化工设备机械基础（第3版）

在追寻中国梦，建设现代化国家的征程中，越来越需要加强环境保护和资源有效利用、建设青山绿水，越来越需要我们建设好化工企业，搞好化工生产，维护好化工设备。因为现代世界离不开化工，人们日益增长的社会需求离不开化工，对现代化工的发展提出新要求，对化工类的职业教育提出新要求。本书、二版在使用过程中受到了广大学校师生的欢迎，同时第二版经过十年使用，需要进行新的修订，以满足新的需求，适应发展的需要。

本书第三版在以下几方面进行了修改及增补：

，增加了增强实际能力的实操训练和技能竞赛内容，全国技能大赛的经典项目列入了本书之中；

第二，跟上我国对外开放走向世界的步伐，将的国家标准（至2017年为止，包括等效采用ISO国际标准化组织的标准）的相关内容和精神融入本书；

第三，对部分前沿新技术作了更新介绍，加入了已使用比较多的新技术；

第四，作了部分文字修改，增加了少量术语说明。

本书第三版继续坚持注重岗位实际需要，充分考虑学生的学习过程和状态，坚持通俗为先的风格，将部分内容示以“*”号，供学校和老师灵活安排（可以不学，可以作为提高部分的内容，可以作为扩展学生知识面的介绍）。

为了便于读者逐步学习机械方面的知识，对于首次出现的部分机械方面的专业术语，用双引号标出，并在其后的括号中用仿宋字体给予简单说明，以期方便读者的学习。例如，……产生较大的“温差应力”（简单地说，应力是指材料内部单位面积上受到的材料相互之间的作用力，温差应力是由于温度改变而引起的应力）。又例如，……使管端产生“塑性变形”，同时使管板产生“弹性变形”（解除外力以后，能够像橡胶、皮筋一样恢复到原来形状和长度的变形是弹性变形；恢复不到原来状态的是塑性变形）。

本书分为设备基础篇和实操训练篇两部分，部分内容可以有选择地作为一般性教学，第二部分内容可以有选择地作为介绍或初步练习、观摩使用，也可作为后续学习过程中的实操训练、技能竞赛使用，或者与就业及其实习相关的实训使用。

我国地域广大，各地区产业发展的特点和需求可能会不一样，职业教育与产业对接、适应产业发展、服务产业需要的方式也会有区别，本书中也考虑了这一因素，希望能给到各地区各类职业教育院校的老师和同学有更多的选择余地。

本书的内容已制作成用于多媒体教学的PPT课件，并将免费提供给采用本书作为教材的院校使用。如有需要，请发电子邮件至cipedu@163.com获取，或登录www.cipedu.com.cn免费下载。

