[工程科技]第三章 特种设备

第三章 特种设备,安书文,第三章 特种设备,3.1 概述3.2 特种设备监察体系及法规标准体系3.3 危险有害因素辨别的基本知识3.4 特种设备安全对策措施基本知识3.5 承压类特种设备安全技术3.6 特种设备事故案例3.7 特种设备事故应急救援及预案,3.1、概述3.1.1特种设备的概念 特种设备指涉及生命安全，危险性较大的锅炉、压力容器、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场（厂）内机动车辆等设备、设施。 特种设备是我国的一个专有名词，是在制定特种设备安全监察条例时明确的。国际上虽然对锅炉、压力容器、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场（厂）内机动车辆等设备进行安全监察，但是还没有形成特种设备的统一概念。 按照设备的特点，可将特种设备划分为承压类特种设备和机电类特种设备。承压类特种设备包括锅炉、压力容器和压力管道；机电类特种设备包括电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场（厂）内机动车辆。 特种设备是经济发展的重要基础设备。每年消耗掉70的煤产量的锅炉，已经成为工业生产的“心脏”。石化装置中。压力容器和压力管道比重高达40以上。长输管道是公路运输、铁路运输、水运和航空运输之后的第五大运输系统。起重机械作为现代生产物料的搬运设备，是支撑工业、交通业、建筑业等主要产业的“骨干”。特种设备分布广泛、数量巨大、增长较快，直接关系到人民生活和社会发展，特种设备已成为人民群众生活密切相关的重要基础设施。如电梯已经成为不可或缺的代步工具，气瓶作为最常见的压力容器已经进入千家万户。燃气压力管道成为城市的“生命线”。随着我国工业化进程的不断加快，特种设备对国民经济和社会发展的支撑作用将日益明显。,3.1.2 我国特种设备的发展趋势 随着经济发展和社会进步，特种设备不仅数量呈上升趋势，而且向着更高效，更安全，更环保、节能的方向发展。（1）更高效为了实现更高的效率，电站锅炉、加氢反应器、压力管道、起重机械、大型游乐设施、客运索道等特种设备，向高参数、大型化发展。我国很多电站锅炉的额定蒸汽压力参数已经超过临界压力（22.120MPa），有的已达到27 MPa；单机容量从100MW、200MW、300MW、600MW、900MW，基本淘汰了50MW以下的上网火电机组，已经有了几十台超临界机组，目前单机容量最大的是华能浙江玉环电厂和山东邹县电厂的1000MW机组（其额定蒸汽压力分别为27.56MPa和26.25MPa）.近年来，我国新建的几个石化项目中，加氢装置逐步朝大型化发展。而内蒙神华煤田在建的加氢反应器重达1800t，是目前世界上单台重量最大的加氢反应器。为了提高长输（油气）管道的输送能力，其输送压力、输送距离、材料等级和管道口径逐步变大。而城区范围内部分燃气管道的最大设计压力也由原来的1.6MPa提高到了4.0MPa。,（2）更安全 随着科技的进步，大量新材料、新的保护装置及先进技术不断应用于特种设备，提高了特种设备的安全性能。 材料制造水平的提高以及钛合金、锆及锆合金等贵金属在压力容器上的应用，使设备耐腐蚀能力有了很大的提高，为实现长周期运行、提高设备安全性能奠定了基础。城市燃气管道材料逐步向使用复合材料和聚乙烯（PE）方向发展，在设计寿命上有了很大的提高。 安全保护装置和设施向着更加齐全完善的方向发展，控制系统水平的提高，也对特种设备的安全性提供了更可靠的保障，如燃气输配的监控和数据采集系统逐步完善，提高了城镇燃气管道的安全性；安全保护装置和设施更加齐全，所有安全监控均输入计算机系统，一旦发生故障，可以自动停车，并显示故障位置等。（3）更环保、节能 随着我国可持续发展战略的实施，节能、环保问题是社会关注的一个焦点。特种设备也出现了许多环保、节能型产品。如垃圾焚烧锅炉即利用了垃圾中的可燃烧能源又可减少垃圾对环境的污染；采用循环流化床燃烧技术降低了锅炉对大气的污染。,3.1.3 我国特种设备种类、类别、品种（1）特种设备目录中的设备种类、类别、品种 为了进一步明确特种设备安全监察的具体范围，增加可操作性，国家质检总局根据特种设备安全监察条例的规定，制订了特种设备目录。该目录经国务院批准后，国际质检总局于2004年1月19日，以国质检锅【2004】31号文予以公布。 特种设备目录将特种设备分为锅炉、压力容器、压力管道、压力管道元件、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、安全附件及安全保护装置等9个种类，各种类中又分为若干类别、品种，具体见表31。,表3-1特种设备的种类、类别、品种,表3-1特种设备的种类、类别、品种,表3-1特种设备的种类、类别、品种,表3-1特种设备的种类、类别、品种,表3-1特种设备的种类、类别、品种,表3-1特种设备的种类、类别、品种（续）,表3-1特种设备的种类、类别、品种,表3-1特种设备的种类、类别、品种,表3-1特种设备的种类、类别、品种（续）,表3-1特种设备的种类、类别、品种,3.2、特种设备的安全监察体系及法规标准体系3.2.1监察体系的建立 国家依法建立特种设备安全监察体系、建立监察机构、设置监察人员、并不断完善法律、法规及标准体系。 