第二十九章锅炉与压力容器(安全员必读)

1、第二十章 锅炉与压力容器第一节 概述锅炉与压力容器是工业生产中的常见设备，也是比较容易发生灾害性事故的特殊设备。锅炉与压力容器在建筑施工现场也得到较广泛的使用。一、锅炉(l）锅炉是指利用各种燃料、电或者其他能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，并对外输出热能的设备，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。(2）锅炉的分类：按用途分为电站锅炉、工业锅炉、机车锅炉和船舶锅炉；按容量分为大型锅炉、中型锅炉和小型锅炉。习惯上，蒸发量大于l00t / h 的锅炉为大型锅炉，蒸发量20-10

2、0t / h 的锅炉为中型锅炉，蒸发量小于20t/ h 的锅炉为小型锅炉。按蒸汽压力分为低压锅炉（p2.5MPa）、中压锅炉（2.5MPa < p5.9MPa）、高压锅炉（p=9.8MPa）、超高压锅炉（p=13.7MPa）；按锅炉提供的介质分为蒸汽锅炉、热水锅炉。生产蒸汽的锅炉叫蒸汽锅炉，蒸汽锅炉的规格以单位时间内产生蒸汽的数量及蒸汽参数表示（t/h）。加热水使其升温但不汽化的锅炉叫热水锅炉，热水锅炉的规格以单位时间内水的吸热量（MW 兆瓦）及热水参数表示。按结构型式分为立式锅壳式锅炉、卧式锅壳式锅炉、水管锅炉、火管锅炉、水火管锅炉等等。按照 重大危险源辨识标准 （GB18218-20

3、00）规定：压力2.5MPa、蒸发量10t/ h 的蒸汽锅炉；出水温度400、功率14MW 的热水锅炉属于重大危险源。二、压力容器(1)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。包括所有承受流体（气体、液体）压力的容器。(2

4、）压力容器的分类：为了更有效地实施科学管理和安全监检，我国压力容器安全监察规程中根据工作压力、介质危害性及其在生产中的作用将压力容器分为三类。并对每个类别的压力容器在设计、制造过程，以及检验项目、内容和方式做出了不同的规定。压力容器已实施进口商品安全质量许可制度，未取得进口安全质量许可证书的商品不准进口。l ）固定式压力容器安装和使用地点固定、工艺条件和操作人员也比较固定的压力容器为固定式压力容器。固定式压力容器分为四个压力级别：低压容器（0.1MPa p < 1.6MPa ）、中压容器( 1.6MPa p < 10MPa ）、高压容器（10MPa p < 100MPa ）、

5、超高压容器（p 100MPa ) , 其中p 为压力容器的设计压力。2 ）移动式压力容器用以装载、运输气体或液体介质的压力容器为移动式压力容器。移动式压力容器没有固定的使用地点，一般也没有专职的操作人员，使用环境经常变迁，管理比较困难，较容易发生事故。移动式容器按其容积大小和结构形状分为气瓶、气桶和槽车三类。其中气瓶为小型储运容器，数量大，使用广泛，又分永久气体气瓶、高压液化气体气瓶、低压液化气体气瓶、溶解气体气瓶等。建筑施工中常用的氧气瓶属于永久气体气瓶，乙炔气瓶属于溶解气体气瓶。3 ）压力容器的安全综合分类除上述分类方法外，为了有区别地进行技术管理和监督检查， 压力安全监察规程 根据容器压

6、力的高低、介质的危害程度及在使用中的重要性，将压力容器分为三类，即一类容器、二类容器、三类容器。其中三类容器最为重要，要求也最为严格。特别是介质毒性极度、高度、或中度的三类压力容器，以及易燃介质、最高工压0.1MPa 、PV100MPa ·m3 的压力容器属于重大危险源。三、锅炉与压力容器在建筑工业中的应用(l）工业锅炉产生的高温热能常常被用做物料加热蒸煮、烘于、混凝土养护等工艺过程。生活锅炉则常用于施工工地提供生活蒸汽或热水。(2）压力容器有空气压缩机、冷却器、油水分离器、储气罐等。压缩空气是一种普遍使用的动力，它被用于带动风动机械和风动工具进行矿山开采、隧道施工、采石作业、铆接桥

