大型贮罐搅拌装置的设计

40孙勇：大4!贮母攬掉装JL的设计2003年第3期文章编号：1002-1124(2003)03-0039-02低工设备大型贮罐搅拌装置的设计孙勇(中31天履化学工程公司黑龙江分公司，黒龙江哈尔滨150076)摘要:本文通过实例介绍了大型贮第设计的刚度、强度问题及搅拌器的合理排布。关键词:贮罐;搅拌器;刚度;强度;角度中图分类号:TQ027.2文献标识码: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孙勇：大4!贮母攬掉装JL的设计2003年第3期tank,and how to arrange in reason.Key wds: tank; stirrer; rigidity; intensity; angle对于石化及轻工行业所用的犬型贮離，为了使 罐中贮液混合均匀、温良沟匀；防止分层、沉淀、沉 降;同时也为了出料及清洗方便，常在贮罐底部设置 搅拌装置。大型贮罐用搅拌器多为侧入式船用三叶 螺旋桨推进搅拌器。下面以1500m3液贮罐为例，阐 述几点设计中的体会。1工艺条件及设计参数物料名称:醪液罐体直径：11000mm罐体高度:15000mm工作压力:0.015MPa设计压力：0.018MPa工作温度：120弋设计温度:125罐体材质:Q235-A搅拌器功率:15kW转数:350rpm搅拌器个数：32搅拌器的合理配置要使搅拌器有效乃至高效的工作，就要对搅拌 器进行合理地配置。收稿 B期:2003-03-20作者简介:孙勇(1975-),男，助理工程师，1998年毕业于太原理工 大竽化工设备弓机械专业，现从寧化工设給及机械设计 工作。(1)搅拌器的位置选用船桨式推进搅拌器，只有安装位置合理，才 能使桨叶对贮液的轴向力、法向力和扭矩综合效果 最佳。这时贮液在罐体内同时产生轴向流、旋转流、 湍流，能得到岛效均匀地混合效果。因现用大多螺 旋叶片为左旋的，所以搅拌器伸入后其中心线一定 沿罐体半径向左旋一角度。此角大小由贮液的深 度、密度、粘度及罐底倾角等综合因素决定。对于本 例，综合考虑以上因素三个搅拌器位置如图lo其 计算过程从略。(2) 搅拌器的倾角搅拌器的安装除了轴线在水平方向上与罐体半 径有夹角外，在立面内还应有个仰角。有仰角可加 大湍流程度。其大小可取罐底倾角。见图2。(3) 搅拌器的分布大型贮罐为了出料方便，常将贮罐底设成倾斜 式罐底。岀口设在罐底最低点。由于罐底倾角影 响,要使罐底部形成方向一致的环向流，必须沿倾底 向上和向下两部分施加不同的环向推力。所以罐底 搅拌器分布在岀口两侧位置一般不作对称布置。本 例中罐底倾角为3。搅拌器布置如图1。当然每个搅 拌器的最佳位置要由罐底倾角、搅拌器功率及罐体 直径计算求得，本计算过程从略，(4)搅拌器的插入长度及与罐底的鉅离搅拌器的插入长度至少为桨叶的-半.插入越 反,搅拌效果越好，但忌聲过论时转动效果及机械性 能不好。一般取插人氏度1 1.5倍桨叶直径。搅 拌器安装罐壁接管或入孔盖上，搅拌轴离罐底高度 1 2倍桨叶直径或桨叶半径再加150mm。3密封问题泄露问题是轻、化工领域安全生产的重中之重 的问题。因此,解决大型贮罐的轴封问题是搅拌设 备设计的关键所在。大型贮罐的轴封因设置于底部 受一定静压,且贮罐容积大，充料时维修不便等不利 因素,使轴封的设计历来是设计者头痛的问题。过 去在设计时常根据所选搅拌器的参数自行设计密封 装置,但由于加工或设计经验不足，使大型贮罐底部 泄露事故屡见不鳞。目前国内已有生产搅拌机的厂 家设计并生产岀专用于侧向搅拌器的机械密封。这 种轴封采用补偿式机械密封和特殊的轴联接设计, 不但能保证密封要求，而且在不拆卸整机的悄况下 能方便地修理、更换机械密封及轴承等易损件。所 以本例中不冉作机械密封的设计，采取选型的设计 方案。选用温州长城公司的成套侧搅拌器，其中自 带该厂研制的机械密封。这样使搅拌器的设计即安 全又经济。4强度与刚度保障基本的强度与刚度要求是搅拌器正常工作 的前题。本例屮为了解决传动装置与罐体联接时刚 度及传动装置白身固定的强度问题，采取如下方案:(1)传动装置的自身固定搅拌器传动部分的自身固定可分两种方式，一 是安装于罐体侧壁上，这种方式易保证搅拌轴的同 心度,但对罅体所在部位强度要求较高，且功率较大 时传动部分的振动罐体不易平衡。可见此方法在功 率较小(一般小于7.5kW时)且罐体壁厚余量较大 时是优选方案。另外一种是传动部单独设置基础， 这样可以减小罐体入口处的强度要求。但这种安装 方式应严格要求传动部分基础与罅体基础的沉降一 致。根据本例中的条件，因搅拌器功率较大，且贮罐 有足够的沉降时间，所以迭用第二种方案。其基础 设置型式见图3。巴罐体基础沉降到稳定程度时, 再安婪倚动装置,因传动装宣基础小重量轻，所以沉 降不大，因而与己经处于沉降稳定的罐体基础之间(2)传动装置与罐体的联接为了使搅拌轴有稳定的同心度,传动装置与罐 体的联接需要足够的刚度。为了增加罐体与传动装 置联接的刚度，把传动装置人口接管外伸设置最小, 另外插入管一定要采用厚壁管，而且用补强圈及筋 板加强。本例分别取与罐壁厚度相同的补强圈与加 强筋，其型式见图3。5结语综上所述,大型贮罅搅拌器的设计关键是解决 传动装建与罐体联接的强度、刚度及密封问题。但 为了使搅拌器高效工作，其难点是解决设置时的几 个角度问题。保证基本的刚度、强度与密封要求是 前题，综合考虑各种因素，解决排布角度问题，这样 才能得到最佳的设计方案。1994-2008 China Acadvrnic Joumdl Ekctronlc Publishing House. All righls reserved. httpV wwxnki.ncl