第五章 压力容器安全技术

1、第五章 压力容器安全技术刘景良第一节 压力容器概述一般情况下压力容器是指具备下列条件的容器：最高工作压力Pw大于或等于0.1MPa(不含液体静压力，下同)； 内直径(非圆形截面指断面最大尺寸)大于或等于0.15m，且容积(V)大于或等于0.025m3； 介质为气体、液化气体或最高工作温度高于或等于标准沸点的液体。1、按工作压力分类按压力容器的设计压力 分为低压、中压、高压、超高压四个等级。 低压(代号L) 0.1MPaP1.6MPa 中压(代号M) 1.6MPaP10MPa 高压(代号H) 10MPaP100MPa 超高压(代号U) 100MPaP1000MPa第一节 压力容器概述v按用途分类

2、v按压力容器在生产工艺过程中的作用原理，分为反应容器、换热容器、分离容器、储存容器。v (1)反应容器(代号R)：主要用于完成介质的物理、化学反应的压力容器。如反应器、反应釜、分解锅、分解塔、聚合釜、高压釜、超高压釜、合成塔、铜洗塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球、蒸压釜、煤气发生炉等。v (2)换热容器(代号E)：主要用于完成介质的热量交换的压力容器。如管壳式废热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器、消毒锅、染色器、蒸炒锅、预热锅、蒸锅、蒸脱机、电热蒸气发生器、煤气发生炉水夹套等。v (3)分离容器(代号S)：主要用于完成介质的流体压力平衡和气体净化分离等的压力容器。如分离器、过滤器、集油器

3、、缓冲器、洗涤器、吸收塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等。v (4)储存容器(代号C，其中球罐代号B)：主要是盛装生产用的原料气体、液体、液化气体等的压力容器。如各种类型的储罐。v 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，应按工艺过程中的主要作用来划分。第一节 压力容器概述按危险性和危害性分类(1)一类压力容器：非易燃或无毒介质的低压容器。易燃或有毒介质的低压分离容器和换热容器。(2)二类压力容器:任何介质的中压容器；易燃介质或毒性程度为中度危害介质的低压反应容器和储存容器；毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器； 低压管壳式余热锅炉；搪玻璃压力容器。(3)三类压力容器： 毒性

4、程度为极度和高度危害介质的中压容器和PV(设计压力x容积)大于或等于0.2Mpa.m3的低压容器；易燃或毒性程度为中度危害介质且PV大于或等于0.5Mpa.m3的中压反应容器；PV大于或等于10Mpa.m3的中压储存容器；高压、中压管壳式余热锅炉；高压容器。 第二节 压力容器的定期检验一、定期检验的要求 压力容器的使用单位，必须认真安排压力容器的定期检验工作，按照在用压力容器检验规程的规定，由取得检验资格的单位和人员进行检验。并将年检计划报主管部门和当地的锅炉压力容器安全监察机构。 二、定期检验的内容 1、外部检查：指专业人员在压力容器运行中定期的在线检查。 2、内外部检验：指专业检验人员在压

5、力容器停机时的检验。检验内容除外部检验的全部内容外，还包括以下内容的检验：腐蚀、磨损、裂纹、衬里情况、壁厚测量、金相检验、化学成分分析和硬度测定。3、全面检验：全面检验除内、外部检验的全部内容外，还包括焊缝无损探伤和耐压试验。 三、定期检验的周期一般情况下，压力容器每年至少作一次外部检查，每三年作一次一般情况下，压力容器每年至少作一次外部检查，每三年作一次内外部检验，每六年进行一次全面检查。内外部检验，每六年进行一次全面检查。 第三节压力容器的安全附件v一、安全泄压装置 v 压力容器常见的安全泄压装置有安全阀和爆破片。v1.安全阀 v(1)安全阀的种类常用的有杠杆式和弹簧式两种。 v (2)安

