第五章化工廠設(shè)計及安全

1、第五章第五章 化工廠設(shè)計與安全化工廠設(shè)計與安全一、化工廠的選址與布局一、化工廠的選址與布局二、工藝設(shè)計與單元二、工藝設(shè)計與單元三、壓力容器與設(shè)備三、壓力容器與設(shè)備四、公用工程四、公用工程 一、化工廠的選址與布局一、化工廠的選址與布局1、危險和防護的一般考慮、危險和防護的一般考慮2、工廠的定位問題、工廠的定位問題3、工廠選址的安全問題、工廠選址的安全問題4、工廠布局的安全問題、工廠布局的安全問題1、危險和防護的一般考慮、危險和防護的一般考慮 危險按潛在或直接的危害分一級危險和危險按潛在或直接的危害分一級危險和二級危險。二級危險。 對對一級危險一級危險，在正常條件下不會造成人，在正常條件下不會造成

2、人身或財產(chǎn)的損害，只有觸發(fā)事故時才會引身或財產(chǎn)的損害，只有觸發(fā)事故時才會引起損傷、火災(zāi)或爆炸。起損傷、火災(zāi)或爆炸。 二級危險二級危險是在一級危險失去控制后發(fā)展是在一級危險失去控制后發(fā)展成的，會造成人身或財產(chǎn)的直接損失。成的，會造成人身或財產(chǎn)的直接損失。典型一級危險有：典型一級危險有：有有易燃物質(zhì)易燃物質(zhì)存在存在有有熱源熱源存在存在有有火源火源存在存在有有富氧富氧存在存在有有壓縮物質(zhì)壓縮物質(zhì)存在存在有有毒性物質(zhì)毒性物質(zhì)存在存在人員失誤人員失誤的可能性的可能性機械故障機械故障的可能性的可能性人員、物料和車輛在廠區(qū)的人員、物料和車輛在廠區(qū)的流動流動由于蒸氣云由于蒸氣云降低能見度降低能見度等等典型的二

3、級危險有典型的二級危險有火災(zāi)火災(zāi)爆炸爆炸游離毒性物質(zhì)的釋放游離毒性物質(zhì)的釋放跌傷跌傷倒塌倒塌碰撞碰撞第一道防護線第一道防護線：為了解決一級危險，并防：為了解決一級危險，并防止二級危險的發(fā)生。止二級危險的發(fā)生。一是把火源置于易燃物質(zhì)釋放點的上風側(cè)；一是把火源置于易燃物質(zhì)釋放點的上風側(cè)；二是為人員、物料和車輛提供充分的通道二是為人員、物料和車輛提供充分的通道第二道防護線第二道防護線：當二級危險發(fā)生時，將人：當二級危險發(fā)生時，將人身和財產(chǎn)損失降至最小程度。身和財產(chǎn)損失降至最小程度。一是把危險區(qū)域與人員常在區(qū)域隔離開一是把危險區(qū)域與人員常在區(qū)域隔離開二是在關(guān)鍵部位安放滅火器材二是在關(guān)鍵部位安放滅火器材

4、第三道防護線第三道防護線：發(fā)生人身傷害事故時，提：發(fā)生人身傷害事故時，提供有效的急救和醫(yī)療設(shè)施，使受到傷害的供有效的急救和醫(yī)療設(shè)施，使受到傷害的人員得到迅速救治。人員得到迅速救治。防護危險的措施防護危險的措施2、工廠的定位問題、工廠的定位問題化工廠定位，一般遵循以下化工廠定位，一般遵循以下基本原則基本原則： (1)(1)有原料、燃料供應(yīng)和產(chǎn)品銷售的良好的有原料、燃料供應(yīng)和產(chǎn)品銷售的良好的流通條件；流通條件；(2)(2)有儲運、公用工程和生活設(shè)施等方面良有儲運、公用工程和生活設(shè)施等方面良好的協(xié)作環(huán)境；好的協(xié)作環(huán)境；(3)(3)靠近水量充足，水質(zhì)優(yōu)良的水源；靠近水量充足，水質(zhì)優(yōu)良的水源；(4)(4

5、)有便利的交通條件；有便利的交通條件；(5)(5)有良好的工程地址和水文氣象條件。有良好的工程地址和水文氣象條件。工廠應(yīng)工廠應(yīng)避免避免定位在下列地區(qū)：定位在下列地區(qū)：(1)(1)震斷層地區(qū)和基本烈度震斷層地區(qū)和基本烈度9 9度以上的地震度以上的地震區(qū)；區(qū)；(2)(2)厚度較大的厚度較大的IIIIII級自重濕陷性黃土地區(qū)；級自重濕陷性黃土地區(qū)；(3)(3)易遭受洪水、泥石流、滑坡等危害的山易遭受洪水、泥石流、滑坡等危害的山區(qū)；區(qū)；(4)(4)有開采價值的礦藏地區(qū)；有開采價值的礦藏地區(qū)；(5)(5)對機場、電臺等使用有影響的地區(qū)；對機場、電臺等使用有影響的地區(qū)；(6)(6)國家規(guī)定的歷史文物、生物

6、保護和風景國家規(guī)定的歷史文物、生物保護和風景游覽地區(qū)；游覽地區(qū)；(7)(7)城鎮(zhèn)等人口密集的地區(qū)。城鎮(zhèn)等人口密集的地區(qū)。需注意的是，工廠定位除考慮以上因素外，需注意的是，工廠定位除考慮以上因素外，考慮的更多的是經(jīng)濟問題?？紤]的更多的是經(jīng)濟問題。工廠工廠選址選址應(yīng)考慮如下方面：應(yīng)考慮如下方面：隔開距離，把廠址選擇在一個孤立地區(qū)。把工廠隔開距離，把廠址選擇在一個孤立地區(qū)。把工廠置于置于社區(qū)的下風區(qū)社區(qū)的下風區(qū)。工廠的工廠的高建構(gòu)筑物高建構(gòu)筑物要留有一定的間距，防止物體要留有一定的間距，防止物體砸傷行人、汽車司乘人員或臨近的設(shè)施。砸傷行人、汽車司乘人員或臨近的設(shè)施。工廠產(chǎn)生的工廠產(chǎn)生的廢液廢液要經(jīng)處

7、理后排放。要經(jīng)處理后排放。工廠的工廠的出入口出入口要格外小心，避免嚴重的交通事故，要格外小心，避免嚴重的交通事故，或車輛離開高速公路沖入工廠?；蜍囕v離開高速公路沖入工廠。建在有釋放建在有釋放毒性或易燃氣體的工廠毒性或易燃氣體的工廠的上風側(cè)。的上風側(cè)。保證有保證有充足的水源充足的水源。最好附近有河流、湖泊，至。最好附近有河流、湖泊，至少保證有消防管網(wǎng)。少保證有消防管網(wǎng)。地形地形方面，廠區(qū)內(nèi)不應(yīng)有低洼地，否則會形成毒方面，廠區(qū)內(nèi)不應(yīng)有低洼地，否則會形成毒性或易燃蒸氣或液體的積聚。性或易燃蒸氣或液體的積聚。3、工廠選址的安全問題、工廠選址的安全問題4、工廠布局的安全問題、工廠布局的安全問題工廠布局是

8、一種工廠內(nèi)部組件之間相對工廠布局是一種工廠內(nèi)部組件之間相對位置的定位問題，其基本任務(wù)是結(jié)合廠位置的定位問題，其基本任務(wù)是結(jié)合廠區(qū)的內(nèi)外條件確定生產(chǎn)過程中各種機器區(qū)的內(nèi)外條件確定生產(chǎn)過程中各種機器設(shè)備的空間位置，獲得最合理的物料和設(shè)備的空間位置，獲得最合理的物料和人員的流動路線。人員的流動路線?；S布局普遍采用留有一定間距的區(qū)化工廠布局普遍采用留有一定間距的區(qū)塊化的方法。工廠廠區(qū)一般可劃分為以塊化的方法。工廠廠區(qū)一般可劃分為以下六個區(qū)塊：下六個區(qū)塊：工藝裝置區(qū)；罐區(qū)；公用工藝裝置區(qū)；罐區(qū)；公用設(shè)施設(shè)施 區(qū)；運輸裝卸區(qū)；輔助生產(chǎn)區(qū)；管區(qū)；運輸裝卸區(qū)；輔助生產(chǎn)區(qū)；管理區(qū)。理區(qū)。對各個區(qū)塊均有安全要

