，特別是在焊接過程中要嚴格控制工藝條件，否則會造成缺陷或留下隱患，導致壓力容器失效，甚至造成嚴重事故。3、氫氮鋼：抗氫氮鋼也是一種低合金鋼，合金鋼中加入一定量的鉻合鉬，具有抗氫和氮的腐蝕能力，主要用于合成氨生產的合成塔內件和石油裂化的加氫設備。4、不銹鋼和不銹耐酸鋼：在空氣和水中耐腐蝕的鋼稱為耐腐蝕鋼；在酸類等強腐蝕性介質中具有高度耐腐蝕性能的鋼稱為不銹耐酸鋼。按其化學成分可分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼兩大類，并在這兩大類的基礎上發展了很多耐腐蝕、耐熱和機械性

37、能優良的鋼種。采用不銹鋼制造化工容器不僅能耐腐蝕，而且具有較高的強度，但是其價格較高一般不宜采用，對于較高壓力的化工容器常采用不銹鋼做襯里的內件，既保證了耐腐蝕性能又節省了不銹鋼的用量。目前鋼廠專門軋制的復合鋼板，就是由一層不銹鋼和一層碳鋼壓合而成，專門供容器制造選用。5、低溫鋼：低溫用鋼主要用于制造低溫容器，如制冷設備，空分和加氫設備等。低溫鋼除了具有足夠的強度指標外，更要求具有足夠韌性和其他低溫機械性能，以防止低溫機械脆斷造成嚴重事故。化工容器材料的選擇一定要根據容器設備的使用條件，如溫度、壓力、腐蝕性等，進行全面的綜合分析，然后根據材料等方面的性能作出正確的選擇，既要滿足化工工藝要求又要

38、做到經濟合理。3.4.4壓力容器的基本結構壓力容器一般由筒體（又稱殼體）、封頭、法蘭、支座、接口管、人孔、液位計及視鏡等組成。1、筒體筒體是壓力容器的主要受壓元件之一，以圓柱形筒體應用最為廣泛，其原因是：1）從受力情況來看，圓筒體是一個平滑的曲面，應力分布較為均勻，沒有形狀突變而產生附加應力。2）圓筒較球體制造容易，成本低。3）圓筒筒體便于內部裝配工藝附件。4）一般長度和直徑的比較，介質間接觸時間長。高壓容器的筒體，其壁厚較大，可用優質低碳鋼和合金鋼鍛造，或采用層板包扎，經過焊接、熱處理機加工、檢驗等工序制造而成。應注意的是，焊接圓筒筒體的公稱直徑指的是內徑，而用無縫鋼管制作筒體時，容器的公稱

39、直徑是指的它的外徑。2、封頭與端蓋封頭與端蓋是用來與筒體組成容器的殼體。但兩者有所區別，封頭與筒體焊接在一起，不可拆卸。端蓋帶法蘭，用螺栓等緊固件與筒體法蘭相聯結，可拆卸；封頭與端蓋的外形有凸形封頭、錐形封頭和平板封頭等。1）凸形封頭凸形封頭右半球形封頭、蝶形封頭、橢圓形封頭和五這邊球形封頭等四種。2）錐形封頭為了收集容器內的顆粒物料和粘稠液體，或則是為了均勻分布氣體通常采用錐形封頭。錐形封頭分為帶折邊的和不帶折邊的兩種。3）端蓋高壓容器要求端蓋壁很厚，不宜制造凸形封頭，所以多采用平板形端蓋。3、接口管壓力容器在使用過程中需要有物料的進出口關機控制液面溫度和壓力儀表口。4、人孔和手孔為了便于安

40、裝拆卸內部裝置和定期清理、檢查，容器上需要開設人孔和手孔。人孔和手孔有圓形和橢圓形兩種。5、開孔補強結構容器開孔后，減小了容器壁的受力面積，而且開孔邊緣處還產生應力集中，孔邊的最大應力比容器的平均應力大3-6倍。這對容器的安全運行很不利。為了減小孔邊的應力集中，常用增加筒體的壁厚或接厚壁管的方法，使應力集中的數值減小到允許達范圍之內，這種措施就稱為開孔補強，如圖-1-8和圖-1-9所示。開孔補強的結構形式有加強圈和厚壁管補強兩種形式。 圖-1-8 加強圈補強 圖-1-9 厚壁管加強結構6、容器的法蘭和墊片法蘭和墊片是容器可拆連接的重要部件，國家已制定了一系列法蘭和墊片的標準，供設計的生產實踐中

