新新说明书 2

夹套反应釜设计说明书

——— 化工设备机械基础课程设计

学院 化学与化工学院 专业 化学工程与工艺 设计者姓名 张学乐

张伟伟1066115428 陈凯 1066155102 柴宝华1066155127 潘虹 1066155140

指导老师 张永强 设计时间 2012 年11月26日

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前 言

1.1 课题介绍

化工设备课程设计是培养学生设计能力的重要实践教学环节。在教师指导下，学生们通过运用已学的知识及查阅资料文献的方式进行课程设计。通过裸程设计，一方面锻炼学生自主学习创新意识；另一方面培养学生独立地运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合地分析和解决生产实际问题的能力。

1.2反应釜的研究背景和发展趋势

在大部分有机化学反应中，由于反应物本身的理化特性，使得许多化学反应在进行工业化，进行工业生产的过程中都存在着反应时间长，反应效率低的缺陷。甚至有些反应物或产物对人类有毒有害物质。同时也由于许多化学反应在进行反应时所要求的苛刻的外部条件，如：高温、高压、缓慢加入、搅拌、保温、散热等等各种条件，使得反应存在生产效率低、周期长、浪费严重和污染环境等不利结果。反应釜的反应条件首先是与压力有关，即是一压力容器，压力容器从产生到现在，大约可以分为三个阶段：

第一阶段，主要表现在20世纪初，随着石油化学工业发展出现了一些运用与化工生产的中低压容器设计与运用。

第二阶段，20世纪50年代以后，随着世界经济的飞速发展，压力容器被广泛地运用于生产生活的各个方面，这时的压力容器不能单独构成一台设备，期内不需要装入完成某单元操作的元件。

第三阶段，21世纪的世界经济飞速发展，中国等发展中国家制造业的发展是社会发展、经济体高的基础。但随着世界范围内能源的危机，许多国家在开发新能源，一方面加紧开发煤气和天然气，另一方面积极的开发和能源，而这些能源的利用需要在相应的容器内完成。预计在不久的将来高压容器的设计更新会成为科技发展的焦点。

反应釜的广义理解即有物理或化学反应的不锈钢容器，不锈钢反应釜

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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、加热混配及恒温反应等工艺过程的容器。在化工反应器制造过程中，一台压力容器从设计到投入使用，要经过设计、制造、检验、安装运行、监督和维护等多个环节，设计是其中一个重要的环节。设计的正确合理与否，不仅涉及到制造、检验等环节的难易程度，影响到容器制造成本和运转费用，而且直接关系到产品运行的可靠性。因此反应釜的设计具有重要意义。

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。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。反应釜材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基（哈氏、蒙乃尔）合金及其它复合材料。搅拌器有锚式、框式、桨式、涡轮式，刮板式，组合式，转动机构可采用摆线针轮减速机、无级变速减速机或变频调速等，可满足各种物料的特殊反应要求。密封装置可采用机械密封、填料密封等密封结构。加热、冷却可采用夹套、半管、盘管、米勒板等结构，加热方式有蒸汽、电加热、导热油，以满足耐酸、耐高温、耐磨损、抗腐蚀等不同工作环境的工艺需要。可根据用户工艺要求进行设计、制造。

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课程设计任务书说明

设计目的：应用《化工设备机械基础》所学相关知识，利用化机课程设计这一有效途径，将化学工程与工艺专业所学相关知识有机的结合起来，巩固并升华所学《化工设备机械基础》基本知识和基本理论。

设计要求：设计时要有比较详尽的设计过程及步骤，并将其编辑为一份内容比较规范详细的设计说明书。主要内容包括如下几项： 1. 封面 2. 前言

3. 各部分的结构尺寸的确定和设计计算 4. 设计小结

参考文献 与此同时，还应附有一份反应釜体CAD结构图纸一张，用A2纸绘制。

设计要求 设计压力/MPa 设计温度/℃ 介质 全容积/ m³ 操作容积/m³ 搅拌器型式 搅拌主转速/r∕min 轴功率/kw

容器内 2.8 <200 氯乙烯单体 6 3.6 桨式 85 2.8 夹套内 2.0 <250 水蒸汽

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目 录

第一章 反应釜釜体的设计................................................................................... - 6 -

