发布时间：2023-03-20 16:18:51
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的化工机械设计论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
摘 要：本文结合笔者多年实践工作经验，针对化工管路当中的绝热工程设计做出全面的阐述以及具体详细的相关计算方法和步奏，在具体的物品材料选择时，例如管道以及设备保温和其他相关设备等，在选取的时候不仅需要注意实用性以及是否能够节能，而且对于同时所使用的材料的经济性，也应当进行全面认真的比较，从而更加有效的来选择所适用的材料设备，以期能够在后期的具体实践设计当中有着借鉴作用，望与大家共同探讨分析。
关键词：化工管路；绝热设计；问题；研究探讨
当今社会所有的化工企业在具体的生产过程当中，为了能够使得在生产当中所利用到的所有设备以及管道材料，能够有效的防止向周围的环境散发或者热量，从而在工程当中进行的整体绝热工程。在社会当中生存发展的化工企业以及石油和冶金部门，包括包括建材等诸多部门的设备和管道，都有所利用到绝热工程进行有效的隔热处理，然而这项具体工程在当今诸多相关企业中，不管是在生产当中还是在建设的整体过程当中已然成为了一项必不可少的重要工程。在化工企业的具体生产过程中，由于在具体的处理过程当中所涉及到的物品材料，绝大部分都不是常温的存在，然而物品材料不管是在运输方面还是在储存方面都是需要确保其整体具有一定的具体温度。所以，在具体的工程当中材料管道以及相关设备的绝热在化工厂当中就显得更加的常见。与此同时，在化工厂当中所运用到的所有物品以及材料，在种类方面都是非常的多，而且复杂在具体的性能方面也显得各异，那么在具体的运用中所需要的绝热要求，也必然有着诸多方面的不同，这样对于其本身所体现出来的特殊性质就更加的明显。
在管路绝热工程设计当中包含的管路以及设备的绝热，笔者经过分析认为可以按照它们具体的用途，可以有效的具体分成三种主要类型，其一，保温；其二，加热保护；其三保冷。下文便是笔者对此工程设计是做出的详细阐述。
一 绝热工程设计中的有效方法
在化工设计当中，绝热工程的有效设计在其中起着至关重要的之作用，其在整体系统当中主要涉及到保温材料的选择，而且针对保温的厚度也有着确定作用。通常情况，如果我们只是单纯的考虑到保温的效果，那么在保温的厚度方面则是材料的厚度越厚，那么它所体现出来的保温效果就是越好，然而将保温材料的厚度进行了增加了，那么在投入的资金费用方面也就显得有所增加。所以，针对化工设计中的绝热工程设计我们需要进行综合考虑，在采取的有效方法上我们可以采用经济厚度法。但是在利用这种方法的时候其具体的计算又太过于复杂，针对部分参数在选取方面显得不是十分方便，所以在具体的应用当中则又受到诸多限制。在具体的工程当中，通常所使用到的方法都是采用经验法，可是在一些相对而言较为特殊的情况当中，例如材料的管径比较细小，还有绝热材料的绝热性能总体而言显得比较不理想，那么此时就存在一种临界厚度，在使用经验法的时候就显得具有一些局限性。那么在具体的处理过程当中，就需要进行具体作业的工作人员对于经验法所求得的详细结果，与具体的临界厚度进行一定性质的比较，如果两者之间的结果有着差异性，那么就需要工作人员或者设计者做出适当有效的修正，从而能够更好的做到理想当中的绝热效果。
二 绝热厚度具体计算，有效保证绝热效果
（1）绝热工程设计中绝热厚度具体计算
