压力容器安全操作知识.

第一章压力容器基本知识主要内容：第一节压力容器简介第二节压力容器的工艺参数第三节压力容器的基本要求第四节压力容器的分类第五节压力容器常用的钢材第六节压力容器的应力及其对安全的影响压力容器压力容器：受压容器，是生产和生活中不可缺少的一种设备，广泛应用于工业、农业、国防、医疗卫生等行业和领域。压力容器数量多，增长速度快，结构特殊，类型复杂，操作条件苛刻，发生事故的可能性较大。事故发生时，不仅本身遭到破坏，而且诱发一系列恶性事故，给国民经济和人民财产造成重大损失。压力容器的设计、制造和使用管理，以及对压力容器进行安全管理和监督检查，丰富操作人员的理论知识和提高实际操作水平就显得尤为重要。2006年７月１９日晚１０时３０分，天水方正建材有限公司某生产车间内的4个压力容器中一个不明原因脱离阀门，巨大的冲击力将该容器弹射出十余米，撞向生产车间后墙并将墙撞了个窟窿后才停了下来。由于“肇事”容器射出时磨擦力擦出火花，加之巨大的冲击力将电源震坏，因此事故现场上空火光一片。经查，事发时，生产车间有13名工人，其中4人不幸遇难，5人受伤。压力容器事故一甘肃天水压力容器爆炸山西嘉宝酒业锅炉爆炸压力容器事故二事故经过：2000年11月28日，山西省文水县嘉宝酒业有限公司发生锅炉爆炸，造成2人死亡，2人重伤，2人轻伤，直接经济损失20万元，间接损失30万元。事故原因：私自制造锅炉，自行安装投入使用，制造安装人员均没有专业方面的知识。压力容器事故二宁波北仑港电厂锅炉爆炸事故经过：1993年3月10日，宁波北仑港发电厂发生锅炉爆炸，死亡23人，伤24人(重伤8人)。直接经济损失778万元，修复132天少发电近14亿度。事故原因：主要可能因为锅炉严重结渣，落渣进入水产生蒸汽，蒸汽进入炉膛，造成压力升高。一、压力二、压力容器的压力源三、压力容器界限四、压力容器在工业生产中的应用第一节压力容器简介一、压力压力：物理学：垂直作用于物体表面的力。工程中压力是指：垂直作用在物体表面单位单位面积上的力。压强：垂直作用于物体表面单位面积上的力。P表示压强，用F表示压力，用S表示受力面积压强=受力面积压力PSF重点：什么是压力？p168一、压力压强的单位：1帕=1牛／米2，表示每平方米面积上受到的压力是1牛顿。一、压力大气压力：由于受到地心引力的作用，包围在地球外层的大气层对地球表面产生大气压力，即大气压。大气层越厚，密度越大，压力越大。ResourcesregionQuantityofradiation（MJ／m2·a）ⅠRegion6700ⅡRegion5400-6700ⅢRegion4200-5400ⅣRegion﹤4200国家太阳能检测中心地理分布一、压力标准大气压：标准大气压值的规定，是随着科学技术的发展，经过几次变化的。最初规定在摄氏温度0℃、纬度45°、晴天时海平面上的大气压强为标准大气压，其值大约相当于76厘米汞柱高。后来发现，在这个条件下的大气压强值并不稳定，它受风力、温度等条件的影响而变化。于是就规定76厘米汞柱高为标准大气压值。但是后来又发现76厘米汞柱高的压强值也是不稳定的，汞的密度大小受温度的影响而发生变化；g值也随纬度而变化。为了确保标准大气压是一个定值，1954年第十届国际计量大会决议声明，规定标准大气压值为：1标准大气压（atm）＝101325牛顿／米2＝105帕斯卡（Pa）一、压力1654年格里克在德国马德堡作了著名的马德堡半球实验，这让人们对大气压有了深刻的认识，但大气压到底有多大人们还不清楚。11年后意大利科学家托里拆利在一根80厘米长的细玻璃管中注满水银倒置在盛有水银的水槽中，发现玻璃管中的水银大约下降了4厘米后就不再下降了。这4厘米的空间无空气进入，是真空。托里拆利据此推断大气的压强就等于水银柱的高度。根据压强公式科学家们准确地算出了大气压在标准状态下为1.01×105Pa。一、压力1标准大气压（atm）＝101325帕=105牛／米21标准大气压（atm）＝76厘米汞柱＝760毫米汞柱1工程大气压（at）＝1千克力/厘米21工程大气压（at）＝0.968标准大气压（atm）1工程大气压（at）＝0.098Mpa一、压力绝对压力：以绝对零压为起点计算的压强,气体状态方程中的压力也是指绝对压力。