9、求。對各個區(qū)塊均有安全要求。加工單元可能是工廠中最危險的區(qū)域。首先應(yīng)加工單元可能是工廠中最危險的區(qū)域。首先應(yīng)該匯集這個區(qū)域的一級危險，找出毒性或易燃該匯集這個區(qū)域的一級危險，找出毒性或易燃物質(zhì)、高溫、高壓、火源等。物質(zhì)、高溫、高壓、火源等。加工單元應(yīng)該加工單元應(yīng)該離開工廠邊界離開工廠邊界一定的距離，應(yīng)該一定的距離，應(yīng)該是是集中集中而不是分散的分布。過程區(qū)和主要罐區(qū)而不是分散的分布。過程區(qū)和主要罐區(qū)有交互危險性，兩者最好保持相當?shù)木嚯x。有交互危險性，兩者最好保持相當?shù)木嚯x。過程單元除應(yīng)該集中分布外，還應(yīng)注意區(qū)域過程單元除應(yīng)該集中分布外，還應(yīng)注意區(qū)域不不宜太擁擠宜太擁擠。過程單元間要隔開一定的距離

10、。過程單元間要隔開一定的距離。對于對于過程單元本身的安全評價，比較重要的因過程單元本身的安全評價，比較重要的因素有：操作素有：操作溫度溫度；操作；操作壓力壓力；單元中；單元中物物料料的類型；單元中物料的的類型；單元中物料的量量；單元中；單元中設(shè)備設(shè)備的類型；單元的的類型；單元的相對投資額相對投資額；救火救火或其它或其它緊急操作需要的空間。緊急操作需要的空間。工藝裝置區(qū)工藝裝置區(qū)罐區(qū)罐區(qū)貯罐，是需要特別重視的裝置。它是巨大的能貯罐，是需要特別重視的裝置。它是巨大的能量或毒性物質(zhì)的貯存器。量或毒性物質(zhì)的貯存器。容器能夠釋放出大量的毒性或易燃性的物質(zhì)，容器能夠釋放出大量的毒性或易燃性的物質(zhì)，需置于工

11、廠的需置于工廠的下風區(qū)域下風區(qū)域。貯罐應(yīng)該安置在廠內(nèi)專用區(qū)域，加強其作為危貯罐應(yīng)該安置在廠內(nèi)專用區(qū)域，加強其作為危險區(qū)的險區(qū)的標識標識，使通過的無關(guān)車輛降至最低限度。，使通過的無關(guān)車輛降至最低限度。 罐區(qū)和辦公室、輔助生產(chǎn)區(qū)之間要保持足夠的罐區(qū)和辦公室、輔助生產(chǎn)區(qū)之間要保持足夠的安全距離安全距離。罐區(qū)和工藝裝置區(qū)、公路間要留出有效的罐區(qū)和工藝裝置區(qū)、公路間要留出有效的間距間距。罐區(qū)應(yīng)設(shè)在罐區(qū)應(yīng)設(shè)在地勢地勢比工藝裝置區(qū)略比工藝裝置區(qū)略低低的區(qū)域，決的區(qū)域，決不能設(shè)在高坡上。不能設(shè)在高坡上。通路通路問題。每一罐體至少可以在一邊由通路到問題。每一罐體至少可以在一邊由通路到 達，最好是可以在相反的兩邊

12、由通路到達。達，最好是可以在相反的兩邊由通路到達。公用設(shè)施區(qū)公用設(shè)施區(qū)公用設(shè)施區(qū)應(yīng)該公用設(shè)施區(qū)應(yīng)該遠離遠離工藝裝置區(qū)、罐區(qū)和其他工藝裝置區(qū)、罐區(qū)和其他危險區(qū)。危險區(qū)。工廠布局應(yīng)該盡量減少地面工廠布局應(yīng)該盡量減少地面管線管線穿越道路。穿越道路。鍋爐和配電鍋爐和配電應(yīng)在易燃液體設(shè)備的上風區(qū)域。應(yīng)在易燃液體設(shè)備的上風區(qū)域。鍋爐房和泵站鍋爐房和泵站應(yīng)在火災(zāi)或爆炸不會危及的地區(qū)。應(yīng)在火災(zāi)或爆炸不會危及的地區(qū)。管線在道路上方穿過要注意管線在道路上方穿過要注意重型機械重型機械的行。的行。管路一定不能穿過管路一定不能穿過圍堰區(qū)圍堰區(qū)。 冷卻塔冷卻塔釋放出的煙霧會影響人的視線，冷卻塔釋放出的煙霧會影響人的視線，

13、冷卻塔不宜靠近鐵路、公路或其他公用設(shè)施。大型冷不宜靠近鐵路、公路或其他公用設(shè)施。大型冷卻塔會產(chǎn)生很大噪聲，應(yīng)該與居民區(qū)有較大的卻塔會產(chǎn)生很大噪聲，應(yīng)該與居民區(qū)有較大的 距離。距離。運輸裝卸區(qū)運輸裝卸區(qū)良好的工廠布局不允許鐵路支線通過廠良好的工廠布局不允許鐵路支線通過廠區(qū)，可以把區(qū)，可以把鐵路支線規(guī)劃在工廠鐵路支線規(guī)劃在工廠邊緣地邊緣地區(qū)區(qū)解決這個問題。對于罐車和罐車的裝解決這個問題。對于罐車和罐車的裝卸設(shè)施常做類似的考慮。卸設(shè)施常做類似的考慮。在裝卸臺上可能會發(fā)生毒性或易燃物的在裝卸臺上可能會發(fā)生毒性或易燃物的濺灑，裝卸設(shè)施應(yīng)該設(shè)置在工廠的下風濺灑，裝卸設(shè)施應(yīng)該設(shè)置在工廠的下風區(qū)域，最好是在區(qū)

14、域，最好是在邊緣地區(qū)邊緣地區(qū)。 原料庫、成品庫和裝卸站原料庫、成品庫和裝卸站等機動車輛進等機動車輛進出頻繁的設(shè)施，不得設(shè)在必須通過工藝出頻繁的設(shè)施，不得設(shè)在必須通過工藝裝置區(qū)和罐區(qū)的地帶，與居民區(qū)、公路裝置區(qū)和罐區(qū)的地帶，與居民區(qū)、公路和鐵路要保持一定的安全距離。和鐵路要保持一定的安全距離。輔助生產(chǎn)區(qū)輔助生產(chǎn)區(qū)維修車間和研究室維修車間和研究室要遠離工藝裝置區(qū)和罐區(qū)。要遠離工藝裝置區(qū)和罐區(qū)。維修車間維修車間是重要的火源，同時人員密集，應(yīng)該是重要的火源，同時人員密集，應(yīng)該置于工廠的上風區(qū)域。置于工廠的上風區(qū)域。研究室研究室與其他管理機構(gòu)，直接連接是不恰當?shù)?。與其他管理機構(gòu)，直接連接是不恰當?shù)摹?廢

15、水處理裝置廢水處理裝置是工廠各處流出的毒性或易燃物是工廠各處流出的毒性或易燃物匯集的終點，應(yīng)該置于工廠的下風遠程區(qū)域。匯集的終點，應(yīng)該置于工廠的下風遠程區(qū)域。 高溫煅燒爐高溫煅燒爐的安全考慮呈現(xiàn)出矛盾。作為火源，的安全考慮呈現(xiàn)出矛盾。作為火源，應(yīng)將其置于工廠的上風區(qū)，但是嚴重的操作失應(yīng)將其置于工廠的上風區(qū)，但是嚴重的操作失誤會使煅燒爐噴射出相當量的易燃物，對此則誤會使煅燒爐噴射出相當量的易燃物，對此則應(yīng)將其應(yīng)將其 置于工廠的下風區(qū)。作為折中方案，置于工廠的下風區(qū)。作為折中方案，可以把鍛燒爐置于工廠的側(cè)面風區(qū)域。與其他可以把鍛燒爐置于工廠的側(cè)面風區(qū)域。與其他設(shè)施隔開一定的距離也是可行的方案。設(shè)施

