反應(yīng)釜的頂蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從安全的角度考慮, 如果把頂蓋與筒體相連接的部位設(shè)計(jì)成法蘭螺栓連接, 因其密封面大, 工作溫度高, 介質(zhì)具有腐蝕性, 密封難以保證, 會(huì)造成安全隱患;另一方面從經(jīng)濟(jì)的角度考慮, 所使用的材料為0Cr18Ni9奧氏體不銹鋼, 價(jià)格昂貴, 如果增加一對(duì)容器蘭(約1 萬(wàn)元), 則提高了容器的制造成本。終決定采用如圖1所示的結(jié)構(gòu), 使筒體與頂蓋采用焊接連接結(jié)構(gòu), 為了方便內(nèi)件的裝卸和檢修,在一側(cè)開了一個(gè)426 mm×10 mm的人孔。我國(guó)目前已能生產(chǎn)性能優(yōu)良的導(dǎo)熱油,如上海浩海精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)的Ln〕系列導(dǎo)熱油,使用溫度可達(dá)300一350℃,閃點(diǎn)為180一20℃?！∮捎谌丝椎闹睆捷^大, 頂蓋直徑相對(duì)較小, 且其上還開有其他接管, 開人孔時(shí), 必須同時(shí)跨頂蓋和筒體, 這對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)產(chǎn)生了新的問(wèn)題———頂蓋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)如何解決。

由于不銹鋼高壓反應(yīng)釜攪拌器組件由多點(diǎn)支撐, 而且在常規(guī)設(shè)計(jì)時(shí)考慮了機(jī)架、減速機(jī)和電機(jī)共同作用在頂蓋上壓力的影響和局部開孔的影響, 對(duì)封頭進(jìn)行了整體補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì), 所以有限元建模時(shí), 為了簡(jiǎn)化分析, 不考慮它們的影響, 只考慮跨頂蓋和筒體開人孔的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱性, 所以取其1/2 作為研究對(duì)象。筒體與接管長(zhǎng)度的取值都大于2.5 RT(R為接管與筒體半徑, T為接管與筒體的厚度), 筒體和封頭的厚度取值為13.4 mm(封頭成型后的實(shí)際厚度減去腐蝕裕量), 接管厚度為9 mm。不過(guò)常規(guī)PID控制器的功能實(shí)現(xiàn)依賴于相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，反應(yīng)釜實(shí)際應(yīng)用中，反應(yīng)機(jī)理比較復(fù)雜，參數(shù)具有變化性特點(diǎn)，同時(shí)極易受到外界的干擾，影響數(shù)學(xué)模型的性，增加了參數(shù)調(diào)整的難度。材料特性人孔接管、筒體和封頭的材質(zhì)均為0Cr18Ni9,設(shè)計(jì)壓力為0.8 MPa, 工作壓力為0.7MPa, 設(shè)計(jì)溫度為200 ℃, 工作溫度為180 ℃,腐蝕余量為1 mm，在筒體底部的橫截面上施加軸向固定約束，對(duì)稱面上施加對(duì)稱約束, 并在筒體底部橫截面上一點(diǎn)(其坐標(biāo)為(0, -475, 513.4))約束X方向的位移, 以防模型發(fā)生該方向的剛體運(yùn)動(dòng)。在封頭、筒體及人孔筒節(jié)的內(nèi)表面上施加內(nèi)壓載荷0.8MPa, 在人孔筒節(jié)的外端面上施加等效應(yīng)力9.1MPa