7、梁。还广泛用于喷砂、除锈、除渣、喷漆、搅拌、输送各种物料等。（3）施工中还使用移动压力容器，如氧气、氢气、乙炔气等瓶装压缩气体进行金属焊接和气割作业等。四、锅炉与压力容器发生故障的主要原因锅炉与压力容器是一种特殊设备，经常处于高温高压下运作，若管理不善或使用不当，容易发生各类事故；而且锅炉与压力容器的爆炸具有较大的破坏性，发生事故的主要原因有：(l）锅炉与压力容器的结构一般较简单，但其承压部件的受力情况都比较复杂，特别在开孔附近及其他一些儿何形状突变的部位。如果在设计制造时结构不合理、材质不符要求、焊接质量粗糙、受压元件强度不够等因素都易引发事故。(2）锅炉与压力容器的使用条件较恶劣：锅炉直接

8、受火焰加热，温度变化幅度较大，局部地方易产生过热；压力容器常常承受多种荷载，而且有些还是在高温或深冷的条件下运行。现代的锅炉和压力容器大都是焊接结构，制造过程中（特别是焊接）留下的微小缺陷，在使用中遇到合适的条件（例如温度的变化）就会迅速扩展而突然发生破坏。(3）锅炉与压力容器较易超载，而且一旦超载就会迅速酿成破坏事故。(4）锅炉与压力容器易受工作介质的腐蚀，使壁厚减薄或使材料机械性能发生变化而造成破坏事故，如锅炉的碱脆破裂、压力容器的晶间腐蚀、压力腐蚀等。(5）由于锅炉和压力容器内的介质都是有压力的气体或液体，当锅炉或压力容器破裂时，内部的介质即降压膨胀，瞬间释放出较大的能量，使锅炉或容器或

9、者是它的碎块高速飞出，造成人员伤亡，其工作介质的外溢也会造成人员受伤或中毒。总之，锅炉、压力容器爆炸，常造成大面积的、立体性的破坏和群体伤害，给施工单位和社会造成严重损失。因此，锅炉、压力容器被列人特种设备进行管理。第二节 锅炉与压力容器的结构及安全附件一、锅炉的结构锅炉的汽水系统通常由给水设备、省煤器、锅筒、对流管束、水冷壁、过热器等组成。锅炉的炉内系统通常由送风机、引风机、烟风管道、给煤装置、空气预热器、燃烧装置、除尘器、烟囱等组成。主要受压部件有：锅筒、水冷壁、集箱、对流管束、烟火管等。二、压力容器的结构压力容器主要由一个能承受压力的壳体和其他必要的连接件和密封件等部件组成。三、锅炉与压

10、力容器的安全装置锅炉与压力容器的安全装置是为了使锅炉与压力容器能够安全运行而装在设备上的附属装置，又常称为安全附件。安全装置包括压力表、水位计、安全泄压装置、水位警报装置等。1计量装置：在设备运行中能自动显示和计量运行参数的装置，如压力表、水位表（液位计）、温度计等。压力表或叫压力计是用来测量锅炉、压力容器中介质压力的一种计量仪表。由它可以显示出锅炉、压力容器内的压力，使操作人员能够正确操作，防止超压而发生事故。压力表有下列情况之一时，应停止使用：(l）有限止钉的压力表，在无压力时，指针不能回到限止钉处；没有限止钉的压力表，在无压力时，指针距零位的数值超过压力表的允许误差。(2）表盘封面玻璃破

