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平流反應釜的設備結構特點及優點

發布日期:[ 2014年10月27日 ] 共閱[ 4587 ]次

平推流反應釜是聚苯乙烯生產裝置的關鍵設備。該反應釜吸收了國外先進技術,在攪拌傳動系統、傳熱系統、密封系統等方面進行了合理的改進,采取了一些技術先進的設置。該釜由中航黎明錦西化工機械(集團)有限公司自主開發研制。
表1 平推流反應釜主要技術參數

1設備結構特點與主要技術參數

該反應釜主要由承壓主體、攪拌傳動系統、傳熱系統和密封系統等組成。其主要技術參數如表1所示。

承壓主體由內筒體、外夾套、頂蓋、底蓋四大部件組成,詳見圖1。支座經局部應力分析計算后確定其結構尺寸。支座焊接在外夾套上。
圖1 反應釜的承壓主體結構
圖2 改進前后的反應釜頂蓋和底蓋
圖3 改進前后的反應釜導油管結構
圖4 改進前后的密封結構

攪拌傳動系統為立式通軸結構,39層攪拌器與38層盤管組間隔排列,最上層攪拌槳葉片的上表面距頂蓋間距為20mm,最下層攪拌槳葉片的下表面距底蓋間距為50mm。攪拌器均為三葉片形式,且三個葉片呈螺旋狀上升排列。

傳熱系統由38層盤管組及外夾套體、外油管組成。導熱油管采用內部盤管組接口外伸與油管焊接的結構。

密封系統采用圣戈班組合密封,內帶襯套,可防止注入油脂及物料外溢。軸封采用外帶夾套結構和可拆式壓蓋結構。

2技術創新點和技術解決方案

(1)為充分利用反應釜內的反應空間,在頂蓋、底蓋兩側各增加一層攪拌器,最上層攪拌槳葉片上表面距頂蓋間距為20mm,最下層攪拌槳葉片下表面距底蓋間距為50mm。改進前后的反應釜頂蓋和底蓋部位結構如圖2所示。

(2)傳熱系統的導熱油管將原來的與釜體直接焊接的半管式導油管結構改成內部盤管組接口外伸與油管焊接的結構,這樣提高了導熱油管材料的利用率,既經濟又易于制造。改進前后的反應釜導油管結構如圖3所示。

(3)密封系統設置在設備頂蓋處。改進前后的密封結構如圖4所示。密封系統采用圣戈班(Saint-Gobain)密封3與溝槽襯套1的組合結構,更改了原設計的油浸石棉繩結構,耐磨性良好,延長了密封的使用壽命。這種密封結構既可有效地防止注入的密封油脂向下漏入釜內,又可防止釜內物料外溢。

(4)密封箱體2外帶夾套4結構由原來半管結構改成筒式剖分包扎結構,同時將壓蓋5壓緊螺栓結構改成螺柱8結構,這樣不但易于制造,還減少了材料浪費。

(5)密封系統壓蓋改成可拆式壓蓋5結構。這樣,減小了操作空間,便于維修。

(6)在制造工藝方面,合理安排機加工及熱處理工藝順序,通過整體加工手段保證了各部件形位公差要求,為設備的安全可靠運行提供了保障。

3制造難點及解決方案

(1)盤管組件需要控制的平面度指標。盤管組件由上下兩層盤管及框架組成,制造完成后按設計要求先進行校平處理,然后按熱處理工藝進行整體消除應力熱處理。

(2)為使攪拌器的葉片與其相鄰的盤管組件、熱電偶不發生刮碰,釜體部件經過整體加工既保證了殼體內38層盤管組的152個引出孔的層間距和水平間距,同時也保證了頂底端引出孔與法蘭端面的間距以及8個測溫口與相鄰的盤管組引出孔的間距符合設計要求。

(3)攪拌軸為通長軸,規格為覫220mm×7645mm,其上鍵槽長×寬×深為5960mm×50mm×17mm。在加工過程中,分別在粗加工、半精加工后各進行一次消除應力熱處理,將加工過程中產生的內應力降到最低。在精加工前要安裝假鍵,以避免長鍵加工過程中軸變形過大。

(4)為防止碳鋼表面銹蝕,攪拌器及盤管組制造完成后其外表面均進行了發蘭處理。攪拌器直徑為1670mm,盤管組直徑為1620mm。這些內件體積大,質量也較大,因此需制作專用的工裝槽進行發蘭處理。

總之,經過全面攻關,我公司在實踐中積累了豐富的經驗,為將來制造這種高精度的同類反應釜或類似設備打下了堅實的基礎,也為批量生產反應釜作好了鋪墊。

4結束語

2011年11月第一臺平推流反應釜投料試車一次成功。該聚苯乙烯生產裝置開車至今,一直無故障平穩運行,產品質量穩定,產量、質量、能耗等各項指標均達到了項目的設計要求。

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