建立机构、设置人员；国家质量监督检疫总局是国务院下设负责主管特种设备安全检查的国家机构。各省、市（区）、县特种设备安全监察部门负责地方的特种设备安全监察工作。并在各部门设置监察人员。3.2.2. 法规标准体系的建立完善法律、法规标准；国家依法实行安全监察是我们一贯的做法，这是因为特种设备的特点和其重要性决定的。改革开放以来特别是进入到上个世纪八十年后我们特种设备安全监察的法律、法规得到了不断完善相关标准的制定和修改进程也在加快。3.2.3.法规标准体系的结构 我国特种设备法规标准体系的结构可以分为A、B、C、D、E、等5个层次（见图3-1）。由A至E，文件的数量逐级增加，由E至A，法律效力逐级升高。 在全国范围内适用的情况下，特种设备法规标准体系的5个层次分别为；,A层次；法律。 B层次；行政法规。 C层次；国务院部门规章（简称部门规章）。 D层次；特种设备安全技术规范。 E层次；技术标准。 如果仅针对又相应立法权限的地方，特种设备法规标准体系的5个层次，由地方行法规、自治条例和单行条例、规章组成，其中规章包括国务院部门规章和地方政府规章。,图 3-我国特种设备法规标准体系层次示意图,特种设备法规标准的A层次法律,法律由全国人民代表大会和全国人民代表大会常务委员会行使国家立法权。分为全国人民代表大会通过的法律和全国人民代表大会常务委员会通过的法律，法律均由国家主席签署主席令予以公布。现行法律中涉及特种设备安全和特种设备安全监察工作的主要有中华人民共和国劳动法、中华人民共和国产品质量法、中华人民共和国商品检验法、中华人民共和国安全生产法、中华人民共和国行政许可法、中华人民共和国标准化法。中华人民共和国特种设备安全法，已列入第十届全国人民代表大会立法规划。法律不得同宪法相抵触。法律的效力高于行政法规、地方性法规、部门规章和地方政府规章。,特种设备法规标准的B层次行政法规,国务院根据宪法和法律，制定行政法规。行政法规由总理签署国务院令公布。行政法规的形式包括“条例”、“规定”、“办法”等。 现行法规中与特种设备有关的主要有特种设备安全监察条例、化学危险安全管理条例、石油天然气管道保护条例、国务院关于特大安全事故行政责任追究的规定、国务院对确需保留的行政许可审批项目设定行政许可的规定、生产安全事故报告和调查处理条例。行政法规不得同宪法相抵触。行政法规的效力高于地方性法规，部门规章和地方政府规章。我国特种设备安全监察主要依据特种设备安全监察条例开展工作，该条例对特种设备安全监察主要做了如下规定:,特种设备法规标准的B层次行政法规,1)特种设备安全监察的目的2)实施安全检查的设备3)特种设备安全监察的工作范围4)特种设备安全监察工作的政府部门分工5)特种设备生产、使用单位对特种设备安全的基本义务6)特种设备检验检测机构的基本义务7)特种设备生产、使用单位和特种设备检验检测机构接受安全监察的义务8)政府责任,特种设备法规标准的B层次行政法规,9)国家对特种设备安全工作的鼓励、奖励政策10)单位和个人举报违法行为的权利11)生产（含设计、制造、改造、维修）单位在生产活动中和气瓶充装单位气瓶充装活动中的义务12)使用单位保证安全使用的义务13)检验检测单位和检验检测人员的义务14)安全监督管理部门实施安全监察的义务15)特种设备事故应对、报告及事故处理的要求16)特种设备安全法律责任17)压力管道安全监察的特种规定,(3) 特种设备法规标准的C层次部门规章和地方性法规、自治条例和单行条例、地方政府规章,部门规章；国务院各部、委员会、中国人民银行、审计署和具有行政管理职能的直属机构，可以根据法律和国务院的行政法规、决定、命令，在本部门的权限范围内，制定部门规章。部门规章规定的事项应当属于执行法律或者国务院的行政法规、决定、命令的事项。涉及两个以上国务院部门职权范围的事项，应当提请国务院制定行政法规或者由国务院有关部门联合制定规章。 部门规章应当经部务会议或者委员会会议决定。部门规章由部门首长签署命令予以公布。现行的特种设备安全监督管理部门制定的部门规章见表3-2.,表3-2 现行的特种设备安全监督部门制定的部门内规章一栏表,表3-2 现行的特种设备安全监督部门制定的部门内规章一栏表（续）,(3) 特种设备法规标准的C层次部门规章和地方性法规、自治条例和单行条例、地方政府规章,地方性法规、自治条例和单行条例；省、自治区、直辖市的人民代表大会及其常务委员会根据本行政区域的具体情况和实际需要，在不同宪法、法律、行政法规相抵触的前提下，可以制定地方性法规。较大的市的人民代表大会及其常务委员会根据本市的具体情况和实际需要，在不同宪法、法律、行政法规和本省、自治区的地方性法规相抵触的前提下，可以制定地方性法规，报省、自治区的人民代表大会常务委员会批准后施行。地方性法规可以就为执行法律、行政法规的规定，需要根据本行政区域的实际情况作具体规定的事项；属于地方性事务需要制定地方性法规的事项作出规定。,(3) 特种设备法规标准的C层次部门规章和地方性法规、自治条例和单行条例、地方政府规章,省、自治区、直辖市的人民代表大会指定的地方性法规由大会主席团发布公告予以公布。