限于调研和水平的局限性，本书难免存在缺点错误，敬请读者批评指正，编者在此表示真挚的感谢。

编者

2018年5月

设备基础篇

绪论3

1化工设备基础知识9

1.1容器的基本结构9

1.1.1化工容器的结构9

1.1.2化工容器的分类9

1.2化工生产对化工设备的基本要求10

1.2.1安全方面的要求11

1.2.2经济方面的要求11

思考题12

2化工设备结构与管道13

2.1换热器13

2.1.1列管式换热器的基本结构形式13

2.1.2列管式换热器的主要类型14

2.1.3列管式换热器的组成元件及其连接17

2.1.4其他类型的换热器21

2.2塔设备23

2.2.1板式塔23

2.2.2填料塔27

2.3反应设备32

2.3.1主要部件及其用途32

2.3.2夹套传热及其结构33

2.3.3蛇管传热及其结构34

2.3.4搅拌器的形式36

2.3.5其他反应类设备37

2.4管式加热炉和废热锅炉38

2.4.1管式加热炉38

2.4.2废热锅炉43

2.5其他设备47

2.5.1蒸发设备47

2.5.2干燥设备49

2.5.3结晶设备51

2.6化工管道52

2.6.1化工用管的种类52

2.6.2管件54

2.6.3化工管道的连接55

2.7阀门58

思考题62

3机械传动基础及化工运转设备63

3.1概述63

3.1.1机械传动的概念63

3.1.2机械传动的作用64

3.1.3机械传动的种类64

3.1.4机械传动的功率、效率与传动比64

3.1.5机械传动系统的一般组成65

3.2常见机械传动66

3.2.1带传动66

3.2.2链传动68

3.2.3齿轮传动69

3.3轴和轴承74

3.3.1轴74

3.3.2滑动轴承75

3.3.3滚动轴承76

3.4可拆连接78

3.4.1轴毂连接的种类与特点78

3.4.2螺纹连接的种类与标准80

3.4.3联轴器82

3.5减速器及其应用83

3.5.1圆柱齿轮减速器84

3.5.2蜗杆减速器84

3.5.3渐开线少齿差行星齿轮减速器84

3.5.4摆线针轮减速器84

3.6化工运转设备85

3.6.1泵85

3.6.2压缩机87

3.6.3粉碎机88

3.6.4离心机90

3.6.5输送机91

思考题93

4化工设备维护、维修与管理94

4.1化工生产操作中的设备维护94

4.1.1化工设备在使用过程中常见的损坏形式及其危害94

4.1.2设备故障与设备维护95

4.2换热器的操作维护97

4.2.1换热设备劣化和失效的主要形式及原因97

4.2.2换热器的操作维护要点98

4.2.3换热器的停车维修100

4.3塔设备的操作维护与修理100

4.3.1塔设备的运行维护100

4.3.2塔设备的缺陷和故障101

4.3.3塔设备的修理102

4.4磨损与润滑103

4.4.1磨损的种类103

4.4.2磨损的规律104

4.4.3减少磨损的措施105

4.4.4润滑剂105

4.4.5润滑方式及润滑装置109

4.5振动防治技术111

4.5.1常见的化工设备振动现象及原因111

4.5.2振动的危害及对环境的污染112

4.5.3振动控制技术112

4.5.4化工运转设备振动防治实例——离心机的减振与隔振114

4.6运转设备及阀门的操作维护115

4.6.1运转设备操作维护的主要环节115

4.6.2离心泵的操作维护116

*4.6.3活塞式压缩机的操作维护117

*4.6.4离心式压缩机的操作维护120

*4.6.5离心机的操作维护122

4.6.6阀门的操作维护124

4.7化工设备管理125

4.7.1设备管理的目的和任务126

4.7.2设备的使用和管理126

4.7.3设备的润滑管理129

4.7.4设备的密封管理130

4.7.5设备的计划检修132

4.7.6压力容器的安全使用135

4.7.7压力容器的定期检验136

4.7.8压力容器的安全附件137

思考题140

5化工设备材料142

5.1化工设备与管道常用的金属材料142

5.1.1金属材料的主要性能142

5.1.2碳钢144

5.1.3合金钢145

5.1.4铸铁147

5.1.5有色金属及其合金148

5.2化工设备与管道使用的非金属材料149

5.2.1无机非金属材料149

5.2.2有机非金属材料150

5.3化工设备的腐蚀与防护153

5.3.1常见的腐蚀类型及腐蚀机理153

5.3.2常见的腐蚀破坏形式154

5.3.3化工设备常用的防腐蚀措施156

思考题157

*6实验与分析159

6.1钢材的力学性能实验与分析（一）159

6.2钢材的力学性能实验与分析（二）161

6.3材料的晶相组织观察实验162

6.4压力容器实验与分析163

6.5化工设备制造或检修后的试验165

6.6机械传动实验与分析165

实操训练篇

*7换热器拆装及压力检验171

7.1换热设备相关知识171

7.1.1换热设备的应用171

7.1.2换热设备的类型171

7.1.3管壳式换热器的类型及特点172

7.1.4其他类型换热设备173

7.2填料函式换热器拆装及压力检验培训（竞赛）任务书177

7.2.1培训或竞赛内容177

7.2.2培训考核或竞赛时间178

7.2.3培训或竞赛过程注意事项178

7.3换热器拆装及压力检验培训（竞赛）说明书178

7.3.1管壳程试压系统图178

7.3.2填料函式换热器试压操作178

7.3.3填料函式换热器试压操作的考核内容和考核评价细则181

7.3.4换热器装拆及试压所用工具、仪表、阀门及耗材清单183

*8离心泵拆装与运行185

8.1单级离心泵拆装与运行实训项目的内容和目标185

8.1.1培训和考核的主要内容185

8.1.2通过实训达到的技能要求186

8.1.3实训过程中培养的职业素质要求186

8.2泵的基础知识186

8.2.1泵在化工生产中的应用与类型186

8.2.2离心泵的类型与特点187

8.2.3离心泵的主要零部件190

8.3IS、IH型单级单吸离心泵拆装与维护要点192

8.3.1IS型泵的结构要点192

8.3.2IH型泵的拆装与维护要点193

8.4IH泵的拆装与运行操作195

8.4.1拆卸195

8.4.2装配196

8.4.3联轴器找正197

8.4.4试车与停车197

8.5考核评分细则（检查与评估）198

8.5.1评分细则表198

8.5.2考核评分表说明200

8.5.3零部件检查记录表202

8.6泵检修能力的学习提高203

*9管阀加工与安装实训204

9.1管阀加工与安装实训项目的主要要求204

9.1.1培训内容要求204

9.1.2培训技能要求204

9.1.3职业素质要求205

9.2管子加工205

9.2.1管子的切割205

9.2.2管子的套螺纹205

9.2.3管子的弯曲207

9.3管路安装209

9.3.1管路的连接209

9.3.2阀门的选用与安装211

9.3.3管路试压215

9.4实际操作练习与考评215

9.4.1管路加工和安装实操练习215

9.4.2化工管路与阀门操作评分细则216

参考文献219