6、全阀的选用 压力容器安全技术监察规程规定，安全阀的制造单位，必须有国家劳动部颁发的制造许可证才可制造。产品出厂应有合格证，合格证上应有质量检查部门的印章及检验日期。v 安全阀的排放量是选用安全阀的关键因素，安全阀的排量必须不小于容器的安全泄放量。v 从气体排放方式来看，对盛装有毒、易燃或污染环境的介质容器，应选用封闭式安全阀。v 选用安全阀时，要注意它的工作压力范围，要与压力容器的工作压力范围相匹配。v (3)安全阀的安装。安全阀应垂直向上安装在压力容器本体的液面以上气相空间部位，或与连接在压力容器气相空间上的管道相连接。 v (4)安全阀的维护和检验v安全阀在安装前应由专业人员进行水压试验和

7、气密性试验，经试验合格后进行调整校正。安全阀的开启压力但不得超过容器的设计压力。校正调整后的安全阀应进行铅封。v 安全阀要定期检验，每年至少校验一次。定期检验工作包括清洗、研磨、试验和校正。 一、安全泄压装置2、防爆片v防爆片又称防爆膜、防爆板，是一种断裂型的安全泄压装置。防爆片具有密封性能好，反应动作快以及不易受介质中粘污物的影响等优点。v运行中应经常检查爆破片法兰连接处有无泄漏，爆破片有无变形。通常情况下，爆破片应每年更换一次，发生超压而未爆破的爆破片应该立即更换。3、防爆帽v 防爆帽又称爆破帽，也是一种断裂型安全泄压装置。它的样式较多，但基本作用原理一样。它的主要元件是一个一端封闭、中间

8、具有一薄弱断面的厚壁短管。当容器的压力超过规定时，防爆帽即从薄弱断面处断裂，气体从管孔中排出。为了防止防爆帽断裂后飞出伤人，在它的外面应装有保护装置。二、压力表v压力表的种类，按作用原理和结构，可分为液柱式、弹性元件式、活塞式和电量式四大类。压力容器大多使用弹性元件式的单弹簧管压力表。v压力表的选用v装在压力容器上的压力表，其表盘刻度极限值应为容器最高工作压力的1.53倍，最好为2倍。压力表量程越大，允许误差的绝对值也越大，视觉误差也越大。v压力表的安装v安装压力表时，为便于操作人员观察，应将压力表安装在最醒目的地方，并要有充足的照明，同时要注意避免受辐射热、低温及震动的影响。装在高处的压力表

9、应稍微向前倾斜，但倾斜角不要超过30。压力表接管应直接与容器本体相接。为了便于卸换和校验压力表，压力表与容器之间应装设三通旋塞。旋塞应装在垂直的管段上，并要有开启标志，以便核对与更换。蒸汽容器，在压力表与容器之间应装有存水弯管。v压力表的使用v使用中的压力表，应根据设备的最高工作压力，在它的刻度盘上划明警戒红线，但注意不要涂画在表盘玻璃上，一则会产生很大的视差，二则玻璃转动导致红线位置发生变化使操作人员产生错觉，造成事故。 v 压力表应保持洁净，表盘上玻璃要明亮透明，使表内指针指示的压力值能清楚易见。压力表的接管要定期吹洗。在容器运行期间，如发现压力表指示失灵，刻度不清，表盘玻璃破裂，泄压后指

10、针不回零位，铅封损坏等情况，应立即校正或更换。v 压力表的维护和校验应符合国家计量部门的有关规定。一般每六个月校验一次。通常压力表上应有校验标记，注明下次校验日期或校验有效期。校验后的压力表应加铅封。未经检验合格和无铅封的压力表均不准安装使用。三、液面计液面计或仪表，均应符合容规规定的安全要求： (1)应根据压力容器的介质、最高工作压力和温度正确选用。 (2)在安装使用前，低、中压容器液面计，应进行1.5倍液面计公称压力的水压试验；高压容器液面计，应进行1.25倍液面计公称压力的水压试验。 (3)盛装0以下介质的压力容器，应选用防霜液面计。 (4)寒冷地区室外使用的液面计，应选用夹套型或保温型