16、隔開一定的距離也是可行的方案。管理區(qū)管理區(qū) 主要辦事機構(gòu)應(yīng)該設(shè)置在工廠的邊緣區(qū)主要辦事機構(gòu)應(yīng)該設(shè)置在工廠的邊緣區(qū)域，并盡可能與工廠的危險區(qū)隔離。這域，并盡可能與工廠的危險區(qū)隔離。這樣做有以下理由：首先，銷售和供應(yīng)人樣做有以下理由：首先，銷售和供應(yīng)人員以及必須到工廠辦理業(yè)務(wù)的其他人員員以及必須到工廠辦理業(yè)務(wù)的其他人員，沒有必要進入廠區(qū)。因為這些人員不，沒有必要進入廠區(qū)。因為這些人員不熟悉工廠危險的性質(zhì)和區(qū)域，而他們的熟悉工廠危險的性質(zhì)和區(qū)域，而他們的普通習慣如在危普通習慣如在危 險區(qū)無意中吸煙，就有險區(qū)無意中吸煙，就有可能危及工廠的安全。其次，辦公室人可能危及工廠的安全。其次，辦公室人員的密度在

17、全廠可能是最大的，把這些員的密度在全廠可能是最大的，把這些人員和危險分開會改善工廠的安全狀況人員和危險分開會改善工廠的安全狀況。二、工藝設(shè)計與單元二、工藝設(shè)計與單元1 1、工藝流程圖、工藝流程圖2 2、管線配置圖、管線配置圖3 3、過程物料的安全評價、過程物料的安全評價4 4、過程路線的選擇、過程路線的選擇5 5、工藝設(shè)計安全校核、工藝設(shè)計安全校核6 6、加工單元區(qū)域的規(guī)劃、加工單元區(qū)域的規(guī)劃7 7、單元區(qū)域的管線配置、單元區(qū)域的管線配置 8 8、單元裝置和設(shè)施的安全設(shè)計、單元裝置和設(shè)施的安全設(shè)計1 1、工藝流程圖、工藝流程圖工藝流程圖繪制是化工廠設(shè)計初始階段的工作。工藝流程圖繪制是化工廠設(shè)計

18、初始階段的工作。這些流程圖經(jīng)過提煉和修改，最后成為繪制管這些流程圖經(jīng)過提煉和修改，最后成為繪制管線配置圖、平面圖、設(shè)備圖等的基礎(chǔ)。線配置圖、平面圖、設(shè)備圖等的基礎(chǔ)。工藝流程圖的繪制是從基本的過程計算開始的。工藝流程圖的繪制是從基本的過程計算開始的。由于過程是高度整體化的，過程的每一步驟都由于過程是高度整體化的，過程的每一步驟都影響著其他步驟的操作。所以，過程可以劃分影響著其他步驟的操作。所以，過程可以劃分為若干個子區(qū)間，方便的子區(qū)間劃分是：為若干個子區(qū)間，方便的子區(qū)間劃分是：(1)(1)反應(yīng)反應(yīng)( (決定整個系統(tǒng)的動力學(xué)決定整個系統(tǒng)的動力學(xué)) )； (2)(2)分離，如蒸餾、吸收、吸附、液體萃

19、取、分離，如蒸餾、吸收、吸附、液體萃取、 (3)(3)貯存，如固體、液體和氣體物料的貯存。貯存，如固體、液體和氣體物料的貯存。工藝流程圖是描述過程的主要文件，它表示出工藝流程圖是描述過程的主要文件，它表示出了主要設(shè)備、主要物流路線和控制點了主要設(shè)備、主要物流路線和控制點。2 2、管線配置圖、管線配置圖管線配置圖指管路儀表的線路圖，一般包括：管線配置圖指管路儀表的線路圖，一般包括： (1)(1)開啟、關(guān)閉、緊急和普通操作的所有過程設(shè)施開啟、關(guān)閉、緊急和普通操作的所有過程設(shè)施(2)(2)施工材料的鑒定序號和鑒定人，每條管路的直施工材料的鑒定序號和鑒定人，每條管路的直徑和絕熱要求徑和絕熱要求 (3)

20、(3)物流的方向；物流的方向； (4)(4)主要過程和起始管路的識別；主要過程和起始管路的識別；(5)(5)儀表、控制點和連鎖裝置；儀表、控制點和連鎖裝置； (6)(6)所有設(shè)備的主要尺寸和負荷；所有設(shè)備的主要尺寸和負荷； (7)(7)容器、反應(yīng)器的操作和設(shè)計溫度容器、反應(yīng)器的操作和設(shè)計溫度 (8)(8)裝置的標高；裝置的標高； (9)(9)釋放閥、安全膜等的設(shè)定壓力；釋放閥、安全膜等的設(shè)定壓力； (10)(10)排水要求；排水要求； (11)(11)必要時要有管路配置的特殊備忘錄必要時要有管路配置的特殊備忘錄 3 3、過程物料的安全評價、過程物料的安全評價過程物料的選擇，應(yīng)該就物料的物性和危

21、險性過程物料的選擇，應(yīng)該就物料的物性和危險性進行詳細地評估，對一切可能的過程物料做總進行詳細地評估，對一切可能的過程物料做總體考慮。過程物料可以劃分為過程內(nèi)物料和過體考慮。過程物料可以劃分為過程內(nèi)物料和過程輔助物料兩大類型。程輔助物料兩大類型。過程內(nèi)物料是指從原料到產(chǎn)品的整個工藝流程過程內(nèi)物料是指從原料到產(chǎn)品的整個工藝流程線上的物料，如原料、催化劑、中間體、產(chǎn)物、線上的物料，如原料、催化劑、中間體、產(chǎn)物、副產(chǎn)物、溶劑、添加劑等。副產(chǎn)物、溶劑、添加劑等。過程輔助物料是指實現(xiàn)過程條件所用的物料，過程輔助物料是指實現(xiàn)過程條件所用的物料，如傳熱流體、重復(fù)循環(huán)物、冷凍劑、滅火劑等。如傳熱流體、重復(fù)循環(huán)物

22、、冷凍劑、滅火劑等。 在過程設(shè)計中，需要匯編出過程物料的目錄，在過程設(shè)計中，需要匯編出過程物料的目錄，記錄下過程物料在全部過記錄下過程物料在全部過 程條件范圍內(nèi)的有程條件范圍內(nèi)的有關(guān)性質(zhì)資料，作為過程危險評價和安全設(shè)計的關(guān)性質(zhì)資料，作為過程危險評價和安全設(shè)計的重要依據(jù)。重要依據(jù)。(1)(1)一般性說明資料一般性說明資料 (2)(2)基礎(chǔ)物性資料基礎(chǔ)物性資料 (3)(3)易燃性資料易燃性資料 (4)(4)反應(yīng)性資料反應(yīng)性資料 (5)(5)毒性資料毒性資料 (6)(6)暴露作用暴露作用 (7)(7)放射性資料放射性資料過程物料所需的典型資料如下過程物料所需的典型資料如下4 4、過程路線的選擇、過程

23、路線的選擇有潛在危險的過程有潛在危險的過程：(1)(1)爆炸、爆燃或強放熱過程；爆炸、爆燃或強放熱過程； (2)(2)有粉塵或煙霧生成的過程；有粉塵或煙霧生成的過程；(3)(3)在物料的爆炸范圍或近區(qū)操作的過程；在物料的爆炸范圍或近區(qū)操作的過程； (4)(4)在高溫、高壓或冷凍條件下操作的過程在高溫、高壓或冷凍條件下操作的過程 (5)(5)含有易燃物料的過程；含有易燃物料的過程； (6)(6)含有不穩(wěn)定化合物的過程；含有不穩(wěn)定化合物的過程； (7)(7)含有高毒性物料的過程；含有高毒性物料的過程； (8)(8)有大量貯存壓力負荷能的過程有大量貯存壓力負荷能的過程 (1)(1)對潛在的不穩(wěn)定的反

