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PAGE70-五种常用特种设备的管理规范第一节锅炉一、锅炉的基本知识锅炉的基本概念和基本参数⑴锅炉的定义《条例》规定:锅炉是指利用各种燃料、电或其它能源,将所盛装的液体(工质)加热到一定的参数,并承载一定压力的密闭设备,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。⑵锅炉的基本参数锅炉工作特性的基本参数,主要有锅炉产生蒸汽的数量(额定蒸发量)和质量(相对压力和温度)两个方面的指标。⑶、锅炉的工作过程锅炉的工作包括三个连续进行的过程,即燃料的燃烧放热过程,是指燃料在炉膛内,在一定的温度下,与空气中的氧气发生化学反应(燃烧)放出热量的过程;热量向锅水的传热过程和水被加热或汽化的热力过程。2.锅炉的分类锅炉分类一般根据结构形式、压力、用途及能源的来源来划分。表1-1锅炉的分类分类方式序号锅炉结构锅炉出口蒸汽压力锅炉用途热能来源分类1锅壳锅炉低压锅炉:Pe≤2.5MPa生活用锅炉燃煤锅炉2水管锅炉中压锅炉:Pe3.0~4.9MPa工业用锅炉燃油锅炉3/高压锅炉:Pe7.8~11.0MPa电站用锅炉燃气锅炉4/超高压锅炉:Pe12.0~15.0MPa/余热锅炉5/亚临界锅炉:Pe15.0~20.0MPa/原子能锅炉6/超临界锅炉:Pe>22.1MPa/太阳能锅炉锅炉的安全附件压力表、水位表、安全阀统称为锅炉三大安全附件。⑴压力表压力表是锅炉必不可少的安全附件之一。它的作用是用来测量和表示锅筒或集箱内压力的大小。每台锅炉除必须装有锅筒蒸汽空间直接相连接的压力表外,还应在给水调节阀前、可分式省煤器出口、过热器的出口与主汽阀之间、燃油锅炉油泵进、出口等都应装设压力表。压力表的装置、校验和维护,应符合国家计量的规定。压力表装用前应做校验,装用后宜每半年校验一次,在工作压力处划红线并加铅封。⑵水位表水位表也是锅炉必不可少的安全附件之一。它的作用是显示锅炉内水位的高低。常用的水位表有玻璃管式和平板玻璃式两种。⑶安全阀安全阀是锅炉必不可少的安全附件之一。它有两个作用:一是当锅炉压力达到整定压力时,安全阀即自动开启,排出蒸汽,发出警报,使司炉人员能及时采取措施;二是安全阀开启后能排出足够的蒸汽,使锅炉压力下降,当压力降至回座压力时,安全阀即能自动关闭。D>0.5t/h的锅炉,至少应装两个安全阀(不包括省煤器安全阀);D≤0.5t/h的锅炉、D≤4t/h时且装有可靠的超压联锁保护装置的锅炉至少装一个安全阀。可分式省煤器出口处(或入口处)、蒸汽过热器出口处、再热器入口和出口处以及直流锅炉的启动分离器,都必须装设安全阀。对于新装锅炉的安全阀及检修后的安全阀,都应校验其整定压力和回座压力。控制式安全阀应分别进行控制回路可靠性检验和性能试验。在用锅炉的安全阀每年至少应校验一次。安全阀校验后,应加锁或铅封。严禁用加重物、移动重锤、将阀瓣卡死等手段任意提高安全阀整定压力或使安全阀失效。锅炉运行中安全阀严禁解列。为防止安全阀的阀瓣和阀座粘住,应定期对安全阀做手动的排放试验。二、锅炉的安全知识锅炉的运行安全知识⑴锅炉投入运行的必要条件a.锅炉设备要符合《蒸汽锅炉安全技术监察规程》及《热水锅炉安全技术监察规程》规定。锅炉必须取得锅炉使用登记证和有效期内的锅炉定期检验报告。b.锅炉使用单位必须有专人负责锅炉的管理工作。c.司炉人员必须符合国家颁发的《锅炉司炉人员安全考核管理规定》的有关规定,水质化验人员也应持有合格证。d.锅炉应使用设计燃料或和设计燃料相近的燃料。e.锅炉房应具备相应的规章制度。f.新安装的锅炉应进行烘炉和煮炉。⑵锅炉点火前的准备工作及注意事项为了防止锅炉在点火前升压时因存在没有消除的缺陷而延误时间,或者因存在没有消除的隐患而造成锅炉事故,在点火前应做好以下工作。a.进行锅炉内外部检查。b.水位表、压力表、安全阀、水位警报器等安全附件要符合有关要求。c.流化床锅炉的防磨部位应完好,返料器应能通畅。d.机械传动系统各转动部分应润滑良好。e.水泵应处于正常状态并经试运转,给水管路、阀门、水箱及附件应正常。f.除渣、除尘脱硫等设备应运转正常。g.电路、控制盘、调节阀及一次仪表应正常,燃油燃气锅炉的点火程序和灭火保护装置应灵敏可靠。h.过热器出口集箱的空气阀、泄水阀及省煤器的进、出口阀全部打开。i.上水速度不宜过快。J.点火操作必须严格按操作顺序进行,点火时严禁用挥发性强烈的油类或易爆物引火。⑶升压操作锅炉点火后达到额定的蒸汽压力所需的时间,因锅炉类型和容量大小及给水温度不同而不同。当锅炉水温逐渐上升,蒸汽压力逐渐升高,此时要做好空气排出工作,检查泄漏和紧固,做好锅炉压力上升中的操作。⑷省煤器的操作点火后,烟气通过省煤器时,如果内部没有水流动,就可能产生汽。因此,在没有给锅炉上水时,也必须开动给水泵上水,使省煤内有水流动,将这部分水经回水管送回水箱,或进入锅炉再经排污排出。对于装有不可分式省煤器的锅炉,给锅炉上水之前,应开启再循环阀门防止锅炉启动点火时省煤器烧坏。⑸安全阀定压及排放检验维修、改造或新用的锅炉初次进行升压中,应对安全阀的启跳压进行调整定压。其他已经定好压力的锅炉,在蒸汽压力达到安全阀调整启跳压力的75%以上时,应进手动排放检验。⑹并炉锅炉房内如果有几台锅炉同时运行,蒸汽母管内已由其他锅炉输蒸汽,再将新升火的锅炉内的蒸汽合并到母管的过程称为并炉(并汽)。⑺热水锅炉升温与并炉a.热水锅炉升温,在升温期问,应随时监视锅水温度及压力。b.热水锅炉并炉,在操作时,应随时监视锅炉压力与温度,防止超压或超温。除尘脱硫设备也应随锅炉同时启动。⑻锅炉正常运行锅炉运行工况是不稳定的,在运行时应及时采取措施和调整手段维持运行相对稳定。因此,当外界负荷发生变化时,应随时进行调节,使水位、压力、温度保持在控制范围内,同时对燃烧进行调整,即对燃料的供给量、通风量、给水量进行及时调节,以使锅炉的运行工况和外界的负荷相适应,保证锅炉安全、经济运行。⑼炉膛负压调节锅炉正常运行时,一般应保持20~30Pa的炉膛负压,炉膛负压的大小取决于送、引风量的大小匹配。风量是否适当,可以通过火焰颜色来判断。⑽排污a.排污目的①降低锅水含盐量,避免发生汽水共腾现象,保证蒸汽品质。②当锅炉水位过高时,通过排污可降低水位。③排出积聚在锅筒、集箱底部的水渣、污垢。b.定期排污定期排污的时间次数和数量,要视水质化验情况而定,一般不超过给水量的5%。定期排污应注意以下问题。c.表面排污表面排污又称为连续排污,多用于大中型锅炉,是将锅筒蒸发面以下100~200mm处的含盐浓度较高的锅水不断排出炉外。⑾除灰为了保持受热面清洁,提高传热效率,必须进行定期除灰。除灰方法主要有蒸汽吹灰、空气吹灰和声波吹灰三种。2、锅炉事故与处理锅炉在运行时,锅炉的某个部分损坏或运行失常,被迫中止运行或减少供热量的,称为锅炉事故。常见的锅炉事故有锅内缺水、锅内满水、锅炉超压、爆管事故、炉膛爆炸事故、尾部烟道二次燃烧事故等。a.锅内缺水锅内缺水是指锅炉在运行时,锅内水位低于最低安全水位而发生危及锅炉安全运行的事故。造成锅内缺水的主要原因有锅炉工判断不清缺水和满水、盲目排污;冲洗或修理水位表时,误将汽、水旋塞关闭,造成假水位;给水系统故障,管路或阀门关闭等。锅内缺水的主要处理办法有:对于水位表的水连管低于最高火界的锅炉,应采取紧急停炉,降低炉膛温度,关闭主汽阀和给水阀。b.锅内满水锅内满水是指在锅炉运行时,锅内水位高于最高安全水位而发生危及锅炉安全运行的现象。对于电站锅炉,将会引起蒸汽品质恶化,给过热器或气轮机带来严重危害。造成锅内满水的主要原因有司炉工不监视水位,盲目上水;水位表失灵,形成假水位;给水自动调节失灵等。锅内满水的主要处理办法有:当看不到水位线时,打开水位表放水旋塞,当出现水位线时为轻微满水,看不到水位只出现上升的汽包时为严重满水;当出现严重满水时,应紧急停炉。c.锅炉超压锅炉在运行中,锅内压力超过最高许可工作压力而危及锅炉安全运行的现象,称为锅炉超压,是锅炉爆炸事故直接原因。造成锅炉超压的主要原因有用汽单位突然停止用汽;当负荷骤减时没有相应减弱燃烧;安全阀失灵不能开启;压力表损坏;超压报警失灵,超压保护装置失效等。锅炉超压的主要处理办法有:迅速减弱燃烧,手动开启安全阀或放空阀;加大给水,加强排污,降低锅水温度,降低锅炉压力;如安全阀失灵,应紧急停炉等。d.爆管事故爆管事故是指在运行中水冷壁管、对流管、过热器管等发生破裂的事故。造成爆管事故的主要原因有锅炉缺水;水循环不良;水质不良;磨损;异物堵塞等。