侧向伸入式搅拌器设计技术规定

2024年2月8日发(作者：escapes)

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BDI

标准号 : BA10-5-1-96

侧向伸入式搅拌器设计技术规 日期 1996 年 5 月 13 日

定

修改号

1 总则

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中国石化北京设计院

1.0.l 本规定适用于在石油化工厂液体储罐上用来搅拌液体原料或产品，以达到调

合、热均匀和防止沉积物集聚目的的侧向伸入式搅拌器( 以下简称搅拌器）的选型

结构设计和安装设计。

1.0.2 本规定代替BAI0-5-1-84《侧向伸人式搅拌器设计技术规定》。

2 引用标准

2.0.l 本规定引用下列标准：

GB12916-91 船用金属螺旋浆技术条件

GB4323-84 弹性套拄销联轴器

GB5843-86 凸缘联轴器

3 设计原则

3.0.l 搅拌器设计必须满足液体原料或产品搅拌的要求。

3.0.2 搅拌器设计必须确保安全，并符合国家颁布的有关罐区防火、防爆的安全规

定。

3.0.3 搅拌器设计应尽量减少由于附加的悬臂载荷和机器的振动给油罐带来的不利

影响安装搅拌器的开口连接处，应以适当的方式进行补强。

3.0.4 搅拌器各主要零、部件结构设计应满足：在不把油罐内油品排空的条件下，

可以进行主要零、部件的维修和更换易损件。

3.0.5 必须确保使用搅拌器后不会造成油罐有任何泄漏现象。

4 设计资料和数据

4.0.1 设计和选用搅拌器时，必须掌握表4.0.1所列的资料和数据。

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用

途

表4.0.1 侧向伸入式搅拌器设计数据表

介质组份状态数据表

序号 组份名称 状态

(固、液等)

1

2

3

4

5

6

数量

(%)

粘度

(厘泊)

比重 温度

(℃)

操作条件及所需搅拌器的型式

成品粘度

成品比重

进料或出料

时是否操作

要求的混合时间

操作周期

小时

操作 小时/周期 小时

罐的有效容积

罐的填充率

罐的直径

罐的高度

其它需要特别

说明的问题

注：FA型为固定角度式搅拌器；FV型为可变角度式搅拌器。

4.0.2 表4.0.1中”其它需要特别说明的问题”至少应包括：

搅拌器使用场所所在地区的气候条件（包括全年最高、最低温度、湿度等）。

立方米

%

米

米

搅拌器的密封型式

柔性石墨填料密封，机械密封

厘泊

罐顶型式

罐底型式

罐壁下部一、二层

材质及厚度

罐的数量

需要的搅拌器型式

个

FA型，VA型

拱顶、浮顶

平底、锥底

毫米

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4.0.3 在贮罐平面方位图和立面图中，应示出油管线进、出口方位、高度，以及

