由于釜內(nèi)設(shè)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(yīng)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(shè)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(yīng)物料有少量粗化晶粒，在此次設(shè)計過程中特別在內(nèi)筒四周設(shè)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(yīng)釜頂蓋與筒體焊接, 在一側(cè)開人孔的結(jié)構(gòu)。基于開人孔的位置悖于常規(guī), 先采用常規(guī)設(shè)計方法設(shè)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(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JB4732— 95《壓力容器分析設(shè)計標準》作了強度評定, 結(jié)果表明強度不足。再按照文獻[1]的設(shè)計方法,考慮到頂蓋密集開孔的削弱和攪拌器等附件重量的影響,對頂蓋進行整體補強設(shè)計,終頂蓋厚度圓整到8mm。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(shè)備的無損檢測作了相關(guān)說明。

反應(yīng)釜的頂蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計從安全的角度考慮, 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(shè)計產(chǎn)生了新的問題———頂蓋的強度設(shè)計如何解決。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。

由于反應(yīng)釜廠家攪拌器組件由多點支撐, 而且在常規(guī)設(shè)計時考慮了機架、減速機和電機共同作用在頂蓋上壓力的影響和局部開孔的影響, 對封頭進行了整體補強設(shè)計, 所以有限元建模時, 為了簡化分析, 不考慮它們的影響, 只考慮跨頂蓋和筒體開人孔的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)具有對稱性, 所以取其1/2 作為研究對象。筒體與接管長度的取值都大于2.5 RT(R為接管與筒體半徑, T為接管與筒體的厚度), 筒體和封頭的厚度取值為13.4 mm(封頭成型后的實際厚度減去腐蝕裕量), 接管厚度為9 mm。(3)根據(jù)分析設(shè)計標準,對有限元結(jié)果進行強度評定,結(jié)果表明按常規(guī)設(shè)計出的頂蓋厚度不滿足強度要求,所以進行了內(nèi)部貼補強圈的補強設(shè)計。材料特性人孔接管、筒體和封頭的材質(zhì)均為0Cr18Ni9,設(shè)計壓力為0.8 MPa, 工作壓力為0.7MPa, 設(shè)計溫度為200 ℃, 工作溫度為180 ℃,腐蝕余量為1 mm，在筒體底部的橫截面上施加軸向固定約束，對稱面上施加對稱約束, 并在筒體底部橫截面上一點(其坐標為(0, -475, 513.4))約束X方向的位移, 以防模型發(fā)生該方向的剛體運動。在封頭、筒體及人孔筒節(jié)的內(nèi)表面上施加內(nèi)壓載荷0.8MPa, 在人孔筒節(jié)的外端面上施加等效應(yīng)力9.1MPa

做好日常檢查工作的優(yōu)化從反應(yīng)釜溫度控制和維護的角度來說，要不斷提高控制技術(shù)的水平，強化對生產(chǎn)溫度的控制；它們各個方向的應(yīng)力及各應(yīng)力分量和應(yīng)力強度等的變化情形基本是同步的,即應(yīng)力強度的部位其薄膜應(yīng)力強度、薄膜應(yīng)力 彎曲應(yīng)力的應(yīng)力強度也均是。通過加強對各個裝置的性能維護和檢查，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，進而確保系統(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。這需要不斷優(yōu)化日常維護工作，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實際，制定完善的工作方案，嚴格落實各項檢查和維護工作計劃，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，必須要嚴格遵循有關(guān)標準，以免發(fā)生超溫或者超壓等問題。通過嚴格落實各項要求，強化對反應(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?；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)化和改進控制方法。SMPa(壓力)蒸汽的熱燴約為8000U(1900keal):1耐溫度160℃導(dǎo)熱油的熱燴約為251ooU(60000keal)。除此之外，做好日常維護工作，保證反應(yīng)釜處于狀態(tài)運行，進而確保溫度控制以及生產(chǎn)的效果。