聚氯乙烯反應(yīng)釜畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、I / 58 文檔可自由編輯打印目目 錄錄第一章 緒論.31.1. 聚氯乙烯發(fā)展史及其地位.31.1.1. 氯乙烯生產(chǎn)狀況.31.1.2. 聚氯乙烯基本性質(zhì).61.1.3. 聚氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程.71.2. 13.5M3聚氯乙烯反應(yīng)釜技術(shù)特性.81.2.1. 聚合釜的作用，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，及參數(shù)改進(jìn)內(nèi)容.81.2.2. 設(shè)備的技術(shù)特性，試驗(yàn)，檢驗(yàn)要求.91.2.3. 設(shè)備安裝的技術(shù)要求.111.2.4. 試車技術(shù)要求.111.2.5. 設(shè)備的操作要求，崗位安全要求.111.3. 原始數(shù)據(jù).15第二章 釜體的機(jī)械設(shè)計(jì)及校核.162.1. 釜體的機(jī)械設(shè)計(jì)及其校核.162.1.1. 長(zhǎng)徑比的選擇.162.1.

2、2. 封頭的選擇.162.1.3. 釜體圓筒的機(jī)械設(shè)計(jì).172.1.4. 釜體封頭的機(jī)械設(shè)計(jì).182.1.5. 釜體的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng).192.2. 夾套的計(jì)算.212.2.1. 夾套的選用.212.2.2. 夾套圓筒的機(jī)械計(jì)算.222.2.3. 夾套封頭部分的設(shè)計(jì).222.2.4. 夾套的補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算.23第三章 攪拌軸的機(jī)械設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核.25II / 58 文檔可自由編輯打印3.1. 功率的計(jì)算.253.1.1. 攪拌槳選形.253.1.2. 功率計(jì)算.253.2. 槳式攪拌器強(qiáng)度計(jì)算.263.3. 軸的設(shè)計(jì).273.4軸徑的校核.283.4.1. 底軸承.283.4.2. 根據(jù)臨界轉(zhuǎn)速核算攪拌軸軸

3、徑.303.4.3. 按強(qiáng)度計(jì)算攪拌軸的軸徑 d2.323.4.4. 軸的剛度校核.353.4.5. 提高攪拌軸疲勞強(qiáng)度的措施.35第四章 熱量核算.374.1. 熱量計(jì)算.374.2. 反應(yīng)放出的熱量.38第五章 釜體其它附件的計(jì)算.415.1. 安全閥的選擇.415.2. 軸封的選擇.415.3. 螺旋導(dǎo)流板的選擇.425.4. 工藝接管的計(jì)算及選擇.425.4.1. 進(jìn)出料管徑及長(zhǎng)度.425.4.2. 放料口.435.4.3. 夾套的進(jìn)出水管管徑.435.5. 支座的選擇.44總 結(jié).47參考文獻(xiàn).48致 謝.491 / 58 文檔可自由編輯打印第一章第一章 緒論緒論1.1.1.1. 聚

4、氯乙烯發(fā)展史及其地位聚氯乙烯發(fā)展史及其地位1.1.1.1.1.1. 氯乙烯生產(chǎn)狀況氯乙烯生產(chǎn)狀況（1）在乙烯工業(yè)的發(fā)展中，一個(gè)國(guó)家的乙烯原料結(jié)構(gòu)不僅與其擁有的資源或可從國(guó)外易于獲得的資源有關(guān)，也和一定時(shí)期原料的價(jià)格和產(chǎn)品需求有關(guān)，但最重要的還是資源因素。本文擬結(jié)合國(guó)外乙烯原料結(jié)構(gòu)情況，對(duì)我國(guó)乙烯原料結(jié)構(gòu)做一分析，從中展望我國(guó)乙烯原料結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)和今后乙烯原料路線發(fā)展的方向。構(gòu)成來(lái)看，腦油呈上升趨勢(shì)，乙烷略呈下降趨勢(shì)，LPG 是波浪形發(fā)展。這種原料構(gòu)成產(chǎn)生的原因主要是，石腦油目前還是比較理想的乙烯原料。不單裂解性從世界原材料能好，聯(lián)產(chǎn)品也較多，運(yùn)輸貯存都比較方便。因此，一般情況下人們大多采用石

5、腦油作乙烯原料;乙烷也是很好的乙烯原料，乙烯收率高，能耗低，裝置投資省。在美國(guó)和中東等地都有大量豐富的天然氣(乙烷)資源，因此作為乙烯原料的用量也比較大。但乙烷不便運(yùn)輸，其他聯(lián)產(chǎn)品很少，因而使其應(yīng)用受到限制。LPG 和市場(chǎng)貿(mào)易量有關(guān)，同時(shí)運(yùn)輸貯存也比石腦油麻煩，其他聯(lián)產(chǎn)品也較少，所以也影響其廣泛應(yīng)用。長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)乙烯原料以 AGO 為主.1985 年 AGO 乙烯原料占乙烯產(chǎn)量的比例高達(dá) 73.3 %，雖然以后逐年有所下降，但到 1992 年仍占乙烯產(chǎn)量近一半，并仍居各種原料之首，這和世界各國(guó)乙烯原料情況大不相同。主要原因是我國(guó)原油的特點(diǎn):一是重，所產(chǎn)石腦油數(shù)量比較少，而其中還有不少原油的石腦

6、油裂解性能差，不適合作乙烯原料。二是占我國(guó)原油數(shù)量最大的大慶油，其 AGO 餾分的裂解性能不錯(cuò)，是比較好的乙烯原料。勝利油的 AGO 雖然裂解性能不太好，但與勝利油的石腦油相比也不算差。因此，在我國(guó) AGO 的數(shù)量不僅比石腦油大得多，而且總的來(lái)看還是不錯(cuò)的乙烯原料。因而在立足國(guó)內(nèi)油的情況下AGO 很自然成為我國(guó)乙烯原料的主要成分。在國(guó)外，大量中東原油的2 / 58 文檔可自由編輯打印AGO 并不是好的乙烯原料，而且貿(mào)易市場(chǎng) AGO 的數(shù)量也很少，作為乙烯原料一般主要在煉油化工聯(lián)合企業(yè)中利用。因此，除美國(guó)和西歐少量利用一部分 AGO 外，其他地區(qū)很少采用。 (2)我國(guó)乙烯原料結(jié)構(gòu)的展望目前已批準(zhǔn)

7、的在建項(xiàng)目和擴(kuò)建項(xiàng)目包括:新建的茂名、吉林、天津、獨(dú)山子、中原、北京、廣州乙烯裝置;老乙烯裝置如燕山、揚(yáng)子、齊魯、金山、大慶、蘭化等的擴(kuò)建;再加上原來(lái)的乙烯廠，其總生產(chǎn)能力可達(dá)395 萬(wàn)噸。大慶 VGO 此原料結(jié)構(gòu)可作為相當(dāng)于我國(guó)接近 2000 年時(shí)的乙烯原料結(jié)構(gòu)。它與 1992 年乙烯原料結(jié)構(gòu)相比，又有了較大的變化。比較明顯的是石腦油的比例繼續(xù)上升，由原來(lái)的 34.8%上升至 39.9 % 。AGO 所占的比例繼續(xù)下降，由原來(lái)的 49.8%下降為 38.2%;加氫裂化尾油的比例有較大幅度的上升，由原來(lái)的 1.53%上升為 11.1;輕烴原料所占的比例略有下降，由原來(lái)的 13.86%下降為 1