24、應(yīng)和副反應(yīng)對潛在的不穩(wěn)定的反應(yīng)和副反應(yīng)(2)(2)考慮混合、反應(yīng)物和熱源的低效配置、操作考慮混合、反應(yīng)物和熱源的低效配置、操作故障、設(shè)計失誤、發(fā)生不需要的副反應(yīng)、熱量、故障、設(shè)計失誤、發(fā)生不需要的副反應(yīng)、熱量、反應(yīng)器失控、結(jié)垢等引起的危險反應(yīng)器失控、結(jié)垢等引起的危險(3)(3)評價副反應(yīng)是否生成毒性或爆炸性物質(zhì)，是評價副反應(yīng)是否生成毒性或爆炸性物質(zhì)，是否會有危險垢層形成否會有危險垢層形成 (4)(4)考察物料是否吸收空氣中的水分變潮，表面考察物料是否吸收空氣中的水分變潮，表面粘附形成毒性或腐蝕性液體或氣體粘附形成毒性或腐蝕性液體或氣體 (5)(5)確定雜質(zhì)對化學(xué)反應(yīng)和過程混合物性質(zhì)的影確定雜質(zhì)

25、對化學(xué)反應(yīng)和過程混合物性質(zhì)的影響響 (6)(6)確保結(jié)構(gòu)材料彼此相容并與過程物料相容確保結(jié)構(gòu)材料彼此相容并與過程物料相容 (7)(7)考慮過程中危險物質(zhì)的積累考慮過程中危險物質(zhì)的積累 (8)(8)考慮催化劑行為的各個方面考慮催化劑行為的各個方面反應(yīng)過程的安全分析反應(yīng)過程的安全分析有潛在危險的操作有潛在危險的操作有些操作本身具有潛在危險。分析和確定有些操作本身具有潛在危險。分析和確定這些操作的危險件，是過程安全評價的重這些操作的危險件，是過程安全評價的重要內(nèi)容。要內(nèi)容。 常見的有潛在危險的操作。常見的有潛在危險的操作。 (1)(1)易燃或毒性液體或氣體的蒸發(fā)和擴散；易燃或毒性液體或氣體的蒸發(fā)和擴

26、散； (2)(2)可燃或毒性固體的粉碎和分散；可燃或毒性固體的粉碎和分散； (3)(3)易燃物質(zhì)或強氧化劑的霧化；易燃物質(zhì)或強氧化劑的霧化； (4)(4)易燃物質(zhì)和強氧化劑的混合；易燃物質(zhì)和強氧化劑的混合； (5)(5)危險化學(xué)品與惰性組分或稀釋劑的分離危險化學(xué)品與惰性組分或稀釋劑的分離 (6)(6)不穩(wěn)定液體的溫度或壓力的升高。不穩(wěn)定液體的溫度或壓力的升高。間歇過程和連續(xù)過程比較間歇過程和連續(xù)過程比較間歇和連續(xù)兩種過程方式的比較。間歇和連續(xù)兩種過程方式的比較。(1)(1)間歇過程各操作單元之間易于隔絕，單元設(shè)備間歇過程各操作單元之間易于隔絕，單元設(shè)備過程物料持有量較大。連續(xù)過程各操作單元連通

27、，過程物料持有量較大。連續(xù)過程各操作單元連通，過程物料持有量較少。過程物料持有量較少。(2)(2)間歇過程勞動強度較大，緊急情況下操作者有間歇過程勞動強度較大，緊急情況下操作者有較多的機會介入。連續(xù)過程更多地依靠自動控制較多的機會介入。連續(xù)過程更多地依靠自動控制(3)(3)間歇過程產(chǎn)物純度容易控制，過程物料易于識間歇過程產(chǎn)物純度容易控制，過程物料易于識別。連續(xù)過程不穩(wěn)狀態(tài)或周期性波動較少；別。連續(xù)過程不穩(wěn)狀態(tài)或周期性波動較少；(4)(4)間歇過程有詳盡的指令和操作規(guī)程，可以減少間歇過程有詳盡的指令和操作規(guī)程，可以減少操作失誤或設(shè)備的損壞。連續(xù)過程的容器或設(shè)備操作失誤或設(shè)備的損壞。連續(xù)過程的容器

28、或設(shè)備很少需要清洗，不穩(wěn)態(tài)的物料輸入也較少；很少需要清洗，不穩(wěn)態(tài)的物料輸入也較少；(5)(5)間歇過程有較長的暴露時間。在連續(xù)過程中，間歇過程有較長的暴露時間。在連續(xù)過程中，有潛在危險的中間體無須貯存加工。有潛在危險的中間體無須貯存加工。5 5、工藝設(shè)計安全校核、工藝設(shè)計安全校核機械設(shè)計、過程和布局的微小變化都有可能機械設(shè)計、過程和布局的微小變化都有可能出現(xiàn)預(yù)想不到的問題。出現(xiàn)預(yù)想不到的問題。（1 1）物料和反應(yīng)的安全校核。如查詢過程物）物料和反應(yīng)的安全校核。如查詢過程物料的毒性，確定過程物料在所有過程條件下料的毒性，確定過程物料在所有過程條件下的有關(guān)物性，鑒別一切可能的化學(xué)反應(yīng)，對的有關(guān)物性

29、，鑒別一切可能的化學(xué)反應(yīng)，對預(yù)期的和意外的化學(xué)反應(yīng)都要考慮。預(yù)期的和意外的化學(xué)反應(yīng)都要考慮。 （2 2）過程安全的總體規(guī)范。如過程的規(guī)模、）過程安全的總體規(guī)范。如過程的規(guī)模、類型和整體性是否恰當。過程的放大是否正類型和整體性是否恰當。過程的放大是否正確。確。 （3 3）非正常操作的安全問題）非正常操作的安全問題 。如考慮偏離正。如考慮偏離正常操作會發(fā)生什么情況，對于這些情況是否常操作會發(fā)生什么情況，對于這些情況是否采取了適當?shù)念A(yù)防措施。采取了適當?shù)念A(yù)防措施。6 6、加工單元區(qū)域的規(guī)劃、加工單元區(qū)域的規(guī)劃設(shè)備配置的直線排列設(shè)備配置的直線排列 試圖平衡區(qū)域規(guī)劃中互相矛盾的各種因素的多試圖平衡區(qū)域規(guī)

30、劃中互相矛盾的各種因素的多年實踐，產(chǎn)生了一種為加工工業(yè)普遍接受的區(qū)年實踐，產(chǎn)生了一種為加工工業(yè)普遍接受的區(qū)域規(guī)劃方法：單元中大多數(shù)塔器、筒體、換熱域規(guī)劃方法：單元中大多數(shù)塔器、筒體、換熱器、泵和主要管線成直線狹長排列。器、泵和主要管線成直線狹長排列。這種設(shè)備排列方法的這種設(shè)備排列方法的主要特征主要特征是；是； (1)(1)設(shè)備配置直線的兩邊都與廠區(qū)道路連接。這設(shè)備配置直線的兩邊都與廠區(qū)道路連接。這樣，在救火或其他緊急情況時，設(shè)備配置線的樣，在救火或其他緊急情況時，設(shè)備配置線的主要部分的兩邊都有方便的通路。連接道路可主要部分的兩邊都有方便的通路。連接道路可以作為阻火堤，把設(shè)備配置線與廠區(qū)其余部分

