毕业设计（论文）-夹套式搅拌反应釜设计.doc

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1、辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）目录 目录1第1章 前言11.1 反应釜用途及特征11.2 反应釜常见类型11.3 搅拌反应釜3第2章 设计方案的确定42.1 设计方案的确定42.1.1 选择反应釜的类型42.1.2 设计工艺数据4第3章 机械设计63.1 确定筒体的直径和高度63.1.1 筒体的直径63.1.2 筒体的高度73.2 确定夹套的直径和高度73.2.1 夹套的直径73.2.2 夹套的高度73.3 确定夹套及筒体材料和设计壁厚83.3.1 确定夹套的材料和设计壁厚83.3.2 确定筒体的材料和壁厚93.4 水压实验及强度较核113.4.1 内筒体水压实验

2、压力113.4.2 夹套水压实验压力123.4.3 内筒水压实验时壁内应力123.4.4 夹套水压实验时壁内应力123.4.5 水压试验强度校核123.5 传热143.5.1 夹套内的液体向筒体的外壁传热143.5.2 筒外壁和内壁的传热143.5.3 较核外壁温度163.6 选择釜体法兰163.7 搅拌轴、搅拌器及传动装置的设计173.7.1 选择搅拌器、搅拌轴和联轴器173.7.2 功率计算173.7.3 搅拌轴的计算183.7.4 联轴器183.7.5 选择搅拌传动装置和密封装置193.7.6 校核L1/B和L1/d193.7.7 轴封装置203.8 开孔补强213.8.1 本设备封头允

3、许开孔的范围213.8.2 判断是否都要补强213.8.3 人孔补强计算223.8.4 有效补强面积计算223.8.5 补强措施233.9 容器支座的选用233.9.1 反应釜的总重量计算233.9.2 支座结构简图如下253.10 人孔、温度计与工艺接管选择263.10.1 人孔的选择263.10.2 温度计的选择273.10.3 工艺接管的选择27第4章 技术要求29结束语30参考文献3132第1章 前言1.1 反应釜用途及特征 反应釜的广义理解即有物理或化学反应的不锈钢容器，通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。随之 反应过程中的压力要求对容器

4、的设计要求也不尽相同。生产必须严格按照相应的标准加工、检测并试运行。不锈钢反应釜 根据不同的生产工艺、操作条件等不尽相同，反应釜的设计结构及参数不同，即反应釜的结构样式不同，属于非标的容器设备。不锈钢反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等生产型用户和各种科研实验项目的研究，用来完成水解、中和、结晶、蒸馏、蒸发、储存、氢化、烃化、聚合、缩合、加热混配、恒温反应等工艺过程的容器。反应釜是综合反应容器，根据反应条件对反应釜结构功能及配置附件的设计。从开始的进料-反应-出料均能够以较高的自动化程度完成预先设定好的反应步骤，对反应过程中的温度、压力、力学控制（搅拌、鼓风等）、反应物/

5、产物浓度等重要参数进行严格的调控。1.2 反应釜常见类型 根据反应釜的制造结构可分为开式平盖式反应釜、开式对焊法兰式反应釜和闭式反应釜 三大类，每一种结构都有他的适用范围和优缺点。反应釜按材质及用途可有以下几种： （1）不锈钢反应釜 不锈钢反应釜由釜体、釜盖、夹套、搅拌器、传动装置、轴封装置、支承等组成。材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基（哈氏、蒙乃尔）合金及其它复合材料；根据反应釜的制造结构可分为开式平盖式反应釜、开式对焊法兰式反应釜和闭式反应釜 三大类。 不锈钢反应釜搅拌形式一般有锚式、桨式、涡轮式、推进式或框式等，搅拌装置在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶，也可根据用户的要求任意选配。不锈

6、钢反应釜的密封型式不同可分为：填料密封机械密封和磁力密封。加热方式有电加热、热水加热、导热油循环加热、外(内)盘管加热等，冷却方式为夹套冷却和釜内盘管冷却。不锈钢反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品，用来完成硫化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程的压力容器，例如反应器、反应釜、分解锅、聚合釜等。（2）搪玻璃反应釜 搪玻璃反应釜是将含高二氧化硅的玻璃，衬在钢制容器的内表面，经高温灼烧而牢固地密着于金属表面上成为复合材料制品。因此搪玻璃反应釜具有玻璃的稳定性和金属强度的双重优点，是一种优良的耐腐蚀设备。搪玻璃反应釜技术规范：使用压力：0.2-0.8Mpa ；耐酸性：对各种有机酸