在实践当中绝热工程的具体设计中，工作人员主要关心的是所使用的绝热材料以及绝热的厚度问题。然而在整体工程设计当中。所使用的绝热材料都是根据其介质情况以及绝热的类型和所需要材料的价格，甚至还有材料在本地所体现出来的供应情况等诸多因素，需要相关负责人员进行综合的考虑进而加以明确确定。那么一旦将所需要的材料进行确定之后，就可以针对绝热厚度进行有效的计算分析，由于所使用的设备可以当作较大直径的管道处理。所以，在下本的分析论证当中，仅针对管道的绝热方面做出考虑进而做出相关计算。管路和周围具体环境的传热过成，其中包括绝热材料的传导传热以及材料的外表面辐射传热和外表面与周边附着的空气所形成的对流热，通常所使用的管材普遍都是金属材料，那么金属管材所体现出来的热阻就相对非常小，可以将其热阻进行忽略不计入计算公式当中。以下便是笔者针对绝热材料的传导传热速率的计算方程：
q1=2πλ（tf - to）/ ln（D1 / D0）?? （1）
外表面散热速率方程：
q2=a1πD1（tf - ta）????????（2）
稳定传热过程q1=q2=q，q即为单位管长热损失。
上二式中，t所代表的数值分别都是为介质、绝热层外表面、环境的温度，π为绝热材料导热系数，D0管道外径，D1为绝热层外径，a1为绝热层外表面与周围空气之间的总给热系数。
当绝热材料被选定时，π已知，上述方程组共包含7个变量，在绝热层厚度的设计计算中，一般给定的已知条件为：tf、t0、a1、D0，有三个未知量：q、D1、t0，而独立方程只有两个，属于无定解，必需再补充一个条件时才能满足方程求解的需要。对上述命题可指定外表温度ta，可对应求出D1及q，如防烫要求时取ta＝60°C。
对于保温要求的计算一般有经验法、经济厚度法。经验法先选用绝热层表面温度，一般情况：tf -to =15℃～20℃【1】
由式（1）、（2）可得：
可用查图法【1】或试差法求得D1，保温厚度为：δ=D1-D0/2
济厚度指管道保温后，年热损失值与保温工程投资费的年分摊率之和为最小时的保温厚度。如外径≤1m时，可由下式计算【2】。
说过：“没有创新，就没有人类的进步，就没有人类的未来。”创新，就是变不可能为可能；创新，就是要花小钱办大事；创新，靠的是领导的思路和决策，科技人员的聪明才智和敬业精神，以及员工的无私奉献和拼搏进取。如果说矿浆管道工程从决策到隧道贯通体现的一根主线就是开磷人的创新精神的话，那么这种创新精神在安装工作中同样得到了充分的体现――
矿浆管道输送工程技术含量高，目前国内投运的几条管道均为美国PSI公司设计。通过论证和考察，开磷集团决定将矿浆管道委托给国内一家设计院设计，这是国内设计院首次独立承担这样的项目。然而，正因为它是首次独立承担设计，其思路还囿于理论层面。
为使工程经济合理，有必要对原设计方案进行优化和完善。为此，叶小洪工程师硬是“啃”完《PLC系统通信、扩展与网络互连技术》、《长距离管道输送工程设计与施工手册》等系列专著。
管道技术规格和标准设计出来后，投资额好几千万元，叶小洪想，能不能在满足设计要求保证质量的前提下再节省一点？为此，他通过对无缝钢管与高频直缝焊管的技术性能指标的对比分析，结合对国内矿浆管道输送的考察经验，写出了题为《ERW与SML钢管在流体输送领域的应用分析与比较》的论文，建议将管道壁厚减小。为证明这一优化设计的可行性和可靠性，开磷特意邀请国内浆体管道输送首席专家进行验算，结果与叶小洪的论点完全吻合。这一技术方案的变更，使工程投资节省300多万元。
2006年4月，叶小洪被任命为试车协调工作组技术总负责人。在其它试车准备工作陆续到位的情况下，却因进口阀门推迟交货，无法按计划试车，这可让人心头上火，叶小洪更是急得嗓子都沙哑了。他说：“嗓子哑不怕，怕就怕设备‘哑’。”为了不影响工期，他调整工艺管道阀门布置的建议得到采纳，实施后确保了按时联动试车并获得成功。