罐内加热器盘管及其它附件的位置。

5 搅拌器结构设计

5.0.1 一般规定

a) 搅拌器与油罐的连接部分参照PNI.6MPa压力等级标准平焊钢法兰的结构进行

设计，相对应的两法兰采用止口对中。

b) 搅拌器桨叶应采用三叶船用螺旋桨型。

c) 桨叶的转速根据浆叶的具体特性而定，一般以350－450转/分为宜。

d) 以油品调合为目的时，推荐使用固定角度型搅拌器。以防止沉积物集聚为目

的时，推荐使用可变角度型搅拌器。

e) 根据用户不同的要求，减速机构可以设计成齿轮传动或皮带传动。

f) 在进行密封结构设计时,其动密封部分可选用机械密封或填料函密封或其它密

封元件，如无骨架橡胶密封圈等，静密封部分可选用0型密封圈或垫片密封等。

5.0.2 减速机构

a) 齿轮传动应设计成锥齿轮传动，锥齿轮的计算和结构设计按化学工业出版社

出版的”机械设计手册”第三版有关章节进行。

b) 皮带传致应设计成同步齿形带传动，齿形带和带轮的计算和结构设计按化学

工业出版社出版的”机械设计手册" 第三板有关章节进行，皮带必须选用防静电无

火花皮带。

5.0.3 轴

a) 应按扭转强度和刚度来计算搅拌器轴的直径。在进行刚度计算时,每米铀长允

许的扭转角[]取0.5度/米。

b) 轴的第一阶临界转速至少应为操作转速的250％。

c) 轴与密封直接摩擦的部位，应设有轴套或作镀铬等其它表面硬化处理。

d) 叶轮轴伸入罐内的距离，至少应使叶轮中心线离罐壁的距离为0.75－l倍的叶

轮直径 d。见图5.0.3

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图5.0.3

5.0.4 轴承

a) 减速机构的轴承应选用滚动轴承，其额定寿命应达到40000小时。

b) 轴承的选用，应使小齿轮轴的两个轴承能分别承受向上、向下的载荷，大齿

轮轴的两个轴承能分别承受向前、向后的载荷。

c) 叶轮轴上应有一个附加的滑动轴承作为辅助支承点, 其材质应与油罐内的介质

相适应, 对于一般油品, 采用锡青铜，若油品中含硫时, 则应选用抗琉腐蚀的材料。

除非防腐需要，应尽量避免使用有机合成材质如尼龙、聚四氟乙烯等作为附加

支承的材料。

d) 由于附加轴承平时无法进行维修，因此其轴向定位必须十分牢靠。用于含机

械杂质较多的油品时，应考虑冲洗, 冲洗液必须与罐内介质相容，冲洗液由罐外流

向罐内。

5.0.5 传动螺栓

a) 传动螺拴应选用高强度材料制造（如35CrMo），以缩小连接部位的尺寸。

b) 传动螺诠和传动套的连接孔选用H8/h8日合，以保证传动的可靠性。

c) 传动螺栓应作剪切强度和挤压强度的校核，校核时应充分考虑各螺拴受力的

不均匀性。

5.0.6 电动机

a) 根据搅拌器二种传动结构的要求，可选用立式电动机或卧式电动机。

b) 电动机必须是YB型防爆电机，其防爆标志为：d II BT4。

c) 电动机的预定功率应为搅拌器所需要功率的1.1～1.25倍。

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5.0.7 联轴器

a) 电动机和减速机构联接处的联轴器应是弹性套柱销联轴器或其它带有挠性元

件的特殊设计的联轴器。在特殊情况下, 可以设计成带有保险销或其它保险装置的

联轴器。

b) 弹性套拄销联轴器应符合GB4323-84的要求。

c) 叶轮应直接安装在减速机构的输出轴上，在特殊情况下，中间可以使用一个

联轴器，此联轴器应为刚性凸缘联轴器。

d) 如果使用刚性凸缘联轴器, 应符合GB5843-86的要求。而且叶轧轴与半联轴器

之间应有轴向定位措施。

e) 联轴器处应设有无火花防护罩。

5.0.8 叶轮

a) 叶轮应为三叶船用螺旋桨式叶轮，为增加搅拌时的液体循环量，推荐桨叶的

螺距比应为1.5。

b) 桨叶的制作必须符合G8l29l6-91”船用金属螺旋桨技术条件”的要求，其精

度等级取为2级。

c) 桨叶材料一般应选用铸钢,特殊情况下,可选用可锻铸铁、球墨铸铁或不锈钢。

5.0.9 机械密封

a) 一般选用单端面外装式机械密封, 件图509其主要零部件的材料必须与油罐内

的介质相适应。

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1.轴 2.轴用弹性挡圈 3.压盖 4.O形密封圈 5.轴用弹性挡圈

