由于釜內(nèi)設(shè)計(jì)壓力為0.22MPa，選取機(jī)械密封212-90。支撐按JB/T4712.4-2007《容器支座》選擇A4 支座。在對(duì)客戶之前用的反應(yīng)釜使用過(guò)程中，機(jī)封部分在使用一段時(shí)間后出現(xiàn)微量泄露，在此次設(shè)計(jì)中增加了底軸承來(lái)控制軸的徑向跳動(dòng)，延長(zhǎng)了機(jī)械密封的使用壽命。針對(duì)客戶提出反應(yīng)物料有少量粗化晶粒，在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中特別在內(nèi)筒四周設(shè)置了擋板，增強(qiáng)了攪拌的均勻程度，在之后用戶反饋意見(jiàn)收到用戶滿意的評(píng)價(jià)。:從安全的角度出發(fā), 給出反應(yīng)釜頂蓋與筒體焊接, 在一側(cè)開(kāi)人孔的結(jié)構(gòu)?；陂_(kāi)人孔的位置悖于常規(guī), 先采用常規(guī)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出頂蓋厚度, 然后分別采用無(wú)力矩理論和有限元軟件ANSYS作了應(yīng)力分析, 給出人孔接管與頂蓋及筒體相貫線上的一系列應(yīng)力分布曲線, 并參照J(rèn)B4732— 95《壓力容器分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》作了強(qiáng)度評(píng)定, 結(jié)果表明強(qiáng)度不足。再按照文獻(xiàn)[1]的設(shè)計(jì)方法,考慮到頂蓋密集開(kāi)孔的削弱和攪拌器等附件重量的影響,對(duì)頂蓋進(jìn)行整體補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì),終頂蓋厚度圓整到8mm。然后采用內(nèi)部貼補(bǔ)強(qiáng)圈的局部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu), 經(jīng)過(guò)二次分析評(píng)定, 強(qiáng)度滿足要求。并對(duì)設(shè)備的無(wú)損檢測(cè)作了相關(guān)說(shuō)明。

反應(yīng)釜的頂蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從安全的角度考慮, 如果把頂蓋與筒體相連接的部位設(shè)計(jì)成法蘭螺栓連接, 因其密封面大, 工作溫度高, 介質(zhì)具有腐蝕性, 密封難以保證, 會(huì)造成安全隱患;另一方面從經(jīng)濟(jì)的角度考慮, 所使用的材料為0Cr18Ni9奧氏體不銹鋼, 價(jià)格昂貴, 如果增加一對(duì)容器蘭(約1 萬(wàn)元), 則提高了容器的制造成本。終決定采用如圖1所示的結(jié)構(gòu), 使筒體與頂蓋采用焊接連接結(jié)構(gòu), 為了方便內(nèi)件的裝卸和檢修,在一側(cè)開(kāi)了一個(gè)426 mm×10 mm的人孔?！∮捎谌丝椎闹睆捷^大, 頂蓋直徑相對(duì)較小, 且其上還開(kāi)有其他接管, 開(kāi)人孔時(shí), 必須同時(shí)跨頂蓋和筒體, 這對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)產(chǎn)生了新的問(wèn)題———頂蓋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)如何解決。對(duì)于既需要加熱又需冷卻的制膠反應(yīng)釜來(lái)說(shuō),布置冷卻面時(shí)應(yīng)考慮此因素。

