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1、反应釜设计的有关内容一、设计条件及设计内容分析由设计条件单可知，设计的反应釜体积为1.5、操作体积为1.2；搅拌装置配制的电机功率为3.0、搅拌轴的转速为85、搅拌桨的形式为框式；加热的方式为用夹套内的水进行电加热；装置上设有7个工艺接管、2个视镜、4个耳式支座、8个电加热器套管、1个固体物料进口、2个测控接管。反应釜设计的内容主要有：（1）釜体的强度、刚度、稳定性计算和结构设计；（2）夹套的的强度、刚度计算和结构设计；（3）设计釜体的法兰联接结构、选择接管、管法兰；（4）人孔的选型及补强计算；（5）支座选型及验算；（6）视镜的选型；（7）焊缝的结构与尺寸设计；（8）电机、减速器的选型；（9）
2、搅拌轴及框式搅拌桨的尺寸设计；（10）选择联轴器；（11）设计机架结构及尺寸；（12）设计底盖结构及尺寸；（13）选择轴封形式；（14）绘总装配图及搅拌轴零件图等。 第一章 反应釜釜体的设计1.1 釜体 、的确定1.1.1 釜体的确定将釜体视为筒体，取L/D=1.0由V=(/4)，L=1.0则，圆整由314页表16-1查得釜体的1.1.2釜体PN的确定因操作压力0.48，故：0.61.2 釜体筒体壁厚的设计1.2.1设计参数的确定设计压力：（1.051.1），取1.1=1.10.48=0.528MPa；液体静压：； =5，可以忽略；计算压力： = = 0.528；设计温度： 65 ；焊缝系数：
3、 1.0（双面对接焊，100%无损探伤）；许用应力：根据材料0Cr18Ni10Ti、设计温度65，由文献1286页表14- 4知137；钢板负偏差：0.25（GB6654-96）；腐蚀裕量：1.0（双面腐蚀）。1.2.2 筒体壁厚的设计由公式 得：+1.25+1.0=3.567mm圆整 刚度校核：不锈钢的考虑筒体的加工壁厚不小于5mm，故筒体的壁厚取1.3 釜体封头的设计1.3.1 封头的选型 由文献316页表16-3选釜体的封头选标准椭球型，代号EHA、标准JB/T47462002。1.3.2 设计参数的确定 1.1=0.528； = = 1.10.48； 1.0（整板冲压）；0.25（GB
4、6654-96）；1.0。1.3.3 封头的壁厚的设计 由公式得 = 3.565圆整得根据规定，取封头壁厚与筒体壁厚一致1.3.4封头的直边尺寸、体积及重量的确定根据，由文献1318页表16- 5知：直边高度： 25体 积： 0.2545深 度： 325内表面积A： 1.6552 质 量m: 63.5kg1.4 筒体长度的设计1.4.1筒体长度H的设计 ， = 1101.82圆整得: H =1100 1.4.2釜体长径比的复核 = ；满足要求1.5 外压筒体壁厚的设计1.5.1设计外压的确定 由设计条件单可知，夹套内介质的压力为常压，取设计外压=0.1。 1.5.2试差法设计筒体的壁厚设筒体的
5、壁厚5，则：=5-1.25 = 3.75，=1210， 由得：=1.171210= 25430.11筒体的计算长度= =1100 + (325-25) + 25 = 1225= 25430.11 ；该筒体为短圆筒。圆筒的临界压力为： =5.605Kgf/cm2对于圆筒m=3 =5.605/3=0.187 Kgf/cm2故 ；所以假设5满足稳定性要求。故筒体的壁厚5。1.5.3 图算法设计筒体的壁厚设筒体的壁厚5，则：=5-1.25 = 3.75，=1210，。 在文献1305页中图15- 4中的坐标上找到1.012的值，由该点做水平线与对应的线相交，沿此点再做竖直线与横坐标相交，交点的对应值为
6、：0.OOO28。由文献1307页中图15- 7中选取，在水平坐标中找到=2.810-4点，由该点做竖直线与对应的材料温度线相交，沿此点再做水平线与右方的纵坐标相交，得到系数的值为：33MPa、=1.900105。 根据=得： =0.102（）因为0.1 0.102，所以假设5合理，取封头的壁厚5。1.6 外压封头壁厚的设计1.6.1 设计外压的确定 封头的设计外压与筒体相同，即设计外压=0.1。1.6.2 封头壁厚的计算设封头的壁厚=5，则: = 5-1.25 = 3.75（），对于标准椭球形封头=0.9，0.91200=1080（）， =1080/3.75 = 288计算系数：= 4.34
7、010-4由文献1中图15- 7中选取，在水平坐标中找到=4.34010-4点，由该点做竖直线与对应的材料温度线相交，沿此点再做水平线与右方的纵坐标相交，得到系数的值为值为：53、=1.900105根据=得： =0.184（）因为0.1 0.184，所以假设5偏大，考虑到与筒体的焊接，取封头的壁厚与筒体一致，故取5。由在文献1318中表16-5 釜体封头的结构如图1-1，封头质量：63.5（）图1-1 釜体封头的结构与尺寸表1-1 釜体封头的尺寸第二章 反应釜夹套的设计2.1 夹套的、的确定2.1.1夹套的确定 由夹套的筒体内径与釜体筒体内径之间的关系可知：1200+100=1300（） 考虑