8、0.80%在上述原料結(jié)構(gòu)中，還有一比較明顯的變化，即石腦油原料所占的比例已超過(guò) AGO 而居于各種原料之首。根據(jù)今后我國(guó)資源情況的變化，即兩個(gè)市場(chǎng)兩種資源，要大量利用進(jìn)口資源首先是進(jìn)口大量原油的情況，可以對(duì)將來(lái)我國(guó)乙烯原料結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)作一分析。 輕烴隨著國(guó)內(nèi)原油增長(zhǎng)速度減慢，一些老油田產(chǎn)量還會(huì)逐步下降。因此，國(guó)內(nèi)油田輕烴的數(shù)量不會(huì)增加太多，能作為乙烯原料利用的增加量更有限，煉廠回收的輕烴增加也不會(huì)太多。因此，按國(guó)內(nèi)輕烴資源估算，輕烴原料在乙烯產(chǎn)量中的比例不會(huì)增大，至于進(jìn)口 LPG 作乙烯原料是存在這種可能的。但由于 LPG 運(yùn)輸和貯存費(fèi)用均較大，而我國(guó)進(jìn)口 LPG 的關(guān)稅還比較高(優(yōu)惠稅率經(jīng)

9、兩次下調(diào)后仍為 9%),高于石腦油和原油的稅率。雖然在國(guó)際市場(chǎng)上 LPG 貨源和價(jià)格在一段時(shí)間內(nèi)還具有吸引力，但看來(lái)我國(guó)要大量進(jìn)口 LPG 作乙烯原料是不大可能的，少量進(jìn)口是有可能的.因此，從這種趨勢(shì)看:我國(guó)輕烴原料在乙烯產(chǎn)量中的比例估計(jì)在今后較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)基本不會(huì)上升，甚至還有可能下降。3 / 58 文檔可自由編輯打印 石腦油由于今后進(jìn)口原油增多，到 2000 年預(yù)計(jì)乙烯工業(yè)進(jìn)口原油將達(dá)到5000 萬(wàn)噸。而進(jìn)口原油中的品種，根據(jù)貨源情況，預(yù)計(jì) 80%以上將進(jìn)口中東油，包括含硫高的沙特、伊朗、科威特原油，這些原油的石腦油裂解性能均不錯(cuò)，適宜作乙烯原料。特別是如果與乙烯廠相配合的煉廠是較大的煉廠

10、時(shí)，石腦油的用量還會(huì)增多。另外還有可能直接進(jìn)口部分石腦油或外購(gòu)其他煉廠可用的石腦油。因此，從發(fā)展看，我國(guó)用石腦油作乙烯原料的比例還會(huì)繼續(xù)增加，并將保持在各種原料中居于首位。 AGO從發(fā)展看，AGO 作為乙烯原料在我國(guó)有兩種制約因素。一是國(guó)內(nèi)柴汽比的變化，柴油的需求將越來(lái)越大，不可能再拿出很多的柴油供作乙烯原料用。二是進(jìn)口的大量中東原油中，其 AGO 的裂解性能都較差，不是好的乙烯原料。因此，從發(fā)展看，AGO 原料在乙烯產(chǎn)量中的比例還會(huì)繼續(xù)下降，但還能保持一定的份量。 加氫裂化尾油國(guó)內(nèi)外的工業(yè)實(shí)踐證明，加氫裂化尾油確是較好的乙烯原料。特別是高壓加氫裂化尾油，轉(zhuǎn)化率在 60-70%以上的尾油，其裂

11、解性能是不錯(cuò)的，乙烯收率這種情況是不容易達(dá)到的。如直接大量進(jìn)口石腦油，長(zhǎng)遠(yuǎn)看市場(chǎng)貨源和價(jià)格的前景均不樂(lè)觀。因此，考慮少用原油，利用煉廠也需要建設(shè)的加氫裂化裝置，提供部分加氫裂化尾油作乙烯原料是比較合理的。如新建的茂名和吉林 30 萬(wàn)噸/年大乙烯廠均采用了部分加氫裂化尾油作乙烯原料(在乙烯原料中的比例約 15-28%?；葜?45萬(wàn)噸/年乙烯廠也規(guī)劃采用了較多的加氫裂化尾油作乙烯原料。按這種趨勢(shì)，加氫裂化尾油原料在乙烯產(chǎn)量中的比例會(huì)有所上升，但綜合考慮上升幅度不會(huì)太大?？山咏鼉?yōu)質(zhì)石腦油，但由于其餾分溫度比較高，清焦周期一般要較石腦油短，而且產(chǎn)汽量也較低。因此，就綜合裂解性能而言，加氫裂化尾油無(wú)論如

12、何也比不上石腦油。因而，如果石腦油資源充足，優(yōu)先考慮的自然還是石腦油作乙烯原料。在這種情況下，加氫裂化尾油在乙烯產(chǎn)量中的比例有可能減少。但是，估計(jì)在我國(guó)使4 / 58 文檔可自由編輯打印用大量進(jìn)口油的情況下，石腦油資源也不會(huì)充足，因?yàn)橐话阒袞|原油中石腦油的餾分也只有 15-24%。因此，對(duì)于一個(gè) 40 萬(wàn)噸/年乙烯廠而言，如乙烯原料全部用石腦油，包括少量輕烴也至少需要一個(gè) 600 萬(wàn)噸/年的煉廠相配合，而且全部直餾石腦油均需供給作乙烯原料，以預(yù)料我國(guó)乙烯原料結(jié)構(gòu)的發(fā)展，石腦油在乙烯產(chǎn)量中的比例會(huì)繼續(xù)上升，并位居各種乙烯原料之首,AGO 在乙烯產(chǎn)量中的比例會(huì)繼續(xù)下降，但仍可以保持一定量的水平。輕

13、烴在乙烯產(chǎn)量中的比例估計(jì)變化不大，可能略有下降也可能略有上升;加氫裂化尾油在乙烯產(chǎn)量中的比例會(huì)有所上升，但幅度也綜上所述，可不會(huì)大。根據(jù)以上分析，結(jié)合我國(guó)今后資源情況(包括國(guó)內(nèi)外兩種資源)可以明顯看出，我國(guó)乙烯原料路線的發(fā)展應(yīng)該是多樣化、優(yōu)質(zhì)化、輕質(zhì)化。所謂優(yōu)質(zhì)化，是指多樣化原料的范圍比較廣，包括輕烴、石腦油、AGO、加氫裂化尾油，只要是優(yōu)質(zhì)原料就可以選擇。因此，在我國(guó)乙烯原料結(jié)構(gòu)中，AGO 和加氫裂化尾油都會(huì)占有一定比例。所謂輕質(zhì)化，是指有輕質(zhì)原料(包括石腦油)可供選擇時(shí)首先應(yīng)考慮輕質(zhì)原料。這有利于降低能耗，節(jié)省投資和提高乙烯裝置的經(jīng)濟(jì)效益。在我國(guó) PVC 共聚物的主要產(chǎn)地有北京二化，上海天

14、原及天津近代化學(xué)廠的氯乙烯醋酸乙烯共聚；天化，衡化錦化以及上海天原，南通樹(shù)脂廠等氯乙烯二乙烯共聚物；徐州電化廠的氯乙烯乙烯/醋酸乙烯接枝共聚；天化等氯乙烯聚丙烯脂接枝共聚；天化，無(wú)錫電化廠由氯乙烯馬來(lái)酸雙辛脂共聚等。聚氯乙烯是有氯乙烯單體經(jīng)氯合反應(yīng)而生成的熱塑樹(shù)脂。在本世紀(jì)三十年代就實(shí)現(xiàn)了工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)，大規(guī)模的生產(chǎn)解決了增塑加工方法之后，便成為一種用途廣泛的樹(shù)脂。如今聚氯乙烯已成為世界五大塑料之一。根據(jù)七十年代的統(tǒng)計(jì)，已占當(dāng)時(shí)世界塑料總產(chǎn)量的四分之一。1.1.2.1.1.2. 聚氯乙烯基本性質(zhì)聚氯乙烯基本性質(zhì) 聚氯乙烯樹(shù)脂 （簡(jiǎn)稱 PVC）的型號(hào)： polyving /chloride5 /