7、、无机酸、有机溶剂均有较好的抗蚀性；耐碱性：搪玻璃对碱性溶液抗蚀性较酸溶液差。但将我厂搪玻璃试样置于1N氢氧化钠溶液腐蚀，试验温度80时间48h；操作温度：搪玻璃设备加热和冷却时，应缓慢进行。我厂制造的搪玻璃设备使用温度为-20200，耐温急变性200；瓷层厚度：玻璃设备的瓷层厚度0.8-2.3mm，搪玻璃设备附件的瓷层厚度0.6-1.8mm；耐压电：搪玻璃具有良好的绝缘性，当搪玻璃在规定厚度内用20KV高频电火花检查瓷层时，高频电火花不能击穿瓷层；耐冲击性：玻璃层的内应力越小，弹性越好，硬度越大，抗弯抗压强度越高，则耐冲击就越好。我厂之玻璃层在规定厚度内，用直径30mm，重量112g钢球冲击

8、时，其冲击功为28210-3J（优等品指标为26010-3J）（3）磁力搅拌反应釜 采用静密封结构，搅拌器与电机传动间采用磁力偶合器联接，由于其无接触的传递力矩，以静密封取代动密封，能彻底解决以前机械密封与填料密封无法解决的泄漏问题，使整个介质各搅拌部件完全处于绝对密封的状态中进行工作，因此，更适合用于各种易燃易爆、剧毒、贵重介质及其它渗透力极强的化学介质进行反应，是石油、化工、有机合成、高分子材料聚合、食品等工艺中进行硫化、氟化、氢化、氧化等反应最理想的无泄漏反应设备。 （4）不饱和聚酯树脂全套设备 不饱和聚脂树脂设备由立式冷凝器、卧式冷凝器、反应釜、储水器、分馏柱五部分组成，适用范围：用于

9、生产不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂、ABS树脂、油漆的关键设备。根据反应釜的密封型式不同可分为：填料密封，机械密封和磁力密封。（5）电加热反应釜 电加热反应釜具有加热迅速、耐高温、耐腐蚀、无环境污染等特点，广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等行业，也用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、缩合、聚合等工艺过程。电加热反应釜材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基（哈氏、蒙乃尔、因康镍）合金及其它复合材料；根据反应釜的制造结构可分为开式平盖式反应釜、开式对焊法兰式反应釜和闭式反应釜 三大类，每一种结构都有他的适用范围和优缺点。根据反应釜的密封型式不同可分为：填料密封，机械密封和磁力密封。1

10、.3 搅拌反应釜 搅拌反应釜是化学、医药及食品等工业中常用的典型反应设备之一。它是一种在一定压力和温度下，借助搅拌器将一定容积的两种（或多种）液体与液体以及液体与固体或气体物料混匀，促进其化学反应的设备，通常伴有热效应，由换热装置将所需的热量输入或将生成热量移出。搅拌反应釜按搅拌装置的安装型式可分为立式、卧式、倾斜式和底搅拌等；按搅拌形式可分为桨式、框式、锚式和推进式、涡轮式等。根据设计任务书要求本次设计的搅拌反应釜为桨式搅拌反应釜。 桨式搅拌反应器在结构上比较简单，它的搅拌叶一般以扁钢制造，当釜内物料对碳钢有显著腐蚀性时，可用合金钢或有色金属制成，也可以采用钢制外包香蕉或环氧树脂，酚醛玻璃布

11、等方法。桨叶安装形式分为平直叶和折叶两种。平直叶是叶面与旋转方向互相垂直；折叶则是与旋转方向成一倾斜角度。平直叶主要使物料产生切线方向的流动，加搅拌挡板后可产生一定的轴向搅拌效果。折叶与平直叶相比轴向分流略多。桨式搅拌器的运转速度较慢，一般为10-100 r/min,圆周速度在1.5-3 m/s范围内比较合适。广泛用于促进传热可溶固体的混合与溶解以及需在慢速搅拌的情况下，如搅拌被混合的液体及带有固体颗粒的液体都是很有效果的。第2章 设计方案的确定2.1 设计方案的确定 设计方案的选择非常重要，在设计上要保证达到一定的工艺要求，在操作上则需要保证安全性和可靠性，在结构上结构上要做到简单，从而便于

