淺談?wù)魤焊O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的幾點(diǎn)問(wèn)題

1、 淺談?wù)魤焊O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的幾點(diǎn)問(wèn)題 摘要: 蒸壓釜；結(jié)構(gòu)；腐蝕裕量；防腐蝕措施；安全連鎖裝置； 蒸壓釜屬于有爆炸危險(xiǎn)的快開(kāi)門式壓力容器，按tsg r0004-2009固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程關(guān)于壓力容器類別劃分方法，歸屬、類壓力容器。該設(shè)備的工作壓力雖然不高（一般小于1.5mpa）,但由于容積大（一般超過(guò)45m3）,因而壓力和容積的乘積大，一旦發(fā)生爆炸，將釋放很大的能量，造成的危害較大。同時(shí)又是快開(kāi)門式的設(shè)備，比一般的壓力容器在操作上要求更嚴(yán)格，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)問(wèn)題： 一蒸壓釜的結(jié)構(gòu) 蒸壓釜包括主體和附件。前者主要包括釜體裝置、釜蓋裝置、擺動(dòng)裝置、手搖減速器、安全裝置、支座、保溫

2、層、密封裝置、管道閥門儀表等。后者包括排污裝置、電控箱及氣電安全聯(lián)鎖裝置等。 1.釜體裝置：主要由筒體和釜體法蘭焊接而成。筒體的材質(zhì)為q345r；釜體法蘭的材質(zhì)為16mn，沿法蘭圓周均布40個(gè)齒與釜蓋法蘭均布的相應(yīng)40個(gè)齒相嚙合。釜內(nèi)底部鋪設(shè)軌道裝置，可行走或停放蒸養(yǎng)小車。釜體外側(cè)布置各種管座和接管，用于供進(jìn)、排蒸汽，排放冷凝水和安裝各種儀表、閥門。 2.釜蓋裝置：主要由釜蓋法蘭、傘齒板、圓頂封頭焊接而成，通過(guò) 吊柄和短軸將釜蓋懸吊于相嚙合，起關(guān)閉蒸壓釜的作用。 3.擺動(dòng)裝置：側(cè)開(kāi)門式由主要由軸、懸臂梁、支承板、拉板拉、拉桿等組成。安裝于釜端頂部，通過(guò)拉桿與釜蓋柄相連接，起懸吊和回轉(zhuǎn)釜裝置的作

3、用。上開(kāi)門式由配重箱、擺動(dòng)臂、支撐板等組成。通過(guò)擺動(dòng)臂與釜蓋相連使釜蓋上下擺動(dòng)。 4.手搖減速器：固定于釜體法蘭側(cè)面，主要由一對(duì)渦輪副及一對(duì)錐齒輪齒軸組成。通過(guò)齒輪嚙合齒板，帶動(dòng)釜蓋繞中心旋轉(zhuǎn)，使釜體和釜蓋法蘭的齒能嚙合或脫開(kāi)。 5.安全裝置：固定于釜體法蘭側(cè)面，由安全手柄、座子、接桿及球閥組成。釜蓋關(guān)閉時(shí)，安全手柄轉(zhuǎn)至水平，鎖死釜蓋無(wú)法打開(kāi)，排氣球閥相應(yīng)關(guān)閉。開(kāi)啟蓋時(shí)，先將安全手柄垂直，球閥隨之打開(kāi)。待釜內(nèi)余汽通過(guò)球閥排出后，方能打開(kāi)釜蓋，避免危險(xiǎn)。 6.支座：用作支撐釜體，由中間支座、端部支座、活動(dòng)支座組成，除中間支座固定外，其余支座采用雙向滑動(dòng)結(jié)構(gòu)，在支座與基礎(chǔ)板之間加裝雙滾柱，并通過(guò)拉

4、簧與支座相連，便于適應(yīng)釜體熱脹冷縮。 由于蒸壓釜比較長(zhǎng)（一般2030多米），本身的自重再加上蒸養(yǎng)車和物料的重量，為了避免支座跨度過(guò)大，導(dǎo)致筒體產(chǎn)生過(guò)度變形及較大的應(yīng)力，需要采用多個(gè)支座。支座的計(jì)算及校核根據(jù)三彎矩方程求解，參照 hg/t20582中的三鞍座臥式容器的設(shè)計(jì)和計(jì)算。 7.保溫層：主要由保溫材料和骨架、外護(hù)板等組成；防止蒸壓釜使用時(shí)熱量失散（用戶根據(jù)材料性質(zhì)自定厚度），一般保溫材料為巖棉或者硅酸鋁纖維棉。 8. 密封裝置：由密封圈、截止閥及進(jìn)汽彎管等組成。密封圈采用子母型密封圈結(jié)構(gòu)，鑲嵌于釜體法蘭密封槽中，升壓階段，外供蒸汽經(jīng)過(guò)彎管和閥門進(jìn)入密封槽，使密封圈與密封面貼合緊密，到達(dá)額定

5、壓力后，靠釜體自身氣壓進(jìn)行密封。密封性能較好，且不易損壞密封圈，降低運(yùn)行成本。 9.閥門儀表：包括壓力表、溫度表、安全閥、熱電阻、球閥等，保證蒸壓釜安全使用。在釜體頂部和底部各安裝兩對(duì)熱電偶，用以檢測(cè)上、下壁溫。 10.排水裝置：排放冷凝水作用，由排水裝置、疏水器、排污閥等組 成。排水連接器通過(guò)與釜底部相連，冷凝水在排水連接器中沉凝后經(jīng)疏水器連續(xù)排出，排污閥可不定期大量排放冷凝水及泥渣。 11.電控箱：包括壓力記錄儀、溫度指示儀、壓力警報(bào)器等，以 確保蒸壓釜的安全運(yùn)行。 12.氣電安全聯(lián)鎖裝置：包括控制箱、減速器緊鎖裝置以及釜體上進(jìn)汽管口配置的電動(dòng)或汽動(dòng)截止閥等。應(yīng)符合固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)