11、结构的液面计。(5)易燃、毒性程度为极度、高度危害介质的液化气体压力容器，应采用板式或自动液面指示计，并应有防止泄漏的保护装置。(6)要求液面指示平稳的，不应采用浮子(标)式液面计。 (7)液面计应安装在便于观察的位置。如液面计的安装位置不便于观察，则应增加其他辅助设施。大型压力容器还应有集中控制的设施和警报装置。液面计的最高和最低安全液位，应做出明显的标记。 (8)压力容器操作人员，应加强液面计的维护管理，经常保持完好和清晰。应对液面计实行定期检修制度，使用单位可根据运行实际情况，在管理制度中具体规定。(9)液面计有下列情况之一的，应停止使用：超过检验周期；玻璃板(管)有裂纹、破碎；阀件固死

12、；经常出现假液位。(10)使用放射性同位素料位检测仪表，应严格执行国务院发布的放射性同位素与射线装置放射防护条例的规定，采取有效保护措施，防止使用现场放射危害。第四节压力容器的安全使用一、压力容器的使用管理1.压力容器的安全技术管理2.建立压力容器的安全技术档案 压力容器的技术档案应包括：压力容器的产品合格证，质量证明书，登记卡片，设计、制造、安装技术等原始的技术文件和资料，检查鉴定记录，验收单，检修方案及实际检修情况记录，运行累计时间表，年运行记录，理化检验报告，竣工图以及中高压反应容器和储运容器的主要受压元件强度计算书等。3、对压力容器使用单位及人员的要求 二、压力容器的安全操作 1.压力

13、容器的安全操作出现下列情况之一，操作人员应立即采取措施停止运行，并尽快向有关领导汇报(1)容器的压力或壁温超过操作规程规定的最高允许值，采取措施后仍不能使压力或壁温降下来，并有继续恶化的趋势。(2)容器的主要承压元件产生裂纹、鼓包或泄漏等缺陷，危及容器安全。(3)安全附件失灵、接管断裂、紧固件损坏。难以保证容器安全运行。(4)发生火灾，直接影响容器的安全操作。停止容器运行的操作，一般应切断进料，卸放器内介质，使压力降下来。对于连续生产的容器，紧急停止运行前必须与前后有关工段作好联系工作。2.压力容器的维护保养一般包括防止腐蚀，消除“跑、冒、滴、漏”和做好停运期间的保养。第五节气瓶安全技术一、气

14、瓶的分类 1、按充装介质的性质分类 (1) 压缩气体气瓶 (2)液化气体气瓶 (3)溶解气体气瓶2、按制造方法分类(1)钢制无缝气瓶（2）钢制焊接气瓶 （3）缠绕玻璃纤维气瓶 3、按公称工作压力分类 分为高压气瓶和低压气瓶。 二、气瓶的安全附件1、安全泄压装置 气瓶常见的泄压附件有爆破片和易熔塞。三、气瓶的颜色四、气瓶的管理1、充装安全（1）为了保证气瓶在使用或充装过程中不因环境温度升高而处于超压状态，必须对气瓶的充装量严格控制。 (2)防止不同性质气体混装。 (3)属下列情况之一的，应先进行处理，否则严禁充装： 钢印标记、颜色标记不符规定及无法判定瓶内气体的；改装不符合规定或用户自行改装的；

