您好,欢迎访问三七文档
当前位置:首页 > 行业资料 > 国内外标准规范 > 大规模培训压力容器基础知识
齐鲁石化公司设备管理部111压力容器基础知识大规模培训压力容器基础知识齐鲁石化公司设备管理部222压力容器基础知识大规模培训•第一部分压力容器基础知识•一、压力容器的含义1.容器,顾名思义就是用以盛装物质的器皿。2.从广义上来讲,压力容器是指盛装气体或者液体,具有一定压力的密闭设备。如化工装置中的塔,反应器,换热器等设备的外壳绝大部分属于压力容器。3.压力容器的特点:容器中的介质大部分具有一定的压力和温度,甚至是高温高压,且介质多数具有易燃,易爆和有毒。4.监察要求:在压力和温度的联合作用下,容器器壁的承载能力如何,能否发生容器的爆破,容器上的各密封点是否可靠,能否发生泄漏而造成火灾,爆炸和人员中毒。根据压力容器对外界产生影响的不同,为了保证压力容器操作者的人身安全以及设备安全,根据不同容器所具有的不同特点,给予不同的设计理论和不同的监察规定。5.《特种设备安全监察条例》对压力容器的定义: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),且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L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1.0MPa·L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶;氧舱等。根据这一定义,压力容器包括:固定式容器、气瓶、铁路罐车、汽车罐车、医用氧仓、超高压(≥100MPa)容器、非金属压力容器、简单压力容器等。齐鲁石化公司设备管理部333压力容器基础知识大规模培训•6.TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》所管辖范围内的压力容器:•固定式压力容器是指安装在固定位置使用的压力容器。需要同时具备下列条件:(1)、最高工作压力大于或者等于0.1MPa(表压);(2)、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、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体。公司《压力容器管理规定》中所称的压力容器就是该部分压力容器。以下讲述内容是针对该部分压力容器的。二、压力容器的参数1、设计压力(1)压力,是物质垂直均匀地作用于物体表面单位面积上力的度量。在物理学中称为压强,工程上习惯称为压力。在压力容器中单位多以MPa表示。齐鲁石化公司设备管理部444压力容器基础知识大规模培训(2)表压,用测量压力的仪表上所测出的压力值为表压。表压是表上显示压力的简称。表压只是表明容器内压力高于周围大气压的差值。•(3)工作压力,工作压力也称最高工作压力,最高工作压力指在正常工作情况下,容器顶部可能达到的最高压力。即为标注在产品铭牌上的压力。(4)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。对装有安全泄放装置的压力容器,其设计压力不得低于安全阀开启压力或爆破片的爆破压力。设计压力需标注在产品铭牌上。•2、公称直径:压力容器的公称直径是按容器的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,单位为毫米。应该注意的是,焊接的圆筒形容器,公称直径是指它的内径。齐鲁石化公司设备管理部555压力容器基础知识大规模培训•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,用无缝钢管作为容器的筒体时,选它的外径作为容器的公称直径压力容器的容积是指容器内壁面所包围的体积,单位为立方米,并需标注在产品铭牌上。3、容器厚度(1)计算厚度,指按各计算公式计算所得的厚度。(2)设计厚度,指计算厚度与腐蚀裕量之和。