压力容器设计培训讲座PPT.pptx

压力容器设计培训,化工容器技术部,讲课大纲,何谓压力容器？压力容器如何分类？ 压力容器的主要组成部分 我国压力容器制造的现状 我国压力容器的法规体系及标准化体系 压力容器设计类别级别的划分，及公司拥有的设计资质,一、何谓压力容器?压力容器如何分类?,简单说：容器按所承受的压力分为常压容器和压力容器。通常将最高工作压力pw0.1mpa的称为压力容器。 特种设备安全监察条例解释：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 0.1mpa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于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 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；氧舱等。,压力容器的分类 “固定式压力容器安全技术监察规程”（简称“固容规”）是这样分类的： 1.1 按设计压力分为低压、中压、高压和超高压四个等级： (1) 低压容器（代号l ） 0.1mpap1.6mpa； (2) 中压容器（代号m） 1.6mpap10mpa； (3) 高压容器（代号h ） 10mpap100mpa； (4) 超高压容器（代号） p100mpa 。,1.2 压力容器按照在生产工艺过程的作用原理，划分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器和储存压力容器。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、合成塔等； (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、汽提塔、分汽缸、除氧器等； (4)储存压力容器（代号c，其中球罐代号为b）， 主要是用于储存或盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器，例如各种型式的储罐。 注：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。,1.3 按介质的毒性程度，参照gb5044职业性接触毒物危害程度分级的规定将介质的毒性分为四级，其最高允许的质量浓度分别为： (1) 极度危害() 10 mg/m3 注： 介质的毒性程度和易燃性划分按hg20660压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类的规定。,1.4 按容器的设计温度分为低温、常温和高温容器。我国规范将设计温度低于-20度的压力容器作为低温容器，而对中温或高温没有明确规定，这主要时考虑钢材的蠕变温度范围与钢种有关。 注：gb150 .3-2011附录e关于低温压力容器的基本设计要求的适用范围为碳素钢和低合金钢制低温容器（设计温度低于-20度）的设计。,1.5 综合分类 根据压力、压力与容积的乘积、介质特性、用途以及设计制造特点将容器划分为： 第一类压力容器 第二类压力容器 第三类压力容器,二、压力容器的主要组成部分,压力容器一般构造有： 筒体、封头、法兰、密封元件、开孔与接管以及支座等六大部分构成外壳。对于储存容器，外壳即为容器；而反应、换热、分离等容器还需装入工艺所需内件才能构成完整的容器。 图1 压力容器的简单构造 1-封头 2-筒体 3-法兰 4-顶盖 5-密封元件 6-开孔与接管,2. 1 筒体：储存或完成化学反应所需的压力空间。圆形筒体可分为整体式（容器壁在厚度方向是由一连续完整的材料构成，即所谓单层筒体；中低压容器由于壁厚较薄，多为整体式）和组合式（容器壁是由两层或两层以上的材料构成，如多层包扎、多层热套、多层绕板等）两种。,2. 2 封头：当容器组装后不需开启（无内件或不需更换内件）以保证容器的密封，但对需检修和更换内件的容器，封头和筒体连接应为可拆式，这时通常称为顶盖，其顶盖和筒体之间还要有一个密封结构。常压和中、低压容器可用平盖封头。高压容器一般不使用平盖（因其受力状态较恶劣），多用球形、椭球形和锥形封头。,2. 3 法兰：法兰是容器及管道连接的重要部件，通过螺栓和垫片的连接与密封，以保持系统不致泄漏。 2. 4 密封元件：置于筒体与封头或两法兰接触面之间，借助螺栓等连接件压紧，使容器内的液体或气体不致于泄漏。 2.5 开孔与接管：为检查和工艺要求而开设的孔或接管。如人孔、进出料口、安装压力表、安全阀等的管孔。,另：由于压力容器的使用特点及其内部介质的化学工艺特性，往往需要在容器上设置一些安全装置和测量、控制仪表来监控工作介质的参数，以保证压力容器的使用安全和工艺过程的正常进行。,三、我国压力容器制造的现状,石油化工行业是我国国民经济的支柱产业之一，大型化是石油化工工业的必然趋势。我国在20世纪80年代已能制造30万t/a合成氨、52万t/a尿素，处理量为500万t/a炼油装置中的大型设备以及30万kw火电站中的压力容器。80年代末到90年代，在大量引进成套设备的同时，也促进了高难度大型设备的国产化。如热壁加氢反应器等设备的制造，大型电站锅炉机组和核电设备的制造，大型球罐的国产化，乙烯裂解炉的研制，大型加压气化炉的建造，锆、哈氏合金等容器的研制等。,上述国家重大装备中具有代表性的重要设备均投入平稳运行，反映我国石油化工技术的发展以及压力容器制造技术的进步，但与世界先进水平相比，无论是在装置的大型化、设备的运行周期、产品质量的档次、技术经济综合指标等方面均有较大的差距。