15、 附件不全、损坏或不符合规定的； 瓶内无剩余压力的； 超过检验期的；外观检查存在明显损伤，需进一步进行检查的；氧化或强氧化性气体气瓶沾有油脂的；易燃气体气瓶的首次充装，事先未经置换和抽空的。 2、储存安全 3、使用安全四、气瓶的检验 气瓶的定期检验，应由取得检验资格的专门单位负责进行。未取得资格的单位和个人，不得从事气瓶的定期检验。 各类气瓶的检验周期为：v 盛装腐蚀性气体的气瓶，每2年检验一次； v 盛装一般气体的气瓶，每3年检验一次；v 液化石油气气瓶，使用未超过20年的，每5年检验一次，超过20年的，每2年检验一次。v 盛装惰性气体的气瓶，每5年检验一次。 气瓶在使用过程中，发现有严重腐

16、蚀、损伤或对其安全可靠性有怀疑时，应提前进行检验。库存和使用时间超过一个检验周期的气瓶，启用前应进行检验。 气瓶检验单位，对要检验的气瓶，逐只进行检验，并按规定出具检验报告。未经检验和检验不合格的气瓶不得使用。第六节 工业锅炉安全技术v 锅炉是使燃烧产生的热能把水加热或变成蒸汽的热力设备，是由“锅”和“炉”以及为保证“锅”和“炉”正常运行所必需的附件、仪表及附属设备等三大类(部分)组成。v “锅”是指锅炉中盛放水和蒸汽的密封受压部分，是锅炉的吸热部分，主要包括汽包、对流管、水冷壁、联箱、过热器、省煤器等。“锅”再加上给水设备就组成锅炉的汽水系统。v “炉”是指锅炉中燃料进行燃烧、放出热能的部分

17、，是锅炉的放热部分，主要包括燃烧设备、炉墙、炉拱、钢架和烟道及排烟除尘设备等。v 锅炉的附件和仪表很多，如安全阀、压力表、水位表及高低水位报警器、排污装置、汽水管道及阀门、燃烧自动调节装置、测温仪表等等。v 锅炉的附属设备也很多，一般包括给水系统的设备(如水处理装置、给水泵)；燃料供给及制备系统的设备(如给煤、磨粉、供油、供气等装置)；通风系统设备(如鼓、引风机)和除灰排渣系统设备(除尘器、出渣机、出灰机)。一、锅炉安全附件一、锅炉安全附件 1、安全阀 安全阀的功能：当锅炉中介质压力超过允许压力时，安全阀自动开启，排汽降压，同时发出呜叫声向工作人员报警；当介质压力降到允许工作压力之后，自动“回

18、座”关闭，使锅炉能够维持运行；在锅炉正常运行中，安全阀保持密闭不漏。 锅炉上所有安全阀的总排汽量，必须大于锅炉的最大连续蒸发量。 安全阀应该装设排汽管，排汽管应尽量直通室外，安全阀排汽管底部应该接到地面的泄水管，在排汽管和泄水管上都不允许装设阀门。 安全阀每年至少做一次定期检验，每天人为排放一次，排放压力最好为规定最高工作压力的80以上。 2、压力表 v 锅炉没有压力表、压力表损坏或压力表的装设不符合要求，都不得投入运行或继续运行。v 锅炉中应用得最为广泛的压力表是弹簧管式压力表，它具有结构简单、使用方便，准确可靠、测量范围大等优点。 压力表度盘上应该划红线，指出最高允许工作压力。压力表每半年

19、至少应校验一次，校验后应该铅封。压力表的连接管不应有漏汽现象，否则会降低压力指示值。3、水位表 锅炉上常用的水位表，有玻璃管式和玻璃板式两种。 水位报警器用于在锅炉水位异常(高于最高安全水位或低于最低安全水位)时发出警报，提醒运行人员采取措施，消除险情。额定蒸发量2t/h的锅炉，必须装设高低水位报警器，警报信号应能区分高低水位。二、锅炉水质处理1.炉给水处理的重要性 溶解在水中的钙、镁的碳酸盐、重碳酸盐、硫酸盐，在加热的过程中能在锅炉的受热面上沉积下来结成坚硬的水垢，水垢会给锅炉运行带来很多害处。如使受热面传热不良。 溶解在水中的氧气和二氧化碳会导致金属的腐蚀，从而缩短锅炉的寿命。 2、水质标