(3)名义厚度,指设计厚度加上钢材厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度,即标注在图样上的厚度。4、设计温度(1)介质温度,指容器内工作介质的温度,可以用仪表测得。(2)金属温度,指容器受压元件沿厚度截面的平均温度。在任何情况下元件金属的表面温度不得超过钢材的允许使用温度。齐鲁石化公司设备管理部666压力容器基础知识大规模培训•(3)设计温度,指容器在正常工作情况下,设定的元件的金属温度(沿元件金属截面的温度平均值)。设计温度和设计压力一起作为设计载荷条件。设计温度需标注在产品铭牌上。确定设计温度时应按GB150钢制压力容器3.5.2条款去考虑。三、压力容器承受的的载荷压力容器是一种特殊设备,其工作条件十分恶劣,它和一般的机械设备不同,除承受介质压力、温度引起的载荷外,还应考虑其它因素引起的各种载荷。压力容器所承受的各种载荷,主要有:(1)介质压力(内压,外压或最大压差);(2)液体静压力;(3)容器的自重(包括内件和填料等),以及正常工作条件下或压力试验状态下内装物料的重力载荷;(4)附属设备及隔热材料,衬里,管道,扶梯,平台等重力载荷;(5)风载荷,地震力,雪载荷;(6)支座、底座圈、支耳、及其它型式支撑件的反作用力。齐鲁石化公司设备管理部777压力容器基础知识大规模培训•四、压力容器的压力来源1、工作介质压力容器所盛装的或在压力容器内参加反应的物质称之为工作介质。2、压力容器所承受的压力按其来源可以分为两类:一类是气体或液体介质在容器之外的设备内通过加压或增压后送入压力容器中,使容器壳体承受来自于介质对容器单位面积上产生的垂直方向的作用力;另一类是介质送入压力容器之前没有压力,送入容器内后,由于它在容器内介质聚集状态发生改变,介质的密度发生变化,介质温度升高或介质在容器内发生体积增大的化学反应等,使容器内产生或增大压力。3、容器外来压力在器外产生或增大压力的压力源一般为气体压缩机,液体泵或蒸汽锅炉。压缩机和液体泵通过机械方法提高气体或液体压力。齐鲁石化公司设备管理部888压力容器基础知识大规模培训(1)容积式压缩机及容积式泵是通过机械运动缩小气体或液体体积,增加气体及液体密度来提高气体及液体的压力,如活塞式或螺杆式压缩机,计量泵或螺杆泵等属于此类。(2)速度型压缩机及泵则通过增加气体或液体的流速,并将其动能转变为静压能来提高气体及液体的压力,如离心式或轴流式压缩机及泵等属于此类。(3)压力产生于压缩机工作介质为压缩气体的容器,压力由压缩机对气体进行压缩而产生,这些容器所承受的压力大小主要决定于压缩机出口压力。因此,工作介质为压缩气体的压力容器,其最高工作压力一般不会超过压缩机出口压力,除非介质在容器内温度升高或产生其他物理化学变化或有更高压力的介质进入。(4)以水蒸汽为工作介质的压力容器,它的压力来源于蒸汽锅炉。水在蒸汽锅炉内受热蒸发为水蒸汽,由于在相同的压力下,同质量的水与水蒸汽相比,水蒸汽占的体积要比水大得多,如在0.1MPa(绝对)压力下的水转变为相同压力的饱和水蒸汽时,饱和水的比容约为0.001m3/kg,而饱和水蒸汽的比容则约为1.7m3/kg,即由饱和水变为齐鲁石化公司设备管理部999压力容器基础知识大规模培训饱和蒸汽体积约增大1700倍。锅炉属于密闭设备,水在锅筒内蒸发时,蒸汽压力不断增大,直到达到锅炉的排出压力。因此,工作介质为水蒸汽的压力容器,这些容器的工作压力取决锅炉的排出压力,如果压力容器需要的压力比锅炉出口蒸汽压力低,则可在容器进口管上装设蒸汽减压阀装置,如果容器内工作条件不发生变化,一般容器内的压力不会突然增大。4、容器内部产生压力靠容器内介质聚集状态发生改变,介质的密度发生变化介质温度升高或介质在容器内发生体积增大的化学反应等作用,使容器内产生或增大压力。工作介质为液化气体的容器,其内部压力是由于液化气体的蒸发而产生,但由于容器壳体的束缚,使得容器内气体分子数增多,密度增大,压力增大。如液氯,在0℃时的饱和蒸汽压为0.36MPa(绝对),温度55℃时压力即升高至1.51MPa(绝对)。齐鲁石化公司设备管理部101010压力容器基础知识大规模培训•某些固体高分子化合物,如果在容器内受热解聚,变为气态单体分子,也会因体积膨胀受到限制,而压力急剧升高,如固态聚甲醛的比容约为0.0007m3/kg,当它解聚为气态甲醛时其比容约为0.746m3/kg(标准状态下),即体积约增大1065倍。