12、维修，在经济上也要做到实现设备的设计加工以及生产和日后安装维护的最少投资。2.1.1 选择反应釜的类型 带搅拌的夹套式反应釜：主要由搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管和一些附件组成。2.1.2 设计工艺数据 设计数据由任务书已给数据确定：表1.1工艺条件工作压力（MPa）釜内夹套0.200.30工作温度（）釜内夹套120150介质釜内夹套水+固体水蒸气腐蚀情况轻微传热面积（m2）7搅拌形式桨式操作容积（m3）2.5表1.2接管表编号名称公称直径DN（mm）A蒸汽进口25B氨水进口25C人孔400600D温度计口40E压缩空气口25F进料口50G压料口40H压料管套筒1

13、00I出料口40J冷凝水出口25第3章 机械设计 釜体的机械设计内容是：确定各部分的结构型式和尺寸，安设各种工艺接管。3.1 确定筒体的直径和高度 夹套式反应釜的釜体是由封头、筒体和夹套三部分焊接而成，封头定为标准椭圆形封头，上封头与筒体常为焊接，但在筒体直径D1500mm的场合多用法兰联接。3.1.1 筒体的直径（1）设备容积： (3-1) 式3-1：操作容积，m3 装料系数，根据不同的反应状态可取0.60.85，反应状态平稳，可取0.8 估算如下： m3（2）筒体内径： (3-2) 式3-2：釜体长度与筒体内径比值。可按物料为固液相混合，则可取11.3。 故选=1.20，估算筒体内径为 m

14、 将估算结果圆整至公称直径标准系列。选取筒内直径，Di=1400mm。3.1.2 筒体的高度 （3-3） 式3-3：封头容积，m3 1米高的筒体容积，m3 查附表得：封头容积=0.421 m3。 1米高的筒体容积=1.539 m3。 故筒体的高度： m 圆整H=1700 mm。 于是，复核结果符合原范围。3.2 确定夹套的直径和高度3.2.1 夹套的直径表3.1筒体和夹套内径关系Di /mm500600700180020003000Dj /mmDi+50Di+100Di +200 对于筒体内径Di=7001800mm，夹套内径，Dj =Di+100。因此 Dj =1400+100=1500mm

15、。 夹套封头采用标准椭圆形封头，并与夹套筒体取相同直径。夹套封头直径，DjF=1500mm。3.2.2 夹套的高度 估算夹套高度为: m 取Hj=1400 mm，则H0H- Hj=1700-1400=300mm，便于筒体法兰螺栓装拆。 夹套传热面积为 F=F1HJ+Fh=4.41.4+2.29=8.45 m2 要求传热面积：7 m2，所以满足要求。3.3 确定夹套及筒体材料和设计壁厚3.3.1 确定夹套的材料和设计壁厚 选用16MnR为夹套材料。 查得钢材许用应力表，得16MnR在工作温度为150的许用应力t =170MPa,选取夹套设计压力为： P=1.1Pw=1.10.3=0.33Mpa

16、夹套筒体与内筒的环焊缝采用双面焊,不进行探伤检查。从安全考虑，夹套上所有焊缝均取焊缝系数=0.85，取壁厚附加量中钢板厚度负偏差c1=0 mm，单面腐蚀裕量c2=2 mm,热加工减薄量c3=0(封头热加工c3=0.5 mm)。 夹套厚度： （3-4） 式3-4：管箱计算壁厚，mm 圆筒内径，mm 材料许用应力，查得=170MPa 焊缝系数，焊缝采用双面焊，局部探伤，取=0.85 故夹套厚度得： mm (3-5) 式3-5：负偏差，查得=0 mm 腐蚀裕量，查得=2 mm 所以夹套厚度： mm 圆整取 mm。 考虑到16MnR材质的最小壁厚要求,取夹套筒体壁厚n=6mm。 标准椭圆形夹套封头的壁