省、自治区、直辖市的人民代表大会常务委员会制定的地方性法规由常务委员会发布公告予以公布。较大的市的人民代表大会及其常务委员会制定的地方性法规报经批准后，有较大的市的人民代表大会常务委员会发布公告予以公布。自治条例和单行条例报经批准后，分别由自治区、自治州、自治县的人民代表大会常务委员会发布公告予以公布。 各地区现有一些有关特种设备的地方性法规，如江苏省特种设备安全监察条条例、浙江省特种设备安全监察条例、鞍山市特种设备安全监察条例等。目前我省尚未有相关的地方性法规。仅有一个特种设备使用管理办法JG0072008.,(3) 特种设备法规标准的C层次部门规章和地方性法规、自治条例和单行条例、地方政府规章,地方政府规章；省、自治区、直辖市和较大的市的人民政府，可以根据法律、行政法规和本省、自治区、直辖市的地方法规，制定规章。 地方政府规章可以就为执行法律、行政法规、地方性法规的规定需要制定规章的事项、属于本行政区域的具体行政管理事项作出规定。 地方政府规章应当经政府常务会议或者全体会议决定。地方政府规章由省长或者自治区主席或者市长签署命令予以公布。,(4) 特种设备法规标准的D层次安全技术规范,安全技术规范的定义； 特种设备安全技术规范是指国家质量监督检验检疫总局依据特种设备安全监察条例，对特种设备的安全性能和相应的设计、制造、安装、改造、维修、使用和检验检测等活动制定颁布的强制性规定。安全技术规范是特种设备法律法规体系的重要主成部分，其作用是把与特种设备有关的法律、法规和规章的原则规定具体化。 安全技术规范的名称可以称规程、规则、导则、细则、技术要求等，但不得称规章、通知、通告或公告。,(4) 特种设备法规标准的D层次安全技术规范,安全技术规范的格式及内容；a. 特种设备安全技术规范封面板式及要求特种设备安全技术规范采用统一的封面板式，具体见图3-2。,图3-2 特种设备安全技术规范封面板式及要求,(4) 特种设备法规标准的D层次安全技术规范,b. 特种设备安全技术规范编号方法特种设备安全技术规范编号的组成部分其排列方式见图3-3。 图3-3 特种设备安全技术规范编号各部分排列方式,(4) 特种设备法规标准的D层次安全技术规范,c. 特种设备安全技术规范的种类号 由拼音字母和阿拉伯数字表示。第1个用拼音字母表示设备种类，第2个用数字表示工作项目。设备种类编号方法见表3-3；工作项目编号方法见表3-4。 表3-3 设备种类编号方法,(4) 特种设备法规标准的D层次安全技术规范,表3-4 工作项目编号方法,(4) 特种设备法规标准的D层次安全技术规范,d. 特种设备安全技术规范顺序号用3位阿拉伯数字表示，表示具体的规范顺序号。安全技术规范编号方法举例见表3-5。 表3-5 安全技术规范标号方法举例,(4) 特种设备法规标准的D层次安全技术规范,e. 我国现行的安全技术规范我国现行的安全技术规范目录见表3-6。 表3-6 我国现行的安全技术规范目录,(4) 特种设备法规标准的D层次安全技术规范我国现行的安全技术规范目录见表3-6(续)。,(4) 特种设备法规标准的D层次安全技术规范我国现行的安全技术规范目录见表3-6(续)。,(4) 特种设备法规标准的D层次安全技术规范我国现行的安全技术规范目录见表3-6(续)。,(5) 特种设备法规标准体系的E层次技术标准,技术标准主要指安全技术规范中引用的标准。技术标准主要为国家标准和行业标准，安全技术规范与技术标准主要有如下关系；安全技术规范是强制性的，技术标准被安全技术规范引用后其引用部分即是强制性的；安全技术规范是提出特种设备安全要求的主体，技术标准被引用后是对安全技术规范的补充；安全技术规范是对特种设备全方位、全过程的最低安全要求；特种设备产品技术标准中应当清晰表述如何实现安全技术规范的最低安全技术要求。,(5) 特种设备法规标准体系的E层次技术标准,应当注意，在涉及特种设备产品领域，我国的强制性标准的法律效力不低于安全技术标准。特种设备技术标准基本情况；据初步统计，我国目前共有各类特种设备及其安全附件标准和相关标准5000多个。这些标准主要是国家标准和行业标准，也有少量企业标准（如西气东输工程的一些压力管道标准），其中国家标准（包括特种设备相关标准）2500多个、机械行业标准1000多个、石化标准60多个、石油行业标准370多个、化工行业标准240多个、电力与水利行业标准100多个、轻工业标准中涉及压力容器的标准60多个、电子行业标准中涉及压力容器标准20多个、纺织机械标准中有关 锅炉压力容器标准20多个、城建标准中有关燃气管道和压力容器的标准30多个、建工标准涉及电梯与起重机械和气瓶的标准100多个、铁路标准中涉及锅炉和起重机械的标准10多个、劳动标准中涉及起重机械和气瓶的标准20多个、商业标准中涉及压力容器的标准7个、林业标准中涉及起重机械和索道的标准10个、商检标准中有关标准17个、冶金行业标准中涉及特种设备材料方面的主要标准150多个。技术标准被安全技术规范引用的基本情况；在我国与特种设备相关的5000多个各类标准中，安全技术规范中引用、部分引用或者拟引用的标准大约18002000余个。注册安全工程师在工作中遇到大量特种设备安全问题经常涉及技术标准，其应当对常用的技术标准有一定的了解。