1.1确定反应釜筒体的DN、PN...................................................................... - 6 - 1.2 反应釜筒体封头的设选型和计算............................................................. - 7 - 1.3反应釜筒体长度H的设计......................................................................... - 7 - 1.4 反应釜筒体壁厚设计................................................................................. - 8 - 1.5釜体法兰连接结构的设计.......................................................................... - 9 - 第二章 反应釜夹套的设计................................................................................... - 10 -

2.1 夹套釜体Dn、Pn的确定 ....................................................................... - 10 - 2.2 夹套筒体的设计....................................................................................... - 10 - 2.3 夹套封套的设计....................................................................................... - 11 - 2.4对筒体和封头进行强度校核.................................................................... - 12 - 第三章 搅拌装置的选型与尺寸设计................................................................. - 13 -

3.1反应釜的搅拌装置.................................................................................... - 13 - 3.2搅拌器的设计............................................................................................ - 13 - 3.3搅拌轴直径的初步计算............................................................................ - 14 - 3.4 搅拌轴长度设计....................................................................................... - 15 - 第四章 反应釜传动装置..................................................................................... - 15 -

4.1.电动机的选型............................................................................................ - 15 - 4.2 减速器的选型......................................................................................... - 17 - 4.3 安装底座的设计..................................................................................... - 17 - 4.4机架的设计................................................................................................ - 17 - 4.5 联轴器的型式及尺寸的设计................................................................... - 18 - 第六章 反应釜的其它附件................................................................................... - 20 -

6.1 人孔的设计............................................................................................... - 20 - 6.2 视镜的选取............................................................................................. - 20 - 6.3 支座的选型及设计................................................................................... - 22 - 6.4 工艺管及法兰的选取............................................................................... - 22 - 6.5 温度计的选型........................................................................................... - 24 - 小 结.......................................................................................................... - 27 - 参 考 文 献.................................................................................................... - 27 -

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第一章 反应釜釜体的设计

1.1确定反应釜筒体的DN、PN

1.1.1筒体DN的确定

对于直立反应釜来说，釜体设备的全容积是指圆柱形筒体及下封头容积，即

V = Vg + Vf

式中 Vg——设备筒体部分容积，m3; Vf——封头容积，m3

根据V及选用的L/D1,将反应釜体视为圆柱形筒体，可初步估算筒体内径。 根据实际经验几种搅拌器的长径比大致如附表所示。(参考文献【1】P287表9-3)

所以设备的长径比

LD1=1.2

设备条件反应温度小于200℃，物料在反应过程中要呈沸腾的状态，并且在反应过程中要进行搅拌，根据操作时允许的装满程度来确定装料系数。本反应釜内的反应物质为氯乙烯单体，其粘度远小于水，为提高设备的利用率，故选用η=0.6。 将