31、以作為阻火堤，把設(shè)備配置線與廠區(qū)其余部分隔離。隔離。 (2)(2)鋼制框架與道路鄰接。鋼制框架與道路鄰接。(3)(3)設(shè)備配置直線上的精餾塔、熱交換器、餾出設(shè)備配置直線上的精餾塔、熱交換器、餾出液接受器、回流筒等裝置，一般采用框架結(jié)液接受器、回流筒等裝置，一般采用框架結(jié)構(gòu)平坡式布局方式。構(gòu)平坡式布局方式。(4)(4)管架也設(shè)置在設(shè)備配置直線上。管架也設(shè)置在設(shè)備配置直線上。(5)(5)泵排設(shè)置在設(shè)備配置直線的旁邊，與道路鄰泵排設(shè)置在設(shè)備配置直線的旁邊，與道路鄰接。接。(6)(6)筒體、泵、裝配有觀測平臺的蒸餾塔以及需筒體、泵、裝配有觀測平臺的蒸餾塔以及需要橋式吊車鋼梁導(dǎo)軌吊人的設(shè)備，按序定在要橋

32、式吊車鋼梁導(dǎo)軌吊人的設(shè)備，按序定在設(shè)備配置線上，從而把相關(guān)的危險操作集中設(shè)備配置線上，從而把相關(guān)的危險操作集中在一起。在一起。設(shè)備以安裝在地平面上為宜。設(shè)備以安裝在地平面上為宜。非直線排列設(shè)施的配置非直線排列設(shè)施的配置直線排列的設(shè)備構(gòu)成了單元區(qū)域的骨架，單元直線排列的設(shè)備構(gòu)成了單元區(qū)域的骨架，單元的其他組件，如控制室、壓縮機、反應(yīng)器、溢的其他組件，如控制室、壓縮機、反應(yīng)器、溢流槽、加熱爐等，可以設(shè)置在直線排列的兩邊。流槽、加熱爐等，可以設(shè)置在直線排列的兩邊?？刂剖沂菃卧纳窠?jīng)中樞，是單元中最重要的控制室是單元的神經(jīng)中樞，是單元中最重要的部位。最好是把控制室設(shè)置在單元的周邊區(qū)域。部位。最好是把控

33、制室設(shè)置在單元的周邊區(qū)域。把加熱爐設(shè)置在側(cè)面風區(qū)域。應(yīng)該盡量保持加把加熱爐設(shè)置在側(cè)面風區(qū)域。應(yīng)該盡量保持加熱爐與其他危險設(shè)備的適度分離。熱爐與其他危險設(shè)備的適度分離。 壓縮機劇烈運轉(zhuǎn)，應(yīng)該注意與其他危險設(shè)備適壓縮機劇烈運轉(zhuǎn)，應(yīng)該注意與其他危險設(shè)備適當隔離。壓縮機容易泄漏氣體，應(yīng)該置于單元當隔離。壓縮機容易泄漏氣體，應(yīng)該置于單元的下風區(qū)域。壓縮機或泵一般安裝在室外。的下風區(qū)域。壓縮機或泵一般安裝在室外。對于反應(yīng)器，主要考慮的是提供充分的空間、對于反應(yīng)器，主要考慮的是提供充分的空間、反應(yīng)器內(nèi)件安全操作的設(shè)施以及有關(guān)的催化劑反應(yīng)器內(nèi)件安全操作的設(shè)施以及有關(guān)的催化劑。室內(nèi)裝置的配置室內(nèi)裝置的配置對可能

34、釋放出毒性或易燃蒸氣的情形，對可能釋放出毒性或易燃蒸氣的情形，設(shè)置物理屏障等方法?；鹪春鸵兹嘉镌丛O(shè)置物理屏障等方法?；鹪春鸵兹嘉镌锤綦x墻的門或開口，保持在最小數(shù)量。隔離墻的門或開口，保持在最小數(shù)量。并與像控制中心這樣的經(jīng)常有人員的區(qū)并與像控制中心這樣的經(jīng)常有人員的區(qū)域隔離開。域隔離開。多層或階梯式建筑有本身持有的地勢多層或階梯式建筑有本身持有的地勢問題。易燃或毒性液體源不應(yīng)該設(shè)置在問題。易燃或毒性液體源不應(yīng)該設(shè)置在火源或人員之上?；鹪椿蛉藛T之上。與室外設(shè)施相比，需要更加嚴格地規(guī)與室外設(shè)施相比，需要更加嚴格地規(guī)范從室內(nèi)裝置撤退的通路。范從室內(nèi)裝置撤退的通路。7 7、單元區(qū)域的管線配置、單元區(qū)域的

35、管線配置 管線配置的防泄漏設(shè)計管線配置的防泄漏設(shè)計 工廠化學(xué)品的主要泄漏與以下各項成比工廠化學(xué)品的主要泄漏與以下各項成比例例 (1)(1)管線的長度；管線的長度； (2)(2)排放口的數(shù)量；排放口的數(shù)量； (3)(3)管線的復(fù)雜性。管線的復(fù)雜性。管線的復(fù)雜性，一般反映在連接的泵的管線的復(fù)雜性，一般反映在連接的泵的數(shù)量以及再循環(huán)物流的數(shù)量兩個方面。數(shù)量以及再循環(huán)物流的數(shù)量兩個方面。 減少管件泄漏的簡單的設(shè)計規(guī)則如下。減少管件泄漏的簡單的設(shè)計規(guī)則如下。 (1)(1)減少分支和死角的數(shù)量。減少分支和死角的數(shù)量。 (2)(2)減少小排放口的數(shù)量。減少小排放口的數(shù)量。(3)(3)按照相同的規(guī)范設(shè)計小口徑

36、的支管，和按照相同的規(guī)范設(shè)計小口徑的支管，和主管一樣進行嚴格的檢驗確保小的支管主管一樣進行嚴格的檢驗確保小的支管在交叉點得到加強，并有充分的支撐。在交叉點得到加強，并有充分的支撐。 (4)(4)考慮到管件或容器的熱膨脹，管線需要考慮到管件或容器的熱膨脹，管線需要有一定的伸縮性。有一定的伸縮性。(5)(5)直接卸料的排放口，應(yīng)該設(shè)在操作者能直接卸料的排放口，應(yīng)該設(shè)在操作者能夠觀察到的地方。工作系統(tǒng)對這些排放夠觀察到的地方。工作系統(tǒng)對這些排放口應(yīng)該進行定期核查和報告。口應(yīng)該進行定期核查和報告。(6)(6) 保證密封墊在最大內(nèi)壓下也能夠緊縮保證密封墊在最大內(nèi)壓下也能夠緊縮密封。密封。 (7)(7)減

37、少真空管線減少真空管線( (如真空蒸餾塔上的冷凝如真空蒸餾塔上的冷凝器器) )上的法蘭盤數(shù)量。上的法蘭盤數(shù)量。 (8)(8)在閥式取樣點應(yīng)該配置可移動的插頭。在閥式取樣點應(yīng)該配置可移動的插頭。 (9)(9)要有充分的管道支撐，從放料或從安全要有充分的管道支撐，從放料或從安全閥檢驗管道的作用力。閥檢驗管道的作用力。 (10)(10)設(shè)置管道應(yīng)該避免通過可能使其受到設(shè)置管道應(yīng)該避免通過可能使其受到機械損傷的地方。機械損傷的地方。 (11)(11)應(yīng)該有充分的通道、扶梯等，以免攀應(yīng)該有充分的通道、扶梯等，以免攀越管件。越管件。 (12)(12)緊固承受高溫的大法蘭盤應(yīng)該采用緊固承受高溫的大法蘭盤應(yīng)該