锅炉爆炸事故主要处理办法有:管子破裂泄漏不严重且能维持水位,可以短时间降低负荷维持运行;严重爆管,必须采取紧急停炉,但引风机不应停止,还应继续给锅炉上水。e.炉膛爆炸事故炉膛、烟道爆炸主要发生在燃油、燃气和燃煤粉等悬浮燃烧的锅炉上,在锅炉点火和运行中都有可能发生。造成炉膛、烟道爆炸的主要原因有锅炉点火前没有把炉膛内残余的可燃气体清除干净;煤粉过粗、燃油雾化不良、配风不足等造成大量未燃烧的燃料进入烟道,到了一定数量后,一旦温度高时就会发生烟道爆炸等。炉膛、烟道爆炸的主要处理办法有:爆炸后,要切断电源、汽源、油源,紧急停炉。f.尾部烟道二次燃烧事故二次燃烧一般发生在煤粉燃烧和燃油锅炉的尾部烟道中,严重时会把空气预热器等烧损。造成事故的主要原因有煤粉过粗、燃油雾化不良,未燃烧完的可燃物进入尾部烟道;长期不停炉清扫尾部烟道等。主要处理方法有:开启省煤器再循环阀门,防止省煤器内汽化而发生水击;关闭送风系统、炉门、检查孔等,使燃烧得不到足够的空气;用蒸汽或CO2灭火等。典型案例分析案例1:2006年7月30日晚21时许,温州市鹿城泰毫皮革厂发生了锅炉爆炸重大事故,造成5人死亡,9人受伤。爆炸锅炉的型号为LHC0.5—0.39—AⅡ,2002年2月投入使用。造成事故的直接原因是锅炉操作人员将分汽缸上的通往用汽设备的出气阀关闭,锅炉内压力因无法有效释放而急剧上升,而安全阀在超压时未能正常起跳,约半个小时后锅炉发生超压爆炸。事故的间接原因是企业主安全意识淡薄、管理混乱。主要表现为该企业未建立较为健全的锅炉使用规章制度;事故发生前未无证人员操作锅炉;今年5月9日,温州市特种设备检测中心对该锅炉进行了内部检验,检验报告指出“安全阀、压力表已超期未校验,应及时检验”,但未将安全阀及时送检而是自行修理等。温州市鹿城区人民法院于2007年1月31日对此进行了判决,鹿城区泰豪皮革厂主要负责人被判有期徒刑三年,缓刑三年,企业生产主管人员被判有期徒刑三年六个月。案例2:2002年11月5日6时55分,广西壮族自治区钦州市浦北县寨圩酒精厂发生蒸汽锅炉爆炸重大事故,造成4人死亡,2人重伤。事故的直接原因是:该厂业主无视执法部门的行政决定,强令工人违章作业,擅自启用存在重大隐患已被责令停用的锅炉;并且当班司炉人员无证上岗。事故的间接原因是:对该锅炉进行清洗的单位未按规定办理报批清洗手续,擅自对该台锅炉进行了化学清洗,误导该厂启用该台锅炉,是造成这起事故的间接原因。案例3:2004年8月19日21时40分,山西省晋阳华龙纸业有限公司发生锅炉爆炸重大事故,造成3人死亡,7人轻伤。事故的直接原因是:分汽缸上供汽阀呈完全关闭状态,安全阀、压力表失灵,锅炉处于密闭状态。由于安全阀失效,无法自动排汽泄压,锅炉压力逐步上升,直至发生爆炸。事故锅炉已被有关部门责令停用,该单位法人无视事故隐患和监管部门的禁用指令,在锅炉安全阀、压力表等安全附件均已失效的情况下,下令无证司炉人员使用锅炉是事故的主要原因。三、锅炉的管理锅炉的生产管理⑴锅炉的设计管理根据《条例》规定,锅炉的设计文件,应当经国务院特种设备安全监督管理部门核准的检验检测机构鉴定,方可用于制造。目前对锅炉设计的安全监察采用审查图纸的方式,凡经审查批准的锅炉总图上盖有审批标记。未经审批的锅炉设计图纸不准制造、出厂及使用。锅炉受压元件所用的金属材料及焊接材料应符合有关国家和行业标准。材料制造单位应提供质量证明书。制造锅炉受压元件的金属材料必须是镇静钢。⑵锅炉的制造管理从事锅炉制造的单位必须要具备专业技术人员和技术工人;有相适应的生产条件和检测手段;有健全的质量管理制度和责任制度。锅炉制造单位应当经国务院特种设备安全监督管理部门的许可,方可从事相应的活动。锅炉制造实行许可级别划分,级别划分见表1-2。表1-2锅炉制造许可级别划分级别制造锅炉范围A不限B额定蒸汽压力小于及等于2.5MPa的蒸汽锅炉(表压,下同)C额定蒸汽压力小于等于0.8MPa且额定蒸发量小于及等于1t/h的蒸汽锅炉;额定出水温度小于120℃的热水锅炉D额定蒸汽压力小于及等于0.1MPa的蒸汽锅炉;额定出水温度小于120℃且额定热功率小于及等于2.8MW的热水锅炉锅炉制造过程必须经国务院特种设备安全监督管理部门核准的检验检测机构按照安全技术规范的要求进行监督检验;未经监督检验合格的不得出厂或者交付使用。对于监检合格的锅炉产品发给监检证书。⑶锅炉的安装改造维修管理根据国务院发布的《条例》规定,凡在我国境内从事《条例》规定范围内锅炉及其锅炉范围内管道的安装改造工作的单位必须取得国家质量监督检验检疫总局颁发的《特种设备安装改造维修许可证》,且只能从事许可证范围内的锅炉安装改造工作。已获得锅炉制造许可的锅炉制造企业可以改造本企业制造的锅炉和安装本企业制造的整(组)装出厂的锅炉,无需另取许可证。锅炉安装改造的许可工作中的受理、审批由锅炉安装改造单位所在地的省、自治区、直辖市质量技术监督部门负责。安装改造许可证级别划分见表1-3。表1-3锅炉安装改造许可证级别划分级别许可安装改造锅炉的范围1参数不限2额定出口压力小于等于2.5MPa3额定出口压力小于等于1.6MPa的整(组)装锅炉;现场安装、组装铸铁锅炉凡是在我国境内安装《条例》规定范围的锅炉,其安装过程应进行监督检验。在安装单位自检合格的基础上,由国家质量监督检验检疫总局核准的检验检测机构对安装过程进行的强制性、验证性的法定检验。并由监检机构将出具《锅炉安装监督检验证书》及锅炉安装监督检验报告。锅炉的维修单位应当有与锅炉维修相适应的专业技术人员和技术工人以及必要的检测手段,并经省、自治区、直辖市特种设备安全监督管理部门的许可,方可从事相应的维修活动。对获得锅炉制造许可的锅炉制造企业,可以维修本企业制造的锅炉,不需要另取锅炉维修资格许可证。许可证级别划分见表1-4。表1-4锅炉维修许可证级别划分级别许可维修锅炉的范围1参数不限2额定出口压力小于等于2.5MPa3额定出口压力小于等于1.6MPa的整(组)装锅炉锅炉重大维修过程,必须经国务院特种设备安全监督管理部门核准的检验检测机构按照安全技术规范的要求进行监督检验;未经监督检验合格的不得出厂或者交付使用。锅炉维修分为重大维修和一般维修。重大维修是指更换、维修锅炉的受压元件。其余均为一般维修。锅炉安装、改造、维修的施工单位应在施工前将拟进行的锅炉安装、改造、维修情况书面告知直辖市或设区的市的特种设备安全监督管理部门,告知后即可施工。2、锅炉的使用管理锅炉的使用管理,是锅炉安全管理的中心环节。即使制造、安装质量良好的锅炉,如果使用不当,也往往会酿成事故,近年来的锅炉重大事故,绝大部分由使用管理问题引起的。根据《条例》规定,生产、使用单位对本单位锅炉的安全全面复杂。锅炉使用单位的安全管理部门或其它相关部门,在锅炉正式投运前或者在投运后30日内,应当向直辖市或者设区的市的特种设备安全监督管理部门办理登记手续,国家大型发电公司所属电站锅炉的使用登记由省级质监部门办理。在锅炉投运后,应建立健全各项规章制度,抓好司炉人员的培训管理工作,加强日常运行的安全监督,预防事故的发生。⑴锅炉的使用登记a.使用登记的目的①通过登记办证,使特种设备安全监察机构能全面掌握本地区在用锅炉的基本情况,有针对性地抓好锅炉安全的薄弱环节。②促进使用单位在办证基础上建立锅炉技术档案,为锅炉的安全使用、检验、修理和改造提供重要依据。③通过登记发证手续,可阻止无安全保障的锅炉投入使用。b.登记取证手续使用单位申请办理使用登记应当按照下列规定,逐台向登记机关提交锅炉的有关文件:①安全技术规范要求的设计文件、产品质量合格证明、安装及使用维修说明、制造、安装过程监督检验证明;②进口锅炉安全性能监督检验报告;③锅炉安装质量证明书;④锅炉水处理方法及水质指标;⑤锅炉使用安全管理的有关规章制度。办理下列锅炉使用登记只需提交①、②项文件:①水容量小于50L的蒸汽锅炉;②额定蒸汽压力不大于0.1MPa的蒸汽锅炉;③额定出水温度小于120℃且额定热功率不大于2.8MW的热水锅炉。使用单位申请办理使用登记,应当逐台填写《锅炉登记卡》一式两份,交予登记机关。登记机关向使用单位发证时退还提交的文件和一份填写表卡。使用单位应当建立安全技术档案,将使用登记证、登记文件妥善保管。⑵司炉的考核锅炉是具有爆炸危险的设备,锅炉司炉人员是特种设备技术人员,须经培训、考试合格,并取得地市级以上安全监察机构或经授权的县级安全监察机构发放的司炉证后,方准独立操作相应类别的锅炉。对取得司炉操作证的司炉工人,一般每两年应进行一次复审。⑶根据《锅炉房安全管理规则》,锅炉房应具备的规章制度,见表1-5。