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第0章 绪论1

0.1 过程工业1

0.2 过程设备的应用及地位2

0.3 过程设备的特点2

0.4 过程设备设计的基本要求4

0.5 过程设备基本组成6

0.6 过程设备的分类7

0.7 过程设备失效形式与设计准则9

0.7.1 过程设备失效形式9

0.7.2 过程设备失效设计准则9

0.8 过程设备规范标准介绍10

0.8.1 行政法规10

0.8.2 安全技术规范11

0.8.3 引用标准11

0.9 本课程的主要内容12

第1章 过程设备图样绘制基础知识14

1.1 制图的基本规定14

1.1.1 图纸幅面和图框格式（GB/T14689—1993）14

1.1.2 比例16

1.1.3 字体16

1.1.4 过程设备图样的布局16

1.2 过程设备图样的基本内容18

1.2.1 过程设备图样基本内容概述18

1.2.2 过程设备图样在图幅上排列原则22

1.2.3 标题栏及明细栏24

1.2.4 图样中的其他表格27

1.2.5 过程设备装配图的技术要求35

1.3 过程设备图的视图表达和绘制38

1.3.1 过程设备图的基本内容38

1.3.2 过程设备图的视图特点40

1.4 过程设备图的焊接结构及其表达45

1.4.1 过程设备的焊接结构45

1.4.2 接头的坡口形式46

1.4.3 过程设备图中焊缝的画法和标注47

1.4.4 焊接接头设计原则48

1.4.5 焊接接头结构设计注意事项48

1.4.6 过程设备常用焊接结构49

第2章 过程设备常用材料55

2.1 过程设备常用材料简介55

2.1.1 材料常用性能55

2.1.2 钢的热处理56

2.1.3 金属材料57

2.1.4 非金属材料62

2.2 过程设备常用材料63

2.2.1 过程设备常用钢材63

2.2.2 钢板65

2.2.3 钢管66

2.2.4 锻件68

2.2.5 螺柱和螺母69

2.2.6 焊接材料70

2.3 过程设备材料的选择74

2.3.1 选用材料的一般原则74

2.3.2 其他选材原则77

2.3.3 选材举例78

第3章 过程设备设计基础理论81

3.1 过程设备设计基础知识81

3.1.1 标准化的基本参数81

3.1.2 设计参数的确定82

3.1.3 容器的厚度和最小厚度87

3.1.4 许用应力89

3.1.5 压力试验及其强度校核89

3.2 圆筒的强度设计92

3.2.1 内压薄壁圆筒的强度设计92

3.2.2 外压圆筒和管子强度设计94

3.3 封头的强度设计101

3.3.1 内压凸形封头的强度设计101

3.3.2 锥形封头102

3.3.3 外压凸形封头的设计103

3.3.4 平板封头104

3.3.5 封头的选择105

3.4 设备开孔及开孔补强105

3.4.1 开孔补强形式与结构106

3.4.2 等面积补强设计方法108

3.5 设备法兰110

3.5.1 法兰的结构与类型110

3.5.2 法兰的压紧面与结构112

3.5.3 设备法兰标准及选用114

3.6 容器支座120

3.6.1 卧式容器支座120

3.6.2 立式容器支座122

3.7 安全泄放装置124

3.7.1 物理超压时容器的安全泄放量124

3.7.2 安全阀的排放面积计算及选用125

3.7.3 爆破片排放面积的计算与选用127

3.8 设备附件132

3.8.1 接口管132

3.8.2 凸缘132

3.8.3 手孔与人孔132

3.8.4 视镜133

第4章 换热器设计135

4.1 概述135

4.2 设计方案的确定135

4.2.1 列管式换热器型式的选择136

4.2.2 流程的选择136

4.2.3 流速的选择137

4.2.4 加热剂、冷却剂的选用137

4.2.5 适宜出口温度的确定138

4.2.6 流体阻力的计算139

4.2.7 换热管规格和排列方式140

