第五章 壓力容器安全技術

1、第五章 壓力容器安全技術劉景良第一節(jié) 壓力容器概述一般情況下壓力容器是指具備下列條件的容器：最高工作壓力Pw大于或等于0.1MPa(不含液體靜壓力，下同)； 內(nèi)直徑(非圓形截面指斷面最大尺寸)大于或等于0.15m，且容積(V)大于或等于0.025m3； 介質為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于或等于標準沸點的液體。1、按工作壓力分類按壓力容器的設計壓力 分為低壓、中壓、高壓、超高壓四個等級。 低壓(代號L) 0.1MPaP1.6MPa 中壓(代號M) 1.6MPaP10MPa 高壓(代號H) 10MPaP100MPa 超高壓(代號U) 100MPaP1000MPa第一節(jié) 壓力容器概述v按用途分類

2、v按壓力容器在生產(chǎn)工藝過程中的作用原理，分為反應容器、換熱容器、分離容器、儲存容器。v (1)反應容器(代號R)：主要用于完成介質的物理、化學反應的壓力容器。如反應器、反應釜、分解鍋、分解塔、聚合釜、高壓釜、超高壓釜、合成塔、銅洗塔、變換爐、蒸煮鍋、蒸球、蒸壓釜、煤氣發(fā)生爐等。v (2)換熱容器(代號E)：主要用于完成介質的熱量交換的壓力容器。如管殼式廢熱鍋爐、熱交換器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、加熱器、消毒鍋、染色器、蒸炒鍋、預熱鍋、蒸鍋、蒸脫機、電熱蒸氣發(fā)生器、煤氣發(fā)生爐水夾套等。v (3)分離容器(代號S)：主要用于完成介質的流體壓力平衡和氣體凈化分離等的壓力容器。如分離器、過濾器、集油器

3、、緩沖器、洗滌器、吸收塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等。v (4)儲存容器(代號C，其中球罐代號B)：主要是盛裝生產(chǎn)用的原料氣體、液體、液化氣體等的壓力容器。如各種類型的儲罐。v 在一種壓力容器中，如同時具備兩個以上的工藝作用原理時，應按工藝過程中的主要作用來劃分。第一節(jié) 壓力容器概述按危險性和危害性分類(1)一類壓力容器：非易燃或無毒介質的低壓容器。易燃或有毒介質的低壓分離容器和換熱容器。(2)二類壓力容器:任何介質的中壓容器；易燃介質或毒性程度為中度危害介質的低壓反應容器和儲存容器；毒性程度為極度和高度危害介質的低壓容器； 低壓管殼式余熱鍋爐；搪玻璃壓力容器。(3)三類壓力容器： 毒性

4、程度為極度和高度危害介質的中壓容器和PV(設計壓力x容積)大于或等于0.2Mpa.m3的低壓容器；易燃或毒性程度為中度危害介質且PV大于或等于0.5Mpa.m3的中壓反應容器；PV大于或等于10Mpa.m3的中壓儲存容器；高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；高壓容器。 第二節(jié) 壓力容器的定期檢驗一、定期檢驗的要求 壓力容器的使用單位，必須認真安排壓力容器的定期檢驗工作，按照在用壓力容器檢驗規(guī)程的規(guī)定，由取得檢驗資格的單位和人員進行檢驗。并將年檢計劃報主管部門和當?shù)氐腻仩t壓力容器安全監(jiān)察機構。 二、定期檢驗的內(nèi)容 1、外部檢查：指專業(yè)人員在壓力容器運行中定期的在線檢查。 2、內(nèi)外部檢驗：指專業(yè)檢驗人員在壓

5、力容器停機時的檢驗。檢驗內(nèi)容除外部檢驗的全部內(nèi)容外，還包括以下內(nèi)容的檢驗：腐蝕、磨損、裂紋、襯里情況、壁厚測量、金相檢驗、化學成分分析和硬度測定。3、全面檢驗：全面檢驗除內(nèi)、外部檢驗的全部內(nèi)容外，還包括焊縫無損探傷和耐壓試驗。 三、定期檢驗的周期一般情況下，壓力容器每年至少作一次外部檢查，每三年作一次一般情況下，壓力容器每年至少作一次外部檢查，每三年作一次內(nèi)外部檢驗，每六年進行一次全面檢查。內(nèi)外部檢驗，每六年進行一次全面檢查。 第三節(jié)壓力容器的安全附件v一、安全泄壓裝置 v 壓力容器常見的安全泄壓裝置有安全閥和爆破片。v1.安全閥 v(1)安全閥的種類常用的有杠桿式和彈簧式兩種。 v (2)安

