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第六章工业管道、静置设备与工艺金属结构工程安装第一节工业管道安装一、热力管道系统热力管道是输送蒸汽或过热水等热能介质的管道。热力管道的特点是其输送的介质温度高、压力大、流速快，在运行时会给管道带来较大的膨胀力和冲击力。因此在管道安装中应解决好管道材质、管道伸缩补偿、管道支吊架、管道坡度及疏排水、放气装置等问题，以确保管道的安全运行。（一）热力管道敷设形式1.布置形式热力管道的平面布置主要有枝状和环状两类。枝状管网比较简单，造价低，运行管理方便，其管径随着距热源距离的增加而减小。缺点是没有供热的后备性能，即当网络某处发生故障时，将影响部分用户的供热。 环状管网（主干线呈环状）的主要优点是具有供热的后备性能，但它的投资和钢材耗量比枝状管网大得多。对于不允许中断供汽的企业，也可采用复线的枝状管网，即用两根蒸汽管道作为主干线，每根供汽量按最大用汽量的50%75%来设计。一旦某一根管道发生故障，可以提高蒸汽的初压力，使通过另一根管道的汽量仍能保持所需量的90%100%。也有采用一根使用，一根备用的方式，备用管道一般也应处于热备用状态。2.敷设方式（1）架空敷设。将热力管道敷设在地面上的独立支架 、桁架以及建筑物的墙壁上。架空敷设不受地下水位的影响，且维修、检查方便，适用于地下水位较高、地质不适宜地下敷设的地区，是一种比较经济的敷设形式。其缺点是占地面积大，管道热损失较大。架空敷设按支架的高度不同，可分为低支架、中支架和高支架三种敷设形式。低支架敷设时，不宜小于0.3m；中支架一般为2.04.0m；高支架不低于4.5m。（2）地沟敷设。1）通行地沟敷设。当热力管道通过不允许开挖的路面处时；热力管道数量多或管径较大；地沟内任一侧管道垂直排列宽度超过1.5m时，采用通行地沟敷设。通行地沟净高不应低于1.8m，通道宽度不应小于0.7m。2）半通行地沟敷设。当热力管道通过的地面不允许开挖，且采用架空敷设不合理时；或管道数量较多，采用不通行地沟管道单排水平布置的沟宽受到限制时，可采用半通行地沟敷设。半通行地沟一般净高为1.21.4m，通道净宽0.50.6m，长度超过60m应设检修出入口。3）不通行地沟敷设。管道数量少、管径较小、距离较短，以及维修工作量不大时，宜采用不通行地沟敷设。不通行地沟内管道一般采用单排水平敷设。在热力管沟内严禁敷设易燃易爆、易挥发、有毒、腐蚀性的液体或气体管道。如必须穿越地沟，应加装防护套管。（3）直接埋地敷设。热力管道在土壤腐蚀性小、地下水位低（低于管道保温层底部0.5m以上）、土壤具有良好渗水性以及不受腐蚀性液体侵入的地区，可采用直接埋地敷设。直接埋地敷设要求管道保温结构具有低的导热系数、高的耐压强度和良好的防火性能。管子与保温材料之间应尽量留有空气间层，以利管道的自由胀缩。在补偿器和自然转弯处应设不通行地沟，沟的两端宜设置导向支架，保证其自由位移。在阀门等易损部件处，应设置检查井。（二）热力管道的安装1.管道安装（1）热力管道应设有坡度，汽水同向流动的蒸汽管道坡度一般为0.003，汽水逆向流动时坡度不得不小于0.005。热水管道应有不小于0.002的坡度，坡向放水装置。（2）蒸汽支管应从主管上方或侧面接出，热水管应从主管下部或侧面接出。（3）水平管道变径时应采用偏心异径管连接，当输送介质为蒸汽时，取管底平以利排水；输送介质为热水时，取管顶平，以利排气。（4）蒸汽管道一般敷设在其前进方向的右边，凝结水管道在左边。（5）管道穿墙或楼板应设置套管。（6）直接埋地管道穿越铁路、公路时交角不小于45，管顶距铁路轨面不小于1.2m，距道路路面不小于0.7m，并应加高套管，套管伸出铁路路基和道路边缘不应小于1m。（7）减压阀应垂直安装在水平管道上，安装完毕后应根据使用压力调试。（8）管道安装完毕后，按设计或规范要求进行试压、冲洗。2.补偿器安装（1）方形补偿器安装时需要预拉伸，对于输送介质温度低于250的管道，拉伸量为计算伸长量的50%；输送介质温度为250400时，拉伸量为计算伸长量和70%。实际拉伸量与规定的偏差应不大于10mm.