17、厚： mm mm 选夹套封头的壁厚与筒体相同为： mm 形状如图：图3.1封头结构简图3.3.2 确定筒体的材料和壁厚 筒体材料也选用16MnR，筒体受内压取设计压力为P=0.22Mpa，设计温度为120 因筒体受内外压力的作用，现分两部分分别计算筒体的壁厚：（1）按内压为0.22MPa设计壁厚： mm mm 考虑16MnR材质的最小壁厚要求，取釜体筒体壁厚 mm（2）按外压为0.33MPa设计壁厚： mm， mm。 取标准椭圆封头曲面高度h1=450 mm，直边高度h2=40 mm， 则筒体实际长度为： mm 筒体的临界长度为： mm 因为LLcr所以此釜体圆筒为短圆筒 则釜体圆筒的临界压力

18、Pcr为： （3-6） 式3-6：临界压力，MPa 弹性模量，取2.1105 则： MPa 筒体的许用外压力P为：=0.064MPap=0.33MPa 因为p p，所以釜体筒体壁厚取8mm不可行。 现取 mm，所以 mm。 则修改后临界压力为： MPa 筒体的许用外压力P为： =0.35，因为p p，且比较接近，所以取筒体 mm， 此时承受外压和内压时，强度均能满足要求。 标准椭圆形筒体封头的壁厚为： （1）按内压0.22MPa设计封头壁厚： mm mm 考虑16MnR材质的最小壁厚要求，取筒体封头壁厚与筒体相同， mm。 （2）按外压0.33MPa设计封头壁厚： （3-7） 式3-7：k系数

19、比，查教材得，k=0.9 弹性模量，取2.1105 则： MPa 因为p p，且比较接近，所以取封头 mm。3.4 水压实验及强度较核 3.4.1 内筒体水压实验压力 PT =0.22+0.1=0.32Mpa PT=1.25P=0.275 Mpa 取二者中大者，为方便压力表读数， 取 PT=0.3MPa3.4.2 夹套水压实验压力 PT=0.33+0.1=0.43 MPa PT=1.25P=0.4125 MPa 取 PTj=0.45 MPa3.4.3 内筒水压实验时壁内应力 MPa3.4.4 夹套水压实验时壁内应力 MPa3.4.5 水压试验强度校核 因16MnR在常温时s=340 MPa，由

20、于0.9s=0.93400.85=260.1 MPa 可见水压实验时内筒夹套壁内应力都小于0.9s，水压实验安全，当夹套作水压实时，釜体将受外压作用，因夹套的实验压力为Tf=0.45 MPa ，而筒体的许用外压为P=0.52 MPa。故不需要冲压使筒体保持稳定。 表3.2夹套及釜体壁厚（mm）釜体夹套筒体106封头106 图3.2 釜体结构简图主视图 图3.3 釜体结构简图俯视图3.5 传热3.5.1 夹套内的液体向筒体的外壁传热 由化工原理中附表8知，操作压力P=0.33Mpa下，饱和水蒸气温度ts=133.3 。 查得水蒸气的比汽化热 r=2168103 J/kg。假设外壁温度为128 。

21、 冷凝液膜的平均温度为： =130.65 查得水的物性参数： 密度=934.2Kg/m3 导热系数 =0.686 w/（mk） 黏度=21.6710-6pas 所以=133.3128=5.3 而H=1700mm 假设液膜为层流，即可计算： 检验 Re数 1700，所以为层流 3.5.2 筒外壁和内壁的传热 由材料可查得：=47.6 w（m）-1 =3400 由于能量守恒得： 解得：t内=119.2 液体温度从3050 ，取平均温度为55 =87.1 查水的物性参数： 密度=966.2 Kg/m3 导热系数=67.8210-2 w/（mk） 黏度 比热容 cp=4204 J/（kgk） =6.7

22、910-4 k-1 Pr=2.03 t=119.2-55=64.2 Pr Gr=3.010131.976=6.091013 查化工原理表44得： c=0.1 n=1/3 壁热阻，污垢热阻都可忽略 总传热系数： 解得： K=860 热负荷：Q=KAtm表3.3tm随温度分布tm（）133.312830 80 103.348 所以可得： 带入tm得：Q=kAtm=86013.91872.2=864196 水的平均温度： 比热容： cp=4.1765103 J/（kgk） 密度： =985.6 kg/m3 热负荷： Q0=V CPt=985.64.5504.1765103=926069760 J =