让我们再来回顾一下矿浆磨粉及输送设备的安装吧。
对于矿浆磨粉及输送设备的安装，很多企业选用的是进口装置。谁都知道，进口设备因性能可靠，工艺精度高，比国产设备安装起来要省事得多。但本着少花钱多办事办好事的原则，经过论证比较，开磷选择了国产设备。同时，确定由自己的机电设备安装公司承担矿浆厂的机电安装任务。
“机电设备安装公司什么时候安装过这样的设备，承接过这样的工程？”很多人心里直打鼓。不过胡雨武不这样想，他敢于对屈庆麟立军令状：“保证完成任务！”
对机电设备安装公司经理胡雨武，屈庆麟是了解的。别看这个拖拉机制造维护专业出身的人学历不是太高，其貌不扬，但对待工作既是个拼命三郎，也是个小诸葛亮。在建设息烽磷化工基地时，他就曾针对重钙造粒、20万吨硫磺制酸及第一套磷酸二铵装置的改造，解决过很多技术难题。
不过，这个工程对建设者们来说毕竟是全新的。工程一启动，难题就接踵而至：破碎机的行车吊重10吨，可破碎机机身上盖重量就达10多吨，如何吊得起来；磨机的滤筛过短，磨好的矿浆和渣子一同流失，从而达不到生产能力；1号磨机上有块铸件因堆放随意，导致30多吨重的4块齿轮变形，螺丝孔错位，无法正常组装；磨机的空气离合器套大轴小，装上后出现松动，不能正常使用；2号磨机安装中出现齿轮孔距差异……问题就这样一个接着一个地考验着开磷建设者们的心智。
2号磨机是个几百吨重的家伙，来回吊装作业好几次就是不能就位，施工人员被折腾得筋疲力尽，连生产厂家派来的技术人员都没招了。胡雨武说：“我们要在‘没招’中找出‘招’来。”于是，他想出了齿轮孔人工磨合、喷焊离合器孔、松紧螺丝、调整间隙、分步实施，并用人拉肩扛与现代机具相结合的办法，终于使2号磨机设备妥善就位。
球磨机的电气系统同样也是问题多多：高低压油站与高压开关电柜直接连锁，无法实现分断停车；高低压油站在冬季加热时间过长，影响系统起动；慢速传动系统与同步电动机系统互锁，无法实现惯性起动；现场仪表抖动导致系统误停车……这些都是由于生产厂家众多，各自按行业标准和自己的要求生产而留下的缺陷。怎么办？胡雨武望着电气工程师杨晓勇，那意思很明白：“活人总不至于被尿憋死吧！就看你的了。”
杨晓勇，这个西南师范大学物理专业毕业的高材生，文俊瘦弱，一派斯文，可在他的眼镜背后却闪烁着智慧的光芒。2002年以来，杨晓勇先后成功地应用PLC技术自主完成锚杆机自动化技术改造；对立式车床自动化系统成功实施改造；将ABB公司DCS500应用到龙门刨床的技术改造取得成功；应用上位机技术改造马路坪矿主斜井电气PLC系统，成功实现控制系统的可视化连接；2005年，完成工业电视系统自主设计，成功地将光纤传输技术用于井下生产作业，为数字化矿山建设奠定了基础……
这回，杨晓勇再次不负重托，会同彭永泓、李祖平等技术人员经过无数次的实验，把难关又一个个攻克了，厂商代表对他们竖起了大拇指。
时间进行到2006年8月，为保证按时试车，胡雨武带着建设者们在近40度的高温下工作,脸庞、手臂全晒脱了皮，一个个黑得像非洲人似的。在这节骨眼上，胡雨武病了，他说不是什么大病，就重感冒而已，因此白天坚持在现场，晚上才去打吊针。他知道这时候工地上需要他，建设者们的拼搏精神深深地感染着他。一位老焊工因工作没能够及时赶回老家见上病危中的老母亲最后一面；有位叫陈明福的职工，体重原来近100公斤，几个月下来减了7.5公斤，他不无幽默地说:“矿浆工程帮我减了肥。”工程处主任焦凤池，忍受着胆囊息肉发炎带来的痛苦，带领职工加班加点抢工期……胡雨武忍不住幽默地说：“打不尽豺狼决不下战场！”