如果在一个密闭的容器内发生这种聚集状态的改变,则会产生很高的气体压力。留有足够气化空间的液化气体容器的压力等于相应温度下的饱和蒸汽压。五、压力容器的分类压力容器的形式多样,为了便于对不同类型的容器进行研究、制造或管理,常将容器按不同方法分类。齐鲁石化公司设备管理部111111压力容器基础知识大规模培训固定式压力容器的分类•1.《固定式压力容器安全技术监察规程TSGR0004-2009》所辖范围内的固定式压力容器固定式压力容器是指安装在固定位置使用的压力容器。也指除移动式压力容器(铁路罐车、汽车罐车、长管拖车、罐式集装箱等)、气瓶、医用氧舱之外的压力容器。•2.适用范围•本规程适用于《特种设备安全监察条例》范围内,同时具备下列条件的固定式压力容器(以下简称压力容器):•(1)工作压力大于或者等于0.1MPa(表压,不含液体静压力,下同);(注1)•(2)工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L;(注2)•(3)盛装介质为气体、液化气体或者介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体。(注3)•其中,超高压容器应当符合《超高压容器安全技术监察规程》的规定;非金属压力容器应当符合《非金属压力容器安全技术监察规程》的规定;简单压力容器应当符合《简单压力容器安全技术监察规程》的规定。不在上述规程管辖范围内的压力容器,均应当符合本规程的规定。齐鲁石化公司设备管理部121212压力容器基础知识大规模培训•3.压力容器范围界定•本规程管辖的压力容器,其范围包括:•3.1主要受压元件•压力容器的主要受压元件包括筒体、封头(端盖)、人孔盖、人孔法兰、人孔接管、膨胀节、设备法兰;球罐的球壳板;换热器的管板和换热管;M36(含M36)以上的设备主螺柱及公称直径大于或者等于250mm的接管和管法兰。•3.2相关联的零部件、部位•(1)压力容器与外部管道或者装置焊接连接的第一道环向焊接接头的焊接坡口、螺纹连接的第一个螺纹接头、法兰连接的第一个法兰密封面、专用连接件或者管件连接的第一个密封面;(2)压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件;(3)非受压元件与压力容器的连接焊缝。•3.3安全附件•直接连接在压力容器上的安全阀、爆破片装置、紧急切断装置、安全联锁装置、压力表、液位计、测温仪表等。齐鲁石化公司设备管理部131313压力容器基础知识大规模培训•4.压力容器分类•根据危险程度的不同,本规程适用范围内的压力容器在监督管理上划分为三类(分类方法见附件A),实行分类监督管理。•附件A压力容器的分类及压力等级、品种的划分•A1压力容器的分类•A1.1介质分组•压力容器的介质分为以下两组,包括气体、液化气体或者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,易燃介质,液化气体。•(2)第二组介质:由除第一组以外的介质组成,如水蒸汽、氮气等。•A1.2介质危害性齐鲁石化公司设备管理部141414压力容器基础知识大规模培训•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0.1~1.0mg/m3;中度危害最高容许浓度1.0~10.0mg/m3;轻度危害最高容许浓度大于或者等于10.0mg/m3。•A1.2.2易燃介质: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介质毒性危害强度和爆炸危害程度按GB5044—1985《职业性接触毒物危害程度分级》、HG20660—2000《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》
本文标题:大规模培训压力容器基础知识
链接地址:https://www.777doc.com/doc-9095145 .html