平流反應(yīng)釜的設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)

平推流反應(yīng)釜是聚苯乙烯生產(chǎn)裝置的關(guān)鍵設(shè)備。該反應(yīng)釜吸收了國外先進(jìn)技術(shù)，在攪拌傳動(dòng)系統(tǒng)、傳熱系統(tǒng)、密封系統(tǒng)等方面進(jìn)行了合理的改進(jìn)，采取了一些技術(shù)先進(jìn)的設(shè)置。該釜由中航黎明錦西化工機(jī)械（集團(tuán)）有限公司自主開發(fā)研制。

1設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與主要技術(shù)參數(shù)

該反應(yīng)釜主要由承壓主體、攪拌傳動(dòng)系統(tǒng)、傳熱系統(tǒng)和密封系統(tǒng)等組成。其主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

承壓主體由內(nèi)筒體、外夾套、頂蓋、底蓋四大部件組成，詳見圖1。支座經(jīng)局部應(yīng)力分析計(jì)算后確定其結(jié)構(gòu)尺寸。支座焊接在外夾套上。

攪拌傳動(dòng)系統(tǒng)為立式通軸結(jié)構(gòu)，39層攪拌器與38層盤管組間隔排列，較上層攪拌槳葉片的上表面距頂蓋間距為20mm，較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(gè)葉片呈螺旋狀上升排列。

傳熱系統(tǒng)由38層盤管組及外夾套體、外油管組成。導(dǎo)熱油管采用內(nèi)部盤管組接口外伸與油管焊接的結(jié)構(gòu)。

密封系統(tǒng)采用圣戈班組合密封，內(nèi)帶襯套，可防止注入油脂及物料外溢。軸封采用外帶夾套結(jié)構(gòu)和可拆式壓蓋結(jié)構(gòu)。

2技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)和技術(shù)解決方案

（1）為充分利用反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)空間，在頂蓋、底蓋兩側(cè)各增加一層攪拌器，較上層攪拌槳葉片上表面距頂蓋間距為20mm，較下層攪拌槳葉片下表面距底蓋間距為50mm。改進(jìn)前后的反應(yīng)釜頂蓋和底蓋部位結(jié)構(gòu)如圖2所示。

（2）傳熱系統(tǒng)的導(dǎo)熱油管將原來的與釜體直接焊接的半管式導(dǎo)油管結(jié)構(gòu)改成內(nèi)部盤管組接口外伸與油管焊接的結(jié)構(gòu)，這樣提高了導(dǎo)熱油管材料的利用率，既經(jīng)濟(jì)又易于制造。改進(jìn)前后的反應(yīng)釜導(dǎo)油管結(jié)構(gòu)如圖3所示。

（3）密封系統(tǒng)設(shè)置在設(shè)備頂蓋處。改進(jìn)前后的密封結(jié)構(gòu)如圖4所示。密封系統(tǒng)采用圣戈班（Saint-Gobain）密封3與溝槽襯套1的組合結(jié)構(gòu)，更改了原設(shè)計(jì)的油浸石棉繩結(jié)構(gòu)，耐磨性良好，延長了密封的使用壽命。這種密封結(jié)構(gòu)既可有效地防止注入的密封油脂向下漏入釜內(nèi)，又可防止釜內(nèi)物料外溢。

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

（5）密封系統(tǒng)壓蓋改成可拆式壓蓋5結(jié)構(gòu)。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(jī)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(shè)備的安全可靠運(yùn)行提供了保障。

3制造難點(diǎn)及解決方案

（1）盤管組件需要控制的平面度指標(biāo)。盤管組件由上下兩層盤管及框架組成，制造完成后按設(shè)計(jì)要求先進(jìn)行校平處理，然后按熱處理工藝進(jìn)行整體消除應(yīng)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(fā)生刮碰，釜體部件經(jīng)過整體加工既保證了殼體內(nèi)38層盤管組的152個(gè)引出孔的層間距和水平間距，同時(shí)也保證了頂?shù)锥艘隹着c法蘭端面的間距以及8個(gè)測溫口與相鄰的盤管組引出孔的間距符合設(shè)計(jì)要求。

（3）攪拌軸為通長軸，規(guī)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(jìn)行一次消除應(yīng)力熱處理，將加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力降到較低。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(jìn)行了發(fā)蘭處理。攪拌器直徑為1670mm，盤管組直徑為1620mm。這些內(nèi)件體積大，質(zhì)量也較大，因此需制作專用的工裝槽進(jìn)行發(fā)蘭處理。

總之，經(jīng)過全面攻關(guān)，我公司在實(shí)踐中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，為將來制造這種高精度的同類反應(yīng)釜或類似設(shè)備打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為批量生產(chǎn)反應(yīng)釜作好了鋪墊。

4結(jié)束語

2011年11月臺(tái)平推流反應(yīng)釜投料試車一次成功。該聚苯乙烯生產(chǎn)裝置開車至今，一直無故障平穩(wěn)運(yùn)行，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)量、質(zhì)量、能耗等各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求。