表1-5锅炉房规章制度序号内容1岗位责任制:(1)锅炉房管理人员的职责(2)司炉人员的职责(3)水处理及化验分析人员的职责2交接班制度:(1)司炉人员交接班制度(2)水处理人员交接班制度3巡回检查制度4安全操作制度5设备日常维护保养制度6设备定期检验制度7水质管理制度8安全保卫制度9清洁卫生制度⑷锅炉运行操作必须注意的事项,见表1-6。表1-6锅炉运行操作注意事项项目内容安全运行管理(1)锅炉在运行中,应保证汽压、水位、温度正常,做好运行检查和记录(2)锅炉必须定期进行安全检验,安全附件必须定期进行校验(3)锅炉在使用中必须定期进行设备状态的技术性能检查,并根据检查情况进行维护(4)锅炉在使用中,其自控和联锁保护装置必须完好,不允许在非保护状态下运行(5)燃油、燃气锅炉其油、气管路必须具有完好的密封性(6)锅炉用水应符合GB1576中的规定(7)较长时间停炉时,必须采取必要的防腐、防寒措施3、锅炉的检验检测a.检验目的:锅炉是长期在高温高压下工作的设备,它时刻受到烟、火、汽、水、空气和烟灰等物质的侵蚀,同时又可能制造、安装、运行不当,因此易产生腐蚀、磨损、裂纹和变形。对锅炉产生缺陷,若不及时发现和消除,运行中可能导致爆炸事故,被迫停炉、停产、危及人身安全。因此必须对锅炉进行检验。在用锅炉检验的目的是:①及时发现和消除设备缺陷和事故隐患;②保证锅炉安全经济运行,延长使用寿命;③保证安全附件灵敏可靠;④为大修做好准备。b.检验分类:锅炉定期检验工作包括外部检验、内部检验和水压试验三种。锅炉的外部检验一般每年进行一次,内部检验一般每二年进行一次,水压试验一般每六年进行一次。对于无法进行内部检验的锅炉,应每三年进行一次水压试验。电站锅炉的内部检验和水压试验周期可按照电厂大修周期进行适当调整。只有当内部检验、外部检验和水压试验均在合格有效期内,锅炉才能投入运行。第二节压力容器一、压力容器的知识(一)压力容器的基本概念和基本参数1、压力容器的定义《条例》规定,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(Pw)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℃的液体的气瓶;医用氧舱等。2、压力容器的范围依据《压力容器安全技术监察规程》的规定3、压力容器工艺参数压力容器的工艺参数是由生产的工艺要求确定的,是进行压力容器设计和安全操作的主要依据。压力容器的主要工艺参数为压力、温度和介质。A、压力:分为设计压力、最高工作压力、公称压力。B、温度:分为设计温度和使用温度。C、介质:压力容器的介质繁多,千差万别,按介质的物态可分为液态、气态和气液共存;也可分为不燃、可燃、易燃、易爆介质等;也可按介质的毒性程度分类。按介质毒性程度的分类方法将其毒性程度分为极度危害、高度危害、中度危害和轻度危害。介质毒性程度不同时,其最高允许浓度不同。4、压力容器的组成从设备整体角度看,压力容器分成壳体、支座、内件和安全附件等几部分。而仅对压力容器本身来说,一般可将压力容器分成筒体、封头、开孔补强、接管和法兰、安全附件、支座和密封等几部分。在进行压力容器的安全管理过程中,经常用到主要受压元件的概念。主要受压元件是指压力容器的筒体、封头(端盖)、人孔盖、人孔法兰、人孔接管、膨胀节、开孔补强圈、设备法兰;球罐的球壳板;换热器的管板和换热管;M36以上的设备主螺栓及公称直径大于等于250mm的接管和管法兰等受压元件。5、压力容器的使用特征压力容器是各行各业广泛使用的,同时具有爆炸危险的特种设备,它具有以下几个使用特征:(1)生产工艺要求高:许多压力容器使用单位,特别是石油、化工等行业,生产线长,容器种类多、数量多,同时相互制约,而且连续性生产多,随着生产的发展、科技的进步,集中控制、自动调节应用日趋广泛,对设备运行的可靠性要求愈来愈高。(2)使用条件比较恶劣:为适应生产工艺的需要,压力容器要承受一定的压力,甚至是较高的压力,有时由于间歇式操作或交替加入不同介质的原因,要承受压力的大幅度波动。压力容器也要承受一定的温度,一些压力容器需要在-20℃以下的低温状态工作,也在一些压力容器需要在450℃以上的高温状态工作,间歇式操作的容器以及一些加热、冷却交替进行的容器还要受到温度大幅度变化的影响。此外,压力容器还受到介质对它的腐蚀影响,一些不易扩散的介质会因微量泄漏造成集聚,在静电火花等触发下会引起燃烧、爆炸等。(3)载荷种类多:由于压力容器工作条件特殊性,它承受的载荷是多方面因素引起的,概括起来主要有:介质压力的载荷、液体的静压力、容器自重(包括内件、填料等)以及正常条件下或试验条件下内装物料的重力载荷、装于容器上的附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等重量引起的重力载荷、风载荷、雪载荷及地震载荷,尤其是室外安装的高大塔器类设备、其他因素引起的载荷:①容器支座的作用反力;②温差引起的载荷,特别是间歇操作的容器、交替使用冷、热介质的容器,各部分温度不同,同时受邻近部件的约束不能自由伸缩造成的载荷;③连接管道及其他部件的振动引起的载荷;④容器在运输或吊装承受的载荷。(4)操作要求高:压力容器的运行情况主要依靠仪表监视,温度、压力的变化往往在瞬间发生且影响因素多,一旦操作失误,就会发生事故,严重时会导致爆炸事故的发生。6、保证压力容器安全的重要性压力容器是工业生产中的常用设备:使用广泛、用途广、数量大;压力容器是容易发生破坏事故的特种设备:事故率高、爆炸可能造成严重破坏,压力容器一旦发生爆炸,不仅仅是设备本身遭到毁坏,而且常常会破坏周围的设备及建筑物。甚至产生连锁反应,酿成灾难性事故。(二)压力容器的分类1、按压力容器的设计压力(P)分类:有低压容器、中压容器、高压容器、超高压容器。2、.按压力容器在生产工艺过程中的作用原理分类:有反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器、储存压力容器。3、按《压力容器安全技术监察规程》的规定分类:根据压力容器操作压力、介质危害程度、容器功能、结构特性、材料和对容器安全性能的综合影响程度等,将适用范围内的压力容器划分为三类。4、特种设备目录中压力容器的分类国家质检总局制定的特种设备目录将压力容器作为特种设备的一个种类,分成固定式压力容器、移动式压力容器、气瓶、氧舱、压力容器附件、压力容器材料等5个类别;压力容器材料分为压力容器用钢板、气瓶用钢板和气瓶用钢管等3个品种。(三)压力容器的主要安全附件受《容规》管辖的压力容器安全附件包括:安全阀、爆破片装置、紧急切断装置、压力表、液面计、测温仪表、快开门式压力容器的安全联锁装置。除以上七类以外,安全附件通常还包括易熔塞装置、具有特殊功能的阀门等。1.压力容器安全附件分类按照主要功能分类,压力容器安全附件可以分为三类:(1).显示装置,如压力表、温度计、液位计、流量计等。(2).控制或控制显示装置,如各种电接点式温度计、电接点式压力表等。(3).安全泄放装置,最为常见的是安全阀和爆破片的组合。2、压力容器主要安全附件介绍(1)安全阀安全阀都由两个机构组成,即密封结构和加载机构,密封结构一般由阀座和阀瓣构成,加载机构的作用就是产生使阀瓣压紧阀座形成密所需要的作用力。根据加载机构不同以及特殊功能,将安全阀分成以下几种类型:重力式安全阀(图1、2)、杠杆式安全阀(图3)、弹簧式安全阀(图4)安全阀安装的要求如下:a.安全阀应垂直安装,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。c.压力容器一个连接口上装设两个或两个以上的安全阀时,则该连接口人口的截面积,应至少等于这些安全阀的进口截面积总和。d.安全阀与压力容器之间一般不宜装设截止阀门。为实现安全阀的在线校验,可在安全阀与压力容器之间装设爆破片装置。对于盛装毒性程度为极度、高度、中度危害介质,易燃介质,腐蚀、粘性介质或贵重介质的压力容器,为便于安全阀的清洗与更换,经使用单位主管压力容器安全的技术负责人批准,并制定可靠的防范措施,方可在安全阀(爆破片装置)与压力容器之间装设截止阀门。压力容器正常运行期间截止阀必须保证全开(加铅封或锁定),截止阀的结构和通径应不妨碍安全阀的安全泄放。e.安全阀装设位置,应便于检查和维修。新安全阀在安装之前,应根据使用情况进行调试后,才准安装使用。安全附件实行定期检验制度。安全阀一般每年至少应校验一次,拆卸进行校验有困难时应采用现场校验(在线校验)。

