新容规宣贯-讲：压力容器分类

固定式压力容器安全技术监察规程

压力容器分类第二讲方德明教授Dmfang@《老容规》压力容器分类法,综合考虑了设计压力、容积、介质危害程度、容器在生产中的作用、材料强度、容器结构等因素,虽然其原则思想也是容器的危险性,但重点不突出,不够科学严谨,并且显得比较复杂,在使用过程中,经常遇到很难确定某一具体容器类别的情况。一、概述

(1)分类存在不确定性经常遇到很难确定某一具体容器类别的情况。例如,有些压力容器往往有多种功能,难以界定哪个功能在工艺过程中起主要作用,分类时考虑反应、储存、换热或分离等因素,就会造成类别划分时意见不统一。(2)考虑材料因素不合适

随着材料、制造技术的进步,材料强度已不再是影响容器风险水平高低的主要因素。如将抗拉强度规定值下限大于等于540MPa的材料制造的压力容器都划为第三类压力容器显得不妥。1、《老容规》分类存在的问题

(1)按压力等级分类按承压方式分类,压力容器分为内压容器与外压容器。内压容器又可按设计压力(p)大小分为低压容器（L）、中压容器（M）、高压容器（H）和超高压容器（U）。(2)按容器在生产中的作用分类根据压力容器在生产工艺过程中的作用,分为反应压力容器（R）、换热压力容器（E）、分离压力容器（S）和储存压力容器（C）。(3)按安装方式分类根据安装方式可分为固定式压力容器和移动式压力容器。2、压力容器现有分类方法

(4)按安全技术管理分类上面所述的几种分类方法仅仅考虑了压力容器的某个设计参数或使用状况,未能综合反映压力容器的危险程度。“原容规”综合考虑多种因素,将压力容器分为第一类压力容器、第二类压力容器和第三类压力容器。(5)按制造许可分类根据制造能力、工艺水平、人员条件等,国家质量监督检验检疫总局令(第22号)《锅炉压力容器制造监督管理办法》将压力容器分为A（1-4）、C（1-3）、D（1、2）、SAD四级。考虑到“老容规”分类方法的不足,根据国内压力容器设计、制造和检验检测的现状,结合“新容规”的修订思路，其修订的基本原则如下:二、新分类方法的原则1、与原分类方法衔接根据危险程度的不同,仍将压力容器划分为三类。考虑到第Ⅲ类压力容器设计、制造及监管与第Ⅰ类、第Ⅱ类压力容器的差别较大,为降低因分类方法改变而增加管理成本,按“新容规”和“老容规”分类方法得到的第Ⅲ类容器比例不应当有太大的差距。

本次修订采用Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类罗马数字的写法,具有不易与其他词汇意义混淆的优点(如一类、三类等词还有其他许多含义),含义清楚。同时,也方便外文翻译(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ属于罗马数字,不需翻译,国际通用。而一、二、三是中文,外文无法直接引用,若翻译,又会出现歧义),便于国际交流。

2、分类唯一性由设计压力、容积和介质危害性三个因素决定压力容器类别,不再考虑容器在生产过程中的作用、材料强度等级、结构形式等因素,简化分类方法,强化危险性原则,从单一理念上对压力容器进行分类监管,突出本质安全思想。根据危险程度的不同,利用设计压力和容积在不同介质分组坐标图上查取相应的类别,简单易行、科学合理、准确唯一。

3、小容积的容器不分类如果只设定压力和容积乘积的下限,即2.5MPa·L,那些容积很小、但压力高的压力容器也需要进行分类。事实上,容积小于25L的压力容器,特别是容积小于等于1L的压力容器,主要用于实验室工艺试验研究、测试分析,要实施分类监管的难度很大。对于这类小容积容器,只规定设计、制造许可要求,并按相关产品标准的要求进行设计制造,不再进行分类。

1压力容器分类时考虑的因素(1)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。(2)容积指压力容器的几何容积,即由设计图样标注的尺寸计算(不考虑制造公差)并且圆整。应当扣除永久连接在容器内部的内件的体积。永久连接是指需要通过破坏方式分开的连接。三、压力容器分类(3)介质分组压力容器的介质分为两组,包括气体、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。1)第一组介质:毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质,易爆介质，液化气体。2)第二组介质:由除第一组以外的介质组成,如毒性程度为中度危害以下的化学介质,包括水蒸气、氮气等。

介质毒性危害强度和爆炸危险程度按GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》、HG20660《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》两个标准确定。两者不一致时,以危害(危险)程度高的为准。

2、基本分类压力容器分类应当先按照介质特性,按照以下要求选择分类图,再根据设计压力p(单位MPa)和容积V(单位L),标出坐标点,确定容器类别:(1)对于第一组介质,压力容器的分类见下图。2)对于第二组介质,压力容器的分类见下图