41、選用。1）法蘭：法蘭連接時可拆部件，因此要求轉配和拆卸都方便，并且要保證在操作條件下不泄漏，同時要有足夠的強度，成本應低廉。法蘭的分類方法很多。按其結構形式分類可分為以下三種：(1)整體法蘭：這類法蘭常有錐形的脖頸，又稱長頸法蘭，法蘭與容器或管道聯成一體。(2)活套法蘭：法蘭與容器或管道不直接聯成一體，如把法蘭套在凸緣或翻邊上。(3)任意式法蘭：這種法蘭加工出坡口，套在筒體或管道上，然后將二者焊在一起，其受力情況介于整體法蘭和活套法蘭之間，其剛性較整體法蘭差，比活套法蘭強。法蘭密封面的形式有三種（a）平面型密封面：密封面為光滑平面或加工二、三條溝槽的平面。這種形式結構簡單，加工方便，但壓緊后密

42、封性較差，僅試用與壓力不高，介質非易燃和無毒的場合。(b)凹凸形密封面：它是由一個凸面和一個凹面組成，凹面中放入墊片，壓緊后墊片不易被擠出，密封性較好，運用于壓力較高的場合。(c)榫槽型密封面：一對法蘭的密封面有一個榫和一個槽組成，墊片置于槽中，壓緊后，不僅不會被擠出，而且壓強較高，密封性好。適用于易燃、易爆、有毒介質及壓力較高的場合。2）墊片：墊片的選擇應根據工作系統的溫度、壓力、法蘭密封面的型式和介質的腐蝕性綜合考慮，要求墊片的材料應具有耐腐蝕性，要有一定的機械強度和柔軟性，良好的變形能力和回彈能力，在一定溫度下應不易變質、硬化和軟化。墊片按材質分為金屬和非金屬兩大累。非金屬墊片有：石棉橡

43、膠板、石棉板、紙質板和各種塑料的成型墊片等。這些墊片通常用于常、中溫和中低壓設備或管道法蘭的密封。金屬墊片常用的有：銅、軟鋼、蒙乃爾合金鋼。金屬墊片主要用于中、高溫和中、高壓設備和管道法蘭的連接中。7、支座容器支座的結構很多，主要有立式和臥式兩種。1） 立式支座立式支座用于支承塔器、蒸發器、反應器以及立式儲罐等。（1）耳式支座結構簡單，多用于中小型容器，當用于重量較大的容器時，需要在支座與筒壁之間加墊板，以防止簡體產生很大的局部應力和變形。（2）支腿支座常用在高較短的容器上，當容器內的物料重量較大時，支腿與下封頭之間要加墊板，以防止變形和剪切力過大。支腿要連接在下封頭的曲面上。支腿較高時，需加

44、斜拉撐連接。（3）裙式支座常用在塔器，裙座與封頭連接時，一般要焊在封頭直邊上，而不焊在曲面上，其外徑等于塔的外徑，多采用對焊形式，尺寸較大的裙座，應設人孔和排氣孔，塔底出口接管法蘭應伸出裙座外面，接管上要有支撐架，以適應接管熱脹冷縮的需要。由于塔器高大，群底除承受塔器全部重量外，還要求受風力載荷和地震荷，所以裙底常采用螺栓結構。鞍式支座，鞍式支座最常用于臥式容器，如換熱器，液體貯罐等。8、高壓容器的密封1）高壓容器的密封是高壓設備中除簡體外的另一重要的組成部分，高壓設備能否正常運轉在很大程度上取決于密封結構的完善程度。一個良好的密封結構，應滿足下列要求。（1）在正常運行、開始工作和試壓時，密封

45、結構均為可靠，在壓力和溫度波動的情況下，仍能保持密封良好。（2）結構要求簡單，制造方便。（3）安裝拆卸及維修方便。（4）全部密封結構所消耗金屬量要少。（5）構造費用低，密封構件能多次使用，能耐介質的腐蝕。2）高壓密封結構形式與類別（1）平墊密封a、平墊密封結構型式，在連接表面之間放有軟金屬墊片（退火紫銅、退火鋁等）在螺栓的預緊力的作用下，接觸面上的不平處，被金屬軟墊填充，從而保證了密封嚴密。為了改善密封性能，在密封面上可以切削出23道環行溝槽。b、主螺栓是高壓容器很重要的零件。因常在高溫高壓下工作，溫度壓力波動，還要產生沖擊載荷，加上裝卸時的巨大扭距，使其工作條件比較復雜。所以要求采用較高、耐