4.2.8 折流挡板140

4.3 设计计算141

4.3.1 传热速率基本方程141

4.3.2 管程数141

4.3.3 壳体直径计算142

4.3.4 壳体厚度计算142

4.3.5 折流板143

4.3.6 拉杆与定距管144

4.3.7 旁路挡板、防冲板145

4.3.8 管箱145

4.3.9 管板146

4.3.10 鞍座147

4.3.11 膨胀节148

4.3.12 管子在管板上的固定148

4.3.13 管心距149

4.3.14 接管150

4.3.15 壳体与管板的连接结构150

4.4 换热器设计举例151

4.4.1 工艺设计计算151

4.4.2 强度设计计算158

第5章 塔设备设计174

5.1 概述174

5.2 板式塔结构设计175

5.2.1 整块式塔盘175

5.2.2 分块式塔盘178

5.2.3 塔盘板的结构尺寸180

5.2.4 降液管183

5.2.5 受液盘186

5.2.6 溢流堰及进口堰187

5.3 填料塔结构设计187

5.3.1 液体分布装置188

5.3.2 液体再分布装置195

5.3.3 填料支撑装置197

5.3.4 填料压板和床层限制板202

5.4 辅助装置及附件203

5.4.1 裙座203

5.4.2 地脚螺栓205

5.4.3 梯子206

5.4.4 排气管207

5.4.5 引出管通道207

5.4.6 丝网除沫器208

5.4.7 进出料接管210

5.5 塔设备机械设计举例212

5.5.1 选择塔体和裙座材料212

5.5.2 计算筒体、封头壁厚和裙座壁厚212

5.5.3 载荷计算213

5.5.4 各种载荷产生的轴向应力计算215

5.5.5 塔体强度及轴向稳定性验算216

5.5.6 裙座的强度及稳定性验算216

5.5.7 水压试验时塔的强度和稳定性验算217

5.5.8 基础环设计218

5.5.9 地脚螺栓强度设计219

第6章 搅拌反应釜设计220

6.1 概述220

6.2 罐体的尺寸确定及结构选型220

6.2.1 罐体的长径比221

6.2.2 搅拌罐装料量221

6.3 顶盖的结构及强度计算222

6.3.1 顶盖222

6.3.2 底座结构223

6.4 传热部件的结构及强度计算224

6.4.1 夹套224

6.4.2 蛇管229

6.5 工艺接管及其他零部件232

6.5.1 加料管232

6.5.2 压出管233

6.5.3 温度计套管234

6.5.4 保温视镜234

6.5.5 视镜、人孔、手孔及开孔补强235

6.5.6 支座235

6.5.7 安全装置235

6.5.8 搅拌轴设计236

6.5.9 传动装置236

6.5.10 轴封装置237

6.6 搅拌设备的传热方式237

6.7 搅拌器的功率239

6.7.1 影响搅拌器功率的因素239

6.7.2 均相系搅拌的搅拌器功率240

6.8 搅拌反应釜机械设计举例244

第7章 过程设备技术文件编制249

7.1 过程设备工艺条件图249

7.2 过程设备设计常用标准251

7.2.1 过程设备设计常用标准和规范251

7.2.2 国外主要规范简介252

7.3 过程设备技术文件253

7.3.1 按照设计阶段分类254

7.3.2 按照文件的内容分类254

7.3.3 设计文件的组成255

7.4 过程设备图面技术要求与基本内容256

7.4.1 图面技术要求的一般内容256

7.4.2 过程设备图的基本内容259

参考文献260

附录263

附录1椭圆形封头263

附录2甲型平焊法兰264

附录3补强圈265

附录4人孔型式、基本参数和尺寸267

附录5手孔型式、基本参数和尺寸268

附录6甲型、乙型法兰最大允许工作压力269

附录7过程设备设计常用标准270

附录8过程装备常见术语中英文对照271

附录9过程设备设计常用网址275

附录10过程设备常用材料许用应力276