38、采用高強度的螺栓。高強度的螺栓。軟管系統(tǒng)的配置軟管系統(tǒng)的配置對于油船、罐車等的液體物料的裝卸，軟管的對于油船、罐車等的液體物料的裝卸，軟管的選擇和應(yīng)用需格外謹慎。應(yīng)考慮的是：選擇和應(yīng)用需格外謹慎。應(yīng)考慮的是： (1)(1)軟管的適用性，并結(jié)合有關(guān)軟管的標準。軟管的適用性，并結(jié)合有關(guān)軟管的標準。 (2)(2)設(shè)置緊急狀態(tài)下迅速隔離的設(shè)施，如對于設(shè)置緊急狀態(tài)下迅速隔離的設(shè)施，如對于油船卸貨，在軟管的一端要設(shè)緊急隔離閥，在另油船卸貨，在軟管的一端要設(shè)緊急隔離閥，在另一端要設(shè)止逆閥，用過流閥替代遠程隔離閥等。一端要設(shè)止逆閥，用過流閥替代遠程隔離閥等。 (3)(3)應(yīng)該使用螺栓固定的軟管夾，不宜使用側(cè)應(yīng)

39、該使用螺栓固定的軟管夾，不宜使用側(cè)卸式的軟管夾。卸式的軟管夾。 (4)(4)軟管系統(tǒng)應(yīng)用時要有充分的保護和支撐設(shè)軟管系統(tǒng)應(yīng)用時要有充分的保護和支撐設(shè)施，不用時要防止軟管的壓破或損壞。施，不用時要防止軟管的壓破或損壞。 (5)(5)所有高于大氣壓操作的可移動軟管，都應(yīng)所有高于大氣壓操作的可移動軟管，都應(yīng)設(shè)置排空閥，以便降壓時防止軟管的折斷。設(shè)置排空閥，以便降壓時防止軟管的折斷。 管線配置的安全考慮管線配置的安全考慮通常用于管道工程的橡膠支撐物不能用于設(shè)備，通常用于管道工程的橡膠支撐物不能用于設(shè)備，設(shè)備重心之下的水平連接法蘭需要用鋼性板支設(shè)備重心之下的水平連接法蘭需要用鋼性板支撐。撐。管件和閥門配

40、置的簡單和易于識別，是安全操管件和閥門配置的簡單和易于識別，是安全操作的重要因素。作的重要因素。對于常設(shè)的設(shè)備管線，應(yīng)該有低壓報警或高壓對于常設(shè)的設(shè)備管線，應(yīng)該有低壓報警或高壓報警。報警。在設(shè)備管線上應(yīng)該安裝止逆閥，以防止管線中在設(shè)備管線上應(yīng)該安裝止逆閥，以防止管線中流體的回流。流體的回流。對于泵體或設(shè)備極有可能泄漏以及大量物料從對于泵體或設(shè)備極有可能泄漏以及大量物料從設(shè)備無限制流出的情形，應(yīng)該考慮安裝遠程操設(shè)備無限制流出的情形，應(yīng)該考慮安裝遠程操作的緊急隔離閥。作的緊急隔離閥。 8 8、單元裝置和設(shè)施的安全設(shè)計、單元裝置和設(shè)施的安全設(shè)計 裝置的安全設(shè)計裝置的安全設(shè)計兩個重要概念：兩個重要概念

41、：故障自動保險、二故障自動保險、二次概率設(shè)計。次概率設(shè)計。（1 1）容器的壓力釋放裝置）容器的壓力釋放裝置（2 2）設(shè)備或建筑物的爆炸卸荷設(shè)施）設(shè)備或建筑物的爆炸卸荷設(shè)施（3 3）儲罐周圍的圍墻保護）儲罐周圍的圍墻保護（4 4）緊急關(guān)閉系統(tǒng)）緊急關(guān)閉系統(tǒng)（5 5）過程參數(shù)高限或低限啟動的關(guān)閉裝置）過程參數(shù)高限或低限啟動的關(guān)閉裝置（6 6）報警裝置）報警裝置輔助工程設(shè)施安全輔助工程設(shè)施安全（1 1）蒸汽）蒸汽（2 2）過程用水和鍋爐用水）過程用水和鍋爐用水（3 3）消防用水）消防用水（4 4）冷卻水）冷卻水（5 5）壓縮氣體）壓縮氣體（6 6）惰性氣體）惰性氣體 另外，還應(yīng)考慮另外，還應(yīng)考慮排水

42、系統(tǒng)的恰當設(shè)計是必要的，必要的，裝置的抗污染也是重要的。裝置的抗污染也是重要的。三、壓力容器與設(shè)備三、壓力容器與設(shè)備1 1、壓力容器概述、壓力容器概述2 2、壓力容器設(shè)計、壓力容器設(shè)計3 3、壓力容器的制造和安裝、壓力容器的制造和安裝4 4、壓力容器定期檢驗、壓力容器定期檢驗5 5、壓力容器安全附件、壓力容器安全附件6 6、化工維護的必要性、化工維護的必要性7 7、預(yù)防維護、預(yù)防維護8 8、非常規(guī)運行和有關(guān)作業(yè)的維護、非常規(guī)運行和有關(guān)作業(yè)的維護9 9、設(shè)備的維護、設(shè)備的維護1 1、壓力容器概述、壓力容器概述（1 1）壓力容器規(guī)范化）壓力容器規(guī)范化 早在早在1919世紀末就有了對鍋爐和壓力容器世

43、紀末就有了對鍋爐和壓力容器規(guī)范化的要求。規(guī)范化的要求。2020世紀最初的十年，發(fā)生世紀最初的十年，發(fā)生了近一萬起鍋爐爆炸，造成了約一萬人的了近一萬起鍋爐爆炸，造成了約一萬人的死亡和約一萬五千人的傷殘。這些血的教死亡和約一萬五千人的傷殘。這些血的教訓(xùn)使人們對壓力容器制造和安裝的規(guī)范化訓(xùn)使人們對壓力容器制造和安裝的規(guī)范化有了更清醒的認識。有了更清醒的認識。 19071907年，美國年，美國MassachusettsMassachusetts州提出了世州提出了世界上第一部鍋爐制造和安裝的法規(guī)。界上第一部鍋爐制造和安裝的法規(guī)。 19111911年美國機械工程師協(xié)會成立了一個年美國機械工程師協(xié)會成立了一

44、個專門委員會，后來被稱為鍋爐規(guī)范委員專門委員會，后來被稱為鍋爐規(guī)范委員會。規(guī)范壓力容器的設(shè)計、制造、檢驗會。規(guī)范壓力容器的設(shè)計、制造、檢驗和鑒定。和鑒定。在我國，原國家勞動總局在我國，原國家勞動總局19791979年頒布了年頒布了氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程；19801980年頒布了年頒布了蒸汽鍋爐安全監(jiān)察規(guī)程；蒸汽鍋爐安全監(jiān)察規(guī)程；19811981年頒年頒布了壓力容布了壓力容 器安全監(jiān)察規(guī)程。器安全監(jiān)察規(guī)程。（2 2）非燃火壓力容器分類）非燃火壓力容器分類壓力容器可以粗分為蒸汽鍋爐和非燃火壓力壓力容器可以粗分為蒸汽鍋爐和非燃火壓力容器兩大類型。按照工藝功能可分為四個類型。容器兩大類型。按

45、照工藝功能可分為四個類型。 反應(yīng)容器：主要用來完成物料的化學(xué)轉(zhuǎn)化。反應(yīng)容器：主要用來完成物料的化學(xué)轉(zhuǎn)化。如反應(yīng)器、發(fā)生器、聚合釜、合成塔、變換爐如反應(yīng)器、發(fā)生器、聚合釜、合成塔、變換爐等。等。 換熱容器：主要用來完成物料和介質(zhì)問的熱換熱容器：主要用來完成物料和介質(zhì)問的熱量交換。如熱交換器、冷卻器、加熱器、蒸發(fā)量交換。如熱交換器、冷卻器、加熱器、蒸發(fā)器、廢熱鍋爐等。器、廢熱鍋爐等。 分離容器：主要用來完成物料基于熱力學(xué)或分離容器：主要用來完成物料基于熱力學(xué)或流體力學(xué)的組元或相的分離。如分離器、過濾流體力學(xué)的組元或相的分離。如分離器、過濾器、蒸餾塔、吸收塔、干燥塔、萃取器等。器、蒸餾塔、吸收塔、干

