反应釜工作压力为0.7 MPa, 设计压力取0.8 MPa, 腐蚀裕量取1 mm, 钢板负偏差取0.8 mm,材料的许用应力为130 MPa, 按GB150— 1998《钢制压力容器》设计出顶盖的厚度约为5 mm。再按照文献[ 1]的设计方法, 考虑到顶盖密集开孔的削弱和搅拌器等附件重量的影响, 对顶盖进行整体补强设计, 终顶盖厚度圆整到8 mm。应用研究的结果表明,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。按外压容器设计因为反应釜工作时可能出现负压, 约为-0.077MPa, 设计时必须考虑筒体的失稳现象, 需按外压容器设计壁厚。夹套的工作压力为0.6 MPa, 设计外压取为0.7 MPa。按外压容器设计出筒体的名义厚度为14 mm, 为取材一致和开孔补强, 故将顶盖厚度取与筒体相同。同样, 考虑顶盖密集开孔的削弱和搅拌器等附件重量的影响, 顶盖厚度取16 mm。根据以上分析, 顶盖的名义厚度的设计值16mm。
由于加热反应釜搅拌器组件由多点支撑, 而且在常规设计时考虑了机架、减速机和电机共同作用在顶盖上压力的影响和局部开孔的影响, 对封头进行了整体补强设计, 所以有限元建模时, 为了简化分析, 不考虑它们的影响, 只考虑跨顶盖和筒体开人孔的复杂结构。由于结构具有对称性, 所以取其1/2 作为研究对象。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。筒体与接管长度的取值都大于2.5 RT(R为接管与筒体半径, T为接管与筒体的厚度), 筒体和封头的厚度取值为13.4 mm(封头成型后的实际厚度减去腐蚀裕量), 接管厚度为9 mm。材料特性人孔接管、筒体和封头的材质均为0Cr18Ni9,设计压力为0.8 MPa, 工作压力为0.7MPa, 设计温度为200 ℃, 工作温度为180 ℃,腐蚀余量为1 mm,在筒体底部的横截面上施加轴向固定约束,对称面上施加对称约束, 并在筒体底部横截面上一点(其坐标为(0, -475, 513.4))约束X方向的位移, 以防模型发生该方向的刚体运动。在封头、筒体及人孔筒节的内表面上施加内压载荷0.8MPa, 在人孔筒节的外端面上施加等效应力9.1MPa
对化工生产中的反应釜温度控制与维护做了简单的论述,提出了控制和维护的策略。从化工生产的实际来说,反应釜作为重要设备,发挥着积极的作用。传动轴与上盖间采用聚四氟编织填料密封,其耐腐蚀、耐磨、导热性好。其温度控制的效果如何对产品的质量以及产量有着很大的影响。因此,深度分析此课题,提出行之有效的控制和维护措施有着重要的意义。从化工生产的实际来说,作为生产系统的核心控制部分,反应釜炉温控制系统发挥着重要的作用。因为反应釜内反应环节会进行吸热和放热,具有时变性和非线性等特点,增加了温度控制的难度。目前来说,多采用自适应模糊PID 控制法和其他方法,能够增强温度的控制效果。
从反应釜控制的实际来说,其具有非线性和延迟性特点,复杂性很强,增加了温度控制的难度。特性分析如下:
①从化学反应的实际来说,供热系统会产生很多的变化,变化过程极易受外界环境因素的影响,而且化学反应过程变化趋势具有差异性,所以使得反应釜成为非线性系统,温度控制的难度增加。
②化工生产中的反应釜不仅体积大,而且热容量很大,实际运行中随时会产生吸热反应与放热反应,所以进行采集时会增加过程时间。
③反应釜内发生聚合反应时,生产用的化工原料也会发生变化,引发过程与物质变化,产生系列反应,比如吸热反应和放热反应等,生产的复杂性较强。
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