对易燃介质或毒性程度为极度、高度或中度危害介质的压力容器,应在安全阀或爆破片的排出口装设导管,将排放介质引至安全地点,并进行妥善处理,不得直接排人大气。

安全阀有下列情况之一时,应停止使用并更换:a.安全阀的阀芯和阀座密封不严且无法修复。b.安全阀的阀芯与阀座粘死或弹簧严重腐蚀、生锈。c.安全阀选型错误。安全阀的材料、设计、制造、检验、安装、使用、校验和维修等,应当严格执行《安全阀安全技术监察规程》。(2)爆破片(帽)装置爆破片装置通常由爆破片和夹持器组成。爆破片又称为爆破膜或防爆膜,由金属或非金属材料做成,可以是韧性的,也可以是脆性的,在指定的温度下具有标定爆破压力。爆破片结构一般有平板型、普通正拱形、开缝正拱形、反拱形四种基本类型。爆破片装置应进行定期更换,对于超过最大设计爆破压力而未爆破的爆破片应立即更换;在苛刻条件下使用的爆破片装置应每年更换;一般爆破片装置应在2—3年内更换(制造单位明确可延长使用寿命的除外)爆破片装置应符合GB567《爆破片与爆破片装置》的要求。(3)压力表压力表的校验和维护应符合国家计量部门的有关规定。压力表安装前应进行校验,在刻度盘上应划出指示最高工作压力的红线,注明下次校验日期。压力表校验后应加铅封。

(4)液位计液位计是用来观察和测量容器内液位位置变化情况的仪表。对液位有严格要求的容器,特别是对于盛装液化气体的容器,液位计是一个必不可少的安全装置。液位计有玻璃管式、玻璃板式、浮球磁力式、旋转管式、滑管式等型式。液面计应安装在便于观察的位置,液位计的定期检修可根据运行实际情况,规定检修周期,但不应超过压力容器内外部检验周期。(5)测温仪表测温仪表是用来测量物质冷热程度的装置,温度计可分为膨胀式、压力式、热电阻、热电偶式四种类型。测温仪表应按使用单位规定的期限进行校验。(6)快开门式压力容器的安全联锁装置必须严加监管。《容规》第47条规定:快开门式压力容器的快开门(盖)应设计安全联锁装置并应具有以下功能:当快开门达到预定关闭部位方能升压运行的联锁控制功能。当压力容器的内部压力完全释放,安全联锁装置脱开后,方能打开快开门的联锁联动功能。