46、燥塔、萃取器等。 貯運容器：主要用來完成流體物料的盛裝、貯運容器：主要用來完成流體物料的盛裝、貯存或運輸。如貯罐、貯槽和槽車等。貯存或運輸。如貯罐、貯槽和槽車等。 壓力容器按照其壓力容器按照其設(shè)計壓力設(shè)計壓力p p的大小，可以的大小，可以劃分為低壓容器、中壓容器、高壓容器劃分為低壓容器、中壓容器、高壓容器和超高壓容器四個類型。和超高壓容器四個類型。 低壓容器，低壓容器，0.10.1MPaMPap p1.6MPa1.6MPa； 中壓容器：中壓容器：1.61.6MPa MPa p p10 MPa 10 MPa 高壓容器：高壓容器：10 10 MPa MPa p p100 MPa100 MPa， 超

47、高壓容器：超高壓容器：p p100MPa100MPa。 壓力容器按照設(shè)計壓力壓力容器按照設(shè)計壓力p p和容積和容積V V，結(jié)合容器結(jié)合容器的工藝功能和其中物料的危險性的工藝功能和其中物料的危險性, ,劃分為以下三劃分為以下三個個類型類型： 第一類容器：非易燃或無毒介質(zhì)的低壓容器；第一類容器：非易燃或無毒介質(zhì)的低壓容器；易燃或有毒介質(zhì)的低壓換熱容器和低壓分離容器。易燃或有毒介質(zhì)的低壓換熱容器和低壓分離容器。 第二類容器：第二類容器：pVpV196.2kJ196.2kJ劇毒介質(zhì)的低壓容劇毒介質(zhì)的低壓容器器; ;易燃或有毒介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器和低壓貯運易燃或有毒介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器和低壓貯運容器；內(nèi)徑容

48、器；內(nèi)徑1 1m m的低壓廢熱鍋爐；一般介質(zhì)的中的低壓廢熱鍋爐；一般介質(zhì)的中壓容器。壓容器。第三類容器：第三類容器： pVpVl96.2kJl96.2kJ、劇毒介質(zhì)的低劇毒介質(zhì)的低壓容器；內(nèi)徑壓容器；內(nèi)徑1 1m m的低壓廢熱鍋爐；中壓廢熱鍋的低壓廢熱鍋爐；中壓廢熱鍋爐；爐； pVpV490.5kJ490.5kJ、易燃或有毒介質(zhì)的中壓反易燃或有毒介質(zhì)的中壓反 應(yīng)容器；應(yīng)容器； pVpV490.5kJ490.5kJ 、易燃或有毒介質(zhì)的低易燃或有毒介質(zhì)的低壓貯運容器；劇毒介質(zhì)的中壓容器；高壓或超高壓貯運容器；劇毒介質(zhì)的中壓容器；高壓或超高壓容器。壓容器。 （3 3）結(jié)構(gòu)材料的機械性能）結(jié)構(gòu)材料的機

49、械性能 結(jié)構(gòu)材料在受到外力作用時，會有抵結(jié)構(gòu)材料在受到外力作用時，會有抵抗變形和斷裂的能力抗變形和斷裂的能力, ,稱為結(jié)構(gòu)材料的稱為結(jié)構(gòu)材料的機械性能。主要包括強度、塑性、韌性、機械性能。主要包括強度、塑性、韌性、硬度等。硬度等。 強度強度: :常用的強度指標有抗拉強度、屈常用的強度指標有抗拉強度、屈服強度、疲勞極限和屈強比。服強度、疲勞極限和屈強比?？估瓘姸瓤估瓘姸仁侵覆牧显诶煸囼炛兴艹惺侵覆牧显诶煸囼炛兴艹惺艿淖畲蟊碛^應(yīng)力。受的最大表觀應(yīng)力。屈服強度屈服強度又稱為屈服極限，是指材料在又稱為屈服極限，是指材料在拉伸實驗中出現(xiàn)屈服現(xiàn)象時的應(yīng)力值。拉伸實驗中出現(xiàn)屈服現(xiàn)象時的應(yīng)力值。疲勞極

50、限疲勞極限是指材料經(jīng)一千萬次循環(huán)而承是指材料經(jīng)一千萬次循環(huán)而承發(fā)生破壞的最大應(yīng)力值。發(fā)生破壞的最大應(yīng)力值。屈強比屈強比是指屈服強度與抗拉強度的比值。是指屈服強度與抗拉強度的比值。屈強比是表征材料機械性能的特征參數(shù)。屈強比是表征材料機械性能的特征參數(shù)。屈強比越小，發(fā)生脆性破壞的可能性越屈強比越小，發(fā)生脆性破壞的可能性越小。小。塑性：塑性：塑性是指材料在外力作用下產(chǎn)生塑性形塑性是指材料在外力作用下產(chǎn)生塑性形變的能力。代表塑性指標的是延伸率和變的能力。代表塑性指標的是延伸率和斷面收縮率。斷面收縮率。延伸率：材料在拉伸斷裂后，總伸長與延伸率：材料在拉伸斷裂后，總伸長與原始標距長度的百分比。原始標距長度

51、的百分比。斷面收縮率：材料在拉伸斷裂后、斷面斷面收縮率：材料在拉伸斷裂后、斷面最大縮小面積與原斷面積百分比。最大縮小面積與原斷面積百分比。韌性：韌性：又稱沖擊韌性，是指材料抵抗沖又稱沖擊韌性，是指材料抵抗沖擊載荷的能力。從能量觀點認為材料在擊載荷的能力。從能量觀點認為材料在變形過程中，當吸收的能量達到某一數(shù)變形過程中，當吸收的能量達到某一數(shù)值時便發(fā)生斷裂，利用斷裂前吸收的能值時便發(fā)生斷裂，利用斷裂前吸收的能量的大小來衡量材料的韌性。量的大小來衡量材料的韌性。 硬度：硬度：是指材料抵抗硬物侵入的能力。是指材料抵抗硬物侵入的能力。由于測定方法不同，表示硬度指標的方由于測定方法不同，表示硬度指標的方

52、法有多種，如用金剛石壓入法，稱為洛法有多種，如用金剛石壓入法，稱為洛氏硬度；用鋼球壓入法，稱為布氏硬度。氏硬度；用鋼球壓入法，稱為布氏硬度。 安全系數(shù)：安全系數(shù)：安全系數(shù)是承壓設(shè)備設(shè)計中安全系數(shù)是承壓設(shè)備設(shè)計中的一項基本因素，是為了在設(shè)備使用期的一項基本因素，是為了在設(shè)備使用期間對可能損害設(shè)備安全的各種閑素提供間對可能損害設(shè)備安全的各種閑素提供適當?shù)陌踩６?。適當?shù)陌踩６取?2 2、壓力容器設(shè)計、壓力容器設(shè)計（1 1）設(shè)計的一般要求）設(shè)計的一般要求設(shè)計設(shè)計單位資格單位資格國家規(guī)定凡設(shè)計鍋爐、壓力容器的專業(yè)國家規(guī)定凡設(shè)計鍋爐、壓力容器的專業(yè)單位，須經(jīng)主管部門和勞動部門的審查、單位，須經(jīng)主管部門

53、和勞動部門的審查、批準。發(fā)給設(shè)計許可證書，方可承擔設(shè)計批準。發(fā)給設(shè)計許可證書，方可承擔設(shè)計任務(wù)。任務(wù)。壓力容器設(shè)計，應(yīng)由設(shè)計單位技術(shù)負責壓力容器設(shè)計，應(yīng)由設(shè)計單位技術(shù)負責人批準。設(shè)計圖紙上應(yīng)該有設(shè)計、校對和人批準。設(shè)計圖紙上應(yīng)該有設(shè)計、校對和審批人員三級簽字。審批人員三級簽字。全國性鍋爐定型設(shè)計，須經(jīng)國務(wù)院主管全國性鍋爐定型設(shè)計，須經(jīng)國務(wù)院主管部門和國家勞動人事部門審批。部門和國家勞動人事部門審批。壓力容器結(jié)構(gòu)壓力容器結(jié)構(gòu)壓力容器設(shè)計應(yīng)該盡可能避免應(yīng)力的集壓力容器設(shè)計應(yīng)該盡可能避免應(yīng)力的集中或局部受力狀況的惡化。中或局部受力狀況的惡化。能夠引起應(yīng)力集中或削弱強度的結(jié)構(gòu)應(yīng)能夠引起應(yīng)力集中或削弱強