15、 58 文檔可自由編輯打印 分子式為：（C2H3Cl）n, n=550-1500 物理性質(zhì)：比重 1.35-1.45g/cm3(25)；外觀 白色不定型粉末；機(jī)械性能 在常溫下，抗沖擊強(qiáng)度 100kgf/cm2。 化學(xué)性質(zhì)：常溫下可耐任何濃度的鹽酸，可耐 90%以下的硫酸，5060%的硝酸，20%以下的堿溶液。此外，對(duì)于鹽類也相當(dāng)穩(wěn)定。 熱學(xué)性能：沒(méi)有明顯的熔點(diǎn)，80-85時(shí)開(kāi)始軟化，130以上變成皮革狀，同時(shí)發(fā)生變色，180時(shí)開(kāi)始流動(dòng)，200以上全部分解。溶解性： 溶解于水，汽油，酒精和氯乙酸。光學(xué)性能：純 PVC 在紫外線的照射下顯示弱藍(lán)熒光，長(zhǎng)期光照下顏色變暗，發(fā)生老化。電學(xué)性能：PVC

16、 是良好的絕緣材料，他的制品的介電性與溫度，增塑劑，穩(wěn)定劑等因素有關(guān)。聚氯乙烯的用途：（見(jiàn)表 1-1）表 1-1型號(hào)主要用途XJ，XS-1高級(jí)電纜的絕緣保護(hù)層X(jué)J，XS-2電纜，電線絕緣層，氯綸纖維等XJ，XS-3薄膜（雨衣，戰(zhàn)備物資，工藝包裝等）XJ，XS-4硬管，硬片，蓄電池，隔板XJ，XS-5硬板，唱片，管件，焊條XJ，XS-6過(guò)氯乙烯樹(shù)脂此外，還可以制成塑料口袋，飲料瓶，塑料家具等。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)6 / 58 文檔可自由編輯打印中的位置：聚氯乙烯塑料占我國(guó)塑料總產(chǎn)量的 40%，PVC 分子量的一半是制堿工業(yè)的必然副產(chǎn)品氯，因而來(lái)源豐富，且是氯堿平衡中的主要杠桿。聚氯乙烯的性質(zhì)，用途，決定了

17、它在經(jīng)濟(jì)中的地位，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。1.1.3.1.1.3. 聚氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程聚氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程 生產(chǎn)原理，方法：氯乙烯懸浮聚合是以 AIBN，ADVN 或 DCPD 為引發(fā)劑的自由基鏈鎖反應(yīng)。明膠或 PVC 等為分散劑，無(wú)離子水為分散劑和導(dǎo)熱介質(zhì)，借助攪拌作用，使液體氯乙烯以微球形狀懸浮與水介質(zhì)中，對(duì)于每個(gè)微球而言，其反應(yīng)和本體聚合相同，反應(yīng)式如下：nCH2=CHCl-CH-CHClnn 為聚合度（即分子數(shù)目） ，一般為 500-1500 范圍內(nèi)。 簡(jiǎn)單的生成過(guò)程：（見(jiàn)圖 1-1）圖 1-11.2.1.2. 13.5m13.5m3 3聚氯乙烯反應(yīng)釜技術(shù)特性聚氯乙烯反應(yīng)釜技術(shù)特性1.2.1.1

18、.2.1. 聚合釜的作用，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，及參數(shù)改進(jìn)內(nèi)容聚合釜的作用，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，及參數(shù)改進(jìn)內(nèi)容1.2.1.11.2.1.1 PVC聚合釜的作用聚合釜的作用PVC 是促使聚合釜內(nèi)的氯乙烯彈體，在引發(fā)劑，分散劑和終止劑的作用下，在有一定的壓力和溫度通過(guò)攪拌裝置的攪動(dòng)，使固體或液體滴在液體中，保持懸浮狀態(tài)，發(fā)生聚合反應(yīng)，從而得到最終產(chǎn)品聚7 / 58 文檔可自由編輯打印氯乙烯。1.2.1.21.2.1.2 聚合釜的特點(diǎn)聚合釜的特點(diǎn)1）本設(shè)備有釜體，傳動(dòng)裝置，攪拌器，軸安全閥，放料閥等構(gòu)成，用四根支柱，制成固定在地面上。2）釜體及附屬裝置：釜體采用 16MnR+0Cr18Ni9Ti 復(fù)合鋼板的焊接結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)

19、壁厚 21+3mm，封頭為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。釜體及下封頭的外部有冷卻水夾套。并設(shè)有螺距為 76mm 的螺旋導(dǎo)流板，以增加傳熱效果。釜體上，下設(shè)有溫度計(jì)接口，釜頂蓋開(kāi)有 Dg=450mm 得快開(kāi)人孔一個(gè)，人孔蓋的開(kāi)關(guān)是有人力搖動(dòng)絲杠，托動(dòng)長(zhǎng)環(huán)，與法蘭契緊。釜頂設(shè)有 Dg=50mm 的全啟式彈性安全閥一個(gè)，安全法的封面采用聚氯四氟乙烯塑料，放料閥為上展式。3）傳動(dòng)裝置：LC 型兩級(jí)齒輪減速機(jī)試行，減速機(jī)與電機(jī)是由生產(chǎn)廠家儀器生產(chǎn)的組合件。攪拌軸分為上軸，下軸兩段，通過(guò)接盤用螺栓連接。上軸為兩部分組成，芯軸為 45#鋼，外套為 0Cr18Ni9Ti。攪拌軸上不由軸承箱支撐，下部有滑動(dòng)軸承，滑動(dòng)軸承的直

20、徑配合間隙為 0.5-1mm4)攪拌器：攪拌器有一層上翻 45的平面折葉槳和一層平槳組成，每層有兩只槳葉，相鄰槳葉相位差為 905）軸封軸封是攪拌設(shè)備的一個(gè)重要組成部分。軸封密封的形式很多，最常用的有填料密封，機(jī)械密封，迷宮密封，浮動(dòng)環(huán)密封等。雖然攪拌軸軸封也屬于轉(zhuǎn)軸密封的范疇，但由于攪拌軸封的任務(wù)是保證攪拌設(shè)備內(nèi)處于一定的正壓或真空以及防止反應(yīng)物料溢出和雜質(zhì)的滲入，故不是所有的轉(zhuǎn)軸密封形式都能用于攪拌設(shè)備填料密封 填料密封是攪拌器最早采用的一種轉(zhuǎn)軸密封結(jié)構(gòu)，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且易于制造，在攪拌設(shè)備上曾得到廣泛應(yīng)用。近幾年來(lái)由于機(jī)械密封的發(fā)展和機(jī)械密封具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，填料密封有被取代的趨勢(shì)，但在低

21、壓和低轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合，仍然是一種適宜的密封結(jié)構(gòu)。8 / 58 文檔可自由編輯打印1.2.2.1.2.2. 設(shè)備的技術(shù)特性，試驗(yàn)，檢驗(yàn)要求設(shè)備的技術(shù)特性，試驗(yàn)，檢驗(yàn)要求1）技術(shù)特性（見(jiàn)表 1-2）表 1-2設(shè)計(jì)壓力1.4MPa形式折葉槳設(shè)計(jì)容積13.5m3層數(shù)2內(nèi)徑2500mm攪拌槳直徑1250mm筒節(jié)高度3500mm動(dòng)力裝置型號(hào)B LC 125-3 釜體總傳熱面積39.8m2攪拌槳轉(zhuǎn)數(shù)120rpm設(shè)計(jì)壓力0.4 MPa電機(jī)功率7.5kw工作溫度90夾套外徑2700mm設(shè)備重量12181kg2）水壓的試驗(yàn)，檢驗(yàn)要求本設(shè)備系屬帶夾套的壓力容器，應(yīng)分別對(duì)釜體和夾套做水壓試驗(yàn)。試驗(yàn)順序?yàn)椋合葘?duì)釜體進(jìn)行水壓