（2）水平安装的方形补偿器应与管道保持同一坡度，垂直臂应呈水平。（3）填料式补偿器活动侧管道的支架，使管道不致偏离中心线，并保证能自由伸缩。二、压缩空气管道系统自然界的空气经空气压缩机压缩后称为压缩空气。压缩空气是一种重要的动力源。（一）压缩空气站的组成1.压缩空气站工艺生产流程压缩空气的生产流程主要包括空气的过滤、空气的压缩、压缩空气的冷却及油和水分的排除、压缩空气的贮存与输送等。2.压缩空气站设备（1）空气压缩机在一般的压缩空气站中，最广泛采用的是活塞式空气压缩机。在大型压缩空气站中，较多采用离心式或轴流式空气压缩机。（2）空气过滤器（3）后冷却器（4）贮气罐活塞式压缩机都配备有贮气罐，目的是减弱压缩机排气的周期性脉动，稳定管网压力，同时可进一步分离空气中的油和水分。贮气罐分立式和卧式两种，通常立式的用得较多，其高度为直径的23倍，容积约为压缩机每分钟生产能力换算成压缩后气体的体积。（5）油水分离器油水分离器的作用是分离压缩空气中的油和水分，使压缩空气得到初步净化。油水分离器常用的有环形回转式、撞击折回式和离心旋转式三种结构形式。（6）空气干燥器空气干燥器的作用是进一步除去压缩空气中的水分，满足某些要求供给干燥压缩空气的用户。目前常用的压缩空气干燥方法有吸附法和冷冻法。3.压缩空气站管路系统压缩空气站的管路系统为：空气管路、冷却水管路、油水吹除管路、负荷调节管路以及放散管路等。（二）车间压缩空气管路的敷设车间压缩空气管路分总管、干管和支立管。车间压缩空气管路可采用架空敷设、地沟敷设、埋地敷设或架空、埋地相结合的敷设方式。为便于管理与维修，应以沿墙或柱子架空敷设为主，架空敷设高度以不妨碍交通为原则，但一般不小于2.5m，并尽量减少对采光的影响。（三）压缩空气管道的安装（1）压缩空气管道一般选用低压流体输送用焊接钢管、低压流体输送用镀锌钢管及无缝钢管，或根据设计要求选用。公称通径小于50mm，可采用螺纹连接，以白漆麻丝或聚四氟乙烯生料带作填料；公称通径大于50mm，宜采用焊接方式连接。（2）管路弯头应尽量采用煨弯，其弯曲半径一般为4D，不应小于3D。（3）从总管或干管上引出支管时，必须从总管或干管的顶部引出，接至离地面1.21.5m处，并装一个分气筒，分气筒上装有软管接头。（4）管道应按气流方向设置不小于0.002的坡度，干管的终点应设置集水器。（5）压缩空气管道安装完毕后，应进行强度和严密性试验，试验介质一般为水。（6）强度及严密性实验合格后进行气密性试验，试验介质为压缩空气或无油压缩空气。三、夹套管道系统（一）夹套管的组成材质采用碳钢或不锈钢，内管输送的介质为工艺物料，外管的介质为蒸汽、热水、冷媒或联苯热载体等。（二）夹套管制作夹套管的加工，应符合设计文件的规定。一般夹套管的制作程序如下：1.管子、管道附件、阀门及弹簧支吊架检验2.内管预制3.定位板设置（1）定位板尺寸。定位板与外管内壁的间隙宜1.5m。（2）定位板的安装。定位板的安装应不影响介质的流动和不妨碍内管与外管的胀缩。 4.外管预制（三）夹套管安装（4）夹套管的内管管件应使用无缝或压制对接管件，外管可采用压制剖切件。（5）采用吊架固定时，其吊杆应按设计规定位移值的一半反向安装。两根位移不同的夹套管，不得使用同一根吊杆。（6）使用滑动支架时，滑动支架与导向板相对安装位置从支撑面中心热膨胀反向偏移，其偏移值为位移值的一半。（9）内管加工完毕后，焊接部位应裸露进行压力试验。试验压力应以主管的内部或外部设计压力大者为基准进行压力试验，稳压10min，经检验无泄漏、目测无变形后降至设计压力，停压30min，以不降压、无渗漏为合格。（10）真空系统在严密性试验合格后，在联动试运转时，还应以设计压力进行真空度试验，时间为24h，系统增压率不大于5%为合格。（11）联苯热载体夹套的外管，应用联苯、氮气或压缩空气进行试验，不得用水进行压力试验。四、合金钢及有色金属管道（一）合金钢管道安装1.合金钢管牌号合金钢管主要用于输送高压高温水汽介质或高压高温含氢介质。2.合金钢管安装合金管道宜采用机械方法切断，管子切断前应移植原有标记。低温钢管严禁使用钢印。切口及坡口表面应平整。合金钢管道的焊接，底层应采用手工氩弧焊，以确保焊口管道内壁焊肉饱满、光滑、平整，其上各层可用手工电弧焊接成型。