由于釜內(nèi)設計壓力為0.22MPa，選取機械密封212-90。支撐按JB/T4712.4-2007《容器支座》選擇A4 支座。在對客戶之前用的反應釜使用過程中，機封部分在使用一段時間后出現(xiàn)微量泄露，在此次設計中增加了底軸承來控制軸的徑向跳動，延長了機械密封的使用壽命。針對客戶提出反應物料有少量粗化晶粒，在此次設計過程中特別在內(nèi)筒四周設置了擋板，增強了攪拌的均勻程度，在之后用戶反饋意見收到用戶滿意的評價。:從安全的角度出發(fā), 給出反應釜頂蓋與筒體焊接, 在一側(cè)開人孔的結(jié)構(gòu)?；陂_人孔的位置悖于常規(guī), 先采用常規(guī)設計方法設計出頂蓋厚度, 然后分別采用無力矩理論和有限元軟件ANSYS作了應力分析, 給出人孔接管與頂蓋及筒體相貫線上的一系列應力分布曲線, 并參照JB4732— 95《壓力容器分析設計標準》作了強度評定, 結(jié)果表明強度不足。然后采用內(nèi)部貼補強圈的局部補強結(jié)構(gòu), 經(jīng)過二次分析評定, 強度滿足要求。并對設備的無損檢測作了相關(guān)說明。各種保護及安全信號裝置反應釜的設計充分考慮了設備運行的安全性,所有與設備安全有關(guān)、需要保護的部位均設置了信號指示和保護措施。

反應釜的頂蓋結(jié)構(gòu)設計從安全的角度考慮, 如果把頂蓋與筒體相連接的部位設計成法蘭螺栓連接, 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, 會造成安全隱患;另一方面從經(jīng)濟的角度考慮, 所使用的材料為0Cr18Ni9奧氏體不銹鋼, 價格昂貴, 如果增加一對容器蘭(約1 萬元), 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)開了一個426 mm×10 mm的人孔?！∮捎谌丝椎闹睆捷^大, 頂蓋直徑相對較小, 且其上還開有其他接管, 開人孔時, 必須同時跨頂蓋和筒體, 這對壓力容器設計產(chǎn)生了新的問題———頂蓋的強度設計如何解決。瓜爾膠胚片在反應釜中的裝填量為200kg/次,根據(jù)客戶對產(chǎn)品指標的要求,反應時間為2h,為0。

可以看出, 對應不同的位置, 起控制作用的應力是不同的, 所以在強度評定時不能單純控制一個方向的應力來滿足強度要求。開孔邊緣沿接管環(huán)向各向薄膜、彎曲應力加薄膜應力及總應力的變化情況內(nèi)貫線上徑向、經(jīng)向和環(huán)向應力的薄膜應力、薄膜應力加彎曲應力和總應力的分布曲線。按外壓容器設計出筒體的名義厚度為14mm,為取材一致和開孔補強,故將頂蓋厚度取與筒體相同。三種組合曲線的變化趨勢是一致的, 薄膜應力加彎曲應力和總應力的分布曲線基本重合, 說明峰值應力很小, 可以忽略不計。經(jīng)向和環(huán)向應力的薄膜應力分布曲線與薄膜應力加彎曲應力和總應力的分布曲線, 同一橫坐標下的應力相差很小, 部分位置甚至重合, 這說明彎曲應力也不大, 不是主要控制對象?？梢姳∧κ侵饕刂茖ο?。

化工反應釜生產(chǎn)作業(yè)情況及其結(jié)構(gòu)改進必要性反應釜作為現(xiàn)代化工生產(chǎn)中應用的重要設備，主要由罐體、罐蓋以及進料口、攪拌裝置、出料口、冷凝管、加熱層、回收罐等構(gòu)成，其在化工生產(chǎn)中的作業(yè)應用頻率相對較高，且其內(nèi)部反應以高溫、高壓或者是超高壓條件為主，進行反應的原料與催化劑主要是、或者是具有不穩(wěn)定性的物質(zhì)，因此，化工反應釜生產(chǎn)作業(yè)中，如果加熱層對反應釜罐體內(nèi)部物料的加熱得不到準確控制，在溫度升高不能及時調(diào)節(jié)情況下，就會造成反應釜容器內(nèi)部的壓力過大，從而因散熱不良或者是局部反應過于劇烈等，導致各種危險事故發(fā)生，對化工生產(chǎn)安全產(chǎn)生不利影響。此外，化工反應釜的容器內(nèi)部空間與體積較大，而容器口部較小，也會因殘留雜質(zhì)的長時間使用造成在容器內(nèi)壁堆積，如果得不到及時清理，對其正?；し磻罢Ｗ鳂I(yè)使用都會造成不利影響。對間歇式反應釜來說,工藝需熱量按需熱階段計算,但這不能作為終的熱負荷。針對這種情況，為避免安全事故發(fā)生，就需要根據(jù)化工反應釜的作業(yè)環(huán)境與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計，通過優(yōu)化改進，減少事故問題的發(fā)生，對化工生產(chǎn)安全進行保障。