,3.3 危险、有害因素辨识的基本知识,（1）危险、有害因素的概念危险因素是指能对人造成伤亡或者对物造成突发性损害的因素。有害因素是指能影响人的身体健康，导致疾病、或者对物造成慢性损害的因素。通常情况下，二者并不加以区分而统称为危险、有害因素。危险、有害因素主要指客观存在的危险、有害物质或者能量超过一定限值的设备、设施和场所等。有害因素强调在一定时间范围内的积累作用；而危险因素则强调突发性和瞬间作用。生产活动中危险、有害因素产生的主要原因一是存在能量、有害物质。二是失控，包括故障（包括生产、控制、安全装置和辅助设施等故障）；人员失误；管理缺陷；环境因素等。,3.3 危险、有害因素辨识的基本知识,（2）危险、有害因素的分类方法按照生产过程危险和有害因素分类与代码（GB/T 138161992）进行分类该方法是按照导致事故和职业危害的直接原因进行分类，将生产过程中危险、有害因素分为以下6类。,3.3 危险、有害因素辨识的基本知识,A、 物理性危险、有害因素 a.设备、设施缺陷（强度不够、刚度不够、稳定性差、密封不良、应力集中、外形缺陷、外露运动件、制动器缺陷、控制器缺陷、设备设施其他缺陷）； b.防护缺陷（无防护、防护装置和设施缺陷、防护不当、支撑不当、防护距离不够、其他防护缺陷）； c.电（带电部位裸露、漏电、雷电、静电、电火花、其他电危害）； d.噪声（机械性噪声、电磁性噪声、流体动力性噪声、其他噪声）； e.振动（机械性振动、电磁性振动、流体动力性振动、其他振动）； f.电磁辐射（电离辐射：x射线、r射线、a粒子、p粒子、质子、中子、高能电子束等；非电离辐射：紫外线、激光、射频辐射、超高压电场）； g.运动物（固体抛射物、液体飞溅物、反弹物、岩土滑动、料堆垛滑动、气流卷动、冲击地压、其他运动物危害）； h.明火； i.能造成灼伤的高温物质（高温气体、高温固体、高温液体、其他高温物质）； J.能造成冻伤的低温物质（低温气体、低温固体、低温液体、其他低温物质）； k.粉尘与气溶胶（不包括爆炸性、有毒性粉尘与气溶胶）； l.作业环境不良（作业环境乱、基础下沉、安全过道缺陷、采光照明不良、有害光照、通风不良、缺氧、空气质量不良、给排水不良、涌水、强迫体位、气温过高、气温过低、气压过高或过低、高温高湿、自然灾害、其他作业环境不良）； m.信号缺陷（无信号设施、信号选用不当、信号位置不当、信号不清、信号显示不准、其他信号缺陷）； n.标志缺陷（无标志、标志不清楚、标志不规范、标志选用不当、标志位置缺陷、其他标志缺陷）； o.其他物理性危险和有害因素,3.3 危险、有害因素辨识的基本知识,B、化学性危险、有害因素a. 易燃易爆性物质（易燃易爆性气体、易燃易爆性液体、易燃易爆性固体、易燃易爆性粉尘与气溶胶、其他易燃易爆性物质）；b. 自燃性物质；c. 有毒物质（有毒气体、有毒液体、有毒固体、有毒粉尘与气溶胶、其他有毒物质）；d. 腐蚀性物质（腐蚀性气体、腐蚀性液体、腐蚀性固体、其他腐蚀性物质）；e. 其他化学性危险、有害因素。,3.3 危险、有害因素辨识的基本知识,C、生物性危险、有害因素。 D.心理、生理性危险、有害因素 a.负荷超限（体力、听力、视力及其他负荷超限）； b.健康状况异常； c.从事禁忌作业； d.心理异常（情绪异常、冒险心理、过度紧张，其他心理异常）；e.辨别功能缺陷（感知延迟、辨别错误、其他辨别功能缺陷）；f.其他心理、生理性危险、有害因素。,3.3 危险、有害因素辨识的基本知识,E、行为性危险、有害因素a.指挥错误（指挥失误、违章指挥、其他指挥错误）；b.操作失误（误操作、违章作业、其他操作失误）；c.监护失误d.其他错误e.其他行为性危险和有害因素。 F.其他危险、有害因素。(以上6类）是按生产过程危险和有害因素分类与代码（GB/T 138161992）进行分类,3.3 危险、有害因素辨识的基本知识,参照企业职工伤亡事故分类标准（GB64411986）的分类该分类方法综合考虑起因物、引起事故的诱导性原因、致害物、伤害方式等，将危险、有害因素分为20类。具体分类方法如下：a. 物体打击，指物体在重力或其他外力的作用下产生运动，打击人体造成人身伤亡事故，不包括因机械设备、车辆、起重机械、坍塌等引发的物体打击；b. 车辆伤害，指本企业机动车辆在行驶中引起的人体坠落和物体倒塌、飞落、挤压伤亡事故，不包括起重设备提升、牵引车辆和车辆停驶时发生的事故；c. 机械伤害，指机械设备运动（静止）部件、工具、加工件直接与人体接触引起的夹击、碰撞、剪切、卷入、绞、碾、割、刺等伤害，不包括车辆、起重机械引起的机械伤害；d. 起重伤害，指各种起重作业（包括起重机安装、检修、试验）中发生的挤压、坠落（吊具、吊重）、物体打击和触电；e. 触电，包括雷击伤亡事故；f. 淹溺，包括高处坠落淹溺，不包括矿山、井下透水淹溺；g. 