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。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。各種保護(hù)及安全信號(hào)裝置反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)充分考慮了設(shè)備運(yùn)行的安全性,所有與設(shè)備安全有關(guān)、需要保護(hù)的部位均設(shè)置了信號(hào)指示和保護(hù)措施。

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。瓜爾膠胚片在反應(yīng)釜中的裝填量為200kg/次,根據(jù)客戶對(duì)產(chǎn)品指標(biāo)的要求,反應(yīng)時(shí)間為2h,為0。

可以看出, 對(duì)應(yīng)不同的位置, 起控制作用的應(yīng)力是不同的, 所以在強(qiáng)度評(píng)定時(shí)不能單純控制一個(gè)方向的應(yīng)力來(lái)滿足強(qiáng)度要求。開(kāi)孔邊緣沿接管環(huán)向各向薄膜、彎曲應(yīng)力加薄膜應(yīng)力及總應(yīng)力的變化情況內(nèi)貫線上徑向、經(jīng)向和環(huán)向應(yīng)力的薄膜應(yīng)力、薄膜應(yīng)力加彎曲應(yīng)力和總應(yīng)力的分布曲線。按外壓容器設(shè)計(jì)出筒體的名義厚度為14mm,為取材一致和開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng),故將頂蓋厚度取與筒體相同。三種組合曲線的變化趨勢(shì)是一致的, 薄膜應(yīng)力加彎曲應(yīng)力和總應(yīng)力的分布曲線基本重合, 說(shuō)明峰值應(yīng)力很小, 可以忽略不計(jì)。經(jīng)向和環(huán)向應(yīng)力的薄膜應(yīng)力分布曲線與薄膜應(yīng)力加彎曲應(yīng)力和總應(yīng)力的分布曲線, 同一橫坐標(biāo)下的應(yīng)力相差很小, 部分位置甚至重合, 這說(shuō)明彎曲應(yīng)力也不大, 不是主要控制對(duì)象?？梢?jiàn)薄膜應(yīng)力是主要控制對(duì)象。

化工反應(yīng)釜生產(chǎn)作業(yè)情況及其結(jié)構(gòu)改進(jìn)必要性反應(yīng)釜作為現(xiàn)代化工生產(chǎn)中應(yīng)用的重要設(shè)備，主要由罐體、罐蓋以及進(jìn)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(yīng)用頻率相對(duì)較高，且其內(nèi)部反應(yīng)以高溫、高壓或者是超高壓條件為主，進(jìn)行反應(yīng)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(yīng)釜生產(chǎn)作業(yè)中，如果加熱層對(duì)反應(yīng)釜罐體內(nèi)部物料的加熱得不到準(zhǔn)確控制，在溫度升高不能及時(shí)調(diào)節(jié)情況下，就會(huì)造成反應(yīng)釜容器內(nèi)部的壓力過(guò)大，從而因散熱不良或者是局部反應(yīng)過(guò)于劇烈等，導(dǎo)致各種危險(xiǎn)事故發(fā)生，對(duì)化工生產(chǎn)安全產(chǎn)生不利影響。此外，化工反應(yīng)釜的容器內(nèi)部空間與體積較大，而容器口部較小，也會(huì)因殘留雜質(zhì)的長(zhǎng)時(shí)間使用造成在容器內(nèi)壁堆積，如果得不到及時(shí)清理，對(duì)其正?；し磻?yīng)及正常作業(yè)使用都會(huì)造成不利影響。對(duì)間歇式反應(yīng)釜來(lái)說(shuō),工藝需熱量按需熱階段計(jì)算,但這不能作為終的熱負(fù)荷。針對(duì)這種情況，為避免安全事故發(fā)生，就需要根據(jù)化工反應(yīng)釜的作業(yè)環(huán)境與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)優(yōu)化改進(jìn)，減少事故問(wèn)題的發(fā)生，對(duì)化工生產(chǎn)安全進(jìn)行保障。