54、度的結(jié)構(gòu)應(yīng)該互相錯開。該互相錯開。用的比較多的是橢圓形封頭，盡量少采用的比較多的是橢圓形封頭，盡量少采用碟形封頭。用碟形封頭。 壓力容器殼體上的開孔壓力容器殼體上的開孔，如人孔、手孔如人孔、手孔和檢查孔等，一般應(yīng)為圓形、橢圓形或和檢查孔等，一般應(yīng)為圓形、橢圓形或長圓形。長圓形。材料的選用材料的選用材料的質(zhì)量和規(guī)格應(yīng)該符合國標、部材料的質(zhì)量和規(guī)格應(yīng)該符合國標、部標和有關(guān)的技術(shù)要求。標和有關(guān)的技術(shù)要求。承壓元件必須采用鎮(zhèn)靜鋼，不宜采用承壓元件必須采用鎮(zhèn)靜鋼，不宜采用沸騰鋼。沸騰鋼。選用的鋼材要有良好的工藝性能，即選用的鋼材要有良好的工藝性能，即軋制、成型、鍛造、焊接等冷熱加工件軋制、成型、鍛造、焊

55、接等冷熱加工件能。能。低溫容器用鋼的突出問題是低溫下的低溫容器用鋼的突出問題是低溫下的脆性破裂。脆性破裂。（2 2）設(shè)計基礎(chǔ)）設(shè)計基礎(chǔ)設(shè)計壓力和設(shè)計溫度設(shè)計壓力和設(shè)計溫度最小板材厚度最小板材厚度外壓或真空外壓或真空 材料選擇材料選擇非壓力負荷非壓力負荷支架支架封頭封頭3 3、壓力容器的制造和安裝、壓力容器的制造和安裝（1 1）壓力容器制造）壓力容器制造 為了確保壓力容器的制造質(zhì)量，國家規(guī)為了確保壓力容器的制造質(zhì)量，國家規(guī)定凡制造鍋爐、壓力容器的專業(yè)單位，定凡制造鍋爐、壓力容器的專業(yè)單位，須經(jīng)主管部門和勞動部門的審查、批準須經(jīng)主管部門和勞動部門的審查、批準，發(fā)給制造許可證書，無證單位不準制造發(fā)給

56、制造許可證書，無證單位不準制造承壓設(shè)備。非專業(yè)單位若自制自用壓力承壓設(shè)備。非專業(yè)單位若自制自用壓力容器，須辦理申請、審查和批準手續(xù)。容器，須辦理申請、審查和批準手續(xù)。 （2 2）壓力容器安裝）壓力容器安裝鍋爐和壓力容器的專業(yè)安裝單位須經(jīng)勞鍋爐和壓力容器的專業(yè)安裝單位須經(jīng)勞動部門審核批準方可從事承壓設(shè)備的安動部門審核批準方可從事承壓設(shè)備的安裝工作。安裝作業(yè)必須嚴格執(zhí)行國家規(guī)裝工作。安裝作業(yè)必須嚴格執(zhí)行國家規(guī)范，按安裝規(guī)程的要求施工。安裝過程范，按安裝規(guī)程的要求施工。安裝過程應(yīng)該對安裝質(zhì)量分段驗收和總體驗收。應(yīng)該對安裝質(zhì)量分段驗收和總體驗收。驗收由使用單位和安裝單位共同進行，驗收由使用單位和安裝單

57、位共同進行，總體驗收應(yīng)有上級主管部門和勞動部門總體驗收應(yīng)有上級主管部門和勞動部門參加。參加。 4 4、壓力容器定期檢驗、壓力容器定期檢驗壓力容器的定期檢驗，由當?shù)劐仩t和壓壓力容器的定期檢驗，由當?shù)劐仩t和壓力容器安全監(jiān)察機構(gòu)授權(quán)或批準的檢驗力容器安全監(jiān)察機構(gòu)授權(quán)或批準的檢驗單位進行。從事檢驗的人員應(yīng)經(jīng)當?shù)貏趩挝贿M行。從事檢驗的人員應(yīng)經(jīng)當?shù)貏趧尤耸虏块T考核批準。動人事部門考核批準。 （1 1）檢驗周期）檢驗周期 壓力容器的定期檢驗周期，可分為外部壓力容器的定期檢驗周期，可分為外部檢查、內(nèi)外部檢驗和全面檢驗三個類型檢查、內(nèi)外部檢驗和全面檢驗三個類型的周期。檢驗周期內(nèi)使用單位根據(jù)容器的周期。檢驗周期內(nèi)

58、使用單位根據(jù)容器的技術(shù)狀況和使用條件自行確定。但至的技術(shù)狀況和使用條件自行確定。但至少每年作一次外部檢查，每二年作一次少每年作一次外部檢查，每二年作一次內(nèi)外部檢驗，每六年作一次全面檢驗。內(nèi)外部檢驗，每六年作一次全面檢驗。 （2 2）檢驗內(nèi)容）檢驗內(nèi)容外部檢查：保溫層、防腐層及設(shè)備銘牌；外部檢查：保溫層、防腐層及設(shè)備銘牌；容器外表面；焊縫、承壓元件及可拆連容器外表面；焊縫、承壓元件及可拆連接部位；容器開孔；安全附件；緊固螺接部位；容器開孔；安全附件；緊固螺栓；設(shè)備基礎(chǔ)和管道支撐等。栓；設(shè)備基礎(chǔ)和管道支撐等。內(nèi)外部檢驗：內(nèi)外表面的腐蝕、磨損情內(nèi)外部檢驗：內(nèi)外表面的腐蝕、磨損情況；應(yīng)力集中部位，有無

59、裂紋；襯里有況；應(yīng)力集中部位，有無裂紋；襯里有無突起、開裂、腐蝕或其他破損；高壓無突起、開裂、腐蝕或其他破損；高壓容器的主要緊固螺栓應(yīng)進行宏觀檢查并容器的主要緊固螺栓應(yīng)進行宏觀檢查并做表面探傷。做表面探傷。 全面檢驗：除包括內(nèi)外部檢驗全部款項全面檢驗：除包括內(nèi)外部檢驗全部款項外，還應(yīng)該做焊縫無損探傷和耐壓試驗。外，還應(yīng)該做焊縫無損探傷和耐壓試驗。 （3 3）壓力試驗）壓力試驗壓力容器的耐壓試驗和氣密性試驗，應(yīng)在內(nèi)壓力容器的耐壓試驗和氣密性試驗，應(yīng)在內(nèi)外部檢驗合格后進行。外部檢驗合格后進行。如果壓力容器的設(shè)計壓力是如果壓力容器的設(shè)計壓力是p p，液壓試驗的壓液壓試驗的壓力為力為1.251.25p

60、 p；氣壓試驗的壓力，低壓容器為氣壓試驗的壓力，低壓容器為1.201.20p p，中壓容器為中壓容器為1.151.15p p。對于高壓或超高對于高壓或超高壓容器、不采用氣壓試驗。壓容器、不采用氣壓試驗。耐壓試驗后，壓力容器無泄漏、無明顯變形；耐壓試驗后，壓力容器無泄漏、無明顯變形；要求測定殘余變形率的，容積殘變率要求測定殘余變形率的，容積殘變率1010，或徑向殘變率或徑向殘變率0.00.03 3，即可認為壓力容器即可認為壓力容器耐壓試驗合格。耐壓試驗合格。 對于氣密性試驗，達到規(guī)定的試驗壓力后保對于氣密性試驗，達到規(guī)定的試驗壓力后保持持30 30 minmin，在焊縫和連接部位涂肥皂水進行在焊