高溫高壓反應(yīng)釜系統(tǒng)研制.pdf

1、反應(yīng)釜屬壓力容器范疇，是需要接受政府部門安全監(jiān)察的特種設(shè)備。它是在多項(xiàng)新材料、新技術(shù)、新工藝綜合開發(fā)的工業(yè)產(chǎn)品，同時(shí)又是很多新工業(yè)的催化劑，應(yīng)用廣泛。本課題高溫高壓反應(yīng)釜，其各方面性能要求，都遠(yuǎn)超過常規(guī)工業(yè)應(yīng)用反應(yīng)釜。本課題高溫高壓反應(yīng)釜系統(tǒng)主要由三部分組成:反應(yīng)釜及電磁感應(yīng)加熱系統(tǒng);控制系統(tǒng);操作界面。研制過程當(dāng)中，本課題解決了多個(gè)結(jié)構(gòu)、材料、及軟件問題，積累下的相關(guān)方法與理論，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本課題反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2、方面，采用簡(jiǎn)單的單層釜體結(jié)構(gòu)，使反應(yīng)釜便于加工，同時(shí)降低成本。在高壓設(shè)計(jì)方面，采用爆破失效準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì);高溫設(shè)計(jì)方面，是本課題的最大難點(diǎn)，主要從選材的方面加以突破。在反應(yīng)釜加熱方式方面，本課題采用電磁感應(yīng)加熱的方法。
　　控制系統(tǒng)方面，高溫高壓反應(yīng)釜控制系統(tǒng)應(yīng)用了主流的PID控制策略和模糊控制，主要控制裝置包括電腦，中頻電源，虹潤儀表，ADAM模塊。本課題的控制對(duì)象是反應(yīng)釜溫度和壓力，其中溫度的控制是重點(diǎn)，本系統(tǒng)的溫度測(cè)控裝置主要

3、由熱電偶跟虹潤儀表組成，各儀表之間的通訊采用MODBUS通信，其接口是工業(yè)普遍應(yīng)用的RS-485接口，可以很方便的組建局部通信網(wǎng)絡(luò)。
　　操作界面是體現(xiàn)操作系統(tǒng)人性化設(shè)計(jì)的一部分，一個(gè)良好的操作界面可以為工作帶來很多便利。本系統(tǒng)的操作界面主要實(shí)現(xiàn)反應(yīng)釜加熱過程的顯示和檢測(cè)，并且能對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和保存。具備查詢，打印等功能，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制與手動(dòng)控制之間的切換。
　　在本課題的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，采用從整體到局部的設(shè)計(jì)思想，

4、根據(jù)實(shí)際需要考慮設(shè)計(jì)的因素。在相關(guān)理論的支持下，進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，并且加以試驗(yàn)。而最終的完成，更依賴與后期的多次調(diào)試與改動(dòng)。設(shè)計(jì)方法方面，在設(shè)計(jì)過程中，廣泛采用CAD技術(shù)，使設(shè)計(jì)工作大大減輕。在反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)校核方面，ANSYS的引入，縮短了校核時(shí)間，而且結(jié)果直觀。
　　在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，MATLAB的強(qiáng)大功能，可以為控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來便利，節(jié)省大量的數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)間。在系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)過程中，Labview的直觀GUI語言，讓界面的編寫顯得很

5、輕松，可以讓人將精力關(guān)注在控制的邏輯構(gòu)成，而不必過多在意控件的編寫。
　　本課題涉及方面廣泛，涉及材料，機(jī)械，控制及通信。本文對(duì)逐個(gè)系統(tǒng)做出了介紹，并給出了相關(guān)設(shè)計(jì)過程。其中難點(diǎn)是反應(yīng)釜的高溫設(shè)計(jì)，其工藝要求反應(yīng)釜在1200℃下能承受80MPa高壓，TZM合金的存在解決了本課題的最關(guān)鍵問題。另外，實(shí)踐證明單純的理論往往無法帶來良好的設(shè)計(jì)，一個(gè)完善的設(shè)計(jì)需要結(jié)合具體的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和系統(tǒng)的不斷調(diào)試。
　　最后，文章總結(jié)了課題的不