22、試驗(yàn)，合格后再對(duì)夾套連接，然后進(jìn)行夾套的水壓試驗(yàn)。水壓試驗(yàn)壓力值：釜體 Pt=1.75MPa , 夾套Pt=0.5 MPa。實(shí)驗(yàn)要求和步驟：a 進(jìn)行氣密性試驗(yàn)應(yīng)在水壓試驗(yàn)合格后進(jìn)行，設(shè)備安裝安全裝置，閥門，壓力表，安全閥及附件后方可進(jìn)行。b 氣密性應(yīng)以干燥的清潔氧氣為加壓介質(zhì)。c 介質(zhì)的溫度應(yīng)不低于 15（常溫狀態(tài)即可） 。d 試驗(yàn)壓力應(yīng)緩慢升壓，試驗(yàn)壓力保持 24 小時(shí)壓力不得下降 1 個(gè)大氣壓。9 / 58 文檔可自由編輯打印e 檢查時(shí)，在其設(shè)備焊縫及連接部件涂肥皂水檢查，如有滲漏，則返修后重新進(jìn)行水壓試驗(yàn)及氣密性試驗(yàn)。3）設(shè)備的檢查要求類壓力容器設(shè)備的制造應(yīng)遵循的標(biāo)準(zhǔn)條件：1）壓力容器的

23、設(shè)計(jì)應(yīng)遵守國(guó)家有關(guān)法令，法規(guī)，并接受勞動(dòng)人事部門頒發(fā)的有關(guān)監(jiān)督法規(guī)的檢查。2）JB41-86鋼制焊接壓力容器技術(shù)條件3）ZB7403-88壓力容器用鋼板超聲波探傷4）JB1152-81鍋爐和鋼制壓力容器對(duì)接焊縫超聲波探傷5）JB928-67焊縫射線探傷標(biāo)準(zhǔn)6）GB3323-87鋼焊縫射線照相底片分類法7）JB755-85壓力容器鍛件技術(shù)條件8）ZB/T105-85鋼制壓力容器焊接規(guī)程9）JB2536-88壓力容器油漆，包裝，運(yùn)輸1.2.3.1.2.3. 設(shè)備安裝的技術(shù)要求設(shè)備安裝的技術(shù)要求1聚合釜的安裝應(yīng)符合圖紙技術(shù)要求。2安全閥，LC 兩級(jí)齒輪減速機(jī)（包括電機(jī)）機(jī)械密封，防料閥在出廠時(shí)應(yīng)該試

24、驗(yàn)合格，若保管運(yùn)輸符合要求， ，可不用拆卸清洗，安全閥重錘不宜更換。3釜體豎立后， ，應(yīng)防止夾套壓扁。4釜體安裝時(shí)，以釜頂機(jī)架支撐面為正基準(zhǔn)，支柱下接盤上有預(yù)留螺孔用螺釘調(diào)節(jié)校正，楔緊然后固定好地腳螺栓。5安裝好機(jī)械密封，機(jī)架，減速機(jī)，電機(jī)后進(jìn)行盤車檢查上軸接盤的擺動(dòng)情況，擺動(dòng)量不應(yīng)大于 0.5mm，再安裝中軸，下軸時(shí)應(yīng)檢查下端擺動(dòng)量不大于 1mm。6以下軸為基準(zhǔn)，矯正（同心，水平） ，底部軸承架并焊接三個(gè)支腿，焊后焊縫修磨光滑。7安裝時(shí)，拋光零部件表面，應(yīng)嚴(yán)格加以保護(hù)。8漿葉安裝必須對(duì)稱，螺栓必須緊固漿葉位置，使用廠家可進(jìn)行10 / 58 文檔可自由編輯打印調(diào)整。9釜上所有接管均由現(xiàn)場(chǎng)安裝，

25、配管。1.2.4.1.2.4. 試車技術(shù)要求試車技術(shù)要求反應(yīng)釜安裝合格后，可先用水進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查其振動(dòng)情況，從而保證設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，切勿在設(shè)備內(nèi)無(wú)水情況下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，以防止由于轉(zhuǎn)軸受力不均而產(chǎn)生彎曲變形。由于攪拌軸的振動(dòng)對(duì)機(jī)械密封性能有較大影響，因此攪拌軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能有雜音，為改善工業(yè)衛(wèi)生條件，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)總雜音不得超過(guò) 85 分貝。底軸承的軸套，軸瓦經(jīng)過(guò)試運(yùn)轉(zhuǎn)后，不得有明顯劃痕，接觸面應(yīng)均勻。1.2.5.1.2.5. 設(shè)備的操作要求，崗位安全要求設(shè)備的操作要求，崗位安全要求1）開(kāi)車前的準(zhǔn)備工作 檢查電機(jī)，攪拌器，機(jī)械密封，溫度計(jì)，壓力表及其它儀器，儀表必須正常，安全，可靠，好使。 檢查管

26、線上全部閥門，要處于常開(kāi)或閉狀態(tài)。 檢查設(shè)備內(nèi)無(wú)維護(hù)人員，無(wú)其他雜物并沖洗凈。 設(shè)備經(jīng)檢修后，必須按規(guī)定進(jìn)行系統(tǒng)試壓，并調(diào)整安全閥定壓，且做好記錄。 每次檢查和清釜后，必須用 N2 徹底置換方可入料。2）氯乙烯壓料 必須根據(jù)調(diào)度指令決定 VC 單位型號(hào) 壓料工序必須指令專人完成 壓料工序結(jié)束后必須復(fù)核 VC 液面，嚴(yán)禁未經(jīng)復(fù)核進(jìn)行入料操作，確保計(jì)量準(zhǔn)確，并保證配料無(wú)誤3）釜內(nèi)入料操作 當(dāng)開(kāi)車前準(zhǔn)備工作完成后，具備入料條件方可入料。 打開(kāi)釜上送料管，總閥，平衡閥，關(guān)閉管。 打開(kāi)冷卻水旁通管閥，使夾套充滿水后關(guān)閉旁通閥。11 / 58 文檔可自由編輯打印 入完 VC 后，即打開(kāi)夾套放水閥，待放閉后

27、，升溫。 料進(jìn)入情況要向詳細(xì)記錄并簽字。4）聚合釜控制操作 入料完畢后，應(yīng)嚴(yán)格檢查液面，電流并確認(rèn)全部閥門無(wú)誤，逐漸打開(kāi)升溫水面閥門進(jìn)行升溫。 升至控制溫度差 4 時(shí)，立即關(guān)閉升溫閥和夾套送水閥，打開(kāi)冷卻水旁通閥。 反應(yīng)溫度穩(wěn)定后，可用儀表進(jìn)行自動(dòng)控制。5）出料操作 當(dāng)聚合反應(yīng)終止前，打開(kāi)終止劑加入閥，向釜內(nèi)通入規(guī)定的終止劑量，反應(yīng)完畢，待釜內(nèi)壓力降至出料壓力時(shí)，方可出料。 出料時(shí)，用銅棒敲擊出料管，判斷出料情況。 待釜內(nèi)壓力下降低于二次加壓管壓力時(shí)，打開(kāi)二次加壓管和釜上總閥。 出料完畢，停止攪拌，啟動(dòng)高壓水閥，用高壓水沖刷釜壁后，進(jìn)行二次出料。 二次出料后，立即關(guān)閉水閥和停止高壓泵，關(guān)閉釜下