具有与上述动作同步的报警功能。原先没有装设连锁装置的快开门式压力容器必须在装设连锁装置后才能使用,否则不得投入使用。3、压力容器安全附件的选用要求(1).安全附件的设计、制造,应符合相应国家标准、行业标准的规定。使用单位必须选用有制造许可证单位生产的安全附件;出现以下情况之一的,不得使用:=1\*GB3①无产品合格证和铭牌的;=2\*GB3②性能不符合要求的;=3\*GB3③逾期未检查、未校验的;=4\*GB3④爆破片(帽)超过使用期限的。(2).安全阀、爆破片、易熔塞的排放能力必须大于等于压力容器的安全泄放量。(3).对易燃、毒性程度为极度、高度或中度危害介质的压力容器,应在安全阀或者爆破片的排出口装设导管,将排放介质引导安全地点,进行妥善处理,不得直接排入大气。(4).压力容器设计时,如采用最大允许工作压力作为安全阀、爆破片的调整依据时,应在设计图样上和压力容器铭牌上注明,选用安全附件时首先应察看设计图上的有关要求。(5).压力容器的压力表、液位计等应根据介质特性、最高工作压力等条件选择正确的公称压力、材质、型号。(6).应在设计图纸规定的位置装设安全附件。装设安全阀的管座应有足够的强度以承受泄放时产生的反作用力;装设压力表、温度计等显示型安全附件除了需要安装在正确位置之外,还要便于检查和维修。二、压力容器的安全知识(一)压力容器的安全知识1.压力容器运行特性压力容器是在特殊条件下运行的特种设备,所谓特殊条件,主要是指压力、温度等介质的物理特性,以及介质的化学特性。(1)介质的物理特性:是指介质与压力、温度相关的物理特性,如热胀冷缩,三种物理状态(气态、液态、固态)等。(2)介质的化学特性:主要指易燃易爆特性、毒性、腐蚀性等。易燃易爆特性可分:可燃、易燃、惰性和助燃四种,毒性介质可分为:极度危害、高度危害、中度危害、轻度危害。2.对压力容器的基本要求有:强度、刚度、稳定性、耐久性、密封性等等。3.压力容器的失效(1).失效的定义压力容器失效既包括爆炸、破裂及泄漏等,也包括容器的过度变形、膨胀、局部鼓胀、严重腐蚀、产生较大裂纹、裂纹的疲劳扩展或腐蚀扩展、高温下过度的蠕变变形、几何形状受压失衡变形、金属材料长期使用的变形等。因此凡因安全问题导致容器不能发挥原有效能的现象均为失效。(2).压力容器的破坏形式通常将压力容器的破坏形式分为韧性破裂、脆性破裂、疲劳破裂、腐蚀破裂、蠕变破裂、复合型破裂。(3)容器破裂爆炸及其危害知识简介①.爆炸的定义爆炸,从广义上说,是指一种极其迅速的、物理的或化学的能量释放过程。在这一过程中,系统的内在势能转变为机械能及光和热的辐射等。压力容器破裂时,容器内高压气体解除了外壳的约束,迅速膨胀并以很高的速度释放出内在能量。这就是通常所说的物理爆炸现象。②.容器破裂爆炸的危害容器破裂时,气体膨胀所释放的能量,一方面使容器进一步开裂,并使容器或其所裂成的碎片以较高的速度向四周飞散,造成人身伤亡或撞坏周围的设备等。另一方面,它的更大一部分对周围的空气作功,产生冲击波,冲击波除能直接伤人外,还可以摧毁厂房等建筑物,产生更大的破坏作用。如果容器的工作介质是有毒的气体,则随着容器的破裂,大量的毒气向周围扩散,产生大气污染,并可能造成大面积的中毒区。更严重的是容器内盛装的是可燃液化气体,在容器破裂后,它立即蒸发并与周围的空气相混合形成可爆性混合气体,遇到容器碎片撞击设备产生的火花或高速气流所产生的静电作用,会立即产生化学爆炸,即通常所说的容器二次爆炸。它产生的高温燃气向周围扩散,并引起周围可燃物燃烧,会造成周围可燃物燃烧,会造成大面积的火灾区。③.气体爆炸时的冲击波压力容器破裂时气体爆炸的能量除了很少一部分消耗于容器进一步撕裂和将容器或其碎片抛出以外,大部分产生冲击波。在爆炸中心附近,空气冲击波波阵面上的超压△P可以达到一个多兆帕。在这样高的压力下,建筑物将被摧毁,设备、管路等均会遭到严重破坏。即使是在0.1MPa内的冲击波也具有很大的破坏作用,0.005MPa超压就可以使门窗玻璃碎。④.容器破裂爆炸引起的其它危害A、碎片的破坏作用压力容器破裂时,气体高速喷出的反作用力可以把整个壳体向破裂的相反方向推出,有些壳体则可能裂成大小不等的碎块或碎片向四周飞散。这些具有较高速度或较大质量的碎片在飞出的过程中具有较大的动能,也可以造成较大的危害。B、有毒液化气体容器破裂时的毒害区介质为液化气体的压力容器,破裂时会产生激烈的蒸汽爆炸,这在上面已经讨论过了。在压力容器所盛装的液化气体中,有很多是有毒的物质,如液氨、液氯、二氧化硫、二氧化氮、氢氰酸等。盛装这些有毒液化气体的容器破裂时,大量液体被蒸发气体,并在空气中扩散,会造成大面积的毒害区,这在国内外都不是罕见的。例如1951年1月,日本大板府某制冰厂一台小冷冻机用的氨受液器,直径仅有560mm,容积0.6m3。因封头焊缝开裂,发生蒸汽爆炸,结果在直径为80m的范围内充满着浓度很高的氨气。由于该容器置于路旁,使过路行人大部分中毒,死亡6人,轻重伤11人。C、可燃液化气体容器破裂时的燃烧区有这些压力容器,特别是大型贮罐,盛装的是可燃液化气体,如液化石油气等。这些容器破裂时,器内的液化气体大量蒸发,并与周围的空气混合,遇到适当条件常常在器外发生燃烧爆炸,酿成重大的火灾事故。这种由于可燃液化气体贮罐破裂引起的火灾,危害之大,损失之重是惊人的,而且还常有发生。一个民用液化石油气瓶(15kg)破裂时,其燃烧范围至少可达20m。一个10T的液化石油气贮罐破裂爆炸,燃烧范围至少可达170m。(二)典型案例分析⒈1986.3.15上海石化总厂化工一厂换热器爆炸事故事故概况受上海石化化工总厂化工一厂的委托,核工业部第五安装公司,于1986年3月15日对化工一厂的换热器进行气密性试验。16时35分,气压达到3.5MPa时突然发生爆炸,试压环紧固螺栓被拉断,螺母脱落,换热器管束与壳体分离,重量达4t的管束从原地冲出8m后,撞到载有空气压缩机的黄河牌载重卡车上,卡车被推移2.3m,管束从原地冲出8m,重量达2t的壳体向反方向飞出38.5m,撞到地桩上。两台换热器重叠,连接支座螺栓被剪断,连接法兰短管被拉断,两台设备脱开。重6t的未爆炸换热器受反作用力,整个向东南方向移动8m,并转向170度。爆炸造成在闲常工作的4人死亡,直接经济损失5.6万元,间接经济损失2.5万元。事故原因分析(1)操作人员违规操作。爆炸的换热器共有40个紧固螺栓,但操作人员只装13只螺栓就进行气密性试验,且因试压环厚度比原连接法兰厚4.7mm,原螺栓长度不够,但操作人员仍凑合用原螺栓,在承载螺栓数量减少一大半的情况下,每只螺栓所能承受的载荷又有明显下降,由于实际每只螺栓承载量大大超过设计规定的承载能力,致使螺栓被拉断后,换热器发生爆炸。这是一起典型的因违章操作导致爆炸的事故。(2)现场管理混乱,分工不明确,职责不清。直接参加闲常工作的主要人员在试验前请假回家,将工作委托他人。试验前没有人对安全防护措施和准备工作进行全面检查。预防同类事故的措施(1)对职工进行安全教育,提高职工的安全意识。(2)职工应严格按操作规程操作,杜绝违章作业现象。(3)加强对现场安全工作的监督和检查,现场工作一定要分工明确,职责清楚,各司其职,严格安全防护措施的落实。⒉2004.12.30吉林省吉化公司化肥厂终洗塔爆炸重大事故事故概况2004年月12月30日14时20分,吉化公司化肥厂合成气车间发生终洗塔爆炸重大事故爆炸造成3人死亡,3人重任,终洗塔报废,部分阀门管线损坏,厂房受损,直接经济损失100万元.。12月30日9时,操作工赵某检查3号汽化炉温度后,认为温度偏低,要求氧压工加大送氧量后,汽化炉炉温由1277℃提升至1293℃,以后3h内操作工再没有进行过温度检查。12时,班长李某在检查时发现炉温已经升至1800℃,在采取降温措施无效后,立即请示总调度停车,12时40分,启动停车按钮。停车后技术人员、操作人员、分析工、检修人员等进入现场,研究超温原因,1小时40分钟后终洗塔爆炸。事故原因分析事故设备情况:设计压力3.2Mpa;设计温度120℃;工作介质为裂化气、水;封头及筒体材质1Cr18Ni9Ti;封头厚度20mm;筒体尺寸1200mmX11400mmX18mm;裙式支座。A事故直接原因(1)操作工赵某在提高了3号气化炉温度后,根据艺流程和过氧应起的化学反应,3号炉过氧超温,产生大量二氧化碳、水蒸气、一氧化碳和氢气。12时40分3号炉停车时,2号终洗塔关闭入口阀门和其他与系统相连的阀门。但此时1号终洗塔与2号终洗塔出口相连的阀门仍处于连接状态,在洗涤过程中将溶于水的二氧化碳带走,冷凝水蒸汽,使得2号终洗塔内的过剩氧、一氧化碳、氢气的浓度逐渐提高。同时1号终洗塔终的裂解气(一氧化碳、氢气)逐渐通过止逆阀进入2号终洗塔内,直至达到爆炸范围。(2)根据炉内自动记录仪显示,10时炉内最低温度以达1386℃,超过最高允许操作温度。11时,炉内3各测点温度分别升至1548℃、1566℃、1692℃。12时,炉内三测点温度分别升至1656℃、1800℃以上(该表最大量程为1800℃)。从9时30分至12时40分紧急停炉,操作人进行虚假记录,没有发现3号气化炉长时间超温、长时间过氧的现象,未采取任何有效调温措施,使得在号终洗塔内积存大量的过剩氧,同时含有蒸汽清洗后形成的高浓度一氧化碳、氢气,形成爆炸的混合气体,造成2号终洗塔在3号气化炉停车1小时40分钟后发生爆炸。B间接原因(1)合成气车间有关人员对工艺管理不严,有关安全管理规章制度不认真,对重要工艺参数监督检查不到位,疏于监控。(2)合成气车间的劳动组织不合理,没有合理安排值岗人员,没有合理组织安全生产。(3)合成汽车间有关人员对设备性能及工艺流程不熟悉,对气化炉内部过氧引起的后果不清楚。预防同类事故的措施(1).落实有关安全管理规章制度,认真执行工艺纪律,加强管理,对重要工艺参数监督检查到位,时时监控,坚决杜绝虚假记录。(2).加强岗位培训,任职人员必须熟悉设备性能及工艺流程,对气化炉内部过氧引起的后果要有深刻的认识。(3).按照该设备操作规程,出现严重超温、系统严重过氧时,应采取气化炉系统放空卸压,同时进行充氮气置换。(4).进行设备安全装置改造,对关键部位和环节的测量装置,加入声光警报及其连锁保护控制。三、压力容器的管理(一)压力容器的生产管理1、压力容器的设计管理国家对压力容器的设计管理采用设计单位许可证制度。未取得由国家质检总局颁发的压力容器设计许可证的单位一律不得设计压力容器。已取证的单位应在压力容器的设计总图上要盖设计单位资格印章,并至少应注明压力容器名称、类别;设计条件(一般包括:温度、压力、介质(组分)、腐蚀裕量、焊缝系数、自然基础条件等。对储存液化石油气的储罐应增加充装系数;对有应力腐蚀倾向的材料应注明腐蚀介质的限定含量;对有时效性的材料应考虑工作介质的相容性,还应注明压力容器使用年限)和特定情况下的补充条件;主要受压元件材料牌号及材料要求;主要特性参数;制造要求;热处理要求;防腐蚀处理要求;无损检测要求;耐压试验和气密性要求;安全附件规格和订购特殊要求;压力容器名铭牌的位置;包装、运输、现场组焊和安装要求和特殊要求等内容。气瓶和医用氧舱设计文件实行鉴定制度。2、压力容器的制造管理(1)压力容器制造的质量控制与质量监督压力容器制造厂必须对压力容器的制造质量进行严格的控制,这个控制实行预防为主、系统控制、全过程控制和全员参与的基本原则。制造厂要建立压力容器制造质量管理体系,对压力容器的制造实施管理与控制。压力容器制造厂对产品制造质量负责。压力容器出厂时,制造单位应向用户至少提供竣工图样、产品质量证明书及产品铭牌的拓印件、压力容器产品安全质量监督检验证书、移动式压力容器还应提供产品使用说明书(含安全附件使用说明书)、随车工具及安全附件清单、底盘使用说明等和强度计算书(《压力容器安全技术监察规程》不要求的除外)等技术文件和资料。《压力容器安全技术监察规程》对压力容器的竣工图样还有专门的要求,即竣工图样应有设计单位资格印章(复印章无效);若制造中发生了材料代用、无损检测方法改变、加工尺寸变更等,制造单位应按照设计修改通知单的要求在竣工图样上直接标注。标注处应有修改人和审核人的签字及修改日期;竣工图样上应加盖竣工图章,竣工图章上应有制造单位名称、制造许可证编号和“竣工图”字样。(2)压力容器的制造许可为了加强对压力容器制造的监督管理,保证压力容器产品的安全性能,保障人身财产安全,规定凡在中华人民共和国境内制造、使用的压力容器,其制造企业必须取得《制造许可证》,否则其产品不得在境内销售、使用。压力容器制造过程的安全管理主要执行《锅炉压力容器制造监督管理办法》、《锅炉压力容器制造许可条件》、《锅炉压力容器制造工作程序》、《锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则》以及相应的安全技术规范。实行压力容器制造资格许可制度和产品安全性能强制监督检验制度,其具体体现在压力容器产品是由相应制造资格的压力容器制造厂制造并经有资格的检验检测机构进行产品安全质量监督检验,压力容器随机文件中附有《制造许可证》复印件,产品金铭牌上标注与《制造许可证》一致的制造企业名称和编号,产品质量证明书中附有《锅炉压力容器产品安全性能监督检验报告》,产品铭牌上有监督检验钢印。压力容器的制造许可按压力容器产品特点分A、B、C、D四个级别,具体如下表所示:级别制造压力容器范围代表产品A超高压容器、高压容器(A1);第三类低、中压容器(A2);球形储罐现场组焊或球壳板制造(A3);非金属压力容器(A4);医用氧舱(A5)A1应注明单层、锻焊、多层包扎、绕带、热套、绕板、无缝、锻造、管制等结构形式B无缝气瓶(B1);焊接气瓶(B2);特种气瓶(B3)B2注明含(限)溶解乙炔气瓶或液化石油气瓶B3注明机动车用、缠绕、非重复充装、真空绝热低温气瓶等C铁路罐车(C1);汽车罐车或长管拖车(C2);罐式集装箱(C3)D第一类压力容器(D1);第二类低、中压容器(D2)注:1、一、二、三类压力容器的划分按照《压力容器安全技术监察规程》确定;