6、察規(guī)程中第3.20條，以確保蒸壓釜的安全運(yùn)行。 二腐蝕裕量的選取 由于生產(chǎn)工藝的原因，蒸壓釜內(nèi)的溫度、壓力、介質(zhì)、及濕度呈周期性的變化，每蒸養(yǎng)一個(gè)周期約12h16h，在每一周期溫度從室溫逐步升高至190左右，保溫幾個(gè)小時(shí)后再逐步降至室溫;同時(shí)，釜內(nèi)蒸汽壓力也從常壓逐步升高到1.3mpa,經(jīng)過(guò)恒壓再逐步降至常壓。工作時(shí)釜內(nèi)介質(zhì)是飽和水蒸汽和冷凝水，釜內(nèi)溫度較高，壓力和濕度也比較大，釜頂與釜側(cè)有冷凝水珠，釜底有積水，積水中經(jīng)常浸泡著一些從蒸養(yǎng)車上散落下來(lái)的加氣混凝土制品的碎塊，又由于加氣混凝土在蒸養(yǎng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些腐蝕性氣體，再加上釜內(nèi)溫度高，且冷熱交替頻繁，因此，產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕-堿腐蝕，釜體的腐

7、蝕程度要比釜蓋的嚴(yán)重。 我們主要用增加腐蝕裕量的辦法來(lái)解決腐蝕問(wèn)題。蒸壓釜的設(shè)計(jì)年限一般為10年，所用材料為q345r鋼，又因?yàn)楦g裕量等于腐蝕速率設(shè)計(jì)年限，所以在滿足使用性和安全性的情況下，從經(jīng)濟(jì)性考慮：釜蓋的腐蝕裕量取2mm，釜體取4mm。 三防腐蝕措施 用增加腐蝕裕量的辦法來(lái)解決腐蝕問(wèn)題，既不能防止腐蝕的發(fā)生，也不能減緩腐蝕的速度，而且蒸壓釜的釜內(nèi)腐蝕不是均勻腐蝕，雖然蒸壓釜的設(shè)計(jì)年限為10年，但是有的蒸壓釜腐蝕比較厲害，沒(méi)有用到10年就報(bào)廢了。 所以，為了增加蒸壓釜的使用壽命，降低蒸壓釜的投資成本，我們要提出這樣的設(shè)計(jì)要求：設(shè)備制造完成后，要在釜體內(nèi)部噴涂150m厚的含金屬鋁的防銹漆。

8、 四安全連鎖裝置 根據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)在用快開(kāi)門式壓力容器由于顯示儀表失靈或人工操作等原因?qū)е麻_(kāi)門爆炸，余壓（汽）傷人事故約占全國(guó)壓力容器事故總數(shù)的三分之一，其主要原因是快開(kāi)門式壓力容器缺乏一種有效防止誤動(dòng)作的安全聯(lián)鎖裝置。 據(jù)了解，我國(guó)目前的安全聯(lián)鎖裝置有微機(jī)控制、自動(dòng)化儀表控制和純機(jī)械控制三種，前兩者較容易實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)聯(lián)鎖功能，但它們是借助于外來(lái)能源實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖動(dòng)作的，均存在可靠性差、成本高等缺點(diǎn)，只適用于工作環(huán)境較好的電動(dòng)開(kāi)門的蒸壓釜上；而純機(jī)械控制雖沒(méi)有上述缺點(diǎn)，但卻較難完全實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖功能，特別是微壓得不到控制。 所以，綜合微機(jī)控制、自動(dòng)化儀表控制和純機(jī)械控制的安全聯(lián)鎖裝置的優(yōu)點(diǎn)，并結(jié)合蒸壓釜使用環(huán)境較

9、差（一般為露天）的情況，本著安全生產(chǎn)，既便工人誤操作也能被該聯(lián)鎖裝置制止的設(shè)計(jì)思想，提出了機(jī)電一體微壓控制的安全聯(lián)鎖裝置：即以機(jī)械控制（見(jiàn)附圖四）為主，用電器控制彌補(bǔ)不足的方案。 此安全聯(lián)鎖裝置主要由安裝在釜體裝置上的安全手柄、環(huán)閥、限位塊、零壓控制器，安裝在開(kāi)門手搖減速器上的鎖緊裝置；電控柜等組成。該裝置屬于直接作用式（靠壓力容器內(nèi)部壓力動(dòng)作）的壓力容器安全聯(lián)鎖裝置，其主要安全聯(lián)鎖動(dòng)作由安全手柄，手搖減速器上的鎖緊裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所以，即使在停電及電器元件失效情況下，它仍具有安全連鎖功能。 因此該安全聯(lián)鎖裝置具有安全可靠性高，靈敏度高，結(jié)構(gòu)靈巧，適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)。 五、結(jié)束語(yǔ) 在設(shè)計(jì)蒸壓釜的時(shí)候，要結(jié)合上述的幾點(diǎn)問(wèn)題，按照此步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)：根據(jù)用戶提出基本設(shè)計(jì)要求分析容器的工作條件確定設(shè)計(jì)參數(shù)結(jié)構(gòu)分析、初步選材應(yīng)力分析和強(qiáng)度計(jì)算（根據(jù)合適的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)）確定構(gòu)件尺寸和材料設(shè)計(jì)圖紙。 參考文獻(xiàn)： gb150-1998 鋼制壓力容器國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局 tsg r0