6、全閥的選用 壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程規(guī)定，安全閥的制造單位，必須有國家勞動部頒發(fā)的制造許可證才可制造。產(chǎn)品出廠應有合格證，合格證上應有質量檢查部門的印章及檢驗日期。v 安全閥的排放量是選用安全閥的關鍵因素，安全閥的排量必須不小于容器的安全泄放量。v 從氣體排放方式來看，對盛裝有毒、易燃或污染環(huán)境的介質容器，應選用封閉式安全閥。v 選用安全閥時，要注意它的工作壓力范圍，要與壓力容器的工作壓力范圍相匹配。v (3)安全閥的安裝。安全閥應垂直向上安裝在壓力容器本體的液面以上氣相空間部位，或與連接在壓力容器氣相空間上的管道相連接。 v (4)安全閥的維護和檢驗v安全閥在安裝前應由專業(yè)人員進行水壓試驗和

7、氣密性試驗，經(jīng)試驗合格后進行調(diào)整校正。安全閥的開啟壓力但不得超過容器的設計壓力。校正調(diào)整后的安全閥應進行鉛封。v 安全閥要定期檢驗，每年至少校驗一次。定期檢驗工作包括清洗、研磨、試驗和校正。 一、安全泄壓裝置2、防爆片v防爆片又稱防爆膜、防爆板，是一種斷裂型的安全泄壓裝置。防爆片具有密封性能好，反應動作快以及不易受介質中粘污物的影響等優(yōu)點。v運行中應經(jīng)常檢查爆破片法蘭連接處有無泄漏，爆破片有無變形。通常情況下，爆破片應每年更換一次，發(fā)生超壓而未爆破的爆破片應該立即更換。3、防爆帽v 防爆帽又稱爆破帽，也是一種斷裂型安全泄壓裝置。它的樣式較多，但基本作用原理一樣。它的主要元件是一個一端封閉、中間

8、具有一薄弱斷面的厚壁短管。當容器的壓力超過規(guī)定時，防爆帽即從薄弱斷面處斷裂，氣體從管孔中排出。為了防止防爆帽斷裂后飛出傷人，在它的外面應裝有保護裝置。二、壓力表v壓力表的種類，按作用原理和結構，可分為液柱式、彈性元件式、活塞式和電量式四大類。壓力容器大多使用彈性元件式的單彈簧管壓力表。v壓力表的選用v裝在壓力容器上的壓力表，其表盤刻度極限值應為容器最高工作壓力的1.53倍，最好為2倍。壓力表量程越大，允許誤差的絕對值也越大，視覺誤差也越大。v壓力表的安裝v安裝壓力表時，為便于操作人員觀察，應將壓力表安裝在最醒目的地方，并要有充足的照明，同時要注意避免受輻射熱、低溫及震動的影響。裝在高處的壓力表

9、應稍微向前傾斜，但傾斜角不要超過30。壓力表接管應直接與容器本體相接。為了便于卸換和校驗壓力表，壓力表與容器之間應裝設三通旋塞。旋塞應裝在垂直的管段上，并要有開啟標志，以便核對與更換。蒸汽容器，在壓力表與容器之間應裝有存水彎管。v壓力表的使用v使用中的壓力表，應根據(jù)設備的最高工作壓力，在它的刻度盤上劃明警戒紅線，但注意不要涂畫在表盤玻璃上，一則會產(chǎn)生很大的視差，二則玻璃轉動導致紅線位置發(fā)生變化使操作人員產(chǎn)生錯覺，造成事故。 v 壓力表應保持潔凈，表盤上玻璃要明亮透明，使表內(nèi)指針指示的壓力值能清楚易見。壓力表的接管要定期吹洗。在容器運行期間，如發(fā)現(xiàn)壓力表指示失靈，刻度不清，表盤玻璃破裂，泄壓后指

10、針不回零位，鉛封損壞等情況，應立即校正或更換。v 壓力表的維護和校驗應符合國家計量部門的有關規(guī)定。一般每六個月校驗一次。通常壓力表上應有校驗標記，注明下次校驗日期或校驗有效期。校驗后的壓力表應加鉛封。未經(jīng)檢驗合格和無鉛封的壓力表均不準安裝使用。三、液面計液面計或儀表，均應符合容規(guī)規(guī)定的安全要求： (1)應根據(jù)壓力容器的介質、最高工作壓力和溫度正確選用。 (2)在安裝使用前，低、中壓容器液面計，應進行1.5倍液面計公稱壓力的水壓試驗；高壓容器液面計，應進行1.25倍液面計公稱壓力的水壓試驗。 (3)盛裝0以下介質的壓力容器，應選用防霜液面計。 (4)寒冷地區(qū)室外使用的液面計，應選用夾套型或保溫型

