大型貯罐攪拌裝置的設(shè)計

40孫勇：大4!貯母攬掉裝JL的設(shè)計2003年第3期文章編號：1002-1124(2003)03-0039-02低工設(shè)備大型貯罐攪拌裝置的設(shè)計孫勇(中31天履化學工程公司黑龍江分公司，黒龍江哈爾濱150076)摘要:本文通過實例介紹了大型貯第設(shè)計的剛度、強度問題及攪拌器的合理排布。關(guān)鍵詞:貯罐;攪拌器;剛度;強度;角度中圖分類號:TQ027.2文獻標識碼:ADesign strirrer of the large - scale tankSUN Yong(Heilongjiang Bench Co.rf China Tianchen Chonical Engineer昭 Co. .HadGn 15(U76,6n?)Abstract： With the instance this paper introduces the method to solve the rigidity andintensily of ti< large - scale1994-2008 China Acadvrnic Joumdl Ekctronlc Publishing House. All righls reserved. httpV wwxnki.ncl40孫勇：大4!貯母攬掉裝JL的設(shè)計2003年第3期tank,and how to arrange in reason.Key wds: tank; stirrer; rigidity; intensity; angle對于石化及輕工行業(yè)所用的犬型貯離，為了使 罐中貯液混合均勻、溫良溝勻；防止分層、沉淀、沉 降;同時也為了出料及清洗方便，常在貯罐底部設(shè)置 攪拌裝置。大型貯罐用攪拌器多為側(cè)入式船用三葉 螺旋槳推進攪拌器。下面以1500m3液貯罐為例，闡 述幾點設(shè)計中的體會。1工藝條件及設(shè)計參數(shù)物料名稱:醪液罐體直徑：11000mm罐體高度:15000mm工作壓力:0.015MPa設(shè)計壓力：0.018MPa工作溫度：120弋設(shè)計溫度:125罐體材質(zhì):Q235-A攪拌器功率:15kW轉(zhuǎn)數(shù):350rpm攪拌器個數(shù)：32攪拌器的合理配置要使攪拌器有效乃至高效的工作，就要對攪拌 器進行合理地配置。收稿 B期:2003-03-20作者簡介:孫勇(1975-),男，助理工程師，1998年畢業(yè)于太原理工 大竽化工設(shè)備弓機械專業(yè)，現(xiàn)從寧化工設(shè)給及機械設(shè)計 工作。(1)攪拌器的位置選用船槳式推進攪拌器，只有安裝位置合理，才 能使槳葉對貯液的軸向力、法向力和扭矩綜合效果 最佳。這時貯液在罐體內(nèi)同時產(chǎn)生軸向流、旋轉(zhuǎn)流、 湍流，能得到島效均勻地混合效果。因現(xiàn)用大多螺 旋葉片為左旋的，所以攪拌器伸入后其中心線一定 沿罐體半徑向左旋一角度。此角大小由貯液的深 度、密度、粘度及罐底傾角等綜合因素決定。對于本 例，綜合考慮以上因素三個攪拌器位置如圖lo其 計算過程從略。(2) 攪拌器的傾角攪拌器的安裝除了軸線在水平方向上與罐體半 徑有夾角外，在立面內(nèi)還應(yīng)有個仰角。有仰角可加 大湍流程度。其大小可取罐底傾角。見圖2。(3) 攪拌器的分布大型貯罐為了出料方便，常將貯罐底設(shè)成傾斜 式罐底。岀口設(shè)在罐底最低點。由于罐底傾角影 響,要使罐底部形成方向一致的環(huán)向流，必須沿傾底 向上和向下兩部分施加不同的環(huán)向推力。所以罐底 攪拌器分布在岀口兩側(cè)位置一般不作對稱布置。