23、1072 s 以为1072 s 1700 s ，所以合理。3.5.3 较核外壁温度 由于Q= KAtm=3At 即：86072.2=8406（133.3-t） 解得 t=125.9 ，因此符合要求。3.6 选择釜体法兰 根据筒内操作压力，温度和筒外直径选择合适的法兰及其相配套的垫片。查化工设备设计手册，选择甲型平焊法兰(JB1158-82),法兰材料为16MnR。公称压力为Pn=0.6下的甲型平焊法兰在操作温度为-20200时的允许工作压力为0.6Mpa，大于筒体设计压力，所选的甲型平焊法兰合适。 图3.4法兰结构简图及尺寸参考化工设备设计手册资料选择石棉胶垫片查 化工设备设计手册，选用甲型平

24、焊法兰凸面密封面，公称压力Pn=0.6，公称直径Dz=1400。标记为GB 9126.2-1988图3.5垫片结构简图及尺寸3.7 搅拌轴、搅拌器及传动装置的设计3.7.1 选择搅拌器、搅拌轴和联轴器 反应釜的传动装置通常设置在反应釜的顶盖（上封头）上，一般采用立式布置。电动机经减速机将转速减至工艺要求的搅拌转速，再通过联轴器带动搅拌轴旋转，从而带动搅拌器转动。电动机与减速机配套使用。减速机下设置一机座，安装在反应釜的封头上。考虑到传动装置与轴封装置安装时要求保持一定的同心度以及装卸检修的方便，常在封头上焊一底座。整个转动装置连同机座及轴封装置都一起安装在底座上。 根据上述情况，搅拌反应釜传动

25、装置的设计内容一般包括：电动机、减速机和联轴器的选用，选用或设计机座和底座等。3.7.2 功率计算 设转速：n=70转/分，中心安装直径：0.5m 液体黏度：=320.52810-6 pas =1000 kg/m3 筒体内部工作容积：V=VV封 =3.125-0.412=2.713 m3 dj=（0.20.5）Di=280700 mm， 取dj=650 mm b=（0.10.25）dj=65162.5 mm，取b=90 mm KW 所以总功率为： KW 考虑到其他因素，取Np=2.5 KW3.7.3 搅拌轴的计算 选择搅拌轴的材料为45钢，查表知45钢的许用轴向应力=3040Mpa，计算系数A

26、=40，则搅拌轴直径为 = 12.15mm 考虑到键槽对轴的削弱和物料对轴的腐蚀，可取轴的直径d=50mm 3.7.4 联轴器 查附表23，选择立式夹壳联轴器，公称轴径50mm的联轴器的最大许用扭矩Mn530Nm。验算联轴器的扭矩，查教材表115，选取载荷系数 K=1.5，联轴器的计算扭矩Mnj为： Mnj=KMn=511.6 NmMn=530 Nm 夹壳联轴器的标记为联轴器 DN50 HG5-21365 3.7.5 选择搅拌传动装置和密封装置 查教材表188釜用立式减速机和附表21，按照搅拌功率和转速选择摆线针齿行星减速机BLD1.5229Q（Q表示夹壳式轴头）。查附表26，选电动机Y100

27、L24，额定功率3KW，转速1500转/分，取摆线针齿行星减速机传动效率=0.95（参考表3），减速机输出功率为30.95=2.85 KW符合搅拌要求。 参考附表22，根据所选减速机设计减速机机座。 根据操作条件选用带衬套及冷却水套铸铣填料箱，查附表19，公称直径DZ50的填料箱标记为： 填料箱 PN6 DN50 HG5-214813.7.6 校核L1/B和L1/d 浆式搅拌器安装一层，根据要求和考虑带衬套填料箱有支撑作用，得L12000mm，参考附表22（下表是它的一部分）机座JA50尺寸可得：表3.4桨式搅拌器几种机座尺寸 机座型号减速器轴径dD1D2D3D4D5D6HH1JA-40J-A

28、504029026023035532026039020824850340305270395360290460JA-6565400360320435400325540260 B460mm。L1/B=2000/4604.35；L1/d=2000/50=40 50，均符合要求。图3.6搅拌器与轴的装配简图3.7.7 轴封装置 反应釜中介质的泄露会造成物料浪费并污染环境，易燃、易爆、剧毒、腐蚀性介质的泄露会危及人身安全和设备安全。因此，在反应釜的设计过程中选择合理的密封装置是非常重要的。轴封装置按密封面间有无运动，分为静密封和动密封两大类。搅拌反应釜上法兰面之间是相对静止的，它们之间的密封属于静密封。