11、結構的液面計。(5)易燃、毒性程度為極度、高度危害介質的液化氣體壓力容器，應采用板式或自動液面指示計，并應有防止泄漏的保護裝置。(6)要求液面指示平穩(wěn)的，不應采用浮子(標)式液面計。 (7)液面計應安裝在便于觀察的位置。如液面計的安裝位置不便于觀察，則應增加其他輔助設施。大型壓力容器還應有集中控制的設施和警報裝置。液面計的最高和最低安全液位，應做出明顯的標記。 (8)壓力容器操作人員，應加強液面計的維護管理，經(jīng)常保持完好和清晰。應對液面計實行定期檢修制度，使用單位可根據(jù)運行實際情況，在管理制度中具體規(guī)定。(9)液面計有下列情況之一的，應停止使用：超過檢驗周期；玻璃板(管)有裂紋、破碎；閥件固死

12、；經(jīng)常出現(xiàn)假液位。(10)使用放射性同位素料位檢測儀表，應嚴格執(zhí)行國務院發(fā)布的放射性同位素與射線裝置放射防護條例的規(guī)定，采取有效保護措施，防止使用現(xiàn)場放射危害。第四節(jié)壓力容器的安全使用一、壓力容器的使用管理1.壓力容器的安全技術管理2.建立壓力容器的安全技術檔案 壓力容器的技術檔案應包括：壓力容器的產(chǎn)品合格證，質量證明書，登記卡片，設計、制造、安裝技術等原始的技術文件和資料，檢查鑒定記錄，驗收單，檢修方案及實際檢修情況記錄，運行累計時間表，年運行記錄，理化檢驗報告，竣工圖以及中高壓反應容器和儲運容器的主要受壓元件強度計算書等。3、對壓力容器使用單位及人員的要求 二、壓力容器的安全操作 1.壓力

13、容器的安全操作出現(xiàn)下列情況之一，操作人員應立即采取措施停止運行，并盡快向有關領導匯報(1)容器的壓力或壁溫超過操作規(guī)程規(guī)定的最高允許值，采取措施后仍不能使壓力或壁溫降下來，并有繼續(xù)惡化的趨勢。(2)容器的主要承壓元件產(chǎn)生裂紋、鼓包或泄漏等缺陷，危及容器安全。(3)安全附件失靈、接管斷裂、緊固件損壞。難以保證容器安全運行。(4)發(fā)生火災，直接影響容器的安全操作。停止容器運行的操作，一般應切斷進料，卸放器內(nèi)介質，使壓力降下來。對于連續(xù)生產(chǎn)的容器，緊急停止運行前必須與前后有關工段作好聯(lián)系工作。2.壓力容器的維護保養(yǎng)一般包括防止腐蝕，消除“跑、冒、滴、漏”和做好停運期間的保養(yǎng)。第五節(jié)氣瓶安全技術一、氣

14、瓶的分類 1、按充裝介質的性質分類 (1) 壓縮氣體氣瓶 (2)液化氣體氣瓶 (3)溶解氣體氣瓶2、按制造方法分類(1)鋼制無縫氣瓶（2）鋼制焊接氣瓶 （3）纏繞玻璃纖維氣瓶 3、按公稱工作壓力分類 分為高壓氣瓶和低壓氣瓶。 二、氣瓶的安全附件1、安全泄壓裝置 氣瓶常見的泄壓附件有爆破片和易熔塞。三、氣瓶的顏色四、氣瓶的管理1、充裝安全（1）為了保證氣瓶在使用或充裝過程中不因環(huán)境溫度升高而處于超壓狀態(tài)，必須對氣瓶的充裝量嚴格控制。 (2)防止不同性質氣體混裝。 (3)屬下列情況之一的，應先進行處理，否則嚴禁充裝： 鋼印標記、顏色標記不符規(guī)定及無法判定瓶內(nèi)氣體的；改裝不符合規(guī)定或用戶自行改裝的；