11、裂或表盘刻度模糊不清。(3) 表内弹簧管泄漏或压力表指针松动。(4）封印损坏或超过校验有效期。(5）其他影响压力表准确指示的缺陷。水（液）位计是用来指示水（液）位（水一汽交界面）的一种装置，主要用于锅炉和个别压力容器，例如：盛装液化气体的储罐等装置也有液位计。锅炉运行时水位的高低与安全有密切的关系，水位过高，严重时会造成管路受剧烈的水冲击，造成满水事故；水位过低，以致造成严重缺水，会造成炉管过热变形、爆裂，甚至会发生重大爆炸事故。要想保证锅炉正常安全运行，必须保持锅炉内的水位正常，所以水位计是锅炉上主要安全装置之一。2. 报警装置：在设备运行中出现不安全因素致使其处于危险状态时，能自动发出声、

12、光或其他信号报警的装置，如高低水位报警器、信号灯等。3. 联锁装置：为防止操作失误或异常工况导致事故而装设的控制机构。常用的有灭火联锁保护装置、缺水联锁保护装置、超压联锁保护装置等。4. 泄压装置：锅炉与压力容器的安全泄压装置是指当设备的压力升高时能自动开启使其压力下降的一种装置。每台锅炉都必须装有安全泄压装置；压力容器除了那些在压力来源处已经装有这种装置，而且介质的压力在容器内不会白行增高外，也必须装有安全泄压装置。安全泄压装置的类型有安全阀、防爆片、防爆帽、易熔塞等。锅炉上装设的安全泄压装置是安全阀，压力容器大部分也是用安全阀；只是一些不适宜用安全阀的容器才装设防爆片或防爆帽（一般用于高压

13、、超高压容器）；易熔塞则仅适用于防止温度升高而导致压力升高的容器上。第三节 锅炉与压力容器使用的安全管理一、锅炉使用的安全管理1、锅炉使用的安全要求(l）锅炉事故锅炉运行中出现的事故大致可分成三类：l ）爆炸事故。锅炉中的主要受压部件- 锅筒、联箱、炉胆、管板等发生破裂爆炸等事故称为爆炸事故。有超压爆炸、缺陷导致的爆炸和严重缺水导致的爆炸等。发生严重缺水后立即上水也会造成锅炉爆炸事故。2 ）重大事故。锅炉无法维持正常运行而被迫停炉的事故称为重大事故。重大事故有缺水事故、满水事故、汽水共腾、炉管爆炸、省煤器损坏、过热器损坏、水击事故、炉膛爆炸、尾部烟道二次燃烧、锅炉结渣等。3 ）一般事故。在运行

14、中可以排除的事故或经过短暂停炉即可排除的事故。(2）安全防范措施由于承压和具有爆炸危险，国家对锅炉压力容器的设计制造和产品质量有严格要求，实行制造许可证和定点生产制度。因此选用、购置锅炉压力容器必须认准定点厂家的合格产品，通过足够的法律和技术文件认定厂家资质和产品质量。（3）锅炉安全管理1）建立安全管理制度。锅炉使用单位应当严格执行 特种设备安全监察条例 和有关安全生产的法律、法规的规定，根据情况设置锅炉安全管理机构或者配备专职、兼职安全管理人员，制订安全操作规程和管理制度，以及事故应急措施和救援预案，并认真执行，确保锅炉安全使用。锅炉安全管理制度有：岗位责任制。明确制定锅炉房管理人员、司炉班

15、长、司炉工、水处理化验工、仪表工、维修工的各自职责；交接班制度。明确交接班时间，交接内容，交接人员双方签字等；巡回检查制度；定期检查、检修制度；安全操作规程；维护保养、清洁卫生制度；水质管理制度；事故报告制度。2） 健全技术档案锅炉使用单位应当健全锅炉安全技术档案。档案的内容应当包括：锅炉的设计、制造、安装、改造、维修技术文件和资料；定期检验和定期自行检查的记录；日常使用状况记录；锅炉本体及其安全附件、安全保护装置、测量调控装置及有关附属仪器仪表的日常维护保养记录；运行故障和事故记录；交接班记录、水质处理设备运行及水质化验记录等。3） 定期检验在用锅炉。应当进行定期检验，以便及时发现锅炉在使用

