不銹鋼反應(yīng)釜具有耐高溫、耐腐蝕、生產(chǎn)能力強(qiáng)，使用周期長等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于石油、化工、橡膠、、染料、、食品等用來完成硫化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過程的壓力容器。②化工生產(chǎn)中的反應(yīng)釜不僅體積大，而且熱容量很大，實(shí)際運(yùn)行中隨時會產(chǎn)生吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)，所以進(jìn)行采集時會增加過程時間。它是融合了反應(yīng)容器，反應(yīng)條件控制系統(tǒng)，原料進(jìn)料、產(chǎn)品導(dǎo)出系統(tǒng)的一類生產(chǎn)或?qū)嶒?yàn)器械。能夠以較高的自動化程度完成預(yù)先設(shè)定好的反應(yīng)步驟，對反應(yīng)過程中的溫度、壓力、力學(xué)控制（攪拌、鼓風(fēng)等）、反應(yīng)物/產(chǎn)物濃度等重要參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的調(diào)控。

此次設(shè)計(jì)的不銹鋼反應(yīng)釜是為一萬噸有機(jī)顏料車間設(shè)備改進(jìn)與更新及工藝優(yōu)化過程使用的。用戶在使用過程中的基本的操作參數(shù)為：釜內(nèi)工作壓力：0.2MPa，工作溫度：120℃。但目前雙相不銹鋼用于設(shè)備制造的數(shù)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于奧氏體不銹鋼,本文是將雙相不銹鋼用于反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)作為一個實(shí)例和大家共同探討。夾套工作壓力：0.60MPa，工作溫度：164℃，介質(zhì)為蒸汽。我為其設(shè)計(jì)的基本構(gòu)造為全封閉式結(jié)構(gòu)包括釜體（上下標(biāo)準(zhǔn)壓力容器橢圓封頭、筒體構(gòu)成）、夾套、攪拌器、傳動裝置、軸封裝置、支承等結(jié)構(gòu)。

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?；诖耍M(jìn)行PID控制器的優(yōu)化，應(yīng)用模糊RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制法，對反應(yīng)釜PID控制進(jìn)行優(yōu)化以及改進(jìn)。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。　由于人孔的直徑較大, 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(shè)計(jì)產(chǎn)生了新的問題———頂蓋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)如何解決。

釜體及夾套的壁厚計(jì)算釜體的設(shè)計(jì)及計(jì)算　由于夾套內(nèi)具有一定的壓力, 計(jì)算釜體及其下封頭壁厚時, 需同時考慮承受內(nèi)、外壓力的情況。通常先按式(1)進(jìn)行壁厚的內(nèi)壓計(jì)算, 再按外壓進(jìn)行校核并。不銹鋼反應(yīng)釜生產(chǎn)廠家頂蓋補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)前面的分析設(shè)計(jì)說明,由于開孔的原因,應(yīng)力集中非常嚴(yán)重,導(dǎo)致強(qiáng)度不足,必須設(shè)法補(bǔ)強(qiáng),滿足強(qiáng)度要求。因計(jì)算過程與常規(guī)設(shè)計(jì)相同且又非常復(fù)雜, 這里不再詳述.采用雙相不銹鋼2205 計(jì)算出的厚度比采用普通的不銹鋼的要小, 這是因?yàn)殡p相不銹鋼力學(xué)性能優(yōu)異, 強(qiáng)度高,在固溶狀態(tài)下的室溫屈服強(qiáng)度比未添加氮的標(biāo)準(zhǔn)奧氏體不銹鋼高兩倍多, 這樣在某些應(yīng)用中就可以減小壁厚。夾套的設(shè)計(jì)及計(jì)算　夾套內(nèi)的物料為水汽, 可按常規(guī)選材和設(shè)計(jì)。一般選碳鋼(Q235 -B)就可以。夾套只受內(nèi)壓, 其壁厚計(jì)算按式(1)進(jìn)行, 所得計(jì)算厚度加腐蝕裕量和鋼板負(fù)偏差并經(jīng)圓整即得終厚度(名義厚度)

從反應(yīng)釜控制的實(shí)際來說，其具有非線性和延遲性特點(diǎn)，復(fù)雜性很強(qiáng)，增加了溫度控制的難度。特性分析如下：

①從化學(xué)反應(yīng)的實(shí)際來說，供熱系統(tǒng)會產(chǎn)生很多的變化，變化過程極易受外界環(huán)境因素的影響，而且化學(xué)反應(yīng)過程變化趨勢具有差異性，所以使得反應(yīng)釜成為非線性系統(tǒng)，溫度控制的難度增加。

②化工生產(chǎn)中的反應(yīng)釜不僅體積大，而且熱容量很大，實(shí)際運(yùn)行中隨時會產(chǎn)生吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)，所以進(jìn)行采集時會增加過程時間。

③反應(yīng)釜內(nèi)發(fā)生聚合反應(yīng)時，生產(chǎn)用的化工原料也會發(fā)生變化，引發(fā)過程與物質(zhì)變化，產(chǎn)生系列反應(yīng)，比如吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)等，生產(chǎn)的復(fù)雜性較強(qiáng)。