灼烫，指火焰烧伤、高温物体烫伤、化学灼伤（酸、碱、盐、有机物引起的体内外灼伤）、物理灼伤（光、放射性物质引起的体内外灼伤），不包括电灼伤和火灾引起的烧伤；,3.3 危险、有害因素辨识的基本知识,h火灾，只造成人身伤亡的 火灾事故，不适用于非企业原因造成的属于消防部门统计的火灾事故；i高处坠落，指在高处作业中发生坠落造成的伤亡事故，不包括触电坠落事故；j坍塌，指物体在外力或重力作用下，超过自身的强度极限或因结构稳定性破坏而造成的事故，如挖沟时的土石塌方、脚手架坍塌、堆置物倒塌等，不包括矿山冒顶、片帮和车辆、起重机械、爆破引起的坍塌；k冒顶、片帮；l透水；m爆破，指爆破作业中发生伤亡事故；n火药爆炸，指火药、炸药及其制品在生产、加工、运输、贮存中发生的爆炸事故；o瓦斯爆炸；p锅炉爆炸；q容器爆炸；r其他爆炸；s中毒和窒息，包括中毒、缺氧窒息、中毒性窒息；t其他伤害。,3.3 危险、有害因素辨识的基本知识,参照卫生部、原劳动部、总工会等颁发的职业病范围和职业病患者处理办法的规定的分类该方法将危险、有害因素分为：生产性粉尘、毒物、噪声、振动、高温、低温、辐射（电离辐射、非电离辐射）、其他危险、有害因素等类。,3.3 危险、有害因素辨识的基本知识,（3）重大危险源的辨识标准国际上是根据危险、有害物质的种类及其限量出发来确定重大危险源的。在欧盟的赛维所指令中列出了180种危险、有害物质及其限量。我国于2000年颁布了重大危险源辨识标准重大危险源辨识（GB182182000）。,3.4特种设备安全对策措施基本知识,安全对策措施即在特种设备的生产、使用、检验检测过程中采取的消除或减弱特种设备危险、有害因素的技术措施和管理措施。在特种设备安全工作中，需要针对各类特种设备，制定相应的安全对策措施。,3.4特种设备安全对策措施基本知识,（1）特种设备安全对策措施的基本要求 在考虑、提出特种设备安全对策措施时，应当满足以下基本要求：能消除或减弱特种设备使用过程中以及检验检测工程中的危险、危害；处置危险和有害物，并降低到国家规定的限值内；预防特种设备失灵和操作失误产生的危险、危害；能有效地预防重大事故的发生；发生意外事故时，能为遇险人员提供自救和互救的条件。,3.4特种设备安全对策措施基本知识,（2）制定特种设备安全对策措施应当遵循的原则特种设备安全对策措施的等级顺序在采取特种设备安全对策措施时，一般应当按照下列等级顺序选择对策措施：a直接安全技术措施。特种设备本身应具有本质安全性能，不出现任何事故和危险；b间接性安全技术措施。若不能或不完全能实现直接安全技术措施时，必须为特种设备设计出一种或多种安全防护措施。最大限度地预防、控制事故或危害的发生；c指示性安全技术措施。间接性安全技术措施也无法实现或实施时，须采用检测报警装置、警示标志等措施，警告、提醒操作人员注意，以便采取相应的对策措施或紧急撤离危险场所；d其他技术措施。若间接、指示性安全技术措施仍然不能避免事故、危害发生，则应采用安全操作规程、安全教育、安全培训和个体防护用品等措施来预防、减弱特种设备的危险、危害程度。,3.4特种设备安全对策措施基本知识,制定特种设备安全对策措施的具体原则制定特种设备安全对策措施的具体原则如下：a消除。通过合理的设计和科学的管理，尽可能从根本上消除危险、有害因素，如实现自动化、遥控作业等；b预防。当消除危险、有害因素有困难时，可采取预防性技术措施，预防危险、危害的发生，如使用安全阀、爆破片装置、紧急切断阀、漏电保护装置、安全电压等；c减弱。在无法消除危险、有害因素和难以预防的情况下，可采取降低危险、危害的措施，如减振、消除静电等；d隔离。在无法消除、预防、减弱危险、有害因素的情况下，应将人员与危险、有害因素隔开和将不能共存的物质分开，如遥控作业、设安全罩、防护屏、安全距离、防护服等；e连锁。当操作者失误或者设备运行一旦达到危险状态时，应通过连锁装置终止危险、危害的发生，如锅炉上的高低水位报警及低水位连锁保护装置、蒸汽超压报警和连锁保护装置等；f警告。在易发生故障的危险性较大的地方，应设置醒目的安全色、安全标志；必要时设置声、光或者声光组合的报警装置，如起重机吊具上的安全色、自动扶梯上的安全标志、电梯上的超载声光报警信号等。,3.4特种设备安全对策措施基本知识,特种设备的安全对策措施应具有针对性、可操作性和经济合理性。特种设备法规应当明确特种设备安全对策措施的最低要求，生产单位、使用单位、检验检测机构采取的对策措施应当满足特种设备法规标准所明确的要求，并应当适应特种设备安全的需要。,3.5 承压类特种设备安全技术,3.5.1锅炉锅炉是人们在生活和生产中常用的一种设备，从原理上讲，锅炉是一种将燃料的化学能、电能、或其他能源转变为热能的设备。锅炉，顾名思义包括“锅”和“炉”两个部分。同时，为了保证锅炉正常运行，还必须配齐必要的附件、仪表和附属设备。“锅”是锅炉中盛水和汽的部分，它的作用是吸收“炉”放出的热量，使水加热到一定的温度和压力（热水锅炉），或者转变 为蒸汽（蒸汽锅炉）。“炉”是锅炉中燃烧燃料的部分，它的作用是尽量的把燃料的热能释放出来，传递给锅内介质，产生热量供“锅”吸收。由于锅炉内会产生压力和温度，如果控制不好，或设备有问题，就会发生爆炸，危及公众安全。因此，锅炉是一种受到政府强制监督管理的设备，我国现行法规中对必须进行安全监察的锅炉设备，在特种设备安全监察条例中作出了限制性定义；“锅炉是指利用各种燃料、电或者其它能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，并承载一定压力的密闭设备，其范围规定为容积大于或者等于30L的承压蒸汽锅炉；出口水压大于或者等于0.1MPa（表压），且额定功率大于或者等于0.1MW的承压热水锅炉；有机热载体锅炉。”