根据现场场地布置，并结合参考了化工设备标准反应釜尺寸，选取其内径Di1=Φ1800mm,按充装系数0.85 计算， 实际容积为V=6/0.85=7.05m3。按GB/T25198-2010《压力容器封头》选取椭圆形封头，查其容积V=0.827m3 ， 形状系数K=1 。则筒体高度为：h=(7.05-0.827x2)/ (πx0.92)=2.12m。夹套选取Di2=Φ2000mm。通过用户提供的工况，在参照GB150-1998《钢制压力容器》确定釜体内设计压力位工作压力的1.1 倍，即设计压力Pc1 为0.2x1.1=0.22MPa 设计温度依据夹套选取了t1=164℃，夹套依据用户使用过程中的蒸汽的温度查阅在相应温度下的饱和蒸汽压为0.6 MPa，故我选取了夹套设计压力为Pc2=0.6MPa，设计温度为t2=164℃,焊接接头系数Φ取0.85。(2)从分析结果可看出,孔边各方向的应力、应力分量、应力强度中薄膜应力占有的比重。
由于用户单位提供的介质具有腐蚀性，通过与用户沟通介质的腐蚀性及对材质的焊接性的把握， 选取了釜体结构采用00Cr17Ni14Mo2，厚度负偏差C2=0.8mm，腐蚀余量C1=0mm。通过查询GB150-1998《钢制压力容器》中材料的设计温度下许用应力与其试验温度许用应力通过插值法可以算00Cr17Ni14Mo2 材质试验温度许用应力[σ]=118MPa，设计温度许用应力 [σ]t=114.48MPa，试验温度下屈服点 σs=177 MPa，夹套采用Q235-B 材质，厚度负偏差C2 =0.8mm，腐蚀余量C1=1mm。其试验温度许用应力 [σ]=113MPa，设计温度许用应力[σ]t=110.76 MPa，试验温度下屈服点σs =235MPa。近来随着反应釜容积的增大,夹套传热、内蛇管冷却、复合式搅拌的不锈钢反应釜,以及板壳式内置加热、冷却器,推进式搅拌的不锈钢反应釜也得到广泛采用。
由于釜内设计压力为0.22MPa，选取机械密封212-90。支撑按JB/T4712.4-2007《容器支座》选择A4 支座。在对客户之前用的反应釜使用过程中，机封部分在使用一段时间后出现微量***，在此次设计中增加了底轴承来控制轴的径向跳动，延长了机械密封的使用寿命。针对客户提出反应物料有少量粗化晶粒，在此次设计过程中特别在内筒四周设置了挡板，增强了搅拌的均匀程度，在之后用户反馈意见收到用户满意的评价。:从安全的角度出发, 给出反应釜顶盖与筒体焊接, 在一侧开人孔的结构。基于开人孔的位置悖于常规, 先采用常规设计方法设计出顶盖厚度, 然后分别采用无力矩理论和有限元软件ANSYS作了应力分析, 给出人孔接管与顶盖及筒体相贯线上的一系列应力分布曲线, 并参照JB4732— 95《压力容器分析设计标准》作了强度评定, 结果表明强度不足。然后采用内部贴补强圈的局部补强结构, 经过二次分析评定, 强度满足要求。另一方面,含有Cl-的物料有时还会导致奥氏体不锈钢的应力腐蚀(是金属在拉应力和腐蚀及一定的温度的共同作用下所引起的)。并对设备的无损检测作了相关说明。
小型反应釜的结构和技术参数
主要技术性能及参数
小型反应釜外形结构如图1 所示, 其主要技术
性能与参数如下:
功率 7.5kW
反应压力 0.5MPa(max)
液压控制系统压力 16MPa(max)
生产率200kg(以干胚乳片计)/ h整机外形尺寸4130mm(高)×1600mm(直径)质量2500kg.
结构特点
传动系统
由三相异步电动机和立式行星摆线针轮减速机组成, 安装在釜体上盖, 结构紧凑。经多次试验, 我们确认了搅拌转速, 可使釜内物料在较短的时间内充分完成改性反应。传动轴与上盖间采用聚四氟编织填料密封, 其耐腐蚀、耐磨、导热性好。
针对人造板厂制胶反应釜的温度控制问题, 提出了一种新的模糊控制方法.利用夹套内温度, 采用模糊多层规则集结构, 有效地解决了热滞后的负影响.实际应用表明, 反应釜内反应液温度精度小于0 .5 ℃. 制胶反应釜是人造板厂生产胶粘剂的关键设备, 其反应属于间歇反应.一方面其料在不同时间加入, 且加入的量也不同;另一方面, 各阶段要求的反应温度不同, 且反应釜内反应液温度受夹套内温度的影响较大[ 1] , 故对象特性变化较大, 是一种非线性、大滞后的时变的复杂系统.控制好反应釜的工艺参数, 使之相对稳定, 对于提高产品质量、产量和降低污染至关重要.为此, 笔者研制了一种智能制胶反应釜温度控制系统.