6.O形密封圈 7.静环 8.机械密封 9.固定座 10.键 11.轴套

图5.0.9

b) 选用或设计机诫密封时，应保证在运转时（即动、静环有相对运动时）或停

止时（即动、静环无相对运动时），均能起密封作用。

c) 对于某些易燃、有腐蚀性或有大量机械夹杂的液体,应考虑带有冲洗或冷却液

体的结构。

d) 选用或设计机械密封时，应考虑使用危急遮断机构，叶轮轴有轴向移动的可

能性。

e) 选用或设计机械密封时，应考虑在不排空油罐和不拆卸减速机构的情况下,可

以进行机械密封主要零部件的维修和更换。

5.0.10 填料函密封

a) 填料函的计算和结构设计按化学工业出版社出版的”机械设计手册”第三版

有关章节进行。

b) 填料的材料以选用柔性石墨为宜，一霞可取3～5圈。为防止在压紧时，柔性

石墨从两端被挤出，在柔性石磨填料的两端应分别设置一层油浸石墨石棉盘根， 柔性石墨的截面形状应为正方形或矩形, 石棉盘根应按压盖和填料箱的压紧面( 锥

面 )形状模压成形。见图5.0.10。

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1.轴 2.压盖 3.螺栓 4.填料函 5.O形密封圈 6.轴套

7.填料 8.O形密封圈 9.键 10.固定座 11.轴用弹性挡圈

图5.0.l0

c) 填料函的设计考虑在不排空油罐和不拆卸减速机构的情况下,可以压紧或更换

填料。

5.0.11 无骨架橡胶油封

a) 无骨架橡胶油封主要用于减速机构的出轴部分，其结构设计按化学工业出版

社出版的”机械设计手册”第三版的有关章节进行。

b) 与无骨架橡胶油封圈接触的部分轴的表面需经过抛光处理, 其表面粗糙度不得

大于l.6m。

5.0.12 O形密封圈

a) O形密封圈主要用于静密封部分, 其结构设计可按照化学工业出版社出版

的”机械设计手册”第三版的有关章节进行，在两个有相对旋转运动的被密封 件之间.不能使用O形密封圈密封。

b) O形密封圈的材质应同被密封介质的温度相适应。介质温度为-25－80℃时选 用橡胶I-1，介质温度为-45～200℃时选用氟橡胶F-26。

5.0.13 危急遮断机构

搅拌器上必须设有危急遮断机构，以保证在搅拌器的密封部分部分发生故障

时，可以利用紧急遮断机构使油罐内的介质不在外泄漏。同时，深证在不排空油 罐的情况下，对搅拌器的主要零部件进行维修和更换。

a) 利用端面进行密封。见图5.0.13-1。

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1.堵头 2.密封座 3.O形密封圈 4.固定螺钉

图5.0.l3-1

b) 利用径向表面进行密封，见图5.0.l3-2。

1.堵头 2.O形密封圈 3.O形密封圈 4.密封座 5.固定螺钉

图5.0.l3-2

c) 利用锥面进行密封，见图5.0.13-3。

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1.顶丝 2.检查阀 3.机械密封 4.导向螺钉 5.压盖 6.O形密封圈 7.支架

图5.0.13-3

5.0.14 摆动支承结构

摆动支承结构主要用于可变角度型搅拌器上，设计时，应使搅拌器的安装位置

能在其中心线左、右各摆动30，其结构如图5.0.14。

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1.密封圈 2.O形密封圈 3.空心支座 4.轴 5.球体

6.球座 7.压盖 8.销轴 9.油杯

图5.0.14

a) 为防止球体或球座生锈咬死，要求球体和球座均采用不锈钢材料制作。

b) 销轴的中心线与球体的中心线必须严格地保持在同一直线上。

c) 球体密封可采用填料密封或填料密封再加O型密封圈密封。填料可采用柔性 石墨，其内面应按球体直径做成钱面形状。

d) 销铀可用40Cr钢制作并经调质处理，在滑动面处要加润滑点。

e) 为保证摆动角度的精确和稳定，在结构上要有摆动角度指示和各位置的固定 措施。

5.0.15 搅拌器的支承

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a) 固定角度式搅拌器可用螺栓将托架与油罐上的开口法兰连接起来起支承作用,