20、准 低压锅炉主要水质指标有悬浮物、溶解盐类、硬度、碱度、酸度、pH值、溶解氧等；中、高压锅炉，除上述指标外还有电导率、二氧化硅、铜、铁等。3、水处理方法 水处理方法从两方面进行，一种是炉内水处理，另一种是炉外水处理。 炉内水处理也叫锅内水处理，就是将自来水或经过沉淀的天然水直接加入，向汽包内加入适当的药剂，使之与锅水中的钙、镁盐类生成松散的泥渣沉降，然后通过排污装置排除。常用的几种药剂有：碳酸钠、氢氧化钠、磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸氢二钠和一些新型有机防垢剂。 炉外水处理就是在给水进入锅炉前，通过各种物理和化学的方法，把水中对锅炉运行有害的杂质除去，使给水达到标准，从而避免锅炉结垢和腐蚀。 常用

21、的方法有离子交换法，能除去水中的钙、镁离子，使水软化(除去硬度)，可防止炉壁结垢，中小型锅炉已普遍使用；阳阴离子交换法，能除去水中的盐类，生产脱盐水(亦称纯水)，高压锅炉均使用脱盐水，直流锅炉和超高压锅炉的用水要经二级除盐；电渗析法，能除去水中的盐类，常作为离子交换法的前级处理。 三、锅炉运行的安全管理1、锅炉启动的安全要点(1)全面检查 主要内容有：检查汽水系统、燃烧系统、风烟系统、锅炉本体和辅机是否完好；检查人孔、手孔、看火门、防爆门及各类阀门、接板是否正常；检查安全附件是否齐全、完好并使之处于启动所要求的位置；检查各种测量仪表是否完好等。(2)上水 为防止产生过大热应力，上水水温最高不应

22、超过90100；上水速度要缓慢，全部上水时间在夏季不小于1h，在冬季不小于2h。冷炉上水至最低安全水位时应停止上水，以防受热膨胀后水位过高。 (3)烘炉和煮炉 烘炉就是在炉膛中用文火缓慢加热锅炉，使炉墙中的水分逐渐蒸发掉。煮炉的目的是清除锅炉蒸发受热面中的铁锈、油污和其它污物，减少受热面腐蚀，提高锅水和蒸汽的品质。 (4)点火与升压 防止炉膛内爆炸；即点火前应开动引风机数分钟给炉膛通风，分析炉膛内可燃物的含量，低于爆炸下限时，才可点火。 防止热应力和热膨胀造成破坏：为了防止产生过大的热应力，锅炉的升压过程一定要缓慢进行。如：水管锅炉在夏季点火升压需要24h，在冬季点火升压需要26h；立式锅壳锅

23、炉和快装锅炉需要时间较短，为12h。 (5)暖管与并汽 所谓暖管，即用蒸汽缓慢加热管道三阀门、法兰等元件，使其温度缓慢上升，避免向冷态或较低温度的管道突然供入蒸汽，以防止热应力过大而损坏管道、阀门等元件。同时将管道中的冷凝水驱出，防止在供汽时发生水击。 冷态蒸汽管道的暖管时间一般不少于2h，热态蒸汽管道的暖管一般为0.51h。 并汽也叫并炉、并列，即投入运行的锅炉向共用的蒸汽总管供汽。并汽时应燃烧稳定、运行正常、蒸汽品质合格以及蒸汽压力稍低于蒸汽总管内汽压。三、锅炉运行的安全管理 2、锅炉运行中的安全要点 (1)锅炉运行中，保护装置与联锁不得停用。需要检验或维修时，得经有关主领导批准。 (2)锅炉运行中，安全阀每天人为排汽试验一次。电磁安全阀电气回路试验每月应进行一次。安全阀排汽试验后，其起座压力、回座压力、阀瓣开启高度应