46、沖擊和抗熱性好的材料制造。為了減小溫度應力和集中應力，降低剛性和裝卸時的沖擊載荷影響，螺桿部分直徑應小于螺紋根徑。螺母與螺栓有良好配合，不能過松和過緊，涂以二硫化鉬潤滑劑，以防“咬死”3）安全附件為了確保壓力容器的安全運行，防止由于超壓發生事故，除了采取有效措施，杜絕和減少引起容器產生超壓的各種因素外，在壓力容器上還要裝上安全泄壓裝置。安全泄壓裝置是防止發生超壓的一種保險7裝置，常用的安全裝置有安全閥和防爆片。（1）安全閥的種類、結構及工作原理安全閥的種類，按其整體結構及加載機構的型式可分為杠桿式、彈簧式和脈沖式三種。（a）杠桿式安全閥杠桿式安全閥利用重錘和杠桿來平衡作用的閥瓣上的力，其結構如

47、圖-1-17所示，根據杠桿原理可知，加載機構（重錘和杠桿等）作用在閥瓣上的力與重錘重力之比應等于重錘至杠桿支點的距離與閥桿中心至支點的距離之比，所以它可以使用，重量較小的重錘通過杠桿的作用獲得較大的作用力，而且它可以靠移動重錘的位置（或變換重錘質量）來調整安全閥的開啟壓力，杠桿式安全閥結構簡單，調整容易，而且比較準確，并且所加的載荷不因閥瓣的開高而增加，又適宜于溫度較高的壓力容器，因此過去用得比較普遍。圖-1-17 杠桿式安全4）彈簧式安全閥彈簧式安全閥利用壓縮彈簧的力，其結構如圖-1-18所示。螺旋圈形彈簧的壓縮量可以通過轉動它上面的調整螺母來調節，利用此種結構就可以根據需要校正安全閥的開啟

48、壓力，彈簧式安全閥結構輕便緊湊，靈敏度也比較高，安裝位置不受嚴格限制，而且因為對振動的敏感性差，所以可用于移動式的壓力容器上，這種安全閥缺點是所加載荷會隨著閥的開啟而發生變化，因為隨著閥瓣的升高，彈簧的壓力量增大，作用在閥瓣上的力也隨著增加，這對安全閥的迅速開啟的不利的，另外，閥上彈簧會由于長期受高溫的影響而致彈力減小。（圖II-1-18）5）脈沖式安全閥脈沖式安全閥由主閥和輔閥構成，通過輔閥的脈沖作用主閥動作，它的工作原理是輔閥具有一套重錘杠桿或彈簧加載機構，它通過管子與裝設主閥的管路連通，當容器的壓力超過規定的壓力時，輔閥就會象一般的杠桿式和彈簧式安全閥一樣，閥瓣開啟，氣體由輔閥排出后通過

49、一根旁通管進入主閥活塞下面的空室，并推動活塞，由于主閥的活塞與閥瓣的面積大，所以在相同的氣體壓力下，氣體作用于活塞上力大于它作用于閥瓣上的力，于是活塞通過閥桿將主閥瓣頂開，大量氣體從主閥排除。脈沖式安全閥結構復雜，它通常只適用于安全泄放量很大的容器上，因為口徑很大的大安全閥如果用杠桿式或彈簧式時，要用重量很大的重錘或用彈力很大的彈簧而且這兩者一般都受一定限制。9、安全閥的使用范圍屬于下列情況之一的容器，必須裝設安全閥1） 在生產過程中可能因化學反映或其他原因而增高壓力的容器；2） 盛裝液化器的容器；3） 容器的壓力來源處沒有安全閥，或者雖裝有安全閥，但容器內的許可壓力小于壓力源得壓力；4） 最

50、高工作壓力小于壓力來源壓力的容器。10、安全閥的選用與維護1） 安全閥的選用壓力容器選用何種類型的安全閥，主要決定容器的工藝條件和工作介質的特性。一般容器多采用彈簧式安全閥。過去，在高溫容器中，因彈簧材質在高溫下會失去彈性，限制了它的作用，近年來由于材料及制造工藝的發展，一般彈簧在200時，可同樣使用，帶散熱片的彈簧式安全閥可在450下工作，因而彈簧式安全閥使用越來越廣泛，壓力較底，振動小的容器則可使用杠桿式安全閥。如果容器的工作介質有毒，易燃或對大氣有污染，則采用封閉式安全閥，把氣體排放到允許的地方。不污染大氣的介質，可采用半封閉式或敞開式安全閥。2）安全閥的維護要使安全閥經常處于良好的狀態

