根据现场场地布置,并结合参考了化工设备标准反应釜尺寸,选取其内径Di1=Φ1800mm,按充装系数0.85 计算, 实际容积为V=6/0.85=7.05m3。基于此,要进行PID控制器的优化,应用模糊RBF***网络PID控制法,对反应釜PID控制进行优化以及改进。按GB/T25198-2010《压力容器封头》选取椭圆形封头,查其容积V=0.827m3 , 形状系数K=1 。则筒体高度为:h=(7.05-0.827x2)/ (πx0.92)=2.12m。夹套选取Di2=Φ2000mm。通过用户提供的工况,在参照GB150-1998《钢制压力容器》确定釜体内设计压力位工作压力的1.1 倍,即设计压力Pc1 为0.2x1.1=0.22MPa 设计温度依据夹套选取了t1=164℃,夹套依据用户使用过程中的蒸汽的温度查阅在相应温度下的饱和蒸汽压为0.6 MPa,故我选取了夹套设计压力为Pc2=0.6MPa,设计温度为t2=164℃,焊接接头系数Φ取0.85。
由于用户单位提供的介质具有腐蚀性,通过与用户沟通介质的腐蚀性及对材质的焊接性的把握, 选取了釜体结构采用00Cr17Ni14Mo2,厚度负偏差C2=0.8mm,腐蚀余量C1=0mm。(3)根据分析设计标准,对有限元结果进行强度评定,结果表明按常规设计出的顶盖厚度不满足强度要求,所以进行了内部贴补强圈的补强设计。通过查询GB150-1998《钢制压力容器》中材料的设计温度下许用应力与其试验温度许用应力通过插值法可以算00Cr17Ni14Mo2 材质试验温度许用应力[σ]=118MPa,设计温度许用应力 [σ]t=114.48MPa,试验温度下屈服点 σs=177 MPa,夹套采用Q235-B 材质,厚度负偏差C2 =0.8mm,腐蚀余量C1=1mm。其试验温度许用应力 [σ]=113MPa,设计温度许用应力[σ]t=110.76 MPa,试验温度下屈服点σs =235MPa。
植物胶反应釜, 用于对植物胶干胚乳片进行加工处理。在设计的过程中从某造漆厂了解到,在高温及温变较大的情况下,不锈钢半圆蛇管与釜壁因温差应力有焊点开焊的现象,因此,我们从加工制造角度和安全性考虑,采用了导流板结构。与原粉反应设备不同, 在反应过程中不使用大量的***。有关新型工业化植物胶反应设备在国内外均未见报道, 因此我们在确定技术方案时非常慎重。通过对国内外有关化工设备的性能、结构参数等进行深入的调研, 收集查阅了大量的相关资料, 经过反复地研究与分析, 初步确定了设备技术方案, 完成了小型试验设备的加工, 组建了植物胶中试生产车间, 进行了小规模的中试生产, 生产出改性胶粉数吨, 产品质量优异。在此基础上, 完成了新型植物胶反应设备的加工图纸, 并交***厂家进行工艺审查和加工。经调试、检测, 其各项技术指标均达到设计要求后, 进行工业试验。试验期间, 设备运行时间均不少于500h , 各项技术指标均达到设计要求。试验结果表明, 该套设备的研制是成功的。
通常情况下, 可能有以下几种材料可选作釜体的材质:①304 不锈钢;②316 L 不锈钢;③钛等, 但通过对这些材料的盐酸腐蚀速率图及以上腐蚀原因分析可知, 普通的奥氏体不锈钢已不在可选的范围了, 而钛又是一种很贵重的金属, 且它与钢之间的焊接技术还不成熟。通过在线整定PID参数,能够快速适应控制系统的变化,使得系统运行保持稳定的状态。其实选择就是双相不锈钢2205, 主要有以下两个原因:一是双相不锈钢在抗晶间腐蚀和应力腐蚀方面, 特别是耐氯化物腐蚀的性能优于奥氏体不锈钢。试验表明, 在1 %的沸腾盐酸中, 304、316L、钛和2205 的腐蚀速率分别为:材料304, 316, TA, 2205, 腐蚀速率(mm/a)分别为304 ,0.3 , 0.2 , 0.1。可见2205 钢的耐盐酸腐蚀性能明显优于其它三种材质;二是它的价格也不太昂贵。基于304 不锈钢不能保证反应釜长期实际使用的事实, 而双相不锈钢又对含Cl-等介质具有良好的耐蚀性能, 故拟选择2205 双相不锈钢作为反应釜釜体的主要材质。
化工生产作业中使用的反应釜,搅拌器是其主要装置之一。加热面与冷却面的配置简单的夹套中,流体处于自然流动状态,传热情况不良。在实际运行中,搅拌器对转速有着较高的要求,电动机的使用是适应减速器开展整个运动期间的搅拌。使用的减速器装置,若采取立式安装方式,必须要确保装置保持良好状态,确保不存在振动以及泄漏等情况,而且要为正常使用的状态。这需要做好日常维护工作,确保其处于运行状态。一般来说,减速器转动环节极易发生振动的情况,若不及时调整很容易影响生产。
从振动发生的原因角度来说,主要因素如下:①反应釜内负荷过大或者加料不够均匀;②反应釜齿轮中心距不合理,或者齿轮侧隙的把控不合理;③反应釜的齿轮加工质量不达标,精度误差较大。以废材作燃料的热油炉在人造板生产厂得到较为普遍的采用,从而使一些工厂考虑省去蒸汽锅炉,采用导热油作为制胶反应釜的加热介质。在实际应用中,减速器试车的过程中,温升若高于标准,很有可能是因为轴弯曲变形或者轴承磨损、轴承松动等。为保证化工生产的效率和质量,必须做好反应釜的日常维护。对传统装置进行维护时,要注重减速器的维护。严格按照维护标准和规范,结合减速器的特点和特性,做好日常检查和维护,上确保减速器装置处于的运行状态下,确保化工生产效益.
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