2、超高压容器:设计压力大于及等于100MPa的压力容器;

高压容器:设计压力大于及等于10MPa且小于100MPa的压力容器;

中压容器:设计压力大于及等于1.6MPa且小于10MPa的压力容器;

低压容器:设计压力大于及等于0.1Mpa且小于1.6MPa的压力容器;

3、按分析设计标准设计的压力容器,其制造企业应持有A或C级许可证。

4、球壳板制造项目含直径大于等于1800mm的各类型封头。

5、对于产品种类单一的制造企业,应对其许可范围进行限制,如限制产品或制造方法、材质、种类、用途等3、压力容器的安装管理(1)压力容器安装过程的管理大多数压力容器都是整机出厂的,在安装现场不再进行焊接工作。在通过安装,压力容器成为系统装置的一部分,而对需现场组焊的压力容器,安装还是其制造的继续。压力容器安装环节的安全管理主要依据是《特种设备安全监察条例》、《压力容器安全技术监察规程》、TSGR0001-2004《非金属压力容器安全技术监察规程》和《锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则》。(2)压力容器的安装许可压力容器的安装主要分两种情况,一种是将零部件运至现场进行组焊,如大型压力容器的现场组焊和球形储罐的组焊。另一种是指将完整的压力容器产品运至现场就位,安装到装置中。现场组焊的情况,是制造的继续,一般由该压力容器的制造厂进行,但球形储罐的现场组焊可由一定资格的制造厂进行,也可由专门的安装单位进行,这些单位的许可是按制造许可来管理的。对于医用氧舱的安装,应按《医用氧舱安全管理规定》的要求,由该医用氧舱的制造单位来进行。对于完整压力容器产品的安装情况,取得压力容器制造许可的企业可以从事相应压力容器的安装,其他压力容器安装单位应经省级质量技术监督部门许可。(3)安装过程的监督管理和安装质量监督检验在《压力容器安全技术监察规程》(1999版)中规定:对于第三类压力容器、容积大于等于10m3的压力容器、蒸球、成套生产装置中同时安装的各类压力容器、液化石油气储存容器、医用氧舱等压力容器在安装前,安装单位或使用单位应向压力容器使用登记所在地的安全监察机构申报压力容器名称、数量、制造单位、使用单位、安装单位及安装地点办理报装手续压力容器安装质量的好坏直接影响容器使用的安全。压力容器的专业安装单位必须经质量技术监督部门审核批准才可以从事承压设备的安装工作。安装作业必须执行国家有关安装的规范。

