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根據(jù)現(xiàn)場場地布置,并結(jié)合參考了化工設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)釜尺寸,選取其內(nèi)徑Di1=Φ1800mm,按充裝系數(shù)0.85 計算, 實際容積為V=6/0.85=7.05m3。按GB/T25198-2010《壓力容器封頭》選取橢圓形封頭,查其容積V=0.827m3 , 形狀系數(shù)K=1 。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)計作為一個實例和大家共同探討。則筒體高度為:h=(7.05-0.827x2)/ (πx0.92)=2.12m。夾套選取Di2=Φ2000mm。通過用戶提供的工況,在參照GB150-1998《鋼制壓力容器》確定釜體內(nèi)設(shè)計壓力位工作壓力的1.1 倍,即設(shè)計壓力Pc1 為0.2x1.1=0.22MPa 設(shè)計溫度依據(jù)夾套選取了t1=164℃,夾套依據(jù)用戶使用過程中的蒸汽的溫度查閱在相應(yīng)溫度下的飽和蒸汽壓為0.6 MPa,故我選取了夾套設(shè)計壓力為Pc2=0.6MPa,設(shè)計溫度為t2=164℃,焊接接頭系數(shù)Φ取0.85。
由于用戶單位提供的介質(zhì)具有腐蝕性,通過與用戶溝通介質(zhì)的腐蝕性及對材質(zhì)的焊接性的把握, 選取了釜體結(jié)構(gòu)采用00Cr17Ni14Mo2,厚度負(fù)偏差C2=0.8mm,腐蝕余量C1=0mm。傳動軸與上蓋間采用聚四氟編織填料密封,其耐腐蝕、耐磨、導(dǎo)熱性好。通過查詢GB150-1998《鋼制壓力容器》中材料的設(shè)計溫度下許用應(yīng)力與其試驗溫度許用應(yīng)力通過插值法可以算00Cr17Ni14Mo2 材質(zhì)試驗溫度許用應(yīng)力[σ]=118MPa,設(shè)計溫度許用應(yīng)力 [σ]t=114.48MPa,試驗溫度下屈服點 σs=177 MPa,夾套采用Q235-B 材質(zhì),厚度負(fù)偏差C2 =0.8mm,腐蝕余量C1=1mm。其試驗溫度許用應(yīng)力 [σ]=113MPa,設(shè)計溫度許用應(yīng)力[σ]t=110.76 MPa,試驗溫度下屈服點σs =235MPa。
實驗室反應(yīng)釜加料口安裝有球鉸式壓蓋和加料漏斗, 壓緊力可根據(jù)釜內(nèi)壓力無級調(diào)節(jié), 以確保加料口的密封。對于既需要加熱又需冷卻的制膠反應(yīng)釜來說,布置冷卻面時應(yīng)考慮此因素。通過旋轉(zhuǎn)油缸的動作, 實現(xiàn)壓緊動作與加料動作的有序轉(zhuǎn)換。卸料口處安裝有密封環(huán)和滑動軌道, 壓緊液壓缸推動密封定位楔塊, 將出料倉蓋與密封環(huán)定位壓緊;啟閉液壓缸安裝在出料倉蓋下部, 帶動出料倉蓋沿滑動軌道做前后自由滑動, 實現(xiàn)卸料口的開閉。采用雙向液壓鎖作為保壓元件, 使壓緊液壓缸及加料口啟閉液壓缸始終保持正常工作壓力, 防止因油液泄漏失壓而造成密封失效。
從反應(yīng)釜控制的實際來說,其具有非線性和延遲性特點,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,實際運行中隨時會產(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)。
做好日常檢查工作的優(yōu)化從反應(yīng)釜溫度控制和維護(hù)的角度來說,要不斷提高控制技術(shù)的水平,強(qiáng)化對生產(chǎn)溫度的控制;通過加強(qiáng)對各個裝置的性能維護(hù)和檢查,及時發(fā)現(xiàn)存在的問題,進(jìn)而確保系統(tǒng)能夠處于正常的使用狀態(tài),保證化工生產(chǎn)的有序開展。該設(shè)備采用獨創(chuàng)的三層式釜體結(jié)構(gòu)和雙螺帶式攪拌裝置,在恒溫條件下,對固體粒狀物料進(jìn)行反應(yīng)加工,可大大提高產(chǎn)品的水合及溶解速度,降低水不溶物含量,使植物膠更加廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域。這需要不斷優(yōu)化日常維護(hù)工作,做好以下要點的把控:
①結(jié)合反應(yīng)釜溫度控制以及維護(hù)實際,制定完善的工作方案,嚴(yán)格落實各項檢查和維護(hù)工作計劃,及時發(fā)現(xiàn)反應(yīng)釜溫度控制問題和運行問題等,采取相應(yīng)的措施加以防范和控制。在具體實踐中,明確相關(guān)人員的工作職責(zé)和內(nèi)容,促使各項工作有序落實。
②在運行反應(yīng)釜時,必須要嚴(yán)格遵循有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),以免發(fā)生超溫或者超壓等問題。通過嚴(yán)格落實各項要求,強(qiáng)化對反應(yīng)釜溫度的把控。
③做好日常檢查,避免溫差應(yīng)力以及內(nèi)壓應(yīng)力疊加的發(fā)生,保證設(shè)備運行。因為反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)環(huán)節(jié)會進(jìn)行吸熱和放熱,具有時變性和非線性等特點,增加了溫度控制的難度?;どa(chǎn)用的反應(yīng)釜,其運行效果和性能直接影響著生產(chǎn)作業(yè)的開展,因此必須要做好嚴(yán)格的把控。在日常工作中,積極推廣應(yīng)用模糊PID 控制方法,不斷優(yōu)化和改進(jìn)控制方法。除此之外,做好日常維護(hù)工作,保證反應(yīng)釜處于狀態(tài)運行,進(jìn)而確保溫度控制以及生產(chǎn)的效果。