由于反應(yīng)釜廠家攪拌器組件由多點(diǎn)支撐, 而且在常規(guī)設(shè)計(jì)時(shí)考慮了機(jī)架、減速機(jī)和電機(jī)共同作用在頂蓋上壓力的影響和局部開(kāi)孔的影響, 對(duì)封頭進(jìn)行了整體補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì), 所以有限元建模時(shí), 為了簡(jiǎn)化分析, 不考慮它們的影響, 只考慮跨頂蓋和筒體開(kāi)人孔的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱性, 所以取其1/2 作為研究對(duì)象。筒體與接管長(zhǎng)度的取值都大于2.5 RT(R為接管與筒體半徑, T為接管與筒體的厚度), 筒體和封頭的厚度取值為13.4 mm(封頭成型后的實(shí)際厚度減去腐蝕裕量), 接管厚度為9 mm。(3)根據(jù)分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)有限元結(jié)果進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)定,結(jié)果表明按常規(guī)設(shè)計(jì)出的頂蓋厚度不滿足強(qiáng)度要求,所以進(jìn)行了內(nèi)部貼補(bǔ)強(qiáng)圈的補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)。材料特性人孔接管、筒體和封頭的材質(zhì)均為0Cr18Ni9,設(shè)計(jì)壓力為0.8 MPa, 工作壓力為0.7MPa, 設(shè)計(jì)溫度為200 ℃, 工作溫度為180 ℃,腐蝕余量為1 mm，在筒體底部的橫截面上施加軸向固定約束，對(duì)稱面上施加對(duì)稱約束, 并在筒體底部橫截面上一點(diǎn)(其坐標(biāo)為(0, -475, 513.4))約束X方向的位移, 以防模型發(fā)生該方向的剛體運(yùn)動(dòng)。在封頭、筒體及人孔筒節(jié)的內(nèi)表面上施加內(nèi)壓載荷0.8MPa, 在人孔筒節(jié)的外端面上施加等效應(yīng)力9.1MPa

做好日常檢查工作的優(yōu)化從反應(yīng)釜溫度控制和維護(hù)的角度來(lái)說(shuō)，要不斷提高控制技術(shù)的水平，強(qiáng)化對(duì)生產(chǎn)溫度的控制；它們各個(gè)方向的應(yīng)力及各應(yīng)力分量和應(yīng)力強(qiáng)度等的變化情形基本是同步的,即應(yīng)力強(qiáng)度的部位其薄膜應(yīng)力強(qiáng)度、薄膜應(yīng)力 彎曲應(yīng)力的應(yīng)力強(qiáng)度也均是。通過(guò)加強(qiáng)對(duì)各個(gè)裝置的性能維護(hù)和檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，進(jìn)而確保系統(tǒng)能夠處于正常的使用狀態(tài)，保證化工生產(chǎn)的有序開(kāi)展。這需要不斷優(yōu)化日常維護(hù)工作，做好以下要點(diǎn)的把控：

①結(jié)合反應(yīng)釜溫度控制以及維護(hù)實(shí)際，制定完善的工作方案，嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)檢查和維護(hù)工作計(jì)劃，及時(shí)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)釜溫度控制問(wèn)題和運(yùn)行問(wèn)題等，采取相應(yīng)的措施加以防范和控制。在具體實(shí)踐中，明確相關(guān)人員的工作職責(zé)和內(nèi)容，促使各項(xiàng)工作有序落實(shí)。

②在運(yùn)行反應(yīng)釜時(shí)，必須要嚴(yán)格遵循有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以免發(fā)生超溫或者超壓等問(wèn)題。通過(guò)嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)要求，強(qiáng)化對(duì)反應(yīng)釜溫度的把控。

③做好日常檢查，避免溫差應(yīng)力以及內(nèi)壓應(yīng)力疊加的發(fā)生，保證設(shè)備運(yùn)行。化工生產(chǎn)用的反應(yīng)釜，其運(yùn)行效果和性能直接影響著生產(chǎn)作業(yè)的開(kāi)展，因此必須要做好嚴(yán)格的把控。在日常工作中，積極推廣應(yīng)用模糊PID 控制方法，不斷優(yōu)化和改進(jìn)控制方法。SMPa(壓力)蒸汽的熱燴約為8000U(1900keal):1耐溫度160℃導(dǎo)熱油的熱燴約為251ooU(60000keal)。除此之外，做好日常維護(hù)工作，保證反應(yīng)釜處于狀態(tài)運(yùn)行，進(jìn)而確保溫度控制以及生產(chǎn)的效果。