28、出料閥，并通知堿處理崗位，出料完畢。6)崗位安全要求 嚴(yán)格遵守車間安全技術(shù)規(guī)程和操作法的各項(xiàng)規(guī)定，操作人員須經(jīng)三級(jí)安全教育考核合格。 嚴(yán)禁任何違反設(shè)備操作法的范圍內(nèi)進(jìn)行超壓操作，設(shè)備帶壓，嚴(yán)格拆裝及零部件。轉(zhuǎn)動(dòng)部件在運(yùn)轉(zhuǎn)情況下嚴(yán)格檢修。 設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，必須按操作法規(guī)定的時(shí)間嚴(yán)格記錄和巡回檢查。 凡人員進(jìn)設(shè)備必須進(jìn)行 VC 和含量分析，合格后方可進(jìn)入。 清釜操作應(yīng)嚴(yán)格按清釜操作法規(guī)定的安全技術(shù)內(nèi)容執(zhí)行。 嚴(yán)禁在廠房?jī)?nèi)用鐵器敲打和穿釘子鞋及攜帶引火物進(jìn)入崗位。 3m 以上高度作必須系好安全帶。 事故性大量排放 VC 時(shí)，必須有人看好路口，嚴(yán)禁行人通行，12 / 58 文檔可自由編輯打印并消除任何

29、火源。各公用系統(tǒng)總閥不經(jīng)調(diào)度，工段長(zhǎng)允許嚴(yán)禁私自開(kāi)關(guān)。 緊急情況需緊急處理時(shí)，須先行處理時(shí)后詳細(xì)向工段報(bào)告處理事后原因及其經(jīng)過(guò)。 禁止將過(guò)氧化物引發(fā)劑與堿類，其他氧化物混放在一起，引發(fā)劑在操作現(xiàn)場(chǎng)不準(zhǔn)超過(guò) 10 分鐘，用后立即將包裝物送回室內(nèi)。非操作法規(guī)定的操作，必須經(jīng)技術(shù)人員或車間調(diào)度，車間主任批準(zhǔn)和執(zhí)行。7) 維修注意事項(xiàng) 檢修周期大修 36 日；中修 12 日。 檢修內(nèi)容中修:a 檢查修理設(shè)備支撐結(jié)構(gòu)，更換密封墊圈。b 檢查，補(bǔ)充，緊固各部位的螺栓。c 安全閥檢修，定壓。d 清理釜壁，檢查釜壁腐蝕情況，測(cè)量壁厚。e 做氣密性試驗(yàn)或按規(guī)定做水壓試驗(yàn)。大修 大修除包括中修內(nèi)容外，還包括：a

30、全部拆除，檢查，修理或更換攪拌器，傳動(dòng)裝置，機(jī)械密封等零部件。b 釜設(shè)備的整體清理，檢查，測(cè)量壁厚。c 檢查釜設(shè)備基礎(chǔ)又無(wú)裂痕，下沉。d 檢查，找正釜體的垂直度，緊固地腳螺栓。e 釜設(shè)備除銹，刷漆，保溫。8釜設(shè)備的驗(yàn)收a 檢查各附件是否安裝齊全。b 必須有完整的檢查，鑒定和檢修紀(jì)錄。c 人孔封閉前檢查內(nèi)部結(jié)構(gòu)的檢修質(zhì)量。d 水壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)記錄。e 安全法的額定壓按照 HGJ1072-79管道，閥門維護(hù)檢修規(guī)程13 / 58 文檔可自由編輯打印的規(guī)定進(jìn)行。f 驗(yàn)收應(yīng)有廠油關(guān)部門組織檢修單位和使用單位一起進(jìn)行全面檢修，符合質(zhì)量要求后，辦理驗(yàn)收和移交手續(xù)。8）設(shè)備存在的問(wèn)題 存在的問(wèn)題：粘壁的

31、危害，特別是對(duì)傳熱系數(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量的影響相當(dāng)嚴(yán)重，它是 PVC 生產(chǎn)中的難題。 改進(jìn)意見(jiàn)：a 再加工能力許可下，應(yīng)使釜壁面愈光華愈好，同時(shí)也兼顧拋光工作量和勞動(dòng)條件優(yōu)劣。b 再有條件的情況下，是用涂壁液清洗釜壁。c 就粘壁問(wèn)題而言，塘玻釜有較大優(yōu)越性，不存在粘壁問(wèn)題，但這種釜制造，維修困難。附錄：參考文獻(xiàn)1 聚氯乙烯生產(chǎn)原理鄧云祥等編，科學(xué)出版社，1982 年。2 聚氯乙烯生產(chǎn)問(wèn)答鄧石子等編，化學(xué)工業(yè)出版社，1986 年。3 化工設(shè)備機(jī)構(gòu)圖冊(cè)上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979 年。4 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中冊(cè)第二版化學(xué)工業(yè)出版社，1985 年。5 最新壓力容器規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)匯編上海化工設(shè)計(jì)院，1984 年。6 鋼制

32、石油化工壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)范第一版，全國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)委員會(huì)編，1985 年。1.3.1.3. 原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)已知：1）產(chǎn)品型號(hào) SG-6 型疏松型樹(shù)脂2）反應(yīng)壓力 0.75MPa3）設(shè)計(jì)壓力 1.4MPa4）反應(yīng)溫度 510.55）水油比 1.2：1(質(zhì)量比)14 / 58 文檔可自由編輯打印6）引發(fā)劑用量 0.12%VC7）分散劑用量 0.12%8）聚合時(shí)間 11 小時(shí)9）輔助時(shí)間 3 小時(shí)10）單體 VC 純度 99.9%11）聚合率 98%12）釜內(nèi)裝料系數(shù) 0.8513）回收率 98%14）熱負(fù)荷指數(shù) R=215）熱水進(jìn)口溫度 9016）熱水出口溫度 8017）進(jìn)料口溫度 2018

33、）冷卻水進(jìn)口溫度 2819）冷卻水出口溫度 3220）聚合熱 1533.54kJ21）水垢及粘釜物厚度 VC=0.1mm 水=0.3mm22）攪拌熱 Q 攪=20%N 軸功率23）全年工作時(shí)間 330 天 計(jì) 8000 小時(shí)15 / 58 文檔可自由編輯打印第二章第二章 釜體的機(jī)械設(shè)計(jì)及校核釜體的機(jī)械設(shè)計(jì)及校核2.1.2.1. 釜體的機(jī)械設(shè)計(jì)及其校核釜體的機(jī)械設(shè)計(jì)及其校核2.1.1.2.1.1. 長(zhǎng)徑比的選擇長(zhǎng)徑比的選擇由于一般反應(yīng)釜長(zhǎng)徑比 1-2，所以選取該釜的長(zhǎng)徑比 H/D=1.5。因?yàn)樵O(shè)備容積 V 與操作容積 V0 有如下關(guān)系V0=v （2.1）所以 V=13.5/0.85=15.88m

34、3 （2.2）圓整到 16m3由 V 及選定的長(zhǎng)徑比估算筒內(nèi)徑 V=R2Hi=1.5D3/4 （2.3）所以 D=2.39m （2.4）35 . 14V圓整 D=2.5m H=1.5D=3.75m綜合考慮裝料系數(shù) 0.6-0.8，H 取 3.5 米。所以，最后選取長(zhǎng)徑比1.42.1.2.2.1.2. 封頭的選擇封頭的選擇壓力容器封頭的種類較多，分為凸形風(fēng)頭，錐殼變徑段，平蓋以及緊縮口等。其中凸形封頭包括半球形封頭，橢圓形封頭，碟形封頭和球冠形封頭。綜合考慮，橢圓形封頭橢球部分經(jīng)線曲率變化平滑連續(xù)，所以英里分布比較均勻， ，且橢球形封頭深度較半球形封頭小的多，容易沖壓成型，是目前中，低壓容器中應(yīng)

