问题：工艺设计要点之4
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时间：2007-05-27 18:49:15 编辑加入/取消收藏订制/取消短消息举报该贴

工艺设计要点之十二：混合与搅拌

1。中等搅拌程度的流体表面速度为0.03～0.06 m/s，而强烈搅拌的流速为0.2～0.3 m/s。

2。测量有挡板搅拌槽内的搅拌强度，主要依据是所需动力和叶轮尖端速度：

动力输入叶端线速
kW/m3 m/s
掺混 0.033～0.082 -
均相反应 0.082～0.247 2.29～3.05
带传热的反应 0.247～0.824 3.05～4.57
液～液混合 0.824 4.57～6.09
气～液混合 0.824～1.647 4.57～6.09
淤浆 1.647 -

3。各种搅拌槽的几何尺寸都与其容器的直径(D)有关：
液位=D
涡轮叶片的直径=D/3
叶轮距槽底距离=D/3
叶片宽度=D/15
四直叶挡板宽度=D/10

4。对于需要沉降速度为9 m/s的固体悬浮物，采用涡轮式叶轮设计；
对于需要沉降速度为46 m/s的场合，则采用强化搅拌的推进式叶轮设计；

5。气～液混合所需的动力比完全液体混合所需的动力约小25～50 %。

工艺设计要点之十三：压力容器和贮罐

1。在-30 oC到345oC之间的设计温度，取最大操作温度加上25oC 的余量。

2。一般情况下，设计压力取最大操作压力的110 % 或者在最大操作压力值上再加0.69～1.7 bar ，取大者。
最大操作压力取正常操作压力值加上1.7 bar 。

3。对于真空操作，设计压力取相对于全真空的1 bar(表)压力。

4。保证罐体结构安全的最小壁厚为：
对于直径为1.07 m及以下尺寸的罐，壁厚取6.4 mm ；
对于直径为1.07 ~ 1.52 m尺寸的罐，壁厚取8.1 m ；
对于直径为1.52 m以上尺寸的罐，壁厚取9.7 mm 。

5。许用工作应力取材料强度极限的1/4。

6。最大许用工作应力：
温度范围 -30 ~ 345 oC 400 oC 455 oC 540 oC
碳钢SA203 1290 bar 1070 bar 686 bar 273 bar
不锈钢302 SS 1290 bar 1290 bar 1100 bar 431 bar

7。容器壁厚估算式：
壁厚 =(压力×外曲率半径)÷(许用应力×焊接效率-0.6×压力)+腐蚀余量
其中：压力为psi(表)；
曲率半径为英寸；
应力为psi；
腐蚀余量为英寸。
初始设计工况的焊接效率通常取0.85。

8。腐蚀余量取值：
已知腐蚀性介质9 mm；
非腐蚀性介质4 mm；
蒸汽罐或空气槽1.5 mm。

9。小于3.8 m3 容量的贮罐，采用带支腿的立式罐。

10。 3.8 ～38 m3 之间容量的贮罐，采用混凝土支承的卧式罐。

11。大于38 m3容量的贮罐，采用混凝土座的立式罐。

12。贮存低蒸气压的液体，采用浮顶罐。

13。原料贮罐通常按30天供料设计。

14。贮罐容积应该设计为货运槽车容积的1.5倍。

工艺设计要点之十四：管道

1。对于液体管线尺寸设计:
合适的流速为1.5+0.004×D m/s，泵出口端压降约为0.04 kg/cm2/100 m管线。
在泵入口端，流速为0.4+0.002×D m/s，压降约为0.008 kg/cm2/100 m管线。
其中D 为管线直径，mm。

2。对于蒸汽或者气体管线尺寸设计：
合适的流速为0.24×D m/s，压降约为0.01 kg/cm2/100 m管线。

3。过热、干蒸汽、气体管线的流速限制在 61 m/s 及压降0.1 kg/cm2/100 m管线；
饱和蒸汽管线的流速限制在 37 m/s 以防止冲蚀。

4。对于型钢管线的压降估算式：
ΔP =35×M1.2μ0.2/(D4.2ρ)
其中： P为摩擦阻力降，kg/cm2/100 m当量管线
M为质量流率，kg/hr
μ为管内流体粘度，cP
ρ为管内流体密度，kg/m3
D为管线内径，mm。
对于光滑的换热器钢管，须用30替换35。

5。对于两相流，通常采用lockhart / Martinelli估算式，
首先计算管线内每一相单独存在时的压降，然后计算：
X = [ΔPL/ΔPG]0.5
则，总压降计算如下：
ΔP总 = YLΔPL 或者YGΔPG
其中： YL = 4.6X-1.78 + 12.5X-0.68 + 0.65
YG = X2YL

6。控制阀至少需要0.69 bar的压降来正常地操作。

7。管道法兰的公称压力等级有10，20，40，103和175 bar。

8。截止阀通常适用于需要严密阻断气体介质的场合，闸阀适用于其他大多数场合。

9。螺纹管件适用于小于50 mm管径的管道中，较大的管线连接易采用法兰或焊接以防泄露。

10。管道表号为：

其中 P为管道设计压力，Psi
σ为管材的许用工作压力，Psi

常用的管道表号为Sch=40。
工艺设计要点之十五：泵
1。用泵输送液体所需要的功率：
kW=1.67×[流率(m3/min)]×[压降(bar)]÷效率

2。NPSH=(在叶轮眼处的蒸气压力)÷(密度×重力常数)
通常为1.2 ~ 6.1 m 液柱的压头

3。GPSA工程数据手册的效率估算式：
效率= 80-0.2855×F+0.000378FG-0.000000238×F×G2+0.000539×F2-0.000000639×F2×G+
0.0000000004×F2×G2
其中：F 为压头，ft；G 为流率，GPM。
应用范围在F=50 ~ 300 ft； G=100 ~ 1000 GPM；偏差为3.5%。

4。离心泵：单级流量为0.057 ~ 18.9 m3/min 时，最大压头152 m ；
流量为0.076 ~ 41.6 m3/min时采用多级，最大压头1675 m 。
在流量为0.378 m3/min 时，效率为45% ；
在流量为1.89 m3/min 时，效率为70%；
在流量为37.8 m3/min 时，效率为80%。

5。轴流泵用于流量为0.076 ~ 378 m3/min 的场合，
压头可高达12 m 液柱，效率约为65 ~ 85%。

6。旋转泵用于流量为0.00378 ~ 18.9 m3/min的场合，
压头可高达15,200 m 液柱，效率约为50 ~ 80%。

7。往复泵用于流量为0.0378 ~ 37.8 m3/min 的场合，
压头可高达300,000 m 液柱，
功率为7.46 kW 时的效率约为70%；
功率为37.3 kW 时的效率约为85%；
功率为373 kW 时的效率约为90%。

回复人：whitefox,▲ (我是做工艺设计的) 时间：2007-09-01 23:38:52 编辑	1楼
资源不错，加0.3分

回复人：fengcggirl,▲ (化学工程师) 时间：2007-08-21 10:16:06 编辑	2楼
资源不错，加0.3分

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