化工設備課程設計指導

《化工設備課程設計指導》是為高等工科院校化工、過程裝備與控制工程和輕工類等相關專業配合課程設計和畢業設計編寫的設計指導用書。全書共分七章，介紹了化工設備圖樣繪製基礎知識、化工設備設計基礎理論、選材、常用零部件標準等知識。

《化工設備課程設計指導》可作為本科生教材和化工設備初級設計人員培訓教材，亦可供工程技術人員在從事化工設備設計時參考使用。 ^[1] 

第1章 圖樣繪製基礎知識1

1.1 設計文件的分類和組成1

1.1.1 設計文件的分類1

1.1.2 設計文件的組成2

1.2 製圖基本規定2

1.2.1 圖紙幅面和格式2

1.2.2 繪圖比例4

1.2.3 字體5

1.2.4 圖線5

1.2.5 尺寸標註7

1.3 化工設備圖樣基本內容及其佈局10

1.3.1 圖紙佈局要求10

1.3.2 標題欄10

1.3.3 質量和蓋章欄12

1.3.4 明細欄13

1.3.5 管口表14

1.3.6 設計數據表15

1.4 化工設備圖的視圖表達18

1.4.1 化工設備結構特點及圖樣表達特點18

1.4.2 化工設備圖樣的繪圖步驟20

1.5 常見幾何作圖方法和技巧21

1.5.1 橢圓形封頭作圖方法21

1.5.2 彎管作圖方法22

1.5.3 螺紋件的畫法23

第2章 化工設備用鋼材25

2.1 化工設備用鋼材簡介25

2.1.1 碳素結構鋼25

2.1.2 低合金高強度結構鋼25

2.1.3 優質碳素結構鋼25

2.1.4 合金結構鋼25

2.1.5 不鏽鋼26

2.1.6 耐熱鋼26

2.2 壓力容器用鋼板和鋼管26

2.2.1 壓力容器用鋼板26

2.2.2 壓力容器用鋼管27

2.2.3 壓力容器用焊接材料28

2.3 化工設備用鋼材的選擇29

第3章 常用零部件33

3.1 鋼製壓力容器封頭33

3.1.1 壓力容器封頭分類及標準33

3.1.2 標準橢圓形封頭34

3.2 鋼製壓力容器支座36

3.2.1 容器支座分類36

3.2.2 鞍式支座36

3.2.3 腿式支座41

3.2.4 耳式支座44

3.2.5 支承式支座48

3.3 壓力容器法蘭組件53

3.3.1 壓力容器法蘭組件的構成和選用53

3.3.2 壓力容器法蘭54

3.3.3 壓力容器法蘭用等長雙頭螺柱57

3.3.4 壓力容器用墊片57

3.4 管法蘭組件59

3.4.1 管法蘭60

3.4.2 法蘭蓋63

3.4.3 管法蘭用墊片63

3.4.4 管法蘭用緊固件65

3.5 壓力容器用檢查孔65

3.5.1 檢查孔分類及標記65

3.5.2 壓力容器用人孔67

3.5.3 壓力容器用手孔70

3.6 視鏡72

3.7 液麪計74

3.8 補強圈75

第4章 壓力容器設計基礎知識77

4.1 壓力容器分類77

4.1.1 壓力容器分類77

4.1.2 壓力容器類別劃分77

4.2 壓力容器圓筒的設計79

4.2.1 壓力容器公稱直徑系列79

4.2.2 內壓圓筒的設計79

4.2.3 外壓圓筒的設計81

4.2.4 外壓圓筒加強圈的設計83

4.3 標準橢圓形封頭設計85

4.3.1 內壓橢圓形封頭的設計85

4.3.2 外壓橢圓形封頭的設計85

4.4 開孔及開孔補強86

4.4.1 開孔尺寸86

4.4.2 常見開孔補強結構86

4.4.3 等面積補強計算87

4.5 壓力容器的焊接結構88

4.5.1 焊接接頭形式及分類88

4.5.2 常見焊接結構形式和尺寸89

4.5.3 焊接接頭在圖紙上的表達90

4.6 安全閥的計算91

4.6.1 壓力容器安全泄放量的計算91

4.6.2 安全閥排放面積的計算92

4.6.3 安全閥型號93

4.7 壓力試驗94

4.7.1 耐壓試驗94

4.7.2 泄漏試驗95

4.8 計算示例96