LD1=1.2 ，η=0.6 代入公式得

4Vg43.6Di

3(H/Di)31.20.61853

圆整后 Di=1800 根据规定 DN=1800㎜

1.1.2 反应釜筒体PN的确定

根据设计要求，反应釜体内部压力为2.8MPa，因此PN=2.8MPa

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1.2 反应釜筒体封头的设选型和计算

1.2.1 封头的选型

根据设计要求，该反应釜的封头选用标准为椭圆形封头，类型是EHA。(参考文献【1】 P104 图4-4) 1.2.2 设计参数的确定

Pc=2.8MPa

Φ=

双面焊接，100％无损探伤) C1=1㎜ C2=1㎜

t 当操作温度为250℃ 时，查表得到16MnR材料=170MPa 1.2.3 封头壁厚的计算

受内压的椭圆形封头的计算公式 按下式计算 KPcDit20.5PC2

式子中

Di12K2n6i是 一经验式。因所选的为标准椭圆形封头，

所以 K=1

将确定的参数代入公式 设计厚度

12.81800217010.52.8=14.88mm

eC2=14.88+1.0=15.88 ㎜

名义厚度 neC1（圆整量） =15.88 + 1 + ∆ = 16.88 +∆ 圆整后取 n = 18㎜

1.3反应釜筒体长度H的设计

1.3.1 反应釜筒体长度H计算

椭圆形封头的容积VF 筒体每米高容积 V1424DiDi23 带入已知的数据，则 VF241.80.7630

3 带入相关数据，则 V12.5434m3

60.76302.54342.059m

则筒体高度估算为 H=

VVFV1 - 7 -

圆整后取得 H=2000㎜

1.3.2 反应釜体长径比L/Di复核

反应釜体长度 L=H+h+hi

31其中：H为筒体

h为标准椭圆封头直变长

hi为椭圆深度

L=2000+25+×450 = 2175

31圆整后 L= 2200 mm 长径比复核

LDi220018001.22

与所选用的长径比基本相符。

1.4 反应釜筒体壁厚设计

1.4.1 设计外压的确定

本次设计夹套压力为2.8MPa Pc=2.8MPa （内压） 1.4.2 试差法设计外压筒体壁厚

假设筒体壁厚为n18㎜ 则 外径D018002181836㎜ 筒体的有效壁厚 enC18216㎜ 圆筒的临界长度 Lcr1.17D0D0e

代入数值得到 Lcr1.171836所以该筒体属于短圆筒

18361623011㎜ L = 2200 < Lcr = 23011mm

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短圆筒的临界压力 PcreD0t2.59ELD02.5

代入数据

1631836Pa=2.59×186.4×10×

220018362.5=2.86MPa

由于Pc=2.86MPa < [P]=2.8MPa 则假设合理

然而反应釜下封头和筒体一样也应该按外压来确定其厚度，所以封头的壁 确定为n18㎜。

1.5釜体法兰连接结构的设计

1.5.1 法兰的选型

法兰连接是由一对法兰、数个螺栓和一个垫片（圈）所组成。法兰在螺栓预紧力的作用下，把处于法兰密封表面上的凹凸不平处填满，这样就为阻止介质泄漏形成了初始密封条件。

压力容器法兰从整体看有三种形式：甲型平焊法兰；乙型平焊法兰；长颈对焊法兰。参阅文献【2】表10-1及文献【1】附表14-1，根据它们的公称直径（即与法兰配用的容器内径）和公称压力（可以理解为法兰的实际压力），选定法兰类型为甲型平焊法兰。其主要尺寸如下表。 长颈对焊法兰尺寸（JB/T470)

D 2050 D1 1980 D2 1929 D3 1909 D4 1906 法兰盘δ 122 d 39 所配螺栓

螺柱规格 M36

1.5.2密封面选取

容器法兰密封面有三种形式：平面型密封面；凹凸型密封面；榫槽型密封面，

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螺柱数量 56 因凹凸型、榫槽型密封面。

对于平面型压紧密封面，在PN≧6.4MPa的情况下，应用最为广泛。此外，当釜体内介质有毒或易燃易爆时，不能采用，而氯乙烯单体是一种易燃、易爆且有毒的物质。

凹凸型密封面由一个凸面和一个凹面相配合组成，在凹面上放置垫片。其优点便于对中，防止垫片被挤出，故可适用于压力较高的场合。所以，密封面的型号选为凹凸型。 1.5.3 垫片尺寸及材质

垫片是构成密封的重要元件，适当的垫片变形和回弹能是形成密封的必要条件。最常用的垫片可分为非金属垫片、金属垫片以及非金属混合制的垫片。考虑到操作介质的有毒性、易燃性、易爆性，操作压力2.8MPa，温度小于250℃，参阅文献【1】表6—3，选择密封垫片为耐油橡胶石棉垫。