35、用較多的封頭之一。因此，封頭選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。由化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)選擇封頭（見(jiàn)圖 2-1）Di=2500mm H=665mm Df=2.2417m316 / 58 文檔可自由編輯打印2.1.3.2.1.3. 釜體圓筒的機(jī)械設(shè)計(jì)釜體圓筒的機(jī)械設(shè)計(jì)2.1.3.12.1.3.1選材選材根據(jù)該設(shè)備的工作條件：設(shè)計(jì)壓力 1.4MPa，設(shè)計(jì)溫度為 90。介質(zhì)特性：容器內(nèi)為聚氯乙烯，含有 cl-，在酸性介質(zhì)中對(duì) Fe 有腐蝕作用，所以內(nèi)部材料應(yīng)該選用不銹鋼材料，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性，在條件允許的條件下，盡可能的選用便宜的鋼材。16MnR 為化工容器普遍用鋼，所以，選用材料為 0Cr18Ni9Ti 與 16MnR

36、的復(fù)合鋼板。 （機(jī)械性能見(jiàn)表2-1）2.1.3.22.1.3.2釜體壁厚計(jì)算釜體壁厚計(jì)算表 2-1材料bst(50)16MnR5103451700Cr18Ni9Ti128Q235-A375235113已知：材料 16MnR+0Cr18Ni9Ti，設(shè)計(jì)壓力 1.4MPa，釜體直徑D=2.5m，焊封系數(shù) =1.0，雙面焊對(duì)接接頭和相當(dāng)與雙面焊的全熔透對(duì)接接頭，100%無(wú)損探傷設(shè) 16MnR 厚度在 616mm 之間，t=170MPa，s=345MPa。0Cr18Ni9Ti t=128MPaS= （2.5） CpPDt2C 為壁厚附加量 C=C1+C2=0+1=1mm （2.6）S=mm34.111

37、4 . 10 . 1170225004 . 1圓整取 S=13mm2.1.3.32.1.3.3應(yīng)力校核應(yīng)力校核17 / 58 文檔可自由編輯打印t= （2.7）MpCSCSDp53.146) 113(2) 1132500(4 . 1)(2)(t=1701.0=170MPa （2.8）tt 滿足要求 2.1.3.42.1.3.4水壓實(shí)驗(yàn)水壓實(shí)驗(yàn) （2.9） 1t所以 PT=1.25P=1.251.4=1.75MPaT=MPa （3.10）2 .183) 113(2113250075. 12)(eeTDP因?yàn)橐簤簩?shí)驗(yàn) T0.9s=0.9345=310.5MPa所以壁厚取 13mm 2.1.4.2.

38、1.4. 釜體封頭的機(jī)械設(shè)計(jì)釜體封頭的機(jī)械設(shè)計(jì)2.1.4.12.1.4.1選材選材 材料和釜體材料一致2.1.4.22.1.4.2封頭壁厚的計(jì)算封頭壁厚的計(jì)算對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭形狀系數(shù) K=1壁厚計(jì)算 S= （2.11） CPDKPTC5 . 02其中 C=C1+C2=0+1=1mm （2.12）所以 C=mm31.1114 . 15 . 011702125004 . 1圓整取壁厚 13mm （和筒體壁厚相同，可以減少應(yīng)力集中）2.1.4.32.1.4.3許用應(yīng)力校核許用應(yīng)力校核 （2.14） MpCSKDCSPt63. 1)(5 . 0)(2P=1.4MPa0.4MPa MpDAEe45.

39、012252631005. 20007. 02/3250（2.19）合格2.1.5.2.1.5. 釜體的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)釜體的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定，在圓筒體及凸形封頭（以封頭中心 80%封頭內(nèi)直徑的范圍內(nèi)）上，單個(gè)開(kāi)孔直徑 d0.14時(shí)，允許不另行補(bǔ)強(qiáng)。0SDj0.14=0.14mm 0SDj57.2334.112500（2.20）在釜體封頭上的開(kāi)孔都超過(guò) 23.57mm，而且開(kāi)孔比較多，所以采用整體補(bǔ)強(qiáng)。圓筒直徑為 2500mm1500mm，開(kāi)孔最大直徑 dDi31且 d1000 開(kāi)孔最大直徑為2500=833.3mm。凸形封頭開(kāi)孔最3119 / 58 文檔可自由編輯打印大直徑 dDi=1250mm

40、。因而在釜體上的開(kāi)孔都是允許的，釜體開(kāi)孔21最大為人孔(人孔直徑設(shè)計(jì)為 450mm)，計(jì)算出人孔補(bǔ)強(qiáng)作為標(biāo)準(zhǔn)采用整體補(bǔ)強(qiáng)即可，同時(shí)也便于加工制造。人孔屬于組合件，包括承壓零件筒節(jié)，法蘭，法蘭蓋，密封墊圈和緊固件，以及與人孔啟閉有關(guān)的非承壓件。根據(jù)人孔的承壓情況，可將人孔分為常壓和非常壓兩大類。根據(jù)容器的使用條件不同，人孔蓋開(kāi)啟的頻率也不一樣，因此人孔又可分為快開(kāi)式和非快開(kāi)式兩類結(jié)構(gòu)。人孔補(bǔ)強(qiáng)：凸形封頭因開(kāi)孔削弱的面積 A=ds0，采用的是開(kāi)孔等面積補(bǔ)強(qiáng)法。按規(guī)定，等面積補(bǔ)強(qiáng)局部的補(bǔ)強(qiáng)金屬面積必須大于等于開(kāi)孔所減去的殼體截面積。d=di+2c 其中 c 為接管壁厚附加量，接管為 16MnR ，t

41、=170MPac=c1+c2=0.6+0=0.6m d=di+2c=450+20.6=451.2mS0 封頭開(kāi)孔處計(jì)算的壁厚，開(kāi)孔位于以封頭中心 80%直徑范圍內(nèi) （2.21） PDPKSti5 . 0210K1 當(dāng)量球半徑參數(shù)，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 K=0.9mmS28. 94 . 15 . 01170225009 . 04 . 10于是開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)面積 A=dS0=451.29.28=4188.86mm （2.22）B=2d=2451.2=902.4mm外伸有效高度 h= （2.23）mmdnt36.49)6 . 06(2 .451接管的計(jì)算壁厚 =163MPa當(dāng)壁厚為 16mm-36mm 之間

42、時(shí)20 / 58 文檔可自由編輯打印St0= （2.24） mmppdt946. 14 . 10 . 116322 .4514 . 120A1封頭承受內(nèi)壓所需厚度和壁厚附加量?jī)烧咧獾亩嘤嘟饘?取fr=1A1=(B-d)(s-c)-s0-2et(e-)(1-fr) （2.25）=(902.4-451.2)(13-1-10.34)=748.994mmA2 接管有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積A2=2h1(et-t)fr+2h2(et-c2)fr h2=0mm （2.26）t=mm （2.27） 94. 14 . 10 . 116324504 . 120 ppdt取 C=2mm 選取鋼管壁厚 6

43、mm et=nt-C=6-2=4mmA2=249.36（4-1.96）=203.363mmA3 接管區(qū)焊縫面積（焊腳取 6.0mm）A3=2661/2=36mmAe=A1+A2+A3=748.994+203.363+36=988.357mm （2.28）所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積A4=A-A1-A2-A3=4188.86-988.375=3200.503mm （2.29）S補(bǔ)=mm 15. 7946. 122 .4514 .902503.3200204tSdBA（2.30）所以補(bǔ)強(qiáng)厚度為 8mm，即可滿足要求。釜體最終厚度為13+8=21mm鋼板規(guī)格為 21mm（16MnR）+3mm（0Cr18Ni9T