本 例中罐底傾角為3。攪拌器布置如圖1。當然每個攪 拌器的最佳位置要由罐底傾角、攪拌器功率及罐體 直徑計算求得，本計算過程從略，(4)攪拌器的插入長度及與罐底的鉅離攪拌器的插入長度至少為槳葉的-半.插入越 反,攪拌效果越好，但忌聲過論時轉(zhuǎn)動效果及機械性 能不好。一般取插人氏度1 1.5倍槳葉直徑。攪 拌器安裝罐壁接管或入孔蓋上，攪拌軸離罐底高度 1 2倍槳葉直徑或槳葉半徑再加150mm。3密封問題泄露問題是輕、化工領(lǐng)域安全生產(chǎn)的重中之重 的問題。因此,解決大型貯罐的軸封問題是攪拌設(shè) 備設(shè)計的關(guān)鍵所在。大型貯罐的軸封因設(shè)置于底部 受一定靜壓,且貯罐容積大，充料時維修不便等不利 因素,使軸封的設(shè)計歷來是設(shè)計者頭痛的問題。過 去在設(shè)計時常根據(jù)所選攪拌器的參數(shù)自行設(shè)計密封 裝置,但由于加工或設(shè)計經(jīng)驗不足，使大型貯罐底部 泄露事故屢見不鱗。目前國內(nèi)已有生產(chǎn)攪拌機的廠 家設(shè)計并生產(chǎn)岀專用于側(cè)向攪拌器的機械密封。這 種軸封采用補償式機械密封和特殊的軸聯(lián)接設(shè)計, 不但能保證密封要求，而且在不拆卸整機的悄況下 能方便地修理、更換機械密封及軸承等易損件。所 以本例中不冉作機械密封的設(shè)計，采取選型的設(shè)計 方案。選用溫州長城公司的成套側(cè)攪拌器，其中自 帶該廠研制的機械密封。這樣使攪拌器的設(shè)計即安 全又經(jīng)濟。4強度與剛度保障基本的強度與剛度要求是攪拌器正常工作 的前題。本例屮為了解決傳動裝置與罐體聯(lián)接時剛 度及傳動裝置白身固定的強度問題，采取如下方案:(1)傳動裝置的自身固定攪拌器傳動部分的自身固定可分兩種方式，一 是安裝于罐體側(cè)壁上，這種方式易保證攪拌軸的同 心度,但對罅體所在部位強度要求較高，且功率較大 時傳動部分的振動罐體不易平衡。可見此方法在功 率較小(一般小于7.5kW時)且罐體壁厚余量較大 時是優(yōu)選方案。另外一種是傳動部單獨設(shè)置基礎(chǔ)， 這樣可以減小罐體入口處的強度要求。但這種安裝 方式應(yīng)嚴格要求傳動部分基礎(chǔ)與罅體基礎(chǔ)的沉降一 致。根據(jù)本例中的條件，因攪拌器功率較大，且貯罐 有足夠的沉降時間，所以迭用第二種方案。其基礎(chǔ) 設(shè)置型式見圖3。巴罐體基礎(chǔ)沉降到穩(wěn)定程度時, 再安婪倚動裝置,因傳動裝宣基礎(chǔ)小重量輕，所以沉 降不大，因而與己經(jīng)處于沉降穩(wěn)定的罐體基礎(chǔ)之間(2)傳動裝置與罐體的聯(lián)接為了使攪拌軸有穩(wěn)定的同心度,傳動裝置與罐 體的聯(lián)接需要足夠的剛度。為了增加罐體與傳動裝 置聯(lián)接的剛度，把傳動裝置人口接管外伸設(shè)置最小, 另外插入管一定要采用厚壁管，而且用補強圈及筋 板加強。本例分別取與罐壁厚度相同的補強圈與加 強筋，其型式見圖3。5結(jié)語綜上所述,大型貯罅攪拌器的設(shè)計關(guān)鍵是解決 傳動裝建與罐體聯(lián)接的強度、剛度及密封問題。但 為了使攪拌器高效工作，其難點是解決設(shè)置時的幾 個角度問題。保證基本的剛度、強度與密封要求是 前題，綜合考慮各種因素，解決排布角度問題，這樣 才能得到最佳的設(shè)計方案。1994-2008 China Acadvrnic Joumdl Ekctronlc Publishing House. All righls reserved. httpV wwxnki.ncl