其主要尺寸如下图：

垫片的主要尺寸

内径（d/mm） 1800 外径（D/mm） 1836 宽（b/mm） 20 厚度（/mm） 3 第二章 反应釜夹套的设计

2.1 夹套釜体DN、PN的确定

2.1.1 夹套釜体DN的确定

DjDi1001900㎜ 2.1.2 夹套釜体PN的确定

由设计要求知夹套内部压力为2.0MPa，因此夹套釜体PN=2.0MPa

2.2 夹套筒体的设计

2.2.1 设计参数的确定

Pc=2.0MPa Φ=1（双面焊接，100％ 无损伤探伤） C11mm C21mm 查

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表得到 16MnR的250156MPa 2.2.2 夹套筒体壁厚的设计

内压薄壁圆通的厚度设计可由公式代入数据2.01800215612.011.61mm

PCDi2tPc

设计厚度eC211.61112.61mm 名义厚度 neC1=12.61+1=13.61 mm 圆整后名义厚度n14mm 2.2.3 夹套筒体长度

椭圆形封头的容积 VF 代入数据 VF筒体每米高容积 V1424Di

324231.8=0.7630m

Di

代入数据V12.5434m3

则夹套筒体高度估算为HiVnVFV13.60.76302.543421.154m

圆整后 Hi=1200mm

2.3 夹套封套的设计

2.3.1 封头的选型

根据设计要求可选用椭圆形封头，类型是EHA 2.3.2 设计参数的确定

Pc=2.8MPa Φ=1（双面焊接，100％无损探伤）

C11㎜ C21㎜

t在250℃时 16MnR的156MPa

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2.3.3 夹套封头壁厚的设计

将已知参数代入公式

PcD2jt0.5Pc2.01900215610.52.012.22mm nC1C214.22 mm

圆整后 n14㎜

2.4对筒体和封头进行强度校核

根据参考文献【1】附表9-1得到： 在操作温度下（250℃）t=156MPa 在操作时夹套的内压P=2.0Pa 筒体的内压Pc=2.8MPa Φ=1因为： P液压：Pt=1.25 p

170=1.25×2.8 ×=3.81 t156170=1.15×2.8×=3.51 t156气压：Pt=1.15 p

e=14－2=12㎜

s=345MPa

液压：T=

PtDie2e=

3.81190012212=287.65MPa

0.9Φs=0.9×1×345=310.5MPa

因为T< 0.9Φs，所以水压试验验证强度足够。 气压：T=

PtDie2e=

3.51(190012)212=279.63MPa

0.8Φs=0.8×1×345=276MPa

因为T< 0.8Φs， 所以气压实验验证强度足够。

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筒体（外压容器的试压）:

液压：Pt=1.25P=1.25×2.8≈3.5 气压：Pt=1.15P=1.15×2.8≈3.22 MPa e=16-2=14mm

s=345MPa

液压：T=

PtDie2e=

3.5(180014)214=226.75MPa <0.9Φs=310.5MPa

气压：T=

PtDie2e=

3.22(180014)214=208.61MPa< 0.8Φs=276MPa

所以在液压和气压的条件下，通过实验并计算，验证筒体的强度度足够。

第三章 搅拌装置的选型与尺寸设计

3.1反应釜的搅拌装置

在反应釜中，为增加反应速率、强化传质或传热效果以及加强混合等作用，常常装设搅拌装置。搅拌装置由搅拌器与搅拌轴组成，搅拌器形式很多，通常由工艺确定。

3.2搅拌器的设计

搅拌器又称搅拌桨或叶轮。它的功能是提供工艺过程所需的能量和适宜的流动状态，以达到搅拌的目的。

搅拌器的型式主要有：桨式、推进式、框式、涡轮式、螺杆式和螺带式。 根据任务说明书要求，并参阅【3】表18-5，选取搅拌器，其参数如下表

搅拌器主要参数

型式 直叶 直径Dj（mm） 900 叶宽（mm） 180 转速（r/min) 85 - 13 -

3.3搅拌轴直径的初步计算

3.3.1搅拌轴的直径的计算

轴的强度计算应根据轴的承载情况，采用相应的计算方法。对于只传递扭矩

TW9.55100.2d36Pn的圆截面，其强度条件为 其中，式中

——轴的扭剪应力，MPa；



T——扭距，N·mm；

W——抗扭截面模量，mm；对圆截面轴，W=d/160.2d；

333P——轴所传递的功率，KW； n——轴的转速，r/min； d——轴的直径，mm；

——轴的材料的许用应力，MPa。

对于既传递扭矩又承受弯矩的轴，也可采用上式初步估算轴的直径；但应将轴的许用剪应力适当降低，以弥补弯矩对轴的影响。将降低后的许用应力代入上式，可得如下设计公式

d39.5510P/n0.26A3Pnmm

A是由轴的材料和承载情况确定的系数。

查阅参考文献【3】第十一章235页， 得A=118， 所以 d=11832.885=37.8mm。

根据安装轴上零件及其他结构上的要求，轴径还需要适当增加5%—15%，通常得增加2—4mm的腐蚀裕量。 所以 d=37.81.15+4=47.47mm

圆整得 50mm。 轴的材料：45钢

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3.3.2搅拌轴刚度校核

电动机功率P=2.8KW，搅拌轴的转速n=85r/min，材料为45钢，=40MPa，剪切弹性模量G=8104MPa,许用单位扭转角=1.00/m。

由m=9.55106maxMTmaxGJ2.885314588.2（N·m)

318010得

max314588.280.1404180.88060/m1.0/m

0所以圆轴的刚度足够。

3.4 搅拌轴长度设计

根据所选联轴器，传动轴伸入釜体长度L1=350mm，可知L=H-L1-L2，其中H为釜体高度，L2为桨叶距釜底距离。

H=1800+2×450=2700mm.

桨叶距釜底距离L2的确定：

搅拌桨的搅拌效果和搅拌效率与其在釜体的位置和液柱的高度有关。搅拌桨浸入液体内的最佳深度为下封头与圆筒交界处。

由所选封头可知，其高度为450 mm，即L2=450. 所以，L=2700-350-450=1900

第四章 反应釜传动装置

4.1.电动机的选型

反应釜的搅拌器是由传动装置来带动。传动装置通常设置在釜顶封头的上端。

搅拌设备选用电动机问题，主要是确定系列、功率、转速以及安装形式等几项内容。电动机功率必须满足搅拌器运转功率与传动系统、轴封系统功率损失的要求。

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电机的功率按下式计算：PdPPn

已知：P2.8kw 0.950.96，选用 0.95，设计采用机械轴封。功率消耗小，Pn0.8kw，则Pd3.58kw

式中 Pd---电机功率，kw P---搅拌功率，kw

Pn---轴封系统的摩擦损失，kw ---转动系统的机械效率。

由于反应釜里的无聊具有易燃性和易爆性，故选用 隔爆型三相异步电机。估计电动机的功率Pd=3.58kw 转速 n=1500rY112M-2

电动机的规格

min，查阅文献可选用机型号为

型号 （Kw） Y80M1-2 Y80M2-2 Y90S-2 Y90L-2 Y100L-2 Y112M-2

选取的型号

型号 Y112M-2

转速（rmin） 2890 功率(Kw) 4 效率(%) 85.5 质量(kg) 46 0.75 1.1 1.5 2.2 3 4 （HP） 1 1.5 2 3 4 5.5 （A） 1.8 2.5 3.4 4.8 6.4 8.2 （r/min） 2825 2825 2840 2840 2880 2890 (%) 75 77 78 80.5 82 85.5 因数 （Kg） 0.84 0.86 0.85 0.86 0.87 0.87 17 18 22 27 34 46 功率马力电流 转速 效率 功率重量 - 16 -

4.2 减速器的选型

反应釜的减速机动大部分与电动机配套使用，只在搅拌转速很高时，才见到电动机不经减速机而直接驱动搅拌轴。因此电动机的选用一般应与减速机的选用互相配合考虑。

《搅拌传动装置—单支点机架》(HG21566—95)标准的附录中列有常用的“釜用传动装置、减速机型号以及技术参数”，可以根据机架公称直径和搅拌轴速来选择减速机的型号。