一个标准大气压为101325Pa,它是指一个标准大气压比绝对零压高101325Pa。相对压力：工程中,流体各部分同时受到大气压的作用而相互抵消,对流体的运动不起作用,所以工程中所关心的常是超出大气压的部分,称为相对压力。一般测压仪表测定的都是相对压强,故又称表压。负压（真空度）：当流体绝对压强小于当地大气压时,相对压强为负值,称为负压,其差值的绝对值称为真空度。P表＝P绝－P大气P负＝P大气－P绝P真＝│P大气－P绝│一、压力二、压力容器的压力源工作介质：容器所盛装的或在容器内参加反应的物质，泛指压缩气体或蒸汽。1容器气体压力产生于容器外时，压力源是气体压缩机或蒸汽锅炉。容积型：活塞式、螺杆式、转子式、滑片式（通过缩小气体体积，增加气体密度提高压力）速度型：离心式、轴流式、泪流式（通过增加气体流速，使气体动能转变为势能提高压力）最高压力为压缩机出口压力气体压缩机（利用燃料燃烧放出热量使水蒸发产生水蒸气，在有限的汽包体积内，水蒸气体积膨胀，密度增加，压力增大）最高压力为锅炉出口处的蒸汽压力蒸汽锅炉二、压力容器的压力源全无油气体压缩机常压燃煤热水锅炉二、压力容器的压力源2容器气体压力产生于容器内时，压力源由容器内介质的聚集状态发生改变，发生体积增大的化学反应。介质聚集状态发生改变产生压力（液态介质受热发生放热反应，蒸发或分解为气体产生压力）（气体介质受热增压情况比较少见）举例：碳化钙加水反应产生乙炔气体电解水制取氢和氧的反应三、压力容器界限压力容器是指内部或外部承受气体或液体压力，并对安全性有较高要求的密闭容器。所有承受压力的密闭容器均可称为压力容器；本书所说的压力容器是指那些容易发生事故，特别是事故危害比较大，须由专门机构进行监督，并按规定的技术管理规范进行制造和使用的特殊设备。压力容器发生事故时，其危害的严重程度与容器的工作介质状态、工作压力以及容积有关系，这也是划分压力容器界限的需要考虑的三个因素。重点：什么是压力容器？p168我国目前完全纳入《固定式压力容器安全技术监察规程》（简称《新容规》）适用范围的压力容器必须同时具备下列三个条件：1.工作压力大于或者等于0.1MPa；2.工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L；3.盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体三、压力容器界限四、压力容器的应用在工业生产中，压力容器的主要作用是储存、运输有压力气体或液化气体，或者是为这些流体的传热、传质反应提供一个密闭的空间。a)压缩气体作为动力源；b)压缩气体作为原料或辅助材料；c)制冷装置d)高温反应装置e)化工反应设备f)石油化学工业高分子反应等压力容器的基本结构封头圆筒体接管排泄管入孔结构：筒体、封头、接管、法兰、密封元件以及支座等。第二节压力容器的工艺参数一、压力二、温度三、介质四、公称直径1、工作压力是指压力容器在正常工作情况下，其顶部可能达到的最高压力。2、计算压力指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力。3、设计压力指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。注：确定设计压力方法：GB150《钢制压力容器》。一、压力设计压力一般原则：a)容器的设计压力与容器最高工作压力的含义并不等同，但设计压力一般取略高于或等于最高工作压力。b)装设有安全泄压装置的压力容器，其设计压力不得低于安全阀的开启(整定)压力和爆破片装置的爆破压力。c)盛装液化气体的容器，无保温装置的，设计压力(最高工作压力)不低于所装液化气体在50℃时的饱和蒸气压力；有可靠的保温设施的，设计压力不低于其在试验实测的最高温度下的饱和蒸气压力。一、压力1、使用温度：测温仪表测得工作介质温度。2、设计温度：指容器在正常工作条情况下，设定的元件的金属温度（沿元件金属截面的温度平均）。