44、i）21 / 58 文檔可自由編輯打印2.2.2.2. 夾套的計(jì)算夾套的計(jì)算2.2.1.2.2.1. 夾套的選用夾套的選用參考化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ) ，選用 2 型夾套。夾套設(shè)計(jì)壓力為0.4MPa，介質(zhì)為水，所以材料選用 Q235-A（s=235MPa t=113MPa） 。為加強(qiáng)傳熱效果，在釜體外焊螺旋導(dǎo)流拌，查化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) ，夾套直徑為 2700mm。設(shè)液層深度為 hVf+（h-hi-h1）D2）/4=Vg （2.31）h=+0.66525 . 2)(4fgVVh=665. 05 . 24)2417. 25 .13(2h=2.96m釜體總高度為HZ=2Hf+H=20.665+3.5=4.83

45、m估算夾套高度Hj=1.96m 2)(4ifgDvv25 . 2)2417. 25 .13(4（2.32）為保證傳熱比,夾套高度應(yīng)該比液面高 50-100mm所以取夾套高度為 2.5m（見(jiàn)圖 2-2）2.2.2.2.2.2. 夾套圓筒的機(jī)械計(jì)算夾套圓筒的機(jī)械計(jì)算2.2.2.12.2.2.1設(shè)計(jì)夾套圓筒設(shè)計(jì)夾套圓筒22 / 58 文檔可自由編輯打印Sj= C=0.6+1=1.6mm （2.33） CPPDtj2Sj=mm39. 66 . 14 . 01113227004 . 0圓整取 Sj=7mm2.2.2 水壓實(shí)驗(yàn)PT=1.250.4=0.5MPa （2.34） MpPCSCSDTjT1165

46、 . 0)6 . 039. 6(2)6 . 039. 6(2700)(211（2.35）T0.9S=0.9235=211.5MPa （2.36）滿足要求，合格。2.2.3.2.2.3. 夾套封頭部分的設(shè)計(jì)夾套封頭部分的設(shè)計(jì)2.2.3.12.2.3.1夾套封頭壁厚的計(jì)算夾套封頭壁厚的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 K=1 C=1.6mm CPKPDSti5 . 02（2.37）mmS78. 44 . 05 . 011132127004 . 0=S+C=6.38mm 圓整去取 S=7mm2.2.3.2 最大許用壓力校核 MpKDPeetW45. 06 . 175 . 027001)6 . 17(11325 .

47、 02（2.38）23 / 58 文檔可自由編輯打印因?yàn)?0.4=P0.5mmmm6 . 056.1209. 036.150475. 056.1209. 022所以需用底軸承固定以免產(chǎn)生大振動(dòng)。3.4.2.3.4.2. 根據(jù)臨界轉(zhuǎn)速核算攪拌軸軸徑根據(jù)臨界轉(zhuǎn)速核算攪拌軸軸徑(參考化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè))1）攪拌軸機(jī)器攪拌器（包含附件）有效質(zhì)量的計(jì)算 攪拌軸有效質(zhì)量的計(jì)算mLe=10-9 （3.18）20214NLdsLdL 單跨軸的實(shí)心軸軸徑 mm ，L 攪拌軸的直徑 mm ， s 攪拌軸材料的密度 kg/m3 ,N0空心軸的內(nèi)徑與外徑比 ， 攪拌物料的密度 kg/m3mLe=10-9 1000108

48、 . 75049804014. 332（3.19） =223.2kg攪拌器（包括附件）有效質(zhì)量的計(jì)算（查表可知該大小的攪拌器質(zhì)量為 34.05kg）mie=mi+ki （3.20）9210cos4iijibDmi 第 i 個(gè)攪拌器的質(zhì)量（含附件） ，ki 攪拌器附加質(zhì)量系數(shù) ，Dji 第 i 個(gè)攪拌器的直徑 ，bi 第 i 個(gè)攪拌器的槳葉的寬度 ， i 槳31 / 58 文檔可自由編輯打印葉傾斜角。查表 該型號(hào)的槳葉質(zhì)量為 34.05kg，長(zhǎng)度關(guān)系及其布置見(jiàn)圖 3-2m1e=34.05+40.32=74.37kg m2e=34.04+57.02=91.07kg 2）兩端簡(jiǎn)支的等直徑單跨軸的臨界

49、轉(zhuǎn)速計(jì)算，軸有效質(zhì)量 mle在中點(diǎn) S 處的當(dāng)量質(zhì)量 WW=17223.2/35=108.4kgLem3517第 i 層有效質(zhì)量 mie在中點(diǎn) S 處相當(dāng)質(zhì)量 WiWi=16 （3.21）ieiimKK221K1=L1/L=4299/5049=0.85 K2=L2/L=2699/5049=0.53W1=160.852(1-0.85)274.37=19.3kgW2=160.532(1-0.53)291.07=90.5kg在 S 點(diǎn)處的總相當(dāng)質(zhì)量 WSWS=W+=108.4+19.3+90.49=218.2kg ziiW1（3.22）軸的臨界轉(zhuǎn)速 nknk=458.9 3402)1 (LWNEdS

50、L32 / 58 文檔可自由編輯打印（3.23）rpmin25450492 .2180110210809 .4583323) 一端固支一端簡(jiǎn)支的等直徑單跨軸軸的有效質(zhì)量 mle在中點(diǎn) S 處的相當(dāng)質(zhì)量 WW=15223.2/35=95.7kglem3515地 i 層攪拌器有效質(zhì)量 mie在中點(diǎn) S 處的相當(dāng)質(zhì)量 WiWi= （3.24）ieiiimKKK4176423K1=0.85 K2=0.53W1=640.853（1-0.852） （4-0.85）74.37/7=365.0kgW2=640.533（1-0.532）(4-0.53)91.07/7=309.4kg在 S 處總的相當(dāng)質(zhì)量 WSW

51、S=W+kg 1 .7704 .3090 .3657 .951ziiW（3.25）軸的臨界轉(zhuǎn)速 nk=693.7 34021LWNEdSL（3.26）E 材料的彈性模量nk=693.7802=204rpmin3350491 .7701102104) 等直徑單跨軸的中間臨界轉(zhuǎn)速 nk及其傳動(dòng)側(cè)軸承夾持系數(shù)K2。一般單跨軸傳動(dòng)冊(cè)支點(diǎn)軸承的夾持系數(shù) K2 介于簡(jiǎn)支和固支之間，此時(shí)攪拌軸的臨界轉(zhuǎn)速 nk 的值應(yīng)根據(jù)夾持系數(shù) K2 的取值計(jì)算結(jié)果的中間值。攪拌軸傳動(dòng)側(cè)軸承夾持系數(shù) K2 和中間臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算如下：33 / 58 文檔可自由編輯打印因?yàn)樵撛O(shè)備采用單支點(diǎn)支架和剛性連軸器的攪拌軸，K2=0.40

52、.6。取 K2=0.5攪拌軸的臨界轉(zhuǎn)速 nknk=nk 固支(1-K2)+nk 簡(jiǎn)支K2=204（1-0.5）+2540.5=229rpmin （3.27）n/nk=125/229=0.54符合葉片式攪拌器抗振條件，所以根據(jù)臨界轉(zhuǎn)速校核攪拌軸合格3.4.3.3.4.3. 按強(qiáng)度計(jì)算攪拌軸的軸徑按強(qiáng)度計(jì)算攪拌軸的軸徑 d d2 21）攪拌軸徑的計(jì)算公式d2= （3.28） 34012 .17NMte攪拌軸材料的許用剪應(yīng)力 b 攪拌軸材料的抗拉強(qiáng)度 Met 攪拌軸的扭矩和彎矩 Mte= （3.29）22MMn式中 Mn 攪拌軸的扭矩Mn=95537.585%/125=487.2Nm19553nPn