植物膠反應(yīng)釜, 用于對(duì)植物膠干胚乳片進(jìn)行加工處理。與原粉反應(yīng)設(shè)備不同, 在反應(yīng)過(guò)程中不使用大量的化學(xué)品。有關(guān)新型工業(yè)化植物膠反應(yīng)設(shè)備在國(guó)內(nèi)外均未見(jiàn)報(bào)道, 因此我們?cè)诖_定技術(shù)方案時(shí)非常慎重。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外有關(guān)化工設(shè)備的性能、結(jié)構(gòu)參數(shù)等進(jìn)行深入的調(diào)研, 收集查閱了大量的相關(guān)資料, 經(jīng)過(guò)反復(fù)地研究與分析, 初步確定了設(shè)備技術(shù)方案, 完成了小型試驗(yàn)設(shè)備的加工, 組建了植物膠中試生產(chǎn)車間, 進(jìn)行了小規(guī)模的中試生產(chǎn), 生產(chǎn)出改性膠粉數(shù)噸, 產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)異。在此基礎(chǔ)上, 完成了新型植物膠反應(yīng)設(shè)備的加工圖紙, 并交專業(yè)廠家進(jìn)行工藝審查和加工。加熱面與冷卻面的配置簡(jiǎn)單的夾套中,流體處于自然流動(dòng)狀態(tài),傳熱情況不良。經(jīng)調(diào)試、檢測(cè), 其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求后, 進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)。試驗(yàn)期間, 設(shè)備運(yùn)行時(shí)間均不少于500h , 各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。試驗(yàn)結(jié)果表明, 該套設(shè)備的研制是成功的。

從化工生產(chǎn)的實(shí)際來(lái)說(shuō)，反應(yīng)難以避免會(huì)放熱，使得熱量分布不夠均勻。若沒(méi)有及時(shí)排出熱量，那么會(huì)使得反應(yīng)釜內(nèi)的溫度增加，極易引發(fā)“爆聚”問(wèn)題。若余熱排放過(guò)多，會(huì)使得整體穩(wěn)定性被降低，影響化工產(chǎn)品的質(zhì)量和效益，因此必須做好溫度的有效控制.從化工生產(chǎn)的實(shí)際來(lái)說(shuō)，反應(yīng)釜的溫度控制多采用常規(guī)PID 控制方法。三種組合曲線的變化趨勢(shì)是一致的,薄膜應(yīng)力強(qiáng)度加彎曲應(yīng)力強(qiáng)度和總應(yīng)力強(qiáng)度的分布曲線基本重合。此方法雖然控制原理比較簡(jiǎn)單，具有不錯(cuò)的穩(wěn)定性，而且控制系統(tǒng)的可靠性比較好，參數(shù)調(diào)整很方便。

反應(yīng)釜的爐溫控制實(shí)踐，運(yùn)用常規(guī)PID 控制法，可有效控制動(dòng)態(tài)特性，比如溫度慣性大以及容量滯后等。若化工生產(chǎn)對(duì)控制速度以及控制精度的要求不高，那么運(yùn)用常規(guī)PID 控制法可獲得不錯(cuò)的效果。不過(guò)常規(guī)PID 控制器的功能實(shí)現(xiàn)依賴于相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，反應(yīng)釜實(shí)際應(yīng)用中，反應(yīng)機(jī)理比較復(fù)雜，參數(shù)具有變化性特點(diǎn)，同時(shí)極易受到外界的干擾，影響數(shù)學(xué)模型的性，增加了參數(shù)調(diào)整的難度?；诖?，要進(jìn)行PID控制器的優(yōu)化，應(yīng)用模糊RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID 控制法，對(duì)反應(yīng)釜PID 控制進(jìn)行優(yōu)化以及改進(jìn)。2)應(yīng)力強(qiáng)度出現(xiàn)極值的位置與圖5徑向、經(jīng)向與環(huán)向總應(yīng)力出現(xiàn)極值的位置基本一致。從模糊RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID 控制法的應(yīng)用實(shí)際來(lái)說(shuō)，其構(gòu)建的PID 控制系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，需要的時(shí)間很少而且超調(diào)量很小，增強(qiáng)了爐溫的控制精度，提高了生產(chǎn)效率。除此之外，系統(tǒng)的抗干擾性能很強(qiáng)，系統(tǒng)的自適應(yīng)能力比較強(qiáng)，具有較好的魯棒性。通過(guò)在線整定PID 參數(shù)，能夠快速適應(yīng)控制系統(tǒng)的變化，使得系統(tǒng)運(yùn)行保持穩(wěn)定的狀態(tài).