,3.5 承压类特种设备安全技术,3.5.1.1锅炉的基本构成（1）锅壳锅炉的基本结构形式锅壳锅炉又有立式和卧式两种形式。立式锅炉又分为立式水管锅炉和立式火管锅炉。卧式锅壳锅炉又有内燃和外然之分。锅壳锅炉的基本结构单元为；锅壳（锅筒）、炉胆、火管（烟管）等。（2）水管锅炉的基本结构形式锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分。锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分，称为锅炉本体。锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。,3.5 承压类特种设备安全技术,3.5.1.2锅炉容量及参数 1、容量锅炉的容量又称锅炉出力，是锅炉的基本特性参数，对于蒸汽锅炉用蒸发量表示，对于热水锅炉用热功率表示。（1）、蒸发量蒸汽锅炉长期连续运行时，每小时所产生的蒸汽量，称为这台锅炉的蒸发量。常用符号“D”表示，常用单位是吨/时（t/h）。锅炉产品铭牌和设计资料上标明的蒸发量数值是额定蒸发量，它表示锅炉受热面无积灰，使用原设计燃料，在额定给水温度和设计的工作压力并保证热效率下长期连续运行，锅炉每小时能产生的蒸发量。在实际运行中，锅炉受热面一点不积灰，煤种一点不变是不可能的，因此锅炉在实际运行中每小时最大限度产生的蒸汽量叫最大蒸发量，这时锅炉的热效率会有所降低。（2）、热功率热水锅炉长期连续运行，在额定回水温度、压力和额定循环水量下，每小时出水有效带热量，称为这台锅炉的额定热功率（出力）。常用符号“Q”表示，单位是兆瓦（MW）。热水锅炉产生0.7兆瓦（60104千卡/时）的热量，大体相当于蒸汽锅炉产生1吨/时蒸汽的热量。,3.5 承压类特种设备安全技术,2、压力垂直均匀作用在单位面积上的力，称为压强，人们常把它称为压力，用符号“P”表示，单位是兆帕（MPa），测量压力有两种标准方法：一种是以压力等于零作为测量起点，称为绝对压力，用符号“P地”表示；另一种是以当时当地的大气压作为测量起点，也就是压力表测量出来的数值，称为表压力，或称相对压力，用符号“P表”表示。我们在锅炉上所用的压力都是表压力。锅炉内为什么会产生压力呢？蒸汽锅炉和热水锅炉压力产生的情况不同。蒸汽锅炉是因为锅炉内的水吸热后，由液态变成气态，其体积增大，由于锅炉是个密闭的容器，限制了汽水的自由膨胀，结果就使锅炉各受压部件受到了汽水膨胀的作用力，而产生压力。热水锅炉产生的压力有两种情况，一种是自然循环采暖系统的热水锅炉，其压力来自高位形成的静压力；另一种是强制循环采暖系统的热水锅炉，其压力来源于循环水泵的压力。锅炉产品的铭牌和设计资料上标明的压力，是这台锅炉的额定工作压力，为表压力。压力的计量单位是兆帕（MPa）。,3.5 承压类特种设备安全技术,3、温度标志物体冷热程度的物理量，称为温度，常用符号“t”表示，单位是摄氏温度（）。温度是物体内部所拥有能量的一种体现方式，温度越高，能量越大。锅炉铭牌上标明的温度是锅炉出口处介质的温度，又称额定温度。对于无过热器的蒸汽锅炉，其额定温度是锅炉在额定压力下的饱和蒸汽温度；对于有过热器的蒸汽锅炉，其额定温度是指过热器出口处的蒸汽温度；对于热水锅炉，其额定温度是指锅炉出口处的热水温度。,3.5 承压类特种设备安全技术,3.5.1.3锅炉的分类可以从不同角度出发对锅炉进行分类1、按烟气在锅炉流动的状况分：水管锅炉、锅壳锅炉（火管锅炉）、水火管组合 式锅炉2、按锅筒放置的方式分：立式锅炉、卧式锅炉3、按用途分：生活锅炉、工业锅炉、电站锅炉、车船用锅炉4、按介质分：蒸汽锅炉、热水锅炉、汽水两用锅炉、有机热载体锅炉5、按安装方式分：快装锅炉、组装锅炉、散装锅炉6、按燃料分：燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、余热锅炉、电加热锅炉、生物质 锅炉7、按水循环分：自然循环、强制循环、混合循环8、按压力分：常压锅炉、低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉9、按锅炉数量分：单锅筒锅炉、双锅筒锅炉10、按燃烧定在锅炉内部或外部分：内燃式锅炉、外燃式锅炉11、按工质在蒸发系统的流动方式可分为自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅 炉等。12、按制造级别分类：A级、B级、C级、D级、E级（按制造锅炉的压力分）13、按出口蒸汽压力分为：低压锅炉（P2.5MPa）、中压锅炉（3.8MPaP 5.4MPa）、次高压锅炉（5.4MPaP9.8MPa）、高压锅炉 （9.8MPaP13.7MPa）、超高压锅炉（13.7MPaP16.7MPa）、亚 临界锅炉（16.7MPaP22.1MPa）、超临界锅炉（22MPaP27MPa） 超超临界锅炉（P27MPa）。,3.5 承压类特种设备安全技术,3.5.1.4锅炉相关安全问题由于锅炉内蒸汽具有一定的压力，并储存有大量的能量。