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發布時間：2020-11-16 00:02
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反應釜工作壓力為0.7 MPa, 設計壓力取0.8 MPa, 腐蝕裕量取1 mm, 鋼板負偏差取0.8 mm,材料的許用應力為130 MPa, 按GB150— 1998《鋼制壓力容器》設計出頂蓋的厚度約為5 mm。再按照文獻[ 1]的設計方法, 考慮到頂蓋密集開孔的削弱和攪拌器等附件重量的影響, 對頂蓋進行整體補強設計, 終頂蓋厚度圓整到8 mm。按外壓容器設計因為反應釜工作時可能出現負壓, 約為-0.077MPa, 設計時必須考慮筒體的失穩現象, 需按外壓容器設計壁厚。夾套的工作壓力為0.6 MPa, 設計外壓取為0.7 MPa。若余熱排放過多，會使得整體穩定性被降低，影響化工產品的質量和效益，因此必須做好溫度的有效控制。按外壓容器設計出筒體的名義厚度為14 mm, 為取材一致和開孔補強, 故將頂蓋厚度取與筒體相同。同樣, 考慮頂蓋密集開孔的削弱和攪拌器等附件重量的影響, 頂蓋厚度取16 mm。根據以上分析, 頂蓋的名義厚度的設計值16mm。
可以看出, 對應不同的位置, 起控制作用的應力是不同的, 所以在強度評定時不能單純控制一個方向的應力來滿足強度要求。開孔邊緣沿接管環向各向薄膜、彎曲應力加薄膜應力及總應力的變化情況內貫線上徑向、經向和環向應力的薄膜應力、薄膜應力加彎曲應力和總應力的分布曲線。三種組合曲線的變化趨勢是一致的, 薄膜應力加彎曲應力和總應力的分布曲線基本重合, 說明峰值應力很小, 可以忽略不計。有限元結果強度評定按照JB4732—95《鋼制壓力容器———分析設計標準》培訓教材,首先選取了AB,BC兩條處理線。經向和環向應力的薄膜應力分布曲線與薄膜應力加彎曲應力和總應力的分布曲線, 同一橫坐標下的應力相差很小, 部分位置甚至重合, 這說明彎曲應力也不大, 不是主要控制對象。可見薄膜應力是主要控制對象。
反應釜溫度控制技術分析化工生產中使用的反應釜為主要反應容器，利用導熱介質，借助夾套實現物料加熱。一般來說，常用過熱蒸汽以及導熱油等導熱介質。從反應的過程角度來說，主要包括升溫段、恒溫段以及冷卻段。其中，恒溫段為關鍵。根據現場場地布置，并結合參考了化工設備標準反應釜尺寸，選取其內徑Di1=Φ1800mm,按充裝系數0。化工生產為復雜精細化加工，在加工環節加熱溫度的控制難度較大。這是因為溫度這一物理量極易被周圍的環境影響，不僅慣性而且具有滯后性等特點，系統響應速度比較慢。傳統的溫度控制，采用的是傳統PID 算法，難以達到有效的控制效果，后經過不斷優化和改進，應用自適應模糊PID 控制技術，使用自適應模糊PID 控制器，經過模糊推理，通過在線調整PID 參數，實現對溫度的有效控制。從實際應用的效果來說，使用自適應模糊PID 控制器，對反應釜溫度實施控制，可依據系統偏差以及偏差變化率的實際變化情況，進行參數優化調整，不僅適應性好，而且魯棒性較好，能夠實現對反應釜溫度的把控。
從反應釜控制的實際來說，其具有非線性和延遲性特點，復雜性很強，增加了溫度控制的難度。特性分析如下：
①從化學反應的實際來說，供熱系統會產生很多的變化，變化過程極易受外界環境因素的影響，而且化學反應過程變化趨勢具有差異性，所以使得反應釜成為非線性系統，溫度控制的難度增加。
②化工生產中的反應釜不僅體積大，而且熱容量很大，實際運行中隨時會產生吸熱反應與放熱反應，所以進行采集時會增加過程時間。
③反應釜內發生聚合反應時，生產用的化工原料也會發生變化，引發過程與物質變化，產生系列反應，比如吸熱反應和放熱反應等，生產的復雜性較強。