参考文献【3】表18—6，机架公称直径DN=250mm，减速机选用LC100两极圆柱齿轮减速机（同轴式）

4.3 安装底座的设计

安装底座的作用是安装机架和密封箱体。安装底座常用形式为RS(上装式无衬里图面)和LRS(上装式带衬里图面)。由于安装底座的公称直径与凸缘法兰相同，故在形式选取是应该注意与凸缘法兰的密封面相匹配。参阅文献【2】表18—30，安装底座的主要尺寸如下表

安装底座尺寸/mm

公称直径DN（mm） 外径D（mm） 螺柱中心圆直径K（mm） 400 565 515 形式代号 RS 4.4机架的设计

反应釜立式传动装置是通过机架安装在反应釜封头的底座或安装底盖上的，机架上端要求减速机装配，下端则与底座或底盖装配。

由于反应釜传来的轴向力不大，减速机输出轴使用了带短节的夹克联轴节，且反应釜使用不带内置轴承的机械密封，参阅文献【3】表18—7，故选用A型单支点机架（HG215666—95）由搅拌轴的直径d=50mm 可知，机架的公称直径DN=250mm，尺寸如下图：

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D1D2D3D4D5n-H（mm） （mm） （mm） （mm） （mm） （mm） （mm） 290 350 395 425 455 1222H1（mm） 质量 （kg） 750 268 83 4.5 联轴器的型式及尺寸的设计

4.5.1 联轴器型式的确定

由于选用两极圆柱齿轮减速机（同轴式），所以联轴器的型式选用弹性块式联轴节。由文献分别确定联轴节的尺寸和零件及材料，尺寸如表，零件及材料如表。由于联轴节轴孔直径DN=50mm，因此搅拌轴的直径d调整至50mm。 d 1 D H H1 H2 M e c b t 许用许用 质扭矩 转速 量 600 3000 11 50 190 143 70 20 M12 3 35 14 53.8

第五章 反应釜的轴封装置

解决化工设备的跑、冒、滴、漏问题，特别是防止有毒、易燃介质的泄露，是一个很重要的问题。因此在反应釜设计过程中选择合理的密封装置是很重要的。

密封装置按照密封面间有无相对运动，可区分为静密封和动密封两大类型。静止的反应釜封头和转动的搅拌轴之间存在相对运动，为防止介质的泄露也必须采用密封装置，成为搅拌轴密封装置，或简称“轴封”。

在反应釜中使用的轴封装置主要是填料箱密封和机械密封两种。 填料箱密封

填料箱密封结构简单，填料装拆方便，但使用寿命较短，尽管大多数填料是非金属的并有润滑剂，轴旋转时轴和填料间的摩擦和磨损是不可避免的，因而总

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有微量的泄露。 机械密封

机械密封又称端面密封。机械密封系指两块环形密封元件，在其光洁而平直的端面上，依靠介质压力或弹簧力的作用，在互相贴合的情况下相对转动，从而构成了密封结构。

机械密封是一种功能耗小、泄露率低、密封性能可靠、使用寿命长的转轴密封。主要用于腐蚀、易燃、易爆、剧毒及带有固体颗粒的介质中工作的有压和真空设备轴封转轴的选取。

在本设计中，釜内介质为氯化烯，考虑到乙烯有毒且易燃、易爆，一旦泄露出将对人身安全及生产安全构成威胁，为避免生产事故的发生，合理的选取轴封装置至关重要。比较填料箱密封和机械密封的特点，权衡各影响因素，最终选定轴封装置为机械密封。

填料箱密封和机械密封的比较

比较项目 泄漏量 摩擦功损失 轴磨损 有磨损，用久后轴要换 几无损失 机械密封为填料箱密封的10%-50% 填料箱密封 180—450mL/h 1% 机械密封 一般平均泄露量为填料箱密封的维护及寿需要经常维护，更换填料，个别寿命0.5—1年或更长，很少需要维命 高参数 大直径密封很难解决 动环、静环表面光洁程度及平面要加工及安装 对材料要求 加工要求一段，填料更换方便 求高，不易加工，成本高；装拆不便 一般 动环、静环要求较高减摩性能 情况8小时（每班）更换一次 高压、高温、高真空、高转速、可以 护 - 19 -