一旦锅炉的承压部件承载不了其内部介质的压力时就会发生破坏，蒸汽能量瞬间释放，形成爆炸。严重影响社会公众安全和利益。锅炉事故是多种因素综合作用的结果，其中许多已经被我们认识，但还有许多未被我们认识到。一下几个物理量，可用以描述或控制锅炉安全性的较重要的指标。,3.5 承压类特种设备安全技术,1、强度强度是指在确定的载荷（主要是“压力”）作用下，锅炉或其元（部）件抵抗破裂和超过允许塑性变形的能力。强度对锅炉来说是最重要的安全性能指标。锅炉是一种在高温下运行的设备，且经常启、停（特别是小型锅炉），受到的载荷经常发生变化（交变载荷）。所以，其强度问题是要涉及到高温强度、持久强度、低周疲劳等许多比较复杂的问题。,3.5 承压类特种设备安全技术,2、刚度无论是锅炉受压元件，还是钢架结构，有时在确定的载荷作用下并未发生破裂和超过允许塑性变形，但其弹性变形过大，发生不允许的位移，仍会导致相关元（部）件发生破坏。刚度就是指锅炉或其元（部）件在确定的载荷作用下抵抗弹性变形的能力。,3.5 承压类特种设备安全技术,3、稳定性锅炉或其元（部）件，特别是大型锅炉的钢架结构，在外载荷（如重力、风载荷）作用下，其强度或刚度并未超出允许的范围时，其形状也可能会突然改变，发生破坏，这就是失稳。稳定性就是锅炉或其元（部）件抗失稳的能力。当然，锅炉的安全问题还包括了其他一些方面，如其细长元（部）件挠度、受压元件的密闭性、耐压性、所用材料的耐高温性能等。,3.5 承压类特种设备安全技术,3.5.2压力容器压力容器是现代工业生产和人们生活中不可缺少的一种承压设备，且具有一定的爆炸危险性，广泛应用于石油化工、医药制造、外层空间、海洋科学、能源系统、科学研究、国防军事，以及人们的日常生活等多种领域。从广义上讲，压力容器是指盛装一定的工作介质，能够承受压力（包括内压和外压）载荷作用的密闭容器。当然，这是一个泛指的概念。应当指出，由于压力容器具有一定的危险性且品种极多，在总结其设计、制造、使用等多方面的经验，以及对其事故的分析后，人们认识到，为了安全地使用它，必须对其进行强制性地监督管理，并界定出合理的范围。因此，结合国情，我国的特种设备安全监察条例对压力 容器做出了以下限制性定义：“压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），且压力于容积等于2.5MPaL的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPaL的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60液体的气瓶；压力氧舱等。”,3.5 承压类特种设备安全技术,3.5.2.1压力容器的基本构成压力容器的基本结构型式比较简单，主要有壳体、封头、支座以及接管座等部件构成，图3-4为一卧式贮存压力容器基本结构示意图，当然，实际压力容器比之要复杂得多，组成的部件也要多得多。,3.5 承压类特种设备安全技术,3.5.2.2压力容器的类别如前所述，虽然压力容器在其基本结构形式上比较简单，但由于其工作介质多、使用面广，结构种类繁多，因此，压力容器分类方法也多种多样，不胜枚举，以下仅就常用的分类方法作一简单介绍。1、一般性分类（1）从用途上分：有储运压力容器（如球罐、罐车等）、反应压力容器（如加氢反应器、合成塔器等）；有工业用压力容器（如各类反应器、合成塔、工业气瓶）和民用压力容器（液化石油气钢瓶）；还有载人压力容器（如医用氧舱、潜水用加压舱）等，根据不同的使用领域还有多种类别。（2）从使用方式上分：有固定压力容器（如各类储罐、换热器和管壳式余热锅炉等）和移动式压力容器（如汽车与铁路罐车的罐体）；（3）从工作压力上分：有低压容器（0.1MPa工作压力1.6MPa）、中压容器（1.6MPa工作压力10MPa）、高压容器（10MPa工作压力100MPa）和超高压容器（工作压力100MPa）；（4）从承压方式上分：有承受内压的压力容器（如上述各类压力容器）和承受外压力的压力容器（如某些夹套压力容器的内胆、换热容器的管程等）。（5）从使用材料上分：压力容器又有钢制压力容器、有色金属压力容器以及非金属压力容器。（6）按固定式压力容器安全技术监察规程分类：为了有效地对压力容器进行管理，根据其工作压力的高低、容积大小和工作介质的特点，以及适用范围和发生事故后的危害程度等因素，我国固定式压力容器安全技术监察规程将压力容器分为三类，详见固定式压力容器安全技术监察规程附件A压力容器类别及压力等级、品种的划分；,3.5 承压类特种设备安全技术,A1压力容器类别划分A1.1 介质分组 压力容器的介质分为以下两组，包括气体、液化气体以及最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体： (1)第一组介质，毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质，易爆介质，液化气体。 (2)第二组介质，除第一组以外的介质。A1.2 介质危害性 介质危害性指压力容器在生产过程中因事故致使介质与人体大量接触，发生爆炸或者因经常泄漏引起职业性慢性危害的严重程度，用介质毒性程度和爆炸危害程度表示。 