合金钢管焊接应进行焊前预热和焊后热处理，预热时应使焊口两侧及内外壁温度均匀；焊后热处理应在焊接完毕后立即进行，若不能及时进行热处理的，则应焊接后冷却至300350时进行保温。使之缓慢冷却。异种钢材焊前预热温度应按可焊性较差的一侧确定，焊后热处理的要求按合金成分较低的一侧进行，不合格的返修及硬度不符合规定的焊缝应重新进行热处理。（二）不锈钢管道安装1.常用不锈钢管2.不锈钢管道安装（1）不锈钢管的运输与存放应避免与碳钢材料相互碰撞、摩擦、挤压，同时应注意防止雨水、铁绣等的腐蚀。（2）不锈钢具有较高的韧性及耐磨性，因此宜采用机械和等离子切割机等进行切割，注意切割速度不宜过快，采用砂轮机切割或修磨时应使用不锈钢专用砂轮片，不得使用切割碳素钢管的砂轮，以免受污染而影响不锈钢管的质量。高压不锈钢管子切断前应移植原有标记。管子切口端面倾斜偏差不应大于管子外径的1%，且不得超过3mm。（3）不锈钢管坡口宜采用机械、等离子切割机、砂轮机等制出，用等离子切割机加工坡口必须打磨掉表面的热影响层，并保持坡口平整。（4）不锈钢管组对时，管口组对卡具应采用硬度低于管材的不锈钢材料制作，最好采用螺栓连接形式。严禁将碳素钢卡具焊接在不锈钢管口上用来对口。（5）不锈钢管焊接一般可采用手工电弧焊及氩弧焊。为确保内壁焊接成型平整光滑，薄壁管采用全钨级氩弧焊，壁厚大于3mm时，应采用氩电联焊；焊接材料通常应与母材化学成分相近，且应保证焊缝金属性能和晶间腐蚀性能不低于母材；不锈钢与碳素钢、低合金钢或耐热钢之间的异种钢材焊接，宜选用A302或A307焊条，对不锈钢复合钢材的焊接，还应选用过渡层焊条。 壁厚大于16mm的管子焊前应预热。焊接后应对焊缝及附近表面进行酸洗及钝化处理。酸洗的目的是除去氧化皮，因焊接受热后都会产生一层氧化皮，将直接影响管道的耐腐蚀性能；钝化的目的是为了使不锈钢表面产生一层无色致密的氧化薄膜，起耐腐蚀作用。酸洗常用酸液或酸膏酸洗，酸液酸洗又有浸洗和刷洗两种方法。（6）法兰连接可采用焊接法兰、焊环活套法兰、翻边活套法兰。不锈钢法兰应使用不锈钢螺栓；不锈钢法兰使用的非金属垫片，其氯离子含量不得超过5010-6。（7）不锈钢安装时不得用铁质的工具及材料敲击和挤压；在碳钢支、吊架与不锈钢管道之间应垫入不锈钢片使碳钢支、吊架与不锈钢管道不直接接触；不锈钢管道穿墙及穿楼板时应加装套管，其间隙不应小于10mm并填塞绝缘物，绝缘物中不应含有铁质杂质。（三）钛及钛合金管道安装1.常用钛及钛合金钢管2.钛及钛合金管道安装（1） 钛及钛合金管运输及存入时应注意不与铁质材料接触、碰撞。（2） 钛及钛合金管的切割应采用机械方法（手工锯、锯床、车床等），切割速度应以低速为宜，以免因高速切割产生的高温使管材表面产生硬化；钛管用砂轮切割或修磨时，应使用专用砂轮片；不得使用火焰切割。坡口宜采用机械方法加工。切口平面最大垂直偏差为管子直径的1%，且不得超过3mm；管子加工切断前，必须移植原有标记，以保证正确识别管子的材质。钛材管子易受铁离子污染，故移植标记时，不得使用钢印。（3） 钛及钛合金管焊接应采用惰性气体保护焊或真空焊，不能采用氧-乙炔焊或二氧化碳气体保护焊，也不得采用普通手工电弧焊。焊丝的化学成分和力学性能应与母材相当；若焊件要求有较高塑性时，应采用纯度比母材高的焊丝。焊接设备应采用使用性能稳定的直流氩弧焊机，正接法。外表面温度高于400的区域均应用氩气保护。（4） 钛及钛合金管与其他金属管道可采用法兰连接，由于钛及钛合金材料价格较贵，故不采用钛材制作法兰。法兰连接方式有焊环活套法兰和翻边活套法兰，其中钛合金管只能使用焊环活套法兰。使用的非金属垫片一般为橡胶垫或塑料垫，并应控制氯离子含量不得超过5010-6。（四）铝及铝合金管道安装1.常用铝及铝合金管2.铝及铝合金管道安装（1）由于材质较软，运输与存放应注意避免碰撞、挤压、擦伤管材，存放时应与铁、不锈钢、铜等金属隔离，以免引起电化学腐蚀。（2）铝及铝合金管安装前的管段调直，应逐段进行，使用木制等质地较软的工具，避免管子与钢平台及混凝土平台或砂石地面直接接触，以防管子表面刮伤、划伤；切割可用手工锯条、机械（锯床、车床等）及砂轮机，不得使用火焰切割；坡口宜采用机械加工，不得使用氧-乙炔等火焰；固定管子的器具与管子之间应垫以木板以免夹伤管子。