反應(yīng)設(shè)備使用歷史悠久, 應(yīng)用廣泛, 由于在高溫反應(yīng)釜使用過程中涉及反應(yīng), 所以對反應(yīng)設(shè)備本身安全要求較高。以廢材作燃料的熱油爐在人造板生產(chǎn)廠得到較為普遍的采用,從而使一些工廠考慮省去蒸汽鍋爐,采用導(dǎo)熱油作為制膠反應(yīng)釜的加熱介質(zhì)。我國《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》從管理及安全的角度出發(fā)對壓力容器進行分類時, 把反應(yīng)容器提高了一個等級, 把中壓、介質(zhì)為或毒性程度為危害介質(zhì)、PV≥10 MPa· m3 的反應(yīng)容器劃分為三類壓力容器, 而且把低壓、介質(zhì)毒性為極度和高度危害、PV≥0.2 MPa· m3 的容器也劃分為三類容器。三類容器在設(shè)計、制造、檢驗和使用管理方面提出嚴(yán)格要求, 以防止意外事故的發(fā)生。文中所介紹的反應(yīng)釜屬于三類容器, 其反應(yīng)介質(zhì)之一為, 工作壓力為0.7 MPa, 工作溫度接近180 ℃。無色有毒, 極其(在空氣中含3% ～ 100%均可), 屬高度危害介質(zhì)。如何保證安全, 防止泄漏, 是設(shè)備設(shè)計時需重點解決的問題。而密封難點集中反映在頂蓋與筒體相連接的部位, 主要是因為其密封面積大、密封不易保證造成的。

熱油的熱容量較大, 因此在布置內(nèi)蛇管冷卻面時, 應(yīng)適當(dāng)增大冷卻面。樹脂反應(yīng)完成后采用外設(shè)板式冷卻器進行終的冷卻。熱負(fù)荷的確定應(yīng)將工藝需熱量及反應(yīng)釜傳熱面的設(shè)計綜合考慮。8mm,材料的許用應(yīng)力為130MPa,按GB150—1998《鋼制壓力容器》設(shè)計出頂蓋的厚度約為5mm。對間歇式反應(yīng)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(fù)荷。熱負(fù)荷必須根據(jù)反應(yīng)釜的傳熱計算得出, 在設(shè)備尺寸確定后, 換熱面積F 已固定。要增大換熱量, 就要從提高油溫和增加流速著手使K 與△ t 增大, 以適應(yīng)工藝的需要。不考慮設(shè)備的傳熱設(shè)計, 或?qū)挻蛘玫靥岢鰺嶝?fù)荷是不可取的, 這樣往往造成鍋爐或熱油爐容量偏大。

針對人造板廠制膠反應(yīng)釜的溫度控制問題, 提出了一種新的模糊控制方法.利用夾套內(nèi)溫度, 采用模糊多層規(guī)則集結(jié)構(gòu), 有效地解決了熱滯后的負(fù)影響.實際應(yīng)用表明, 反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)液溫度精度小于0 .5 ℃. 制膠反應(yīng)釜是人造板廠生產(chǎn)膠粘劑的關(guān)鍵設(shè)備, 其反應(yīng)屬于間歇反應(yīng).一方面其料在不同時間加入, 且加入的量也不同;另一方面, 各階段要求的反應(yīng)溫度不同, 且反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)液溫度受夾套內(nèi)溫度的影響較大[ 1] , 故對象特性變化較大, 是一種非線性、大滯后的時變的復(fù)雜系統(tǒng).控制好反應(yīng)釜的工藝參數(shù), 使之相對穩(wěn)定, 對于提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和降低污染至關(guān)重要.為此, 筆者研制了一種智能制膠反應(yīng)釜溫度控制系統(tǒng).

人造板廠制膠反應(yīng)釜的生產(chǎn)工藝因膠粘劑品種不同而不同, 如脲醛甙膠的工藝曲線[ 2] 如圖2 .圖2 中,AB 段、CD 段和EF 段為升溫階段, BC 段、DE 段和FG 段是恒溫階段, GH 段是降溫階段.根據(jù)上述情況在實踐中比較了多種控制算法, 對制膠反應(yīng)釜溫度控制, 采用模糊控制較為合適如.反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)液溫度設(shè)定值, 溫度控制系統(tǒng)采用了三輸入單輸出模糊控制系統(tǒng).

由于熱量從夾套傳到反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)液有一定的滯后 , 故將夾套內(nèi)的溫度與反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)液溫度設(shè)定值變化率作為其中的一個輸入. 整個系統(tǒng)的軟件采用模塊化結(jié)構(gòu), 由C 語言編寫, 主要由初始化程序、參數(shù)設(shè)置程序、線性化程序、模糊推理程序等組成, 采用模糊控制對某人造板制膠反應(yīng)釜的溫度控制系統(tǒng)進行了改造, 在生產(chǎn)脲醛甙膠時, 溫度誤差控制在±0 .5 ℃內(nèi), 超調(diào)量小于0 .5 %, 取得較好的效果, 受到用戶好評.特別是采用夾套溫度變化率作為模糊控制的輸入量, 有效地克服了外部干擾對反應(yīng)釜內(nèi)溫度的擾動, 值得推廣.