16、中潜伏的安全隐患及管理中的缺陷，进而采取应对措施，预防事故发生。锅炉定期检验工作，应当由经过国家质检总局核准的检验检测机构的有资格的检验员进行。锅炉使用单位应当按照安全技术规范的定期检验要求，在安全检验合格有效期届满前1个月，向锅炉检验检测机构提出定期检验要求。只有经过定期检验合格的锅炉才允许继续投人使用。2、施工现场临时锅炉房的安全要求(1）固定锅炉应安装在单独建造的锅炉房内，临时锅炉房的面积大小应根据锅炉设置的台数并满足公安部门的有关规定。(2）锅炉房与其他建筑物的间距及屋架下弦距锅炉顶部的高度，应符合建筑防火标准。锅炉房应为一、二级耐火等级的建筑。但在蒸发量不超过4t/h 、供热量不超过

17、2.8MW 时，以煤为燃料的锅炉房，允许采用三级耐火等级建筑锅炉房应采用轻型屋顶，每平方米一般不宜超过12Okg ，否则应开设天窗或高窗。开窗面积至少应为占地面积的10 。保证锅炉在发生事故时泄压或蒸汽能自由地冒出。墙体不准用竹、荆笆水泥，应用砖或砌块砌筑或瓦楞铁及石棉板，屋顶不准用简易油毡屋顶，应用瓦楞铁板或石棉板做屋顶。屋顶距锅炉最高点要保证有一定的安全距离。(3）施工现场临时锅炉房设置的位置应考虑周围临建的环境，不宜和木工棚、易燃易爆材料仓库、变电室等相邻。同时，还应考虑使用方便。锅炉房不得与人员集中的房间相邻。(4）锅炉房内操作地点以及水位计、压力表、温度计、流量计等处，应有足够的照明

18、，并应有备用照明设备和工具，以便在正常照明电源发生故障时，能继续维持运行，临时用电设施应符合电气规程规定。锅炉上的安全附件及附属设备应齐全、灵敏、可靠，按正规施工进行安装。锅炉房内的设备布置应便于操作、通行和检修，且有足够的采光、通风及必要的降温和防冻措施。司炉工必须经过培训、持证上岗。(5）锅炉房地面应平整，无积水。房内承重梁、柱等构件与锅炉有一定的距离或其他措施，防止受高温损坏。锅炉房每层应有两个出口，分别设在两侧。锅炉前端的总宽度不超过12m 、面积不超过Zoom “的单层锅炉房，可以只开一个出口。通向室外的门应向外开，在运行期间不准锁门或拴住。锅炉房内的工作室或生活室的门应向锅炉房内开

19、。锅炉与墙壁之间至少留有70ctn 的间距。锅炉房大门、窗均应向外开。锅炉房地间应平整、不积水。锅炉前端至少留有2 - 3m ，后端至少留有60- 70cm ，便于操作和维修。锅炉房及烟囱设计时应考虑防振，烟囱应装置避雷针。锅炉排污、泄水应通向排污池（箱）(6）锅炉房应设有消防用具或设备。二、压力容器使用的安全管理1. 压力容器使用安全（1）压力容器事故压力容器事故主要是压力容器的破裂，按常见型式和基本原因，可分为延性破裂、脆性破裂、疲劳破裂、腐蚀破裂及蠕变破裂等。其中延性破裂，又称韧性破裂或塑性破裂，是压力容器（包括低压小型锅炉）最常见的破裂形式。其主要原因有：l ）气体容器充装过量。由于操