（3）铝及铝合金管连接一般采用焊接和法兰连接，焊接可采用手工钨极氩弧焊、氧-乙炔焊及熔化极半自动氩弧焊；当厚度大于5mm时，焊前应全部或局部预热至150200；氧-乙炔焊主要用于焊接纯铝、铝锰合金、含镁较低的铝镁合金和铸造铝合金以及铝合金铸件的补焊。采用氧-乙炔焊时，焊前预热温度不得超过200。（4）焊接后使焊缝接头在空气中自然冷却，直至能用手直接触摸时方可进行焊后的清理工作；用6080的热水冲洗，并用毛刷或铜刷将焊缝区域内的残渣洗刷干净，然后用30%硝酸溶液洗涤，再用清水冲洗；干燥后如焊缝区域内仍有白色斑点，说明仍有溶剂未清理干净，必须重新处理，直至清除为止。（5）管道支架间距应比钢管密一些，热轧铝管的支架间距可按相同管径和壁厚的碳钢管支架间距的2/3选取，冷轧硬化铝管按相应碳钢管3/4间距选取。管子与支架之间须垫毛毡、橡胶板、软塑料等进行隔离。（6）管道保温时，不得使用石棉绳、石棉板、玻璃棉等带有碱性的材料，应选用中性的保温材料。（五）铜及铜合金管道安装1.常用铜及铜合金管2.铜及铜合金管道安装（2）铜及铜金管的切口可用手工钢锯、砂轮切管机；因管壁较薄且铜管质地较软，制坡口宜采用手工锉；厚壁管可采用机械方法加工；不得用氧-乙炔焰切割坡口。（3）铜及铜合金管因热弯时管内填充物不易清理，应采用冷弯。管径大于100mm者采用压制弯头或焊接弯头，弯管的直边长度不应小于管径，且不应小于30mm。（4）铜及铜合金管的连接方式有螺纹连接、焊接（承插焊和对口焊）、法兰连接（焊接法兰、翻边活套法兰和焊环活套法兰）。大口径铜及铜合金对口焊接也可用加衬焊环的方法焊接。（六）铸铁管道安装1.铸铁管管材检验2.铸铁管承插连接一般工序及方法（1）管口处理。（2）连接材料准备1）油麻。2）橡胶圈。 3）石棉水泥。4）膨胀水泥。5）青铅。（3）捻口1）打油麻。2）打橡胶圈。橡胶圈一般用于DN300mm的管子，用锤击方法填捻时，捻口凿应贴插口壁进行敲击逐渐打入，使橡胶圈沿一个方向均匀滚入，填捻完毕，应使橡胶圈至承口边缘距离基本相等。管子承插口有凸台时，橡胶圈应捻至凸台，或捻至距离插口边缘1020mm为宜；橡胶圈的外部宜抹水泥砂浆，其高度应与承口平齐。若采用青铅接口时，橡胶圈外必须填捻油麻12圈。3）石棉水泥填料密封。 4）膨胀水泥填料密封。5）青铅填料密封。（4）养护1）石棉水泥与自应力水泥接口捻打完毕后，用湿泥土或湿草绳缠绕在接口上，并浇水进行养护。石棉水泥接口每天浇水24次，养护时间宜为3d。刚刚接口完毕的接口不允许直接泡在水中。并应湿养护12昼夜，寒冷季节应有防冻措施。2）膨胀水泥接口在完成接口工作后，随即润湿养护。可用泥糊口，填土浇水养护。如冬季施工，抹口后用盐水和泥糊口，覆干土蓄热养护。管段亦覆干土保温。（七）塑料管道安装， 1、常用塑料管道（1）硬聚氯乙烯管（UPVC）。管件有注压管件和热加工焊接管件两种。UPVC管材通常可用螺纹连接、承插粘接，承插焊接、法兰连接。（2）聚乙烯管（PE）。对于HDPE管材，通常采用电熔合连接。（3）聚丙烯管（PP）。PP管材密度为0.900.92g/cm3，无毒，价廉，但抗冲击强度差。通过共聚合的方法使聚丙烯改性，可提高管材的抗冲击强度等性能。管件的连接采用熔接方式。（4）聚丁烯管（PB）。小口径管也可采用螺纹连接。（5）工程塑料管（ABS）。在与其他管道连接时，可采用螺纹、法兰等过渡接口。（6）镀锌钢管衬塑复合管。2.塑料管道安装（1）管材检查与保管。注意防火、防止过热、防止有毒化学品的侵蚀，防止遭受日晒雨淋及冰冻，不应与金属管材混放。（2）管子切断采用机械方法，一般用粗齿锯条的手工锯或木工锯。管段坡口可用木工锉加工，也可采用机械方法；公称直径小于20mm的管道应尽量用热弯弯头。在不能采用热弯弯头的情况下，可采用焊接弯头，焊接弯头的弯曲半径不应小于1.5DN，90焊接弯头的节数不应少于3节，45焊接弯头的节数不应小于2节。（3）塑料管的连接方法有粘接、焊接、电熔合连接、法兰连接和螺纹连接等。1）塑料管粘接。