,在环境保护方面，国外工业发达国家已初步形成全新工业领域。由于对环境保护的重视，选用无毒、无害的催化剂和溶剂，减少废物的排放；同时对废塑料、废橡胶、废油等回收利用，在维护环境的同时又获得了经济效益。我国环保工业处于零星分散状态，一些技术和设备尚未过关，不少企业废水、废气、废渣超标排放，造成严惩的环境污染。 面对国际市场的激烈竞争，我国石化行业加大了科技开发力度，在综合治理并加快装置大型化的步伐的基础上，将缩短与国际先进技术水平的差距。,四、我国压力容器的法规体系 及标准化体系,4.1 法规体系： 压力容器的法规体系的形成原劳动人事部于1982年8月7日颁发锅炉压力容器安全监察暂行条例实施细则以后，陆续颁发了有关的部门规章、规范性文件逐步形成了我国的锅炉压力容器等承压特种设备安全监察制度，形成了“法规部门行政规章安全技术规范技术规定及相关标准”四个层次的法规体系结构。,第一层次：行政法规及法规性文件 (1) 行政法规 (2) 法规性文件 (3) 地方性法规 第二层次：部门行政规章和地方规章 第三层次：安全技术规范（有关规定、规程、规则等技术规范） (1)监督管理规定、办法类 (2) 安全监察规程类 (3)技术检验规则类 第四层次：技术规定及相关标准,4.2 标准化体系 多年来，我国以钢制石油化工压力容器设计规定（简称设计规定）和钢制焊接压力容器技术条件jb741为依据，进行压力容器的设计和制造。1984年压力容器标准化技术委员会（简称容委会）成立后，仿效国外先进标准，首次实现我国压力容器基础标准的双轨制，即按传统设计规则的国家标准钢制压力容器及以应力分析为基础的专业标准钢制压力容器分析设计标准两者并行。,gb150-1989钢制压力容器是在经多年实施的“设计规定”和jb741的基础上，结合我国的使用经验又吸收国外先进经验而编制的，其设计压力为0.135mpa。 当设计压力小于0.1mpa时，可采用jb/t4735-1997（代替jb2880-1981）钢制焊接常压容器。设计压力高于35mpa时，可采用jb4732-1995钢制压力容器分析设计标准，其设计压力为0.1100mpa。设计压力高于100mpa的超高压容器标准正在计划编制，该标准完成后，我国压力容器将覆盖所有的压力范围，形成完整的压力容器标准化体系。,gb150是压力容器最基本的，应用最广泛的标准。与其相关的gb151-1999管壳式换热器（范围dn2000mm、p35mpa）和gb12337-1998钢制球形储罐（p4mpa）等标准，在基本要求上与gb150一致。89版的gb150又作了修改，形成gb150-1998。最近几年，在98版标准的基础上修订为gb150.14-2011压力容器。,五、压力容器设计类别级别的划分,及公司拥有的设计资质,5.1 压力容器设计类别、级别的划分 a类 a1级 系指超高压容器、高压容器（结构形式主要包括单层、无缝、锻焊、多层包扎、绕带、热套、绕板等）； a2级 系指第三类低、中压容器； a3级 系指球形储罐； a4级 系指非金属压力容器。 c类 c1级 系指铁路罐车； c2级 系指汽车罐车或长管拖车； c3级 系指罐式集装箱。 d类 d1级 系指第一类压力容器； d2级 系指第二类压力容器。,压力容器设计类别、级别、品种范围划分：,5.2 公司拥有的设计资质 荆门宏图特种飞行器制造有限公司在容器方面拥有一、二、三类压力容器设计、制造、安装许可证，压力容器及管道授权证书，获得了美国机械工程师协会asme制造许可证及u、u2等钢印，并通过了iso9001：2000质量体系认证,公司压力容器设计许可类别及品种范围：,六、设计部门介绍,压力容器设计部门必须拥有高素质的产品设计及研究开发人员、先进的设计手段（包括sw6-1998压力容器计算软件、全套压力容器设计资料、cad计算机辅助设计）、产品数据管理和健全的质量保证体系。,6.1 设计领域 1. 球罐设计 宏图公司是2010年取得球罐（a3）设计许可证。 2010年取得球罐安装许可证。 2012年取得球罐制造许可证。,公司球罐产品在国内属后起之秀，近几年冒出了较多球罐生产厂家，公司目前已设计、制造、安装的最大球罐为3000m3，公司已经形成了球罐设计、球片压制、球罐组焊一条龙的能力。,图2 安装在炼油厂的球罐群,2. 换热器产品 主要类型有：固定管板式、浮头式、u形管式、填函式换热器。最近正在车间生产制造的有河南洛阳永龙项目11套合成气净化装置。（其中大部分设备为中、高压的换热器，由五环设计院设计、开封空分分包）,图3 安装在化肥厂的换热器组,3专用储存设备 各类卧式储罐（50、100、200方液氨、lpg储罐等系列化产品）。 4塔器产品 浮阀、填料、泡罩等塔器。特别是空分、炼油、石油化工的塔器设备。我公司成功地为开封空分集团制作了各类水冷塔、空冷塔等各类大型立式设备。,图4 安装在炼油厂的换热器和塔器,5特种材料设备 特种金属（如钛、镍、锆及其合金材料）及各种级别的不锈钢设备，需对其进行耐腐蚀性试验，公司具备专用的不锈钢生产场地及专用酸洗池，可满足不锈钢及特种金属制造要求。 公司已为宜昌南玻公司加工制作了多台钛及钛复合板制容器。 6其 它 各类反应容器，如搅拌罐、反应釜等,6.2 小 结 随着全球经济一体化的逐步发展，压力容器法规和标准的国际化趋势已越来越明显。目前的国际工程（特指国外投资国内建造）一般来说都是要求按容规、gb要求设计（同时需符合asme或jis相应要求）、并要求按asme或jis格式出设计资料。且国际项目均为制造厂自行进行施工图设计，这也是国际趋势。现设计院都向