第六章 反应釜的其它附件

6.1 人孔的设计

人孔的选取

人孔的设置是为了安装，拆卸，清洗和检修设备内部的装置，当设备的直径大于900mm时，应开设人孔。人孔的形状有圆形和椭圆形两种。圆形孔制造方便，应用较广泛。人孔的大小及位置应以人进出设备方便为原则，对于反应釜，还要考虑搅拌器的尺寸，以便搅拌轴及搅拌器能通过人孔放入筒体内，其主要尺寸如下表：

人孔的选型见参考文献【2】表12-2和11-2

公称压公称直D D1 总质量Dw×S 螺栓规格 螺栓数量 回转盖（Kg） M36×3 （mm） （mm） 人孔类力 型 带颈对焊法兰人孔 径 （MPa） （mm） 4.0 450 480×14 685 610 20 323/342

6.2 视镜的选取

6.2.1 视镜的结构

由于釜内介质压力较低（Pw=2.8MPa)且考虑DN=1800mm，本设计选用两个DN=80mm的带颈视镜。

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6.2.2 视镜的规定标记、标准图号、视镜的尺寸和材料 规定标记：视镜Ⅱ Pg10 DN80 标准图号：HGJ502-86-14

带颈视镜的尺寸

双头螺柱 DN (mm) D mm D1 (mm) 直径×质量（kg） 长度 (mm) 6.4 b1 b2 mm h dH×S (mm) H1 (mm) 数量 mm mm 80 160 130 24 24 70 89×4 120 8 M12 视镜的材料

件号 1 2 3 4 5 6

名称 视镜玻璃 衬垫 接缘 紧压环 双头螺柱 螺母 数量 1 2 1 1 8 16 - 21 -

材料 钢化硼硅玻（HGJ501-86) 石棉橡胶（GB3985-83) 1Cr18Ni9Ti Pg16Q235-C 35 25

6.3 支座的选型及设计

（1）筒体质量：DN=1800mm，δn=18mm，每米质量806Kg，

Q1=2.28061773.2Kg

筒体封头质量：DN=1800mm, δn =18mm的椭圆形封头质量

Q2=2511.71023.4Kg

介质质量：介质密度以水计，容积3.6m3，则质量为

Q3=3.610003600Kg

夹套筒体质量：DN=1900mm，δn=16mm，则

Q4=1.2×661=793.2Kg

夹套封头质量：DN=1900mm，δn=14mm的椭圆封头质量为

Q5=439.7Kg

视镜6.4Kg，电机46Kg，机架83kg,联轴器11kg

则总重量Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+6.4+46+83+11=7775.9Kg 选取4个支座，支座最大载荷Q4Q4=1944Kg 39.81Kg/N10=19.1KN 根据参考文献【2】表13-6选取B型支座

6.4 工艺管及法兰的选取

6.4.1 工艺管选取的规格

反应釜上工艺管口，包括温度计口、压力计口、进料口、出料口及其他仪表

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管口等，其结构和容器上的管口基本相同。管口的管径及分布部位置由工艺要求决定。

A：进料管口，有固定式和可拆式两种

接管伸进设备内，可避免物料沿釜体内壁流动，以减少物料对釜壁的局部磨损与腐蚀。管一般制成45º斜口，以避免喷洒现象。对于易磨损、易堵塞的物料，宜采用可拆式管口，以便清洗和检修。考虑到氯乙烯对管壁具有腐蚀性，所以在设计中采用检修和更换方便的可拆式进料管口。 B:出料管口，有上出料管口和下出料管口等形式。

当反应釜内液体物料需要输送到位置更高或者与它并列的另一设备中去时，可采用压料管装置，利用压缩空气或惰性气体的压力，将物料压出。压料管一般做成可拆式，釜体上的管口大小要保证压料管能顺利取出。为防止压料管在釜体内因搅拌的影响而晃动，除使其基本与釜体贴合外，并以管卡或挡板固定。在本设计中，物料无需输送到更高的位置或者与它并列的另外设备中去。