粘接时其间隙不得大于0.150.3mm，若过大时可均匀涂几遍粘合剂来调整，待符合要求后再粘接。2）塑料管焊接。 塑料管管径小于200mm时一般应采用承插口焊接，插入深度应大于管径1530mm，承受压力较高的管道，可先用粘接，外口再用焊条焊接补强。焊接一般采用热风焊。管径大于200mm的管子可采用直接对焊，焊好后，外面应套装一个套管，将套管两端焊接或粘接在管子上。套管长度为管径2.252.3倍。3）电熔合连接。它是将电阻丝预先埋在管件中，在施工现场，只需将专用焊接仪的插头与管件的插口连接，便可将管件与管材熔合在一起，它要求管材与管件配合间隙适当，接触部位干净；HDPE管可以注塑热熔，管件现场用热熔承插焊机对接方式连接；也可用热熔对接焊机将两管端面热熔后对接，其中较大口径管件是用多角焊机加工成型。（八）衬胶管道安装1.衬胶管衬里用橡胶一般不单独采用软橡胶，通常采用硬橡胶或半硬橡胶，或采用硬橡胶及硬橡胶（半硬橡胶）与软橡胶复合衬里。2.衬胶管道的预制衬胶管与管件的基体一般为碳钢、铸铁，要求表面平整，无砂眼、气孔等缺陷，故大多采用无缝钢管。3.衬胶管道的安装（4）衬胶管在安装前，应检查衬胶完好情况，并保持管内清洁。检查方法是用电解液、检波器及目测来检查保护层的完整情况。（6）衬里管道安装应采用软质或半硬质垫片，安装时垫片应放正，必要时可用斜垫片调正连接口。五、高压管道（一）高压管道的分级及要求1.高压管道的分级2.高压管道应符合的要求（1）高压钢管的检验方法高压钢管应按下列规定进行无损探伤：无制造厂探伤合格证，应逐根进行探伤。虽有探伤合格证，但经外观检查发现缺陷时，应抽10%进行擦伤。高压钢管外表面按下列方法探伤：公称直径大于6mm的磁性高压钢管采用磁力法。非磁性高压钢管，一般采用荧光法或着色法。经过磁力、荧光、着色等方法探伤的公称直径大于6mm的高压钢管，还应按高压无缝钢管起声波探伤标准的要求，进行内部及内表面的探伤。（2）高压管螺纹及阀门的检验方法3）高压阀门应逐个进行强度和严密性试验。4）高压阀门应每批取10%且少于1个进行解体检查，如有不合格则需要逐个检查。（二）高压管道加工合金钢、不锈钢高压管子应采用机械方法切割。所有钢号的管子在切断后应及时在无标识的管段上标上原有的符号。（三）高压管子弯管加工（1）20号钢、15MnV，12CrMo、1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni13Mo2Ti的高压管子，应尽量采用冷弯，冷弯后可不进行处理。（2）采用热弯时，热弯温度以800900为宜。 高压管子热弯时，不得用煤或焦炭作燃料，应当用木炭作燃料，以免渗碳。（四）高压管道安装的5项相关规定。高压管道的焊缝坡口应采用机械方法，坡口形式根据壁厚及焊接方法选择V形或U形，当壁厚小于16mm时，采用V形坡口；壁厚为734mm时，可采用V形坡口或U形坡口。（5）高压管道焊接除应符合一般中、低压管道接有关要求外，还应满足以下要求：1）焊接方法：碳素钢管、合金钢管焊接，为确保底层焊接表面成型光滑平整、焊接质量好，均采用手工氩弧打底、手工电弧焊成型。高压管子焊接宜采用转动平焊。为了保证焊缝质量，高压管子在焊接前一般应进行预热，焊后应进行热处理。第二节静置设备安装 一、静置设备的分类（一）按设备的设计压力（P）分类（1）常压设备：P0.1MPa；（2）低压设备：0.1MPaP1.6MPa；（3）中压设备：1.6MPaP10MPa；（4）高压设备：10MPaP100MPa；（5）超高压设备：P100MPa。 注：P0时，为真空设备。（二）按设备在生产工艺过程中的作用原理分类（1）反应设备（代号R）。指主要用来完成介质化学反应的压力容器。如反应器、反应釜、分解锅、聚合釜、高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球（球形蒸煮器）、磺化锅、煤气发生炉等。（2）换热设备（代号E）。主要用于完成介质间热量交换的压力容器称为换热设备。如管壳式余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器、消毒锅、染色器、烘缸、蒸锅（蒸缸或炒锅）、预热锅、煤气发生炉水夹套等。