29、静止的反应釜顶盖（上封头）和旋转的搅拌轴之间存在相对运动，它们之间的密封属于动密封。为了防止介质从转动轴与封头之间的泄露而设置的密封装置，简称为轴封装置。反应釜中使用的轴封装置主要有填料密封和机械密封两种。表3.5 填料箱密封和机械密封的比较比较项目泄漏量填料箱密封机械密封180450c.c./h10c.c./h,一般平均泄漏量为填料箱密封的1%摩擦功损失机械密封为填料箱密封的10%50%轴磨损维护及寿命有磨损用久后要换轴几无磨损细化经常维护，更换填料，个别情况8h（每班）更换一次寿命0.51年或更长，很少需要维护高参数高压、高温、高真空、高转速、大直径密封很难解决可以加工及安装加工要求一般，

30、填料更换方便动环、静环表面粗糙度及平面度要求高，不易加工，成本高，装拆不便对材料要求一般动环、静环要求较高减磨性能 我们这次设计使用填料密封。它是搅拌反应釜最早采用的一种轴封结构，其特点是结构简单、易于制造，并适用于低压、低温的场合。虽然填料中含有一些润滑剂，但其数量有限且在运转中不断消耗，故填料箱上常设置添加润滑油的装置。 密封装置不可能达到绝对密封,因为压紧力太大时会加速轴与填料的磨损，使密封失效更快。从延长密封寿命出发，允许有一定的泄露量（150mL/h450mL/h），运转过程中需调整压盖的压紧力，并规定更换填料的周期。对填料的基本要求是：要有弹性，这在压紧压盖后，填料能贴紧搅拌轴并对

31、轴产生一定的抱紧力；良好的耐磨性；与搅拌轴的摩擦系数要小，以便降低摩擦功率损耗，延长填料寿命；良好的导热性，使摩擦产生的热量能较快地传递出去；耐介质及润滑剂的浸泡和腐蚀。此外，对用在高温高压下的填料还要求耐高温及有足够的机械强度。 填料的选用应根据反应釜内介质的特性（包括对材料的腐蚀性）、操作压力、操作温度、转轴直径、转速等进行选择。 对于低压（PN0.2MPa）、无毒介质、非易燃易爆者，可选用一般石棉绳，安装时外涂黄油，或者采用油浸石棉填料。压力较高或介质有毒及易燃易爆者，常用的是石墨石棉填料和橡胶石棉填料。3.8 开孔补强3.8.1 本设备封头允许开孔的范围dmax Di/2=700 mm

32、，而本设备的封头最大开孔为400 mm600 mm，所以可以开孔。范围：Di=1400 mm1500 mm，开孔直径d700 mm且d520 mm。3.8.2 判断是否都要补强 孔轴孔的直径和的2倍大于两孔中心线。=10 mm12 mm，d=400 mm80 mm。 基于以上两点，故需要补强3.8.3 人孔补强计算 壳体开孔所需最小补强面积： （3-8） 式3-8中：d开孔直径，d=di+2c，d=di+2c=150+22=154 mm et接管名义壁厚，et=nt-Ct=4.5-2=2.5 mm c壁厚附加量，mm 壳体计算厚度，取 =10 mm fr强度削弱系数等于设计温度下接管材料许用应

33、力与壳体许用应力之比，比值大于1时，取fr=1 则： mm2 3.8.4 有效补强面积计算（1） 宽度范围B： B1=2d=2154=308 mm B2=d+2n+2nt=154+210+22.5=254 mm；取二者大值为B，则取B=308 mm（2） 高度方向h：（分别取下式中较小值） 或 接管实际外伸高度h1=200 mm； 或 接管实际内伸高度h2=0 mm； 所以取h1=26.3 mm；h2=0 mm。 有效补强范围内另加的补强面积：Ae=A1+A2+A3，mm2 （1）A1为壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积，壳体多余金属量： mm2 （2）A2为接管有效厚度减去计算厚度至外的