4.8.1 內壓容器設計計算96

4.8.2 外壓容器設計計算97

4.8.3 開孔補強計算99

第5章 固定管板式換熱器設計102

5.1 換熱器殼體102

5.2 換熱管102

5.3 管板103

5.3.1 管板厚度103

5.3.2 換熱管的排列103

5.3.3 管孔尺寸104

5.3.4 拉桿孔104

5.3.5 管板密封面104

5.3.6 管板強度計算104

5.4 換熱管與管板的連接106

5.4.1 強度脹接107

5.4.2 強度焊接107

5.4.3 脹焊並用107

5.5 管板與殼體的連接107

5.6 管箱108

5.7 接管109

5.8 折流板與支持板109

5.8.1 折流板與支持板的形式109

5.8.2 折流板與支持板的尺寸110

5.8.3 折流板的佈置111

5.9 拉桿與定距管111

5.9.1 拉桿的結構形式111

5.9.2 拉桿尺寸111

5.9.3 拉桿的佈置112

5.10 防衝板與導流筒112

5.11 波形膨脹節113

5.12 支座113

5.13 設計示例113

第6章 塔設備設計123

6.1 塔設備的分類和總體結構123

6.1.1 塔設備的分類123

6.1.2 塔設備的總體結構123

6.2 塔設備設計的內容和步驟125

6.2.1 塔設備設計的內容125

6.2.2 塔設備設計的步驟125

6.3 板式塔的塔盤結構設計125

6.4 填料塔的內件結構設計126

6.4.1 填料支承裝置126

6.4.2 液體分佈器和再分佈器126

6.5 塔設備輔助裝置及附件127

6.5.1 裙座127

6.5.2 接管133

6.5.3 人孔和手孔136

6.5.4 塔頂吊柱及吊耳136

6.5.5 除沫裝置138

6.6 塔設備的強度和穩定性計算138

6.6.1 塔設備的設計準則138

6.6.2 質量載荷138

6.6.3 自振週期140

6.6.4 風載荷140

6.6.5 地震載荷142

6.6.6 偏心彎矩144

6.6.7 最大彎矩144

6.6.8 圓筒形塔殼軸嚮應力校核144

6.6.9 塔設備壓力試驗時的應力校核145

6.6.10 裙座殼軸嚮應力校核146

6.6.11 地腳螺栓座147

6.6.12 裙座與塔殼連接焊縫149

6.7 設計示例150

第7章 攪拌設備設計157

7.1 概述157

7.2 容器尺寸的確定及結構選型158

7.2.1 罐體幾何尺寸確定158

7.2.2 頂蓋結構158

7.2.3 傳熱部件結構158

7.2.4 攪拌容器強度計算159

7.3 攪拌裝置設計160

7.3.1 攪拌器設計和選型160

7.3. 攪拌軸設計162

7.4 傳動裝置設計164

7.4.1 傳動方式及選型165

7.4.2 電動機選用165

7.4.3 減速器選用166

7.4.4 凸緣法蘭與安裝底蓋選用166

7.4.5 機架選用166

7.4.6 聯軸器選用167

7.4.7 攪拌軸中間軸承和底軸承選用167

7.5 軸封選用169

7.5.1 填料密封169

7.5.2 機械密封170

7.6 工藝接管及附件選用170

7.6.1 工藝接管170

7.6.2 人、手孔171

7.6.3 擋板171

7.6.4 支座172

7.6.5 視鏡173

7.7 設計示例173

附錄178

附錄一 鋼材許用應力表178

附錄二 鋼材彈性模量表180

附錄三 鋼材平均線膨脹係數表180

附錄四 壓力容器法蘭、墊片、螺柱、螺母材料匹配表181

附錄五 PN系列各種類型管法蘭的密封面形式及其適用範圍182

附錄六 壓力容器人、手孔用墊片（圈）代號184

附錄七 外壓容器圖算法用圖185

附錄八 管道內流體的常用流速範圍188

附錄九 設備及其操作安全距離188

參考文獻189