51、，保持靈敏正確，必須在壓力容器的運行過程中加強維護和檢查。要經常保持安全閥發清潔，防止閥體、彈簧等，被油垢臟物所粘滿或銹蝕，防止安全閥排放管堵塞。設置在室外露天的安全發閥，冬季應檢查有無防凍措施。要經常檢查安全閥的鉛封是否完好，檢查杠桿安全閥的重錘是否松動、被移動以及另掛重物的現象。安全閥入口管上的閥門，一定要處于全開狀態，以防止安全閥的不起安全保護作用。安全閥必須定期檢查，發現安全閥泄露時，應立即檢修。11、爆破片1）爆破片作用爆破片又稱防爆膜、防爆板和安全片，它的結構比較簡單，主要由一塊很薄的膜片和夾盤組成，由螺釘將膜片夾緊在夾盤中，然后裝在容器的管法蘭上。防爆片是一種斷裂的安全泄壓裝置，

52、當壓力超過某一限度時，膜片斷裂，使設備停止運行，從而保護設備的安全。膜片的材料采用朔性好的材料，如鉛、銅、黃銅、不銹鋼和低碳鋼等。2）爆破片的使用范圍爆破片用在不適宜裝設安全閥的壓力容器上，具體講有以下三種情況應使用爆破片。（1）工作介質不潔凈，混有粘性或粉狀物質的壓力容器或者容易產生結晶的容器，應用爆破片而不使用安全閥，因為介質不潔凈，或介質結晶在長期運行中，使安全閥瓣和安全閥座之間容易粘結或堵塞，使安全閥不能按規定壓力開放，所以要用爆片。（2）壓力不穩定，且易增壓的容器，應使用爆破片，如果由于容器內物料的化學反應或操作不當，以及原料的質量變化，可能使容器在瞬間增壓很多。（3）工作介質有劇毒

53、的容器應使用爆破片，目前最好安全閥的泄露小于1ml/mm，泄露量很小，但在長期運行中，總泄露量也的客觀的。a）設計爆破壓力的選定根據容器的工作壓力確定的爆破片的壓力，稱為設計爆破壓力，設計爆破壓力是選取爆破片的關鍵參數。目前各國對如何確定設計爆破壓力，意見還不一致，美國規定設計爆破壓力是工作壓力的1.5倍，我國規定壓力穩定的容器，設爆破壓力應力容器最高工作壓力的1.25倍設備上使用爆破片的規格和厚度都是按理論計算而得出來的，因此，厚度、材質等規格，不得隨意取代更換。12、壓力表壓力表是用以測量容器內部壓力大小儀表，它可以直接指出容器內流體的壓力數值。13、壓力容器的使用、維護及檢查項目14、容

54、器的正確使用1）制定容器安全操作規程壓力容器一旦發生事故，危害極大，所以國家勞動人事部頒發了壓力容器安全監察過程，要求容器的設計、制造安裝、使用和檢修單位必須認真遵守。使用容器的單位應制定本單位的容器安全操作規程，并嚴格執行內容至少包括：（1）容器的操作工藝指標及最高工作壓力，最高或最底工作溫度；（2）容器的操作方法，開車和停車的操作程序和注意事項；（3）容器運行中應重點檢查的項目部位，以及運行中可能出項的異常現象和防止措施。（4）容器聽用時的封存和保養方法。2）正確操作容器容器的設計、制造、安裝等工作質量再好，如果使用不當，輕者縮短使用壽命，影響生產，重者將發生爆炸事故，所以要求操作人員必須經過技術培訓合格后，才能獨立操作，最主要有七點，下面分別敘述。（1）不得超壓、超溫、超負荷運行；（2）操作時加載荷或載荷的速度不要過快，而且要平穩；（3）高溫或低溫（0以下）條件下工作的容器，加熱與冷卻速度應緩慢進行；（4）盡可能減少容器的開停次數，避免壓力、溫度的大幅度波動；（5）經常保持安全附件齊全、靈敏、可靠；（6）運行時應定時、定點、定線路巡回檢查，防止錯誤操作；（7）容器發生下列異常現象之時，應立即處理并報告有關部門。a、 容器工作壓力，介質溫度或