对油罐的开口处进行开口补强计算时，要考虑搅拌器的悬臂负荷和搅拌器的振动 影响。

b) 可变角度式搅拌器有一个与固定角度式搅拌器一样的支承结构，还有一个如

图5.0.l4所示的摆动支承结构。此外由于它悬壁重量较大，搅拌器重心离罐壁较远,因此要增加一个附加支承，如图5.0.15所示

1.单向推力球轴承； 2.支座； 3.双头螺栓； 4.销轴；

5.吊环； 6.索具卸扣； 7.弹簧支吊架； 8.吊环螺钉； 9.减速机构

图5.0.15

c) 附加支承承受的重量可按整个悬臂重量的一半来考虑。

d) 附加支承的回转的铅垂线中心，必须与摆动支承的球体的中心在一条直线上。

e) 附加支承的支承板焊于油罐壁上，其材料应与油罐壁材料相同，并应考虑补

强。

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f) 不允许有任何与地面直接联接的支承或附加支承。

6 搅拌器安装设计

6.0.1 固定角度式搅拌器的安装设计

a) 为了加强罐内介质的水平流动，搅拌器中心线应与罐中心偏离一个角度口, 如图6.0.1-1所示：

图6.0.1-1

角一般取7－12，小罐取下限，大罐取上限，一般要求角左偏。

b) 如果一个罐上安装二台以上数量的搅拌器，应将搅拌器集中安装在罐壁1/4

圆周范围内，这样可以使桨叶的动能得到更为充分的利用，其具体布置方法见图

6.0.1-2。

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图6.0.1-2

c) 如果在介质进、出罐时, 搅拌器不运转, 则搅拌器与介质出、人口的相对位置

对搅拌效果没有影响。搅拌器在罐上的安装方位可根据油罐现场的情况和内部附件的安装情况而定。

d) 如果在介质进、出罐时，揽拌器也同时运转，则要求将出、入口按图6.0.1-1

和图6.0.1-2布置，这样可以充分利用介质在进出罐时所造成的罐内介质的流动，获 得更好的搅拌效果。

e) 搅拌器轴中心线离罐底内表面的距离H, 一般取搅拌器桨叶直径的1.5倍左右。

如图5.0.3所示，具体布置时还应考虑罐内附件的具体情况，应使罐内附件不防碍 搅拌器吐出液流的运动，并使桨叶和其它附件之间要有一定的安全距离。

6.0.2 可变角度式在拌器的安装设计

a) 可变角度式搅拌器一般用于防止油罐内沉积物的集聚，因此要求将搅拌器布

置在与油出、入口成相对的位置上。这样可以减少沉积物集聚的死区，如图6.0.2 所示：

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图6.0.6

b) 搅拌器轴的中心线应向着油罐的中心，使搅拌器可以沿着中心线向两边各摆

动30。

c) 搅拌器中心线离罐底内表面的距离H，一般取搅拌器桨叶直径的1.5倍左右，

如图5.0.3所示。

7 搅拌器的选用

搅拌器的选用和介质的性质、油罐的特征、搅拌目的、操作条件等有关，因此

在选用搅拌器前首先必须确定这些条件。再根据这些条件确定搅拌器的型式和

功率。

7.0.1 固定角度式搅拌器的选用

固定角度式搅拌器主要用于油品调合，热均匀等，按我院设计的搅拌器，可按

表7.0.1选用搅拌器台数和功率。

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表7.0.1

储罐有效容积 米3

搅拌器配置

0.6×1

单台功率(千瓦)×台数

>900～1500

7.5×1

7.0.2 可变角度式搅拌器的选用

>1500～2000

13×1

<100

>100～200 >200～500 >500～900

1.1×1 2.2×1 4×1

>2000～4000

13×2

>4000～5000

13×3

可变角度式搅拌器主要用于防止油罐内沉积物集聚。按我院设计的搅拌器，可

按表7.0.2选用搅拌器的台数和功率。

表7.0.2

贮罐有效容积 米3

搅拌器配置

单台功率(千瓦)×台数

编制：

校审：

审定：

赖 萍

闫善道

陆文高

叶维祯

2000

13×1

5000

13×2或

17×1

10000

22×1

20000

30×1或

22×2

30000

40×1或

30×2

40000

40×2或

30×3

会签：标准：