压力容器安装竣工后,施工单位应将竣工图、安装及复验记录等技术资料及安装质量证明书等移交给使用单位。4、压力容器的修理、改造管理压力容器的维修、改造是恢复或改变其使用性能的过程,如修理、改造不当,则会影响其安全性能。压力容器的重大修理(重大维修)是指主要受压元件的更换、矫形、挖补和一些重要焊接接头焊缝的焊补。压力容器的重大改造提指改变主要受压元件的结构或改变压力容器运行参数、盛装介质或用途等。从事压力容器修理和技术改造的单位必须是已取得相应的制造资格的单位或者是经省级安全监察机构审查批准的单位。压力容器的重大的修理或改造方案应经原设计单位或具备相应资格的设计单位同意,施工单位在施工前应将维修、改造情况局面告知施工所在地的地、市级安全监察机构审查备案。修理或改造单位应向使用单位提供修理或改造后的图样、施工质量证明文件等技术资料。压力容器经修理或改造后,必须保证其结构和强度满足安全使用要求。压力容器重大维修或改造过程实行监督检验制度。压力容器内部有压力时,不得进行任何修理。对于特殊的生产工艺过程,需要带温带压紧固螺栓时;或出现紧急泄漏需进行带压堵漏时,使用单位必须按设计规定制定有效的操作要求和防护措施,作业人员应经专业培训并持证操作,并经使用单位技术负责人批准。在实际操作时,使用单位安全部门应派人进行现场监督。改变移动式压力容器的使用条件(介质、温度、压力、用途等)时,由使用单位提出申请,经省级或国家安全监察机构同意后,由具有资格的制造单位更换安全附件,重新涂漆和标志;经具有资格的检验单位进行内、外部检验并出具检验报告后,由使用单位重新办理使用证。使用单位应充分关注改造与维修的难度和质量,并注意以下几点:⑴在使用现场对在役容器进行维修、改造,尤其是动火(焊接)⑵维修、改造在技术上是件十分困难的事,主要难点在于:⑶缺陷的去除、坡口加工、开孔等由于位置、工具等原因,难度大于制造厂;⑷焊接修复由于位置、施焊环境、预热条件、拘束度等原因,难度大于制造厂。⑸在役产品的材料可能早被淘汰,在长期使用过程中因老化、腐蚀等原因可能造成材料性能质量的改变,均会加大维修、改造的难度。⑹是否值得维修改造要充分考虑容器的使用年限与价值。(二)压力容器的使用管理使用单位对压力容器使用的全过程管理,主要内容有管理体系组织机构的建立或管理责任人员的落实、管理需遵循的规定、管理制度、操作规程、使用全过程管理事项及对技术档案的管理等。使用单位对压力容器安全负责,使用单位技术负责人对压力容器安全管理负责,使用单位应指定具有压力容器专业知识的技术人员具体负责压力容器安全管理工作。压力容器操作人员必须经规定的培训考核并持证上岗。压力容器的安全管理需遵循《压力容器安全技术监察规程》和有关的压力容器安全技术规范、规章。所建立的管理制度应能满足安全管理的需要。所建立的操作规程分为工艺操作规程和岗位操作规程,在这些操作规程中必须明确安全操作要求,至少包括压力容器工艺指标(含最高工作压力、最高或最低工作温度、介质的成分);压力容器的岗位操作法(含开、停车的操作规程和注意事项);压力容器运行中应重点检查的项目和部位,运行中可能出现的异常现象和防止措施,以及紧急情况的处置和报告程序。使用全过程管理事项包括:压力容器订购、设备进厂、安装验收及试车、运行、维修和安全附件检验;检验、修理、改造和报废等管理;年度定期检查的计划及实施、全面检验的计划及落实、发生事故时应负责事项(抢救、报告、协助处理和善后处理)、办理使用登记、建立向当地安全监察机构的报告制度和对技术档案的管理等内容。广义地说,压力容器的使用管理、检验、维修和改造等过程都包含在使用过程中,而设计、制造、安装等也是为使用服务的。对压力容器使用环节的安全管理是防止压力容器发生事故的关键,也是实现安全管理目的的关键。落实企业责任、进行使用登记、督促企业达到安全技术规范规定的使用管理要求、相关人员持证上岗是在使用环节安全管理的主要要求。使用环节主要执行《压力容器安全技术监察规程》、《超高压容器安全技术监察规程》TSGR0002-2005、《液化气体汽车罐车安全监察规程》、《液化气体铁路罐车安全管理规程》、《医用氧舱安全管理规定》、《非金属压力容器安全技术监察规程》TSGR0001-2004、《锅炉压力容器使用登记管理办法》。使用环节安全管理的效果体现在在用压力容器的底数已经清楚、在用的压力容器已经办理使用登记并有注册铭牌、使用压力容器的企业已经落实管理职责及管理人员、已建立各项管理制度并有效实施、已建立压力容器技术档案并内容齐全、已在相关作业指导书中明确压力容器安全操作要求、压力容器操作人员已经规定的专业培训与安全教育并持证上岗,在用压力容器的事故发生率在预定的控制目标内。1.压力容器使用单位的安全管理压力容器使用单位的安全管理工作主要包括如下内容:⑴.贯彻执行本规程和有关的压力容器安全技术规范规章。⑵.制定压力容器的安全管理规章制度。⑶.参加压力容器订购、设备进厂、安装验收及试车。⑷.检查压力容器的运行、维修和安全附件校验情况。⑸.压力容器的检验、修理、改造和报废等技术审查。⑹.编制压力容器的年度定期检验计划,并负责组织实施。⑺.向主管部门和当地安全监察机构报送当年压力容器数量和变动情况的统计报表,压力容器定期检验计划的实施情况,存在的主要问题及处理情况等。⑻.压力容器事故的抢救、报告、协助调查和善后处理。⑼.检验、焊接和操作人员的安全技术培训管理。⑽.压力容器使用登记及技术资料的管理。压力容器的使用单位,在压力容器投入使用前,应按《锅炉压力容器使用登记管理办法》的要求,到安全监察机构或授权的部门逐台办理使用登记手续。压力容器的使用单位,应在工艺操作规程和岗位操作规程中,明确提出压力容器安全操作要求,其内容至少应包括:⑴.压力容器的操作工艺指标(含最高工作压力、最高或最低工作温度)。⑵.压力容器的岗位操作法(含开、停车的操作程序和注意事项)。⑶.压力容器运行中应重点检查的项目和部位,运行中可能出现的异常现象和防止措施,以及紧急情况的处置和报告程序。压力容器操作人员应持证上岗。压力容器使用单位应对压力容器操作人员定期进行专业培训与安全教育,培训考核工作由地、市级安全监察机构或授权的使用单位负责。压力容器操作人员应履行以下职责:(1)按照安全操作规程的规定,正确操作使用压力容器。(2)认真填写操作记录。(3)做好压力容器的维护保养工作,使压力容器经常保持良好的技术状态。(4)经常对压力容器的运行情况进行检查,发现操作条件不正常时及时进行调整,遇紧急情况应按规定采取紧急处理措施并及时向上级报告。(5)对任何有害压力容器安全运行的违章指挥,应拒绝执行。(6)努力学习业务知识,不断提高操作技能。2、压力容器的技术档案压力容器的使用单位,必须建立压力容器技术档案并由管理部门统一保管。技术档案的内容应包括:⑴压力容器档案卡。⑵安全技术规范规定的压力容器设计文件。⑶安全技术规范规定的压力容器制造、安装技术文件和资料。⑷.检验、检测记录,以及有关检验的技术文件和资料。⑸.修理方案,实际修理情况记录,以及有关技术文件和资料。⑹.压力容器技术改造的方案、图样、材料质量证明书、施工质量检验技术文件和资料。⑺.安全附件校验、修理和更换记录。⑻.有关事故的记录资料和处理报告。3、压力容器的安全运行正确合理地操作使用压力容器,是保证安全运行的重要措施,因为即使是容器的设计完全符合要求,制造、安装质量优良,如果操作不当,同样会造成压力容器事故。

(1)压力容器作为生产工艺过程中的主要设备,要保证其安全运行,必须做到:

⑴平稳操作:压力容器在操作过程中,压力的频繁变化和大幅度波动,对容器的抗疲劳破坏是不利的。应尽可能使操作压力保持平稳。同时,容器在运行期间,也应避免壳体温度的突然变化,以免产生过大的温度应力。压力容器加载(升压、升温)和卸载(降压、降温)时,速度不宜过快,要防止压力或温度在短时间内急剧变化对容器产生不良影响。⑵防止超载:防止压力容器超载,主要是防止超压。反应容器要严格控制进料量、反应温度,防止反应失控而使容器超压,贮存容器充装进料时,要严格计量,杜绝超装,防止物料受热膨胀使容器超压。

⑶状态监控:压力容器操作人员在容器运行期间要不断监督容器的工作状况,及时发现容器运行中出现的异常情况,并采取相应措施,保证安全运行。(2)容器运行状态的监督控制主要从工艺条件、设备状况、安全装置等方面进行。

⑴工艺条件:主要检查操作压力、温度、液位等是否在操作规程规定的范围之内;容器内工作介质化学成分是否符合要求等。

⑵设备状况:主要检查容器本体及与之直接相联接部位如人孔、阀门、法兰、压力温度液位仪表接管等处有无变形、裂纹、泄漏、腐蚀及其它缺陷或可疑现象;容器及与其联接管道等设备有无震动、磨损;设备保温(保冷)是否完好等情况。

⑶安全装置:主要检查各安全附件、计量仪表的完好状况,如各仪表有无失准、堵塞;联锁、报警是否可靠投用,是否在允许使用期内,室外设备冬季有无冻结等。

(3)安全操作规程至少应包括以下的内容:⑴容器的操作工艺控制指标,包括最高工作压力、最高或最低工作温度、压力及温度波动幅度的控制值、介质成分特别是有腐蚀性的成分控制值等。⑵压力容器的岗位操作方法,开、停机的操作程序和注意事项。⑶压力容器运行中日常检查的部位和内容要求。⑷压力容器运行中可能出现的异常现象的判断和处理方法以及防范措施。⑸压力容器的防腐措施和停用时的维护保养方法。4、压力容器的紧急停运压力容器发生下列异常现象之一时,操作人员应立即采取紧急措施,并按规定的报告程序,及时向有关部门报告。⑴.压力容器工作压力、介质温度或壁温超过规定值,采取措施仍不能得到有效控制。⑵.压力容器的主要受压元件发生裂缝、鼓包、变形、、泄漏等危及安全的现象。⑶.安全附件失效。⑷.接管、紧固件损坏,难以保证安全运行。⑸.发生火灾等直接威胁到压力容器安全运行。⑹.过量充装。⑺.压力容器液位超过规定,采取措施仍不能得到有效控制。⑻.压力容器与管道发生严重振动,危及安全运行。⑼.其他异常情况。5、压力容器设备完好的标准(1)运行正常,效能良好。其具体标志为:

①容器的各项操作性能指标符合设计要求,能满足生产的需要。

②操作过程中运转正常,易于平稳地控制操作参数。

③密封性能良好,无泄漏现象。

④带搅拌的容器,其搅拌装置运转正常,无异常的振动和杂音。

⑤带夹套的容器,加热或冷却其内部介质的功能良好。

⑥换热器无严重结垢。列管式换热器的胀口、焊口;板式换热器的板间;各类换热器的法兰连接处均能密封良好,无泄漏及渗漏。(2)装备完整,质量良好。其包括以下各项要求:

①零部件、安全装置、附属装置、仪器仪表完整、质量符合设计要求。②容器本体整洁,尤其、保温层完整,无严重锈蚀和机械损伤。

③由衬里的容器,衬里完好,无渗漏及鼓包。

④阀门及各类可拆连接部位无跑、冒、滴、漏现象。

⑤基础牢固,支座无严重锈蚀,外管道情况正常。

⑥各类技术资料齐备、准确、有完整的技术档案。

⑦容器在规定期限内进行了定期检验,安全性能良好,并已办理使用登记证。

⑧安全附件检定、校验和更换。(三)压力容器的定期检验压力容器的定期检验是指在容器使用的过程中,每隔一定期限采用各种适当而有效的方法,对容器的各个承压部件和安全装置进行检查和必要的试验。通过检验,发现容器存在的缺陷,采取措施,以防压力容器在运行中发生事故。压力容器的检验环节是使用过程不可缺少的一环,落实在用压力容器的定期检验是安全管理的重点任务之一。检验环节的安全管理主要执行《特种设备安全监察条例》、《压力容器安全技术监察规程》、《超高压容器安全技术监察规程》TSGR0002-2005、《液化气体汽车罐车安全监察规程》、《液化气体铁路罐车安全管理规程》、《医用氧舱安全管理规定》、《非金属压力容器安全技术监察规程》TSGR0001-2004和《压力容器定期检验规则》。检验环节安全管理的效果体现在在用压力容器已经由符合资格要求的单位及人员进行了规定的法定检验,定检率达到设定的指标。压力容器的年度检查和定期检验包括以下内容:(1)《压力容器安全技术监察规程》适用的范围的压力容器的年度检查和定期检验,执行TSGR7001-2004《压力容器定期检验规则》.其中在用罐车、在用罐式集装箱的年度检查和定期检验。除符合《压力容器定期检验规则》正文的有关要求外,还应当遵守该规则附件一《移动式压力容器定期检验附加要求》的规定,在用医用氧舱的年度检查和定期检验应当按该规则附件二《医用氧舱定期检验要求》进行。(2)压力容器的年度检查是指为了确保压力容器在检验周期内的安全而实施的运行过程中的在线检查,每年至少一次。固定式压力容器的年度检查可以由使用单位的压力容器专业人员进行,也可以由国家质量监督检验检疫总局核准的检验检测机构持证的压力容器检验人员进行。压力容器年度检查包括使用单位压力容器安全管理情况检查、压力容器本体及运行状况检查和压力容器安全附件检查等。检查方法以宏观检查为主,必要时进行测厚、壁温检查和腐蚀介质含量测定、真空度测试等。(3)压力容器的定期检验工作包括全面检验和耐压试验。全面检验是指压力容器停机时的检验。全面检验应当由国家质检总局核准的检验机构进行。其检验周期为:①.安全状况等级为1、2级的,一般每6年一次;②.安全状况等级为3级的,一般3~6年一次;③.安全状况等级为4级的,其检验周期由检验机构确定。压力容器一般应当于投用满3年时进行首次全面检验。下次的全面检验周期,由检验机构根据本次全面检验结果进行确定。压力容器全面检验的一般程序包括检验前准备、全面检验、缺陷及问题的处理、检验结果汇总、结论和出具检验报告等常规要求,检验人员可以根据实际情况,确定检验项目,进行检验工作。压力容器(不包括移动式压力容器和医用氧舱)全面检验的具体项目包括:宏观(外观、结构以及几何尺寸)、保温层隔热层衬里、壁厚、表面缺陷、埋藏缺陷、材质、紧固件、强度、安全附件、气密性以及其他必要的项目。压力容器(不包括移动式压力容器、医用氧舱、低温液体(绝热)压力容器)全面的方法以宏观检查、壁厚测定、表面无损检测为主,必要时可以采用超声检测、射线检测、硬度测定、金相检验、化学分析或者光谱分析、涡流检测、强度校核或者应力测定、气密性试验、声发射检测和其他方法。为防止压力容器的介质对检验人员造成伤害,全面检验前,被检容器内部介质必须排放、清理干净,同时要用盲板从被检容器的第一道法兰处隔断所有液体、气体或者蒸汽的来源,同时设置明显的隔离标志。压力容器内部空间的气体含氧量应当在18%~23%(体积比)之间。必要时,还应当配备通风、安全救护等设施;应当有专人监护,并且有可靠的联络措施。(4)耐压试验是指压力容器全面检验合格后,所进行的超过最高工作压力的液压试验或者气压试验。每两次全面检验期间内,原则上应当进行一次耐压试验。(5)当全面检验、耐压试验和年度检查在同一年度进行时,应当依次进行全面检验、耐压试验和年度检查,其中全面检验已经进行的项目,年度检查时不再重复进行。(6)全面检验时,要根据压力容器的检验结果,综合评定压力容器的安全状况等级。对需要维修改造的压力容器,按维修改造后的复检结果进行安全状况等级评定。经过检验,安全附件不合格的压力容器不允许投入使用。现场检验工作结束后,检验机构或者使用单位应当在规定的时限内出具报告。因设备使用需要,检验人员可以在报告出具前,先出具《特种设备检验意见书》,将检验初步结论通知使用单位。压力容器经过定期检验或者年度检查合格后,检验机构或者使用单位应当将全面检验、年度检查或者耐压试验的合格标记和确定的下次检验(检查)日期标注在压力容器使用登记证上。检验(检查)发现设备存在缺陷,需要使用单位进行整治,可以利用《特种设备检验意见书》将情况通知使用单位,整治合格后,再出具报告。检验(检查)不合格的设备,可以利用《特种设备检验意见书》将情况告知发证机构。检验机构应当按照要求将检验结果汇总上报发证机构。凡在定期检验过程中,发现设备在缺陷或者损坏,需要进行重大维修、改造的,逐台填写并且上报检验案例。第三节压力管道一、压力管道的基本知识1、压力管道的定义和主要特点在国际上,管道运输是与铁路、公路、水运、航空并列的五大运输方式之一。压力管道是在一定温度和压力下,用于运输流体介质的特种设备,广泛用于石油化工;冶金、电力等行业生产及城市燃气和供热系统等公众生活之中。这些介质有些是具有爆炸危险性、毒性或对环境有破坏性,一旦泄漏将会造成人员伤亡、财产损失、环境污染和巨大的经济损失,有时还会影响人民的生活。随着工业生产的发展及城市燃气和热力管网的普及,各类管道的数量不断增加,特别是运输可燃性、易爆性及对人体和环境有害性介质的压力管道的数量逐年递增,这也使发生事故的可能性增大。我国从1996年开始,正式对压力管道的设计、制造、安装、使用、检验、维修改造等七个环节像锅炉压力容器一样实施安全监察。《条例》明确压力管道是指利用一定的压力,用于输送气体或者液体的管状设备,其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa(表压)的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质,且公称直径大于25mm的管道。其设计、制造、安装、使用、检验、修理、改造等环节要得到政府特种设备安全监督管理部们的严格监管。2、压力管道的分类为了便于对我国压力管道的管理,我们将压力管道按其用途划分为工业管道、公用管道和长输管道。

工业管道——是指工业企业所属的用于运输工艺介质的工艺管道、公用工程管道和其他辅助管道。工业管道主要集中在石化炼油、冶金、化工、电力等行业。

公用管道——是指城镇范围内用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道。

长输管道——是指产地、储存库、使用单位之间的用于运输商品介质的管道,主要是原油管道、天然气管道、油田集输管道和成品油管道。3、压力管道的组成及结构压力管道由管道组成件、管道支吊架(管道支承件)等组成,是管子、管件、法兰、螺栓连接、垫片、阀门、其他组成件或受压部件和支承件的装配总成。

1)管道组成件:指用于连接或装配成管道的元件,包括管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门以及管道特殊件。所谓管道特殊件,是指非普通标准组成件。是按工程设计条件特殊制造的管道组成件,包括膨胀节、特殊阀门、爆破片、阻火器、过滤器、挠性接头及软管等。

2)管道支吊架:用于支承管道或约束管道位移的各种结构的总称,但不包括土建的结构。有固定支架、滑动支架、刚性吊架、导向架、限位架和弹簧支吊架等。在国家标准GB50235-97《工业金属管道工程施工及验收规范》中也称为管道支承件,包括管道安装件和附着件。

a)管道安装件:指将负荷从管子或管道附着件上传递到支承结构或设备上的元件,包括吊杆、弹簧支吊架、斜拉杆、平衡锤、松紧螺栓、支撑杆、链条、导轨、锚固件、鞍座、垫板、滚柱、托座和滑动支架等。

b)附着件:用焊接、螺栓连接或夹紧方法附装在管子上的零件,包括管吊、吊(支)耳、圆环、夹子、吊夹、紧固夹板和裙式管座等。二、压力管道的安全知识(一)压力管道的安全知识1、压力管道设计类别、级别的划分:

(1)长输管道为GA类,级别划分为:

A、符合下列条件之一的长输管道为GA1级:

a输送有毒、可燃、易爆气体介质,设计压力P〉1.6Mpa的管道;

b输送有毒、可燃、易爆液体介质,输送距离(指产地、储存库、用户间的用于输送商品介质管道的直接距离)≥200km且管道公称直径DN≥300mm的管道;

c输送桨体介质,输送距离≥50km且管道公称直径DN≥150mm的管道;

B、符合下列条件

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