外盤管反應(yīng)釜專業(yè)團(tuán)隊(duì)在線服務(wù)“本信息長期有效”

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(jì)算， 實(shí)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 。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(jì)壓力位工作壓力的1.1 倍，即設(shè)計(jì)壓力Pc1 為0.2x1.1=0.22MPa 設(shè)計(jì)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(jì)壓力為Pc2=0.6MPa，設(shè)計(jì)溫度為t2=164℃,焊接接頭系數(shù)Φ取0.85。②氣體保護(hù)金屬極弧焊(GMAW/MIG),有時(shí)稱為惰性氣體保護(hù)金屬極弧焊。

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。通過查詢GB150-1998《鋼制壓力容器》中材料的設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力與其試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力通過插值法可以算00Cr17Ni14Mo2 材質(zhì)試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力[σ]=118MPa，設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [σ]t=114.48MPa，試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn) 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(yàn)溫度許用應(yīng)力 [σ]=113MPa，設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力[σ]t=110.76 MPa，試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn)σs =235MPa。③反應(yīng)釜內(nèi)發(fā)生聚合反應(yīng)時(shí)，生產(chǎn)用的化工原料也會(huì)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)。

反應(yīng)釜的頂蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)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(huì)造成安全隱患;另一方面從經(jīng)濟(jì)的角度考慮, 所使用的材料為0Cr18Ni9奧氏體不銹鋼, 價(jià)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(gè)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(shí), 必須同時(shí)跨頂蓋和筒體, 這對壓力容器設(shè)計(jì)產(chǎn)生了新的問題———頂蓋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)如何解決。在90°～125°范圍,徑向與經(jīng)向應(yīng)力快速下降,應(yīng)力強(qiáng)度也隨著快速減小且達(dá)到一個(gè)值,在該范圍環(huán)向應(yīng)力同樣幾乎保持不變。

因油加熱反應(yīng)釜傳熱系數(shù)相對較低,應(yīng)盡可能布置較多的傳熱面。在保持容積不變的前提下, 適當(dāng)減小筒體直徑可以增大傳熱面。加熱面與冷卻面的配置簡單的夾套中, 流體處于自然流動(dòng)狀態(tài), 傳熱情況不良。為了提高給熱系數(shù), 必須增加流體的擾動(dòng), 使流體處于湍流狀態(tài)。常采用的辦法是將夾套做成外蛇管式結(jié)構(gòu), 在夾套中裝設(shè)導(dǎo)流板或擾流噴嘴。在設(shè)計(jì)的過程中從某造漆廠了解到, 在高溫及溫變較大的情況下, 不銹鋼半圓蛇管與釜壁因溫差應(yīng)力有焊點(diǎn)開焊的現(xiàn)象, 因此, 我們從加工制造角度和安全性考慮, 采用了導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)。開孔邊緣沿接管環(huán)向薄膜應(yīng)力強(qiáng)度、彎曲應(yīng)力強(qiáng)度加薄膜應(yīng)力強(qiáng)度及總應(yīng)力強(qiáng)度的變化情況為了便于強(qiáng)度評定,確定應(yīng)力處理線的位置,圖7近似給出內(nèi)貫線上薄膜應(yīng)力強(qiáng)度、彎曲應(yīng)力強(qiáng)度加薄膜應(yīng)力強(qiáng)度及總應(yīng)力強(qiáng)度的分布曲線。

從化工生產(chǎn)的實(shí)際來說，反應(yīng)難以避免會(huì)放熱，使得熱量分布不夠均勻。若沒有及時(shí)排出熱量，那么會(huì)使得反應(yīng)釜內(nèi)的溫度增加，極易引發(fā)“爆聚”問題。若余熱排放過多，會(huì)使得整體穩(wěn)定性被降低，影響化工產(chǎn)品的質(zhì)量和效益，因此必須做好溫度的有效控制.從化工生產(chǎn)的實(shí)際來說，反應(yīng)釜的溫度控制多采用常規(guī)PID 控制方法。此方法雖然控制原理比較簡單，具有不錯(cuò)的穩(wěn)定性，而且控制系統(tǒng)的可靠性比較好，參數(shù)調(diào)整很方便。三種組合曲線的變化趨勢是一致的,薄膜應(yīng)力加彎曲應(yīng)力和總應(yīng)力的分布曲線基本重合,說明峰值應(yīng)力很小,可以忽略不計(jì)。

反應(yīng)釜的爐溫控制實(shí)踐，運(yùn)用常規(guī)PID 控制法，可有效控制動(dòng)態(tài)特性，比如溫度慣性大以及容量滯后等。若化工生產(chǎn)對控制速度以及控制精度的要求不高，那么運(yùn)用常規(guī)PID 控制法可獲得不錯(cuò)的效果。不過常規(guī)PID 控制器的功能實(shí)現(xiàn)依賴于相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，反應(yīng)釜實(shí)際應(yīng)用中，反應(yīng)機(jī)理比較復(fù)雜，參數(shù)具有變化性特點(diǎn)，同時(shí)極易受到外界的干擾，影響數(shù)學(xué)模型的性，增加了參數(shù)調(diào)整的難度?；诖?，要進(jìn)行PID控制器的優(yōu)化，應(yīng)用模糊RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID 控制法，對反應(yīng)釜PID 控制進(jìn)行優(yōu)化以及改進(jìn)。從模糊RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID 控制法的應(yīng)用實(shí)際來說，其構(gòu)建的PID 控制系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，需要的時(shí)間很少而且超調(diào)量很小，增強(qiáng)了爐溫的控制精度，提高了生產(chǎn)效率。除此之外，系統(tǒng)的抗干擾性能很強(qiáng)，系統(tǒng)的自適應(yīng)能力比較強(qiáng)，具有較好的魯棒性。特性分析如下：①從化學(xué)反應(yīng)的實(shí)際來說，供熱系統(tǒng)會(huì)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。通過在線整定PID 參數(shù)，能夠快速適應(yīng)控制系統(tǒng)的變化，使得系統(tǒng)運(yùn)行保持穩(wěn)定的狀態(tài).