15、 附件不全、損壞或不符合規(guī)定的； 瓶內(nèi)無剩余壓力的； 超過檢驗期的；外觀檢查存在明顯損傷，需進一步進行檢查的；氧化或強氧化性氣體氣瓶沾有油脂的；易燃氣體氣瓶的首次充裝，事先未經(jīng)置換和抽空的。 2、儲存安全 3、使用安全四、氣瓶的檢驗 氣瓶的定期檢驗，應由取得檢驗資格的專門單位負責進行。未取得資格的單位和個人，不得從事氣瓶的定期檢驗。 各類氣瓶的檢驗周期為：v 盛裝腐蝕性氣體的氣瓶，每2年檢驗一次； v 盛裝一般氣體的氣瓶，每3年檢驗一次；v 液化石油氣氣瓶，使用未超過20年的，每5年檢驗一次，超過20年的，每2年檢驗一次。v 盛裝惰性氣體的氣瓶，每5年檢驗一次。 氣瓶在使用過程中，發(fā)現(xiàn)有嚴重腐

16、蝕、損傷或對其安全可靠性有懷疑時，應提前進行檢驗。庫存和使用時間超過一個檢驗周期的氣瓶，啟用前應進行檢驗。 氣瓶檢驗單位，對要檢驗的氣瓶，逐只進行檢驗，并按規(guī)定出具檢驗報告。未經(jīng)檢驗和檢驗不合格的氣瓶不得使用。第六節(jié) 工業(yè)鍋爐安全技術v 鍋爐是使燃燒產(chǎn)生的熱能把水加熱或變成蒸汽的熱力設備，是由“鍋”和“爐”以及為保證“鍋”和“爐”正常運行所必需的附件、儀表及附屬設備等三大類(部分)組成。v “鍋”是指鍋爐中盛放水和蒸汽的密封受壓部分，是鍋爐的吸熱部分，主要包括汽包、對流管、水冷壁、聯(lián)箱、過熱器、省煤器等?！板仭痹偌由辖o水設備就組成鍋爐的汽水系統(tǒng)。v “爐”是指鍋爐中燃料進行燃燒、放出熱能的部分

17、，是鍋爐的放熱部分，主要包括燃燒設備、爐墻、爐拱、鋼架和煙道及排煙除塵設備等。v 鍋爐的附件和儀表很多，如安全閥、壓力表、水位表及高低水位報警器、排污裝置、汽水管道及閥門、燃燒自動調(diào)節(jié)裝置、測溫儀表等等。v 鍋爐的附屬設備也很多，一般包括給水系統(tǒng)的設備(如水處理裝置、給水泵)；燃料供給及制備系統(tǒng)的設備(如給煤、磨粉、供油、供氣等裝置)；通風系統(tǒng)設備(如鼓、引風機)和除灰排渣系統(tǒng)設備(除塵器、出渣機、出灰機)。一、鍋爐安全附件一、鍋爐安全附件 1、安全閥 安全閥的功能：當鍋爐中介質壓力超過允許壓力時，安全閥自動開啟，排汽降壓，同時發(fā)出嗚叫聲向工作人員報警；當介質壓力降到允許工作壓力之后，自動“回

18、座”關閉，使鍋爐能夠維持運行；在鍋爐正常運行中，安全閥保持密閉不漏。 鍋爐上所有安全閥的總排汽量，必須大于鍋爐的最大連續(xù)蒸發(fā)量。 安全閥應該裝設排汽管，排汽管應盡量直通室外，安全閥排汽管底部應該接到地面的泄水管，在排汽管和泄水管上都不允許裝設閥門。 安全閥每年至少做一次定期檢驗，每天人為排放一次，排放壓力最好為規(guī)定最高工作壓力的80以上。 2、壓力表 v 鍋爐沒有壓力表、壓力表損壞或壓力表的裝設不符合要求，都不得投入運行或繼續(xù)運行。v 鍋爐中應用得最為廣泛的壓力表是彈簧管式壓力表，它具有結構簡單、使用方便，準確可靠、測量范圍大等優(yōu)點。 壓力表度盤上應該劃紅線，指出最高允許工作壓力。壓力表每半年

19、至少應校驗一次，校驗后應該鉛封。壓力表的連接管不應有漏汽現(xiàn)象，否則會降低壓力指示值。3、水位表 鍋爐上常用的水位表，有玻璃管式和玻璃板式兩種。 水位報警器用于在鍋爐水位異常(高于最高安全水位或低于最低安全水位)時發(fā)出警報，提醒運行人員采取措施，消除險情。額定蒸發(fā)量2t/h的鍋爐，必須裝設高低水位報警器，警報信號應能區(qū)分高低水位。二、鍋爐水質處理1.爐給水處理的重要性 溶解在水中的鈣、鎂的碳酸鹽、重碳酸鹽、硫酸鹽，在加熱的過程中能在鍋爐的受熱面上沉積下來結成堅硬的水垢，水垢會給鍋爐運行帶來很多害處。如使受熱面?zhèn)鳠岵涣肌?溶解在水中的氧氣和二氧化碳會導致金屬的腐蝕，從而縮短鍋爐的壽命。 2、水質標