3、同腔多种介质容器分类一个压力腔内有多种介质时,按组别高的介质分类。4、介质含量极小容器分类当某一危害性物质在介质中含量极小时,应当按其危害程度及其含量综合考虑,由压力容器设计单位决定介质组别。5、特殊情况分类(1)坐标点位于图1或者图2的分类线上时,按较高的类别划分其类别。(2)对于GB5044和HG20660两个标准中没有明确规定的介质,应当按化学性质、危害程度及其含量综合考虑,由压力容器设计单位决定介质组别。

6、多腔压力容器类别划分等问题《新容规》对多腔压力容器(换热器的管程和壳程、余热锅炉的汽包和换热室、带夹套压力容器的内筒和夹套等)类别划分等作出了规定:a)对各压力腔进行类别划定时,设计压力取本压力腔的设计压力,容积取本压力腔的几何容积;b)按照类别高的压力腔作为该容器的类别并按该类别进行使用管理;c)按照每个压力腔各自的类别分别提出设计、制造技术要求。

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按上述方法进行分类,对于冶金、轻工、船舶、核工业、航空、医药等行业,第Ⅲ类压力容器所占比例降低,主要原因为原第三类压力容器因pV值不高而按相应介质组别划为第Ⅰ类或第Ⅱ类。对于有色金属、石油化工等行业,第Ⅲ类压力容器所占比例有所提高,特别是石油化工行业的大规模装置中第Ⅲ类压力容器所占比例有较大提高。主要原因在于“新容规”分类方法将易爆介质归为第一组介质,提高了对于易爆介质的安全管理要求,因而“原容规”分类方法中相应的第一类、第二类容器按“新容规”分类后类别普遍提高,其中高pV值的中压易爆介质容器普遍由原第二类提高为第Ⅲ类。

7、本规程的适用范围。（1）《新容规》强调了适用范围的压力容器上所用的安全阀、爆破片装置、压力表、紧急切断阀、液面计、测温仪表、安全联锁装置等安全附件。与老版《容规》相比较,增加了罐车上紧急切断阀和快开门式压力容器上的安全联锁装置。另外将老版本《容规》的“爆破片”改为“爆破片装置”。爆破片装置包括爆破片、夹持器、紧固件、垫片等元件。（2）《新容规》还列入一些特殊的压力容器(见1.4)。这些压力容器可不按新版《容规》第七章“定期检验”,但必须执行新版《容规》第三章“设计”、第四章“制造”和第五章“安装、改造与维修”。这些特殊的压力容器统一划分为第Ⅰ类压力容器。

第二讲结束第一节活塞式空压机的工作原理第二节活塞式空压机的结构和自动控制第三节活塞式空压机的管理复习思考题单击此处输入你的副标题，文字是您思想的提炼，为了最终演示发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor压缩空气在船舶上的应用：

1.主机的启动、换向；

2.辅机的启动；

3.为气动装置提供气源；

4.为气动工具提供气源；

5.吹洗零部件和滤器。

排气量:单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor空压机分类：按排气压力分：低压0.2～1.0MPa；中压1～10MPa；高压10～100MPa。按排气量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor第一节活塞式空压机的工作原理容积式压缩机按结构分为两大类：往复式与旋转式两级活塞式压缩机单级活塞压缩机活塞式压缩机膜片式压缩机旋转叶片式压缩机最长的使用寿命-

----低转速（1460RPM），动件少（轴承与滑片），润滑油在机件间形成保护膜，防止磨损及泄漏，使空压机能够安静有效运作；平时有按规定做例行保养的JAGUAR滑片式空压机，至今使用十万小时以上，依然完好如初，按十万小时相当于每日以十小时运作计算，可长达33年之久。因此，将滑片式空压机比喻为一部终身机器实不为过。滑(叶)片式空压机可以365天连续运转并保证60000小时以上安全运转的空气压缩机1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.凸凹转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。螺杆式气体压缩机是世界上最先进、紧凑型、坚实、运行平稳，噪音低，是值得信赖的气体压缩机。螺杆式压缩机气路系统：

A

进气过滤器

B

空气进气阀

C

压缩机主机

D

单向阀

E

空气/油分离器

F

最小压力阀

G

后冷却器

H

带自动疏水器的水分离器油路系统：

J

油箱

K

恒温旁通阀

L

油冷却器

M

油过滤器

N

回油阀

O

断油阀冷冻系统：

P

冷冻压缩机

Q

冷凝器

R

热交换器

S

旁通系统

T

空气出口过滤器螺杆式压缩机涡旋式压缩机

涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋式压缩机主要运动件涡卷付，只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。

由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为“超静压缩机”。

涡旋式压缩机零部件少，只有四个运动部件,