8、到1300一般不在取值范围，故取=1400mm2.1.2 夹套的确定由设备设计条件单知，夹套内介质的工作压力为常压，取0.252.2 夹套筒体的设计 2.2.1 夹套筒体壁厚的设计因为为常压0.3，所以需要根据刚度条件设计筒体的最小壁厚。 14003800，取min2 /1000且不小于3 另加， min3+2=5（），圆整=5。对于碳钢制造的筒体壁厚取6。 2.2.2 夹套筒体长度的初步设计 H筒=0.83598m=835.98mm 圆整后 H筒=836mm2.3 夹套封头的设计 2.3.1 封头的选型夹套的下封头选标准椭球型，内径与筒体相同（1400）。代号EHA，标准JB/T474620
9、02。夹套的上封头选带折边锥形封头，且半锥角。 2.3.2 椭球形封头壁厚的设计因为为常压0.3，所以需要根据刚度条件设计封头的最小壁厚。 14003800，取min2/1000且不小于3 另加， min3+2=5（），圆整=5。对于碳钢制造的封头壁厚取6。 2.3.3椭球形封头结构尺寸的确定由文献1318页表165。见表2-1表2-1 封头尺寸直边高度深 度容 积质 量253750.3977102.9封头的下部结构如图2-1。由设备设计条件单知：下料口的100，封头下部结构的主要结构尺寸180。 2.3.4带折边锥形封头壁厚的设计考虑到封头的大端与夹套筒体对焊，小端与釜体筒体角焊，因此取封头
10、的壁厚与夹套筒体的壁厚一致，即6。结构及尺寸如图2-2。 图 2-1 下封头的结构 图 2-2 上封头的结构 2.3.5 封头结构的设计公称直径DN/mm总深度H/mm内表面积A/m2容积V/m312004002.55680.8602.3.6 带折边锥形封头壁厚的设计 由于封头过渡部分与锥体部分受力情况不同，分两部分计算 过渡部分： K=0.68 f=0.554 ，选型为CHA。 锥体部分： 故：mm 圆整 2.4 传热面积的校核 =1200mm釜体下封头的内表面积 = 1.6552=1200mm筒体（1高）的内表面积= 4.772夹套包围筒体的表面积= = 4.770.836=3.9878（
11、2）+=1.6552 + 3.9878=5.6429 由于釜内进行的反应是放热反应，产生的热量不仅能够维持反应的不断进行，且会引起釜内温度升高。为防止釜内温度过高，在釜体的上方设置了冷凝器进行换热，因此不需要进行传热面积的校核。如果釜内进行的反应是吸热反应，则需进行传热面积的校核，即：将+ = 5.6429 2与工艺需要的传热面积进行比较。若+，则不需要在釜内另设置蛇管；反之则需要蛇管。第三章 反应釜釜体及夹套的压力试验3.1釜体的水压试验3.1.1水压试验压力的确定 水压试验的压力：且不小于(+0.1) ，查.0 ，（+0.1）= 0.55 ， 取=0.663.1.2液压试验的强度校核 由
12、得： 0.9 =0.92031.0=182.7（）由105.93 0.9 =182.7 故液压强度足够3.1.3压力表的量程、水温及水中浓度的要求 压力表的最大量程：P表=2=20.66=1.32 或1.5PT P表4PT 即0.99MPa P表2.64 水温15 水中浓度253.1.4水压试验的操作过程操作过程：在保持釜体表面干燥的条件下，首先用水将釜体内的空气排空，再将水的压力缓慢升至0.66，保压不低于30，然后将压力缓慢降至0.528，保压足够长时间，检查所有焊缝和连接部位有无泄露和明显的残留变形。若质量合格，缓慢降压将釜体内的水排净，用压缩空气吹干釜体。若质量不合格，修补后重新试压直
13、至合格为止。水压试验合格后再做气压试验。3.2釜体的气压试验3.2.1气压试验压力的确定 气压试验的压力： =1.151.10.481.0=0.6072（）取=0.613.2.2气压试验的强度校核 由得： = 97.46（） 97.460.8 =0.82351.0=159.8（） 气压强度足够3.2.3气压试验的操作过程做气压试验时，将压缩空气的压力缓慢将升至0.05，保持5min并进行初检。合格后继续升压至0.305，其后按每级的0.061级差，逐级升至试验压力0.61，保持10，然后再降至0.531，保压足够长时间同时进行检查，如有泄露，修补后再按上述规定重新进行试验。釜体试压合格后，再焊上夹套进行压力试验。3.3夹套的液压试验3.3.1液压试验压力的确定 液压试验的压力：且不小于(+0.1) ，查=1.0 =1.251.10.11.0=0.1375，(+0.1)= 0.21(+0.1)， 取=0.213.3.2液压