（3）分离设备（代号S）。主要用于完成介质的流体压力平衡和气体净化分离等的压力容器称为分离设备。如分离器、过滤器、集油器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、干燥塔、气提塔、分气缸、除氧器等。（4）储存设备（代号C，其中球罐代号B）。主要是用于盛装生产用的原料气体、流体、液化气体等的压力容器。如各种形式的贮槽、贮罐等。（三）按“压力容器安全技术监察规程”（即按设备的工作压力、温度、介质的危害程度）分类1.一类容器（1）非易燃或无毒介质的低压容器；（2）易燃或有毒介质的低压分离器外壳或换热器外壳。2.二类容器（1）中压容器；（2）剧毒介质的低压容器；（3）易燃或有毒介质（包括中度危害介质）的低压反应器外壳或贮罐；（4）低压管壳式余热锅炉；（5）搪玻璃压力容器；3.三类容器（1）毒性程度为极度和高度危害介质的中压容器和PV0.2MPam3的低压容器；（2）易燃或毒性程度为中度危害介质且PV0.5MPam3的中压反应容器和PV10MPam3的中压储存容器。（3）高压、中压管壳式余热锅炉；（4）高压容器、超高压容器。（四）按结构材料分类 制造设备所用的材料有金属和非金属两大类。（五）按介质安全性质分级1.易燃、易爆介质2.介质毒性的分级化学介质的毒害程度以国家有关标准规定的指标为基础进行分级，可分为极度危害、高度危害、中度危害和轻度危害四级。（1）极度危害（级）。其最高允许浓度不大于0.1mg/m3。如乙撑亚胺（乙烯胺）、二甲基亚硝胺、二硼烷、三乙基氯化锡、甲基对硫磷、异氰酸甲酯、汞、硫芥（芥子气）、氯甲醚等。（2）高度危害（级）。其最高允许浓度为：0.1mg/m3C1.0mg/m3。如：三甲肼、二硝基苯、二硝基氯化苯、三氯化磷。丙烯腈、丙烯酰氨、甲醛、甲酸（蚁酸）、对硝基苯胺、呋喃丹、苯胺、肼、环氧乙烷、臭氧、菸碱、硫酸二甲酯等。（3）中度危害（级）。其最高允许浓度为：1.0mg/m3C10mg/m3。如一氧化碳、一氯醋酸、乙二胺、乙酸、乙酸酐、二甲胺、二氧化硫、二氯乙烷、丁胺、三氧化硫、三溴甲烷、四氯化碳、甲醇、环已酮、苯、苯酚、苯乙烯、a-萘胺、硝酸、乙炔、糠醛、磷酸三丁酯等。（4）轻度危害（级）。其最高允许浓度C10mg/m3。二、容器容器一般是由筒体（又称壳）、封头（又称端盖）及其附件（法兰、支座、接管、人孔、视镜、液面计）所组成。容器主要有矩形、球形、圆筒形三种。矩形容器由平板焊接而成，制造方便，但承压能力差，只用作小型常压储槽。球形容器由数块弓形板拼焊而成，承压能力好，但由于安置内件不方便和制造工艺复杂，多用作承受一定压力的大中型储罐。圆筒形容器是由圆柱形筒体和各种成型封头所组成，制造容易，安装内件方便，且承压能力较好，因此这类容器被广泛应用。带搅拌容器（1）搅拌装置。搅拌装置按其安装形式可分为：立式容器中心搅拌、偏心式搅拌、倾斜式搅拌、底搅拌、卧式容器搅拌、旁入室搅拌等。典型的搅拌器形式有桨式、涡轮式、推进式、锚式、框式、螺杆式等。（2）轴封。轴封是搅拌设备的一个重要组成部分。转轴密封的形式很多，最常用的有填料密封、机械密封、迷宫密封、浮动环密封等。虽然搅拌器轴封也属于转轴密封的范围，但由于搅拌器轴封的作用是保证搅拌设备内处于一定的正压或真空，防止反应物料逸出和杂质的渗入，因此不是所有转轴密封形式都能用于搅拌设备的。（3）搅拌罐。搅拌罐包括罐体和装焊在罐体上的各种附件。常用的罐体是立式圆筒形容器，它有顶盖、筒体和罐底。三、反应器（1）釜式反应器。（2）管式反应器（3）固定床反应器。（4）流化床反应器。四、塔器基本功能是提供气、液两相充分接触的机会，使传质、传热两种过程能够迅速有效地进行，还要求能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。（一）塔设备分类及性能根据塔内气、液接触部件的结构形式，可将塔设备分为两大类：板式塔与填料塔。1.板式塔按照塔内气、液流动方式，可将塔板分为错流塔板与逆流塔板两类。错流塔板，板间有专供液体流通的降液管（又称溢流管）。