此前，从磷化工基地传来一条消息：浓密机设计安装失败了！这可不是个好消息。
矿浆在长途跋涉中，要求含水率必须达到50%，到息烽磷化工基地后，须将含水率降到31-35%，才能满足生产需求。这套浓密装置由国内一家资质较高的电站装备工程公司设计制造安装，可试车运行2小时后，浓密机的刮泥装置抱死不能正常工作，经过重新设计泥耙，结果还是不能运行。大家傻眼了。
原设计安装单位无计可施，宣告失败。
然而，原设计安装单位宣告失败不代表开磷人要放弃矿浆输送工程建设，那可是开磷人梦想中的彩虹啊。不过，要重新寻找设计单位，不但要重新投资，而且时间也不等人。
廖贵芳站了出来。这位对机械设备怀有浓厚兴趣的“怪才”似乎天生就对机械敏感，当他还是一名普通的井下掘进工时，就曾对不可能成功的“永动机”苦苦痴迷过。
俗话说隔行如隔山，但“浓密”对于廖贵芳来说，毕竟生疏。廖贵芳，这位开磷自己培养出来的第一届学机械的理科电大毕业生，现任合资公司主任工程师，在矿山机械和化工机械设计维护岗位上摔打了二三十年了，特别是在磷化工基地的设备安装施工中解决过很多难题，翻越过很多座“山”了。现在，他决心要征服浓密这座大山。
廖贵芳记得，当时他看了原设计后，在现场曾对厂方的技术人员提出过改进建议，可对方吃的是“浓密”这个专业饭，只是看了廖贵芳一眼，根本听不进他的建议。可他们忽视了，他们的浓密机解决的是煤矿浆，而现在要面对的可是磷矿浆。
廖贵芳首先找出故障原因，分析原设计缺陷，对磷矿浆进行研究演示和实验。他把自己关在办公室对着磷矿浆“发呆”，然后对磷矿浆的质量进行理论计算。廖贵芳就是这样喜欢“发呆”的人，他对事物处处留心，善于钻研，勤于思考，从不肯轻易放过任何细节。不知是不是因为用脑过度，50出头的人，头发就已日渐稀疏了，以致有人跟他开玩笑地说：“廖工真是‘聪明绝顶’啊，那脑门越来越亮了，里面都装着智慧啊。”他也总是笑笑。
认真、专注的量变终于变成了新浓缩观念的质变。
廖贵芳开始了他的设计。他知道，他的设计决不能出现丝毫差错，否则将会给企业带来重大损失。从计算、设计到审图，再到监督施工，他都坚持一人把关。设计图纸交到施工人员手上后，他整天“钉”在施工现场。对施工技术人员，他提出了近乎苛刻的要求，无论是焊接还是设备组装，他都要认真仔细地进行检查，他的卷尺整天不知疲倦地在手上拉伸跳动。
一次因事离开了半天，廖贵芳回来时，施工人员在加固浓密机底座的施工中，已将浇灌水泥的模板安装到位，他检查时，发现钢筋上的垫块未按要求摆放，就把脸一黑，冲着施工技术人员吼道：“像你们这样糊弄，糊弄的是哪个？拆，赶快拆了重来。”
“这家伙可马虎不得！”廖贵芳说。原设计安装单位施工的浓密机座基间距过大，而浓密机却像一口巨型大锅，加上这“锅”里的矿浆有数百吨重，那像饥民手臂一样的座基如何能够承受这样的重负？现在重新加固，如果马虎了，就意味着埋下了巨大的隐患，就意味着对企业和自己不负责任。
功夫不负有心人。廖贵芳设计的浓密机于2006年3月安装完毕，3月10日试运行，经检验装置运行平稳，浓缩的矿浆工艺指标均在控制范围内，负荷超过200万吨/年的设计能力。
成功了！
2006年4月，合资公司将他发明的“矿浆浓密技术”报送贵阳市科技局，被评为贵阳市科技进步一等奖。现该项技术已申报国家专利权保护。
经过3年多艰苦卓绝的努力，开磷矿浆管道输送工程终于在2006年12月8日一次联动试车成功。
从矿区楠木坪矿浆厂到息烽磷化工基地浓密系统16.5公里绵延向西的矿浆输送管道，遇深谷腾空跨越，逢大山穿洞前行，像一条巨龙，又像一道彩虹，巧妙地将开磷集团的矿肥基地与磷化工基地紧密地联结在一起。
要说这是一道彩虹，那么它一头连着现实的根基，一头牵着腾飞的翅膀。