所以采用下出料管口形式。 6.4.2 管法兰选取的规格尺寸

垫片尺寸(mm) 接管名称 工艺物料进口 加热蒸汽进口 温度计接口 放料口 加热蒸汽出口

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密封面型式 RF RF RF RF RF 外径DO 210 200 160 210 200 内径di 110 91 77 110 91 厚度 2 2 2 2 2 耐油石棉橡胶板 耐油石棉橡胶板 耐油石棉橡胶板 耐油石棉橡胶板 耐油石棉橡胶板 垫片材质

查文献[2]填下表

连 接 尺 寸 公称接管名称 直径DN密法兰封面厚度f接管外径 A D法坡兰内径 B 口宽度b

K d L n Th 厚度C 工艺物料进口 100 108 210 170 88 18 4 M16 M116 2 59 — 加热蒸汽进口 50 89 140 160 88 18 4 6 M116 2 59 — 温度计接口 65 76 160 130 118 14 4 2 M16 M116 2 78 — 放料口 100 108 210 170 144 18 4 18 2 110 — 加热蒸汽出口 50 89 140 160 88 18 4 6 16 2 59 — 6.5 温度计的选型

检测元件名称 镍铬-镍硅热电偶 镍铬-康铜热电偶 铁-康铜热电偶 分度号 K E J 测量范围 负200到1300 负200到900 负200到800 - 24 -

铜-康铜热电偶 温度计的型号

T 负200到400 小 结

两周的的化工机械设计已悄悄的落下帷幕，这两周里，我们学会了很多东西，同时也让我们感受到，化工设计不同于平时的作业，不只是运用独立的公式进行运算，而是在理论的基础上，不断的进行进行一系列分析、设计并寻找适合我们的数据。在设计中我们学会了以团队合作的方式的解决所遇到的问题，通过沟通交流做出决策。根据老师给定的设计要求，我们不断的对所选择的做出论证和核算，经过反复的比较分析，择优选定最理想的方案和合理的设计。

在化工设备课程是设计能力的重要实践教学环节。在老师的指导下，通过裸程设计，培养我们独立地运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合地分析和解决生产实际问题的能力。因此，当我们首次完成该课程设计后，我觉得我们达到了一下几个目的：

⑴ 熟练掌握查阅文献资料、收集相关数据、正确选择公式的技巧。当缺乏必要的数据时，我们互相合作查找各种文献和资料，在这个过程中，锻炼了我们的查找和运用文献和资料的能力。

⑵ 在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、安全可行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。

⑶ 准确而迅速的进行过程计算及主要设备的工艺设计计算及选型。 ⑷ 用精炼的语言、简洁的文字、清晰地图表来表达自己的设计思想和计算结果。

很感谢有这一次的机会，让我们更加深刻的理解这些知识，也让我们深刻的体会到了团队的意义，一起查找数据，一起分析，一起看资料，很感谢和珍惜这次的机会。

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参 考 文 献

【1】刁玉玮，王立业，喻健良编著，《化工设备机械基础》大连：大连理工大学出版社，2006.12

【2】董大勤编著，《化工设备机械基础》，北京：化学工业出版社，2002.12 【3】汤善甫，朱思明主编，《化工设备机械基础》，，上海：华东理工大学出版社，2004.12

【4】夏清，陈常贵，主编，姚玉英，主审，《化工原理》，天津：天津大学出版社，2005.1

【5】谭蔚， 主编 ，聂清德， 主审，《化工设备设计基础》，天津：天津大学出版社，2007.3

【6】方书起，主编，魏新利，主审，《化工设备课程设计指导》，北京：化学工业出版社，2010.8

【7】刘立平 许立太，主编，《化工制图》，北京：化学工业出版社，2010.7 【8】李多民 俞惠敏，主编，江楠，主审，《化工过程设备机械基础》，北京：中国石化出版社，2006

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