53、1 包括傳動(dòng)側(cè)軸承在內(nèi)的傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)效率， M 攪拌軸的彎矩總和，M=MR+MAMR 由徑向力一起的軸的彎矩 MA 由軸向推力引起的軸彎矩2）由徑向力引起的軸彎矩 MR的計(jì)算 單跨支撐攪拌軸餓徑向力彎矩 MRMR= LLLLFLLLLFeeeiihi10001000)(（3.30）第 i 個(gè)攪拌器上的流體徑向力 Fhi34 / 58 文檔可自由編輯打印Fhi=k1 jinqiDM83103（3.31）k1 流體徑向力系數(shù)，其值根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定；若無(wú)可靠實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，則根據(jù)下列攪拌設(shè)備的內(nèi)件情況，攪拌器的類型及攪拌介質(zhì)的類型幾攪拌介質(zhì)特性等條件選取。k1=k k1uk1bk1ek1i 1（3.32）k

54、 基本流體徑向力系數(shù), k1u 物料黏度修正系數(shù)， k1b 攪拌容器1內(nèi)平直擋板修正系數(shù)， k1e 攪拌器偏心安裝修正系數(shù)， k1i 攪拌器內(nèi)件修正系數(shù)查表 k =0.18 ， k1u=0.8 ， k1b=3 ， k1e=2 ，k1e=0.81所以 k1=0.20.8320.8=0.69Mqi 第 i 個(gè)攪拌器功率產(chǎn)生的扭矩Mnqi=9553 （3.33）npqi所以 Mnq1=286.6 Mnq2=286.6Fh1=0.69 Fh2=421.9 9 .421125083106 .2863（3.34） 攪拌軸與各層攪拌器的組合質(zhì)量 mW1 , mW2mW=mL+ ziim1（3.35）mL=

55、92021014sLLNd（3.36）35 / 58 文檔可自由編輯打印 =3.14802(1-0)5049780010-9/4 =197.8kg m1=m234.04kg mW=197.8+234.04=265.9kg 攪拌軸與各層攪拌器組合質(zhì)量偏心引起的離心力 Fe對(duì)于單跨軸 Fe= （3.37）222)/(119kwnnenm查表（n/nk）2=0.5 e=nG55. 9對(duì)于操作壓力低，轉(zhuǎn)速低，介質(zhì)為一般物料，G=16mm/s；對(duì)于操作壓力高，轉(zhuǎn)速高，介質(zhì)為危險(xiǎn)物料，G=2.5mm/sFe=522105 . 0111253 . 655. 91259 .265914. 3 =799.2+6

56、0.8=860NMA的粗略計(jì)算當(dāng) P2MPa 或軸上任一攪拌器的 0 時(shí)，取 MA=0.2MR當(dāng) P2MPa 或軸上任一攪拌器的 =0 時(shí)，取 MA=0Nm所以取 MA=0Nm帶入上式 M=860+0=860Nm 攪拌軸與各層攪拌器質(zhì)量的重心距軸承的距離 Le對(duì)于單跨軸Le= （3.38）wziLiimLmLm12=mm26679 .265250498 .1972699429904.3036 / 58 文檔可自由編輯打印mNMR8600 .602 .799504910002667266750493 .48504910002699)26995049(9 .4214299)42995049(9 .

57、421所以 Mte為Nm9882 .48786022所以 d2=17.2mm 2 .6001239882 .1713340 NMte（3.39）60.280 所以根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算的軸徑合格.3.4.4.3.4.4. 軸的剛度校核軸的剛度校核5.73104 （3.40）PGITT 軸所受的扭矩,單位為 N.mmG 軸的材料的剪切彈性模量,單位為MPa,對(duì)于鋼材,G=8.1104MPaIp 軸截面的極慣性矩,單位為 mm4,對(duì)于圓軸,Ip= （3.41）324dT=9550000P/n=95500007.5/120=596875Nmm帶入剛度校核式5.73 10(0)/m105. 032101 . 8

58、44dT軸的每米許用扭轉(zhuǎn)角,取 0.7500.105035.28加盤管后的傳熱面積大于冷卻時(shí)所需的最大傳熱面積，合格內(nèi)盤管質(zhì)量 m=3.87131880/1000=510.38kg42 / 58 文檔可自由編輯打印第五章第五章 釜體其它附件的計(jì)算釜體其它附件的計(jì)算5.1.5.1. 安全閥的選擇安全閥的選擇安全閥的工作原理：它基本上由三個(gè)主要部分組成即瓣閥座，閥瓣和加載機(jī)構(gòu)，閥座與閥體有的是一個(gè)整體，目的是為防止允許值而產(chǎn)生爆炸。本釜有一定的壓力且介質(zhì)有毒，古選用全封閉是安全閥。全封閉派器時(shí)，氣體全部通過(guò)排氣管排放，介質(zhì)不能向外泄露，主要用于有毒易爆氣體。當(dāng)釜內(nèi)壓力為正常工作壓力時(shí)，閥嚴(yán)密不漏，

59、容器內(nèi)氣體無(wú)法排放。當(dāng)壓力超過(guò)額定壓力并達(dá)到安全閥開(kāi)啟壓力時(shí)，介質(zhì)作用與閥瓣上的力大于家在機(jī)構(gòu)加在它上面的力，于是閥瓣離開(kāi)閥座，安全閥開(kāi)啟，容器內(nèi)氣體排出。如果容器的安全瀉放量小于安全閥的額定排放量，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間泄放后，容器內(nèi)壓力會(huì)會(huì)降低到正常工作壓力以下，閥瓣又回落到閥座上，安全閥停止排氣，容器可繼續(xù)工作。安全閥通過(guò)作用在閥瓣上的兩個(gè)力的不平衡作用，使其關(guān)閉與開(kāi)啟，達(dá)到自動(dòng)控制壓力容器超壓的目的。5.2.5.2. 軸封的選擇軸封的選擇軸封是攪拌設(shè)備的一個(gè)重要組成部分。軸封密封的形式很多，最常用的有填料密封，機(jī)械密封，迷宮密封，浮動(dòng)環(huán)密封等。雖然攪拌軸軸封也屬于轉(zhuǎn)軸密封的范疇，但由于攪拌軸封的

60、任務(wù)是保證攪拌設(shè)備內(nèi)處于一定的正壓或真空以及防止反應(yīng)物料溢出和雜質(zhì)的滲入，故不是所有的轉(zhuǎn)軸密封形式都能用于攪拌設(shè)備填料密封 填料密封是攪拌器最早采用的一種轉(zhuǎn)軸密封結(jié)構(gòu)，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且易于制造，在攪拌設(shè)備上曾得到廣泛應(yīng)用。近幾年來(lái)由于機(jī)械密封的發(fā)展和機(jī)械密封具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，填料密封有被取代的趨勢(shì)，但在低壓和低轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合，仍然是一種適宜的密封結(jié)構(gòu)。機(jī)械密封 機(jī)械密封是一種功耗小，泄漏率低，使用壽命長(zhǎng)的轉(zhuǎn)軸43 / 58 文檔可自由編輯打印密封，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。與填料密封相比，機(jī)械密封在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，除了裝在軸上的浮動(dòng)環(huán)由于磨損需要做軸定向移動(dòng)補(bǔ)償外，安裝在浮動(dòng)環(huán)上的輔助密封則伴隨浮動(dòng)環(huán)沿軸表