适当安排降液管的位置及堰的高度，可以控制板上液体流径与液层厚度，从而获得较高的效率。但是降液管大约要占去塔板面积的20%，影响了塔的生产能力；而且，液体横流过塔板时要克服各种阻力，降低塔的分离效率。逆流塔板，板间不设降液管，气、液同时由板上孔道逆向穿流而过，故又称穿流塔板。这种塔板结构简单，板上无液面落差，气体分布均匀，板面利用充分，可增大处理量及减小压降，但需要较高的气速才能维持板上液层厚度，操作弹性差且效率较低，目前在蒸馏、吸收等气-液传质操作中的应用尚远不及错流塔板广泛。常用的板式塔有泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、舌形喷射塔以及一些新型塔和复合型塔（如浮动喷射塔、浮舌塔、压延金属网板塔、多降液管筛板塔等）。（1）泡罩塔。泡罩塔是较早为工业蒸馏操作所采用的一种气液传质设备。泡罩塔的优点是不易发生漏液现象，有较好的操作弹性，即当气、液负荷有较大的波动时，仍能维持几乎恒定的板效率；塔板不易堵塞，对于各种物料的适应性强。缺点是塔板结构复杂，金属耗量大，造价高；板上液层厚，气体流径曲折，塔板压降大，兼因雾沫夹带现象较严重，限制了气速的提高，故生产能力不大。而且，板上液流遇到的阻力大，致使液面落差大，气体分布不均，也影响了板效率的提高。（2）筛板塔。筛板塔的突出优点是结构简单，金属耗量小，造价低廉；气体压降小，板上液面落差也较小，其生产能力及板效率较泡罩塔高。主要缺点是操作弹性范围较窄，小孔筛板易堵塞。（3）浮阀塔。浮阀塔是国内许多工厂进行蒸馏操作时最乐于采用的一种塔型。浮阀结构简单，制造方便，节省材料，广泛用于化工及炼油生产中。浮阀塔具有下列优点：1）生产能力大。由于浮阀安排比较紧凑，塔板的开孔面积大于泡罩塔板，故其生产能力约比圆形泡罩塔板的大20%40%，与筛板塔相近。2）操作弹性大。由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，故其维持正常操作所容许的负荷波动范围比泡罩塔及筛板塔都宽。3）塔体板效率高。由于上升气体以水平方向吹入液层，故气液接触时间较长而雾沫夹带量较小，板效率较高。4）气体压降及液面落差较小。因为气、液流过浮阀塔板时所遇到的阻力较小，故气体的压降及板上的液面落差都比泡罩塔板的小。5）塔的造价较低。浮阀塔的造价约为具有同等生产能力的泡罩塔的60%80%，筛板塔的120%130%。浮阀对材料的抗腐蚀性要求较高，一般都采用不锈钢制造。（4）喷射型塔1）舌形塔板。舌形塔板开孔率较大，故可采用较大气速，生产能力比泡罩、筛板等塔型的都大，且操作灵敏、压降小。当塔内气体流量较小时，不能阻止液体经舌孔泄漏。所以舌型塔板也有对负荷波动的适应能力较差的缺点。此外，板上液流被气体喷射后，仍带有大量的泡沫，易将气泡带到下层塔板，尤其在液体流量很大时，这种气相夹带的现象更严重，将使板效率明显下降。这是喷射型塔板一个值得注意的问题。2）浮动喷射塔板。浮动喷射塔的优点是生产能力大，操作弹性大，压强降小，持液量小。缺点是操作波动较大时液体入口处泄漏较多；液量小时，板上易“干吹”；液量大时，板上液体出现水浪式的脉动，因而影响接触效果，板效率降低。塔板结构复杂，浮板也易磨损及脱落。3）浮舌塔板。浮舌塔板是综合浮阀和固定舌形塔板的长处而提出的又一种喷射型塔板。据研究，这种塔板的压强降要比浮阀塔板及固定舌形塔板都低，而操作弹性范围较二者都大，在板效率及泄漏量方面也优于固定舌形塔板。2.填料塔填料塔也是一种重要的气液传质设备。它的结构很简单，在塔体内充填一定高度的填料，其下方有支承板，上方为填料压板及液体分布装置。液体自填料层顶部分散后沿填料表面流下而润湿填料表面；气体在压强差推动下，通过填料间的空隙由塔的一端流向另一端。气液两相间的传质通常是在填料表面上液体与气相间的界面上进行的。塔壳可由陶瓷、金属、玻璃、塑料等材料制成、必要时也可在金属筒体内衬以防腐材料。为保证液体在整个截面上的均匀分布，塔体应具有良好的垂直度。填料塔不仅结构简单，而且有阻力小和便于用耐腐材料制造等优点，尤其对于直径较小的塔、处理有腐蚀性的物料或减压蒸馏系统，都表现出明显的优越性。