设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。设计温度注意：a)对常温或高温操作的容器，其设计温度不得低于壳体金属可能达到的最高金属温度。b)对在0℃以下操作的容器，其设计温度不得高于壳体金属可能达到的最低金属温度。c)在任何情况下，容器壳体或其他受压元件金属的表面温度，不得超过材料的允许使用温度。d)安装在室外且器壁无保温装置的容器，壁温受环境温度的影响而可能小于或等于-20℃时，其设计温度一般应按容器使用地区历年各月、日最低温度月平均值的最小值确定其最低设计温度。二、温度定义：压力容器内盛装的物料，有液态、气态或气液混合态。压力容器的安全性与盛装介质密切相关，介质为易燃、易爆、腐蚀性和毒性的容器，使用维护中须特别注意。介质：a)易燃介质：b)毒性介质c)混合介质d)腐蚀介质三、介质介质组成毒性程度易燃介质剧毒、有毒、易燃介质剧毒介质是指进入人体量小于50克即会引起肌体严重损伤或致死的介质；有毒介质是指进入人体量大于或等于50克即会引起人体正常功能损伤的介质；易燃介质是指与空气混合的爆炸下限小于10%，或爆炸上限与下限之差大于20%的介质。定义：压力容器的公称直径是按容器零部件标准化系列而选定的壳体直径，用符号DN及数字表示，单位为mm。注意：焊接的圆筒形容器，公称直径是指它的内径；而用无缝钢管制作的圆筒形容器，公称直径是指它的外径，因为无缝钢管的公称直径不是内径，而是接近而又小于外径的一个数值。为了方便，用无缝钢管作容器简体时，选外径作为公称直径。四、公称直径第三节压力容器的基本要求一、强度：抵抗破裂或过量变形能力。二、刚度：抵抗弹性变形过大造成失效的能力。三、稳定性：抵抗外部载荷引起的形状改变能力。四、耐久性：具有足够使用寿命。五、密封性：容器连接处保持介质不泄漏的能力。第四节压力容器的分类一、分类二、代号标记法按压力分低压容器p＜1.6MPa中压容器1.6MPa≤p＜10MPa高压容器10MPa≤p＜100MPa超高压容器p≥100MPa压力容器分类一、按压力分类：低压容器O.1MPa≤p＜1.57MPa中压容器1.57MPa≤p＜9.807MPa高压容器9.807MPa≤p＜98.07MPa超高压容器p≥98.07MPa按压力精确分二、按温度分类：低温容器（＜-20℃）常温容器（-20～450℃）高温容器（＞450℃）。压力容器分类按作用原理分铁路罐车（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车[液化气体运输（半挂）车、低温液体运输（半挂）车、永久气体运输（半挂）车]和罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体）等压力容器分类三、按安装方式分类：固定式容器移动式容器反应容器：如聚合釜、氨合成塔换热容器：如冷却器、蒸发器分离容器：如分馏塔、吸收塔储运容器：储槽、槽车按压力分低压容器p＜1.6MPa中压容器1.6MPa≤p＜10MPa高压容器10MPa≤p＜100MPa超高压容器p≥100MPa压力容器的安全附件压力容器的安全附件包括：安全阀、爆破片、压力表、液位计、温度计和快开门式压力容器的安全连锁装置。种类:杠杆式、弹簧式，脉冲式结构:以弹簧式安全阀为例，结构分为：阀座、阀芯、阀盖、阀杆、弹簧、弹簧压盖、调整螺丝、销子、阀帽、提升手柄、阀体安全阀原理:是利用弹簧压缩的弹力来平衡气体作用在阀芯上的力。它的动作过程分为，密封过程、前泄过程、开启和排放过程及回座过程安全阀的主要名词术语：开启压力、开启高度、回座压力安全阀的规格型号安全阀安全阀安装的要求：（1）安全阀应垂直安装，并应装设在压力容器液面以上气相空间部分，或装设在与压力容器气相空间相连的管道上。（2）压力容器与安全阀之间的连接管和管件的通孔，其截面积不得小于安全阀的进口截面积，其接管应尽量短而直。（3）压力容器一个连接口上装设两个或两个以上的安全阀时，则该连接口入口的截面积，应至少等于这些安全阀的进口截面积