20、準 低壓鍋爐主要水質指標有懸浮物、溶解鹽類、硬度、堿度、酸度、pH值、溶解氧等；中、高壓鍋爐，除上述指標外還有電導率、二氧化硅、銅、鐵等。3、水處理方法 水處理方法從兩方面進行，一種是爐內(nèi)水處理，另一種是爐外水處理。 爐內(nèi)水處理也叫鍋內(nèi)水處理，就是將自來水或經(jīng)過沉淀的天然水直接加入，向汽包內(nèi)加入適當?shù)乃巹?，使之與鍋水中的鈣、鎂鹽類生成松散的泥渣沉降，然后通過排污裝置排除。常用的幾種藥劑有：碳酸鈉、氫氧化鈉、磷酸鈉、六偏磷酸鈉、磷酸氫二鈉和一些新型有機防垢劑。 爐外水處理就是在給水進入鍋爐前，通過各種物理和化學的方法，把水中對鍋爐運行有害的雜質除去，使給水達到標準，從而避免鍋爐結垢和腐蝕。 常用

21、的方法有離子交換法，能除去水中的鈣、鎂離子，使水軟化(除去硬度)，可防止爐壁結垢，中小型鍋爐已普遍使用；陽陰離子交換法，能除去水中的鹽類，生產(chǎn)脫鹽水(亦稱純水)，高壓鍋爐均使用脫鹽水，直流鍋爐和超高壓鍋爐的用水要經(jīng)二級除鹽；電滲析法，能除去水中的鹽類，常作為離子交換法的前級處理。 三、鍋爐運行的安全管理1、鍋爐啟動的安全要點(1)全面檢查 主要內(nèi)容有：檢查汽水系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、風煙系統(tǒng)、鍋爐本體和輔機是否完好；檢查人孔、手孔、看火門、防爆門及各類閥門、接板是否正常；檢查安全附件是否齊全、完好并使之處于啟動所要求的位置；檢查各種測量儀表是否完好等。(2)上水 為防止產(chǎn)生過大熱應力，上水水溫最高不應

22、超過90100；上水速度要緩慢，全部上水時間在夏季不小于1h，在冬季不小于2h。冷爐上水至最低安全水位時應停止上水，以防受熱膨脹后水位過高。 (3)烘爐和煮爐 烘爐就是在爐膛中用文火緩慢加熱鍋爐，使爐墻中的水分逐漸蒸發(fā)掉。煮爐的目的是清除鍋爐蒸發(fā)受熱面中的鐵銹、油污和其它污物，減少受熱面腐蝕，提高鍋水和蒸汽的品質。 (4)點火與升壓 防止爐膛內(nèi)爆炸；即點火前應開動引風機數(shù)分鐘給爐膛通風，分析爐膛內(nèi)可燃物的含量，低于爆炸下限時，才可點火。 防止熱應力和熱膨脹造成破壞：為了防止產(chǎn)生過大的熱應力，鍋爐的升壓過程一定要緩慢進行。如：水管鍋爐在夏季點火升壓需要24h，在冬季點火升壓需要26h；立式鍋殼鍋

23、爐和快裝鍋爐需要時間較短，為12h。 (5)暖管與并汽 所謂暖管，即用蒸汽緩慢加熱管道三閥門、法蘭等元件，使其溫度緩慢上升，避免向冷態(tài)或較低溫度的管道突然供入蒸汽，以防止熱應力過大而損壞管道、閥門等元件。同時將管道中的冷凝水驅出，防止在供汽時發(fā)生水擊。 冷態(tài)蒸汽管道的暖管時間一般不少于2h，熱態(tài)蒸汽管道的暖管一般為0.51h。 并汽也叫并爐、并列，即投入運行的鍋爐向共用的蒸汽總管供汽。并汽時應燃燒穩(wěn)定、運行正常、蒸汽品質合格以及蒸汽壓力稍低于蒸汽總管內(nèi)汽壓。三、鍋爐運行的安全管理 2、鍋爐運行中的安全要點 (1)鍋爐運行中，保護裝置與聯(lián)鎖不得停用。需要檢驗或維修時，得經(jīng)有關主領導批準。 (2)鍋爐運行中，安全閥每天人為排汽試驗一次。電磁安全閥電氣回路試驗每月應進行一次。安全閥排汽試驗后，其起座壓力、回座壓力、閥瓣開啟高度應