另外，对于某些液气比较大的蒸馏或吸收操作，若采用板式塔，则降液管将占用过多的塔截面积，此时也宜采用填料塔。填料是填料塔的核心，填料塔操作性能的好坏，与所选用的填料有直接关系。填料的种类很多，大致可分为实体填料与网体填料两大类。实体填料包括环形填料（如拉西环、鲍尔环和阶梯环）、鞍形填料（如弧鞍、矩鞍）、栅板填料及波纹填料等。实体填料可用金属、陶瓷、塑料等材质制成。网体填料主要是用金属丝网制成，如鞍形网、网、波纹网等。为使填料塔发挥良好的效能，填料应符合以下要求：（1）要有较大的比表面积。单位体积填料层所具有的表面积称为填料的比表面积，以表示，其单位为m2/m3。（2）要有较高的空隙率。单位体积填料层所具有的空隙体积称为填料的空隙率，以e表示，其单位为m3/m3。（3）从经济、实用及可靠的角度出发，还要求单位体积填料的重量轻、造价低，坚固耐用，不易堵塞，有足够的力学强度，对于气、液两相介质都有良好的化学稳定性等。（二）塔器类设备的运输与吊装1.设备水平运输现场运输是指将设备从仓库或堆放地点运至安装地点（基础附近）。塔器类设备组装或拼装时，由于条件限制，不能在基础附近组装。因此，吊装时，也要把组装好的设备进行场内二次运输。2.设备吊装就位（1）机械化吊装。机械化吊装机械有汽车式起重机、履带式起重机、轮胎式起重机等。（2）半机械化吊装。半机械化吊装机具主要包括人字架、钢管式和型钢构架式金属抱杆及相应配套的卷扬机、滑轮组、钢丝绳等。抱杆（单抱杆或双抱杆）是建设工程中吊装大型静置设备的主要起重工具。重型设备的质量在200t以上，设备高度5080m。当机械起重机难以完成吊装时，均可采用抱杆吊装。1）单抱杆吊装塔类设备。 塔的质量在350t以内，塔直径较小，可以采用单抱杆起吊。2）双抱杆起吊塔器类设备。 塔的直径较大，质量在350700t之间，可以采用双抱杆起吊。3）塔群吊装。对于塔群的起吊方法，应有周密的施工方案。塔群的安装位置如果为一条直线，塔与塔之间相隔离不远，可以根据具体情况，安装一座双桅杆或单抱杆，通过位移依次吊装，而不宜将每一座塔的抱杆安装、拆除一次。五、换热设备换热器是用来完成各种传热过程的设备，它是化工、石油、核能和其他许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备。（一）换热设备分类热传递有3种基本方式：传导、对流和辐射。1.按作用原理或传热方式分类（1）混合式换热器。 （2）蓄热式换热器。（3）间壁式换热器。这种形式的换热器使用最广泛。2.按生产中的使用目的分类。可分成冷却器、加热器、冷凝器、汽化器（或再沸器）和换热器等。3.按换热器所用材料分类。一般分成金属材料和非金属材料换热器。4.按换热器传热面的形状和结构分类。（二）几种常用换热器常用的换热器有夹套式、蛇管式、套管式、列管式、螺旋板式、板式、板翅式等。1.夹套式换热器这种换热器构造简。换热器的夹套安装在容器的外部，夹套与器壁之间形成密封的空间，作为载热体（加热介质）或载冷体（冷却介质）的通路。夹套一般用碳钢或铸铁制成，可焊在器壁上或者用螺钉固定在容器的法兰或器盖上。夹套式换热器主要用于反应过程的加热或冷却。在用蒸汽进行加热时，蒸汽由上部接管进入夹套，冷凝水则由下部接管流出。作为冷却器时，冷却介质（如冷却水）由夹套下部的接管进入，而由上部的接管流出。该种换热器的传热系数较小，传热面又受到容器的限制，因此只适用于传热量不太大的场合。为了提高其传热性能，可在容器内安装搅拌器，使容器内液体作强制对流；为了弥补传热面的不足，还可在容器内安装蛇管换热器。2.蛇管式换热器其传热面是由弯曲成圆柱形或平板形的蛇形管子组成。制作蛇管的材料有钢管、铜管或其他有色金属管、陶瓷管、石墨管等。蛇管式换热器可分沉浸式和喷淋式两种。（1）沉浸式蛇管换热器。蛇管多以金属管弯制，制成适应容器要求的形状，沉浸在容器中。两种流体分别在蛇管内、外流动而进行热量交换。这种蛇管换热器的优点是结构简单，价格低廉，便于防腐，能承受高压。主要缺点是由于容器的体积较蛇管的体积大得多，故管外流体的对流换热系数较小，因而总传热系数K值也较小。如在容器内加搅拌器或减小管外空间