34、多余面积，接管多余金属量： mm2 （3）A3接管区焊缝面积（焊脚取6.0mm）： mm2 所以 mm2 （4）A4所需另行补强面积： mm23.8.5 补强措施 拟采用补强圈补强。 根据接管工程直径DN150选补强圈，参照补强圈标准JB/T 4736取补强圈外径D=300mm，内径d=163mm。因B=800D，补强圈在有效范围内。 补强圈厚度为： mm 考虑钢板负偏差并经圆整，取补强圈名义厚度为12mm。3.9 容器支座的选用 反应釜因需外加温，故选用B型悬挂式支座。 3.9.1 反应釜的总重量计算 反应釜总载荷Q=Q1+Q2+Q3+Q4 Q1：釜体和夹套筒体总重量 查表C-5得到：1米高

35、釜体重3480N 1米高夹套重2230N Q1=1.43480+1.22230=7548N Q2：釜体与夹套封头重量 查表C-7得到：釜体封头重1840N 夹套封头重1210N Q2=21840+1210=4890 Q3：料液重载荷查表C-5，C-6得到：封头容积0.513m2 1米节筒容积1.767m2Q4：保温层与附件总重量查表得到：人孔载荷900N 其他接管和保温层按1000计Q4=900+1000=1900N总重Q=7548+4890+34298.04+190048636N反应釜安装四个支座，但按两个支座承载计算，则每个支座承载2.5t查化工设备设计手册： 选用承载能力为5t的支座 B

36、5 JB1165-81。负荷LHbSacfS1孔径直径5.0380330250122303151151636M30 表3.6选用支座尺寸3.9.2 支座结构简图如下 图3.7支座结构主视简图 图3.8支座结构俯视简图3.10 人孔、温度计与工艺接管选择 3.10.1 人孔的选择选用回转盖人孔 AI PN6DN400JB58079.表3.7人孔尺寸公称压力公称直径DD1ABLH1H2bb1b2d6426*653549529712520021010028202220 图3.9人孔结构主视简图 图3.10人孔结构俯视简图3.10.2 温度计的选择由附表24，选用加强套管温度计的公称长度1930mm，

37、配凸面板式平焊法兰PN0.6Mpa，DN65，GB91232.788。图3.11温度计结构简图 3.10.3 工艺接管的选择表3.8液体进出口接管接管法兰公称直径DN不保温接管长保温设备接 管 长适用公称压力(MPa)15801300.420501001500.16703501502000.16705000.10注：1. 表中长度适用于国际“管道法兰”平面、榫槽、凹凸面平焊及对焊管法兰。 2.设备保温厚度不大于100mm。进料管口采用764.5无缝钢管，法兰pN6,DN65,HG501058。出料管口采用573.5无缝钢管，法兰pN6,DN50,HG501058。压料管采用573.5无缝钢管，

38、法兰pN6,DN50,HG501058。 氨水进口采用452.5无缝钢管，法兰pN6,DN40,HG501058。加热蒸汽进口采用452.5无缝钢管，法兰pN6,DN40,HG501058。 冷凝液出口管选用152.5无缝钢管，法兰pN6,DN40,HG501058。 压料口套筒选用1334无缝钢管，法兰pN6,DN125,HG501058. 图3.12压料口及套筒结构简图反应釜上封头上的各个接管都布置在1200的中心圆周上，因上封头壁厚裕量很大，故对人孔进行补强计算。图 6-5接管结构简图第4章 技术要求1本设备按GB15089钢制压力容器及国家劳动压力容器安全监察规程进行制造，实验和维修。

39、2焊接采用电弧焊。3焊接接头型式及尺寸除图中注明外，按GB98598680中规定，角焊缝的腰高按薄板的厚度，法兰的焊接按相应法兰标准中的规定。4筒体，封头及其联结的对接焊缝应进行无损探伤检查，探伤长度20，射线探伤符合GB332382规定中级为合格，或超声波探伤符合JB115281规定中级为合格。5设备制造完毕后，先以0.3 Mpa作釜体水压实验，合格后再焊夹套，再在夹套内以0.45 Mpa作夹套水压实验。6搅拌轴上端密封处径向摆动量不大于0.5 mm。搅拌轴的轴向串动量不大于2 mm，搅拌轴下端摆动量不大于1 mm。7夹套用石棉水泥保温，厚度为80 mm8所有管接口除标明外伸尺寸外，其余为100mm。9管口及支座方位均按本图。 结束语为期三周的课程设计即将结束，在廖国进老师的耐心指导下，我通过对本学科各资料的查阅进行数据计算、校核、最终修定，使得此次课设也