20、作疏忽、计量错误或其他原因造成过量充装，在运输、储存或使用过程中，容器内介质温度因环境温度影响或太阳曝晒而升高，介质体积膨胀后，器内压力急剧上升，最终导致容器延性破裂。2 ）压力容器在使用中超压。由于违反操作规程、操作失误或其他原因，造成设备内压力升高并超过其许用压力，而设备又没有装设安全泄压装置或安全泄压装置失灵，最终造成延性破裂。3 ）维护不良引起壁厚减薄。由于介质对器壁腐蚀或磨损，或设备长期闲置不用而又未进行可靠防护，造成器壁严重减薄，使设备在正常工作压力下发生延性破裂。(2）压力容器安全管理压力容器的制造、安装、改造、维修的要求，原则上与锅炉的制造、安装、改造、维修的要求基本相同。压力

21、容器的制造单位应当具备 特种设备安全监察条例 规定的条件，并按照压力容器制造范围，取得国家质检总局统一制订的压力容器类 特种设备制造许可证，方可从事压力容器的制造活动。压力容器的使用要求原则上与锅炉的使用要求相同。除此之外，在压力容器投人使用前或者投人使用后30日内，移动式压力容器的使用单位应当向压力容器所在地的省级质量技术监督部门办理使用登记，其他压力容器的使用单位应当向压力容器所在地的市级质量技术监督部门办理使用登记，取得压力容器类的特种设备使用登记证。在用压力容器应当进行定期检验。内外部检验由经过国家质检总局核准的检验检测机构的有资格的检验员进行。压力容器投用后的首次内外部检验周期一般为

22、3年；安全状况等级为1级或者2级的压力容器，每6年至少进行一次；安全状况等级为3 级的压力容器，每3年至少进行一次。压力容器的使用单位应当按照安全技术规范的要求，在安全检验合格有效期届满前1个月，向压力容器检验检测机构提出定期检验要求。只有经过检验合格的压力容器，才允许继续投人使用。2.气瓶安全使用气瓶是指在正常环境下（40 60 ）可重复充气使用的，公称工作压力为0 30MPa（表压），公称容积为0.41000L 的盛装永久气体、液化气体或溶解气体等的移动式压力容器。由于其数量大，流动性大，使用广泛。（1）气瓶的种类1）按充装介质的性质分类 永久气体气瓶永久气体（压缩气体）因其临界温度小于一

23、10 ，常温下呈气态，所以称为永久气体，如氢、氧、氮、氢、空气、煤气及天然气等。这类气瓶一般都以较高的压力充装气体，目的是增加气瓶的单位容积充气量，提高气瓶利用率和运输效率。常见的充装压力为15MPa ，也有充装20 30MPa 的。 液化气体气瓶 液化气体气瓶充装时都以低温液态灌装。有些液化气体的临界温度较低，装人瓶内后受环境温度的影响而全部气化。有些液化气体的临界温度较高，装瓶后在瓶内始终保持气液平衡状态，因此，可分为高压液化气体和低压液化气体。 溶解气体气瓶专门用于盛装乙炔的气瓶。由于乙炔气体极不稳定，故必须把它溶解在溶剂（常见的为丙酮）中。气瓶内装满多孔性材料，以吸收溶剂。乙炔瓶充装乙

24、炔气，一般要求分两次进行，第一次充气后静置8h 以上，再第二次充气。2）按制造方法分类 钢制无缝气瓶； 钢制焊接气瓶； 缠绕玻璃纤维气瓶，这类气瓶由于绝热性能好、重量轻，多用于盛装呼吸用压缩空气，供消防、毒区或缺氧区域作业人员随身背挎并配以面罩使用。一般容积较小（l 10L ) ，充气压力多为1530MPa。3）按公称工作压力分类：气瓶按公称工作压力分为高压气瓶和低压气瓶。 高压气瓶，公称工作压力有：30MPa、20MPa、15MPa、12.5MPa、8MPa。 低压气瓶，公称工作压力有：5MPa、3MPa、2MPa、1.6MPa 、1MPa。（2 ）气瓶的标志气瓶标志是安全、正确使用气瓶的重