A1.2.1 毒性程度 综合考虑急性毒性、最高容许浓度和职业性慢性危害等因素，极度危害最高容许浓度小于0.1mg/m3；高度危害最高容许浓度0.11.0 mg/m3； 中度危害最高容许浓度1.010.0 mg/m3；轻度危害最高容许浓度大于或者等于10.0 mg/m3。 A1.2.2 易爆介质 指气体或者液体的蒸汽、薄雾与空气混合形成的爆炸混合物，并且其爆炸下限小于10%，或者爆炸上限和爆炸下限的差值大于或者等于20%的介质。 A1.2.3 介质毒性危害程度和爆炸危险程度的确定 按照HG 206602000压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类确定。HG 20660没有规定的，由压力容器设计单位参照GB 504485职业性接触毒物危害程度分级的原则，决定介质组别。,3.5 承压类特种设备安全技术,A1.3 压力容器类别划分方法 A1.3.1 基本划分 压力容器类别的划分应当根据介质特性，按照以下要求选择类别划分图，再根据设计压力p（单位MPa）和容积V（单位L），标出坐标点，确定压力容器类别： (1)第一组介质，压力容器类别的划分见图A-1； (2)第二组介质，压力容器类别的划分见图A-2。A1.3.2 多腔压力容器类别划分 多腔压力容器（如换热器的管程和壳程、夹套容器等）按照类别高的压力腔作为该容器的类别并且按照该类别进行使用管理。但是应当按照每个压力腔各自的类别分别提出设计、制造技术要求。对各压力腔进行类别划定时，设计压力取本压力腔的设计压力，容积取本压力腔的几何容积。 A1.3.3 同腔多种介质压力容器类别划分 一个压力腔内有多种介质时，按照组别高的介质划分类别。 A1.3.4 介质含量极小的压力容器类别划分 当某一危害性物质在介质中含量极小时，应当按照其危害程度及其含量综合考虑，由压力容器设计单位决定介质组别。 A1.3.5 特殊情况的类别划分 (1)坐标点位于图A-1或者图A-2的分类线上时，按照较高的类别划分级别； (2)本规程1.4条范围内压力容器统一划分为第类压力容器。,3.5 承压类特种设备安全技术,图A1 压力容器分类图第一组介质,3.5 承压类特种设备安全技术,图A2 压力容器分类图第二组介质,3.5 承压类特种设备安全技术,A2 压力等级划分 压力容器的设计压力（p）划分为低压、中压、高压和超高压四个压力等级： (1)低压(代号L)，0.1MPap1.6MPa； (2)中压(代号M)，1.6MPap10.0MPa； (3)高压(代号H)，10.0MPap100.0MPa； (4)超高压(代号U)，p100.0MPa。,3.5 承压类特种设备安全技术,A3 压力容器品种划分 压力容器按照在生产工艺过程中的作用原理，划分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器、储存压力容器。具体划分如下： (1)反应压力容器（代号R），主要是用于完成介质的物理、化学反应的压力容器，例如各种反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、变换炉、煤气发生炉等； (2)换热压力容器（代号E），主要是用于完成介质的热量交换的压力容器，例如各种热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器等； (3)分离压力容器（代号S），主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压力容器，例如各种分离器、过滤器、集油器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等； (4)储存压力容器（代号C，其中球罐代号B），主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器，例如各种型式的储罐、缓冲罐、消毒锅、印染机、烘缸、蒸锅等。 在一种压力容器中，如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应当按照工艺过程中的主要作用来划分品种。,3.5 承压类特种设备安全技术,2、综合分类上述分类方法并不足以全面、准确地说明压力容器的类别，有些分类相互交叉，为了便于对压力容器进行综合管理，按照09版，规定的范围对压力容器进行了新的划分和归类;A；固定式压力容器；B；超高压力容器；C；移动式压力容器；D；简单压力容器；E；非金属压力容器,3.5 承压类特种设备安全技术,3.5.3.2压力管道的工作原理和应用1、压力管道的工作原理对单条压力管道而言，压力管道的工作原理就是依靠外界的动力或者介质本身的驱动力将该压力管道源头的介质输送至该条压力管道的终 。2、压力管道的用途压力管道主要用途是输送介质。除此之外，还有储存功能（主要用于长输管道）和热交换功能（主要用于工业管道）等。3、压力管道的应用领域压力管道应用极为广泛。管道输送是与铁路、公路、水运、航运并列的五大运输行业之一。它作为一种特殊承压设备越来越广泛地应用于石油、石化、化工、电力等行业及城市燃气和供热工程中。随着经济的发展，管道的数量越来