25、要依据。建筑工地常见的气瓶标志如下所示。充装气体名称化学式瓶色字样字色乙炔CHCH白乙炔不可近火大红氢H2淡绿氢大红氧O2淡蓝氧黑氮N2黑氮淡黄空气黑空气白二氧化碳CO2铝白液化二氧化碳黑氨NH2淡黄液化氨黑氯CL2深绿液化氯白氩Ar银灰氩深绿工业液化石油气棕液化石油气白家用液化石油气银灰液化石油气大红（3）气瓶的安全装置气瓶的安全装置主要是防止它在遇到火灾等特殊高温时瓶内气体受热膨胀而发生破裂爆炸。气瓶的安全泄压装置有防爆片、易熔塞和弹簧安全阀。防爆片一般装在瓶阀上，易熔塞一般装在低压液化瓶上，弹簧式安全阀在气瓶上用得很少。气瓶的安全装置还有防振圈和瓶帽。（4）气瓶的运输、储存和使用1）运输

26、安全管理要求：运输工具上应有明显的安全标志；必须配戴好瓶帽（有防护罩的气瓶除外）、防震圈（集装气瓶除外），轻装轻卸，严禁抛、滑、滚、碰；吊装时，严禁使用电磁起重机和金属链绳；瓶内气体相互接触可引起燃烧、爆炸、产生毒物的气瓶，不得同车（厢）运输，易燃、易爆、腐蚀性物品或与瓶内气体起化学反应的物品，不得与气瓶一起运输；采用车辆运输时，气瓶应妥善固定，立放时，车厢高度应在瓶高的2/3以上，卧放时，瓶阀端应朝向一方，垛高不得超过五层且不得超过车厢高度；夏季运输应有遮阳设施，避免曝晒；在城市的繁华地区应避免白天运输；运输可燃气体气瓶时，严禁烟火，运输工具上应备有灭火器材。2）储存气瓶时，应遵守下列要求：

27、 应置于专用仓库储存，气瓶仓库应符合 建筑设计防火规范 的有关规定；仓库内不得有地沟、暗道，严禁明火和其他热源，仓库内应通风、干燥、避免阳光直射；盛装易起聚合反应或分解反应气体的气瓶，必须根据气体的性质控制仓库内的最高温度、规定储存期限，并应避开放射线源；空瓶与实瓶应分开放置，并有明显标志，毒性气体气瓶和瓶内气体相互接触能引起燃烧、爆炸、产生毒物的气瓶，应分室存放，并在附近设置防毒用具或灭火器材；气瓶放置应整齐，配戴好瓶帽。立放时，要妥善固定；横放时，头部朝同一方向。3）使用气瓶应遵守下列规定： 气瓶使用前应进行安全状况检查，对盛装气体进行确认，不符合安全技术要求的气瓶严禁人库和使用；使用时必

28、须严格按照使用说明书的要求使用气瓶。气瓶的放置地点，不得靠近热源和明火，应保证气瓶瓶体干燥。盛装易起聚合反应或分解反应的气体的气瓶，应避开放射线源。气瓶立放时，应采取防止倾倒的措施； 夏季应防止曝晒；严禁敲击、碰撞；严禁在气瓶上进行电焊引弧；严禁用温度超过40 的热源对气瓶加热；瓶内气体不得用尽，必须留有剩余压力或重量，永久气体气瓶的剩余压力应不小于0.05 MPa ；液化气体气瓶应留有不少于0.5% 1.0%规定充装量的剩余气体；在可能造成回流的使用场合，使用设备上必须配置防止倒灌的装置，如单向阀、止回阀、缓冲罐等；液化石油气瓶用户及经销者，严禁将气瓶内的气体向其他气瓶倒装，严禁自行处理气瓶内的残液；气瓶投人使用后，不得对瓶体进行挖补、焊接修理；严禁擅自更改气瓶的钢印和颜色标记。三、建筑施工中常用气瓶的安全使用要求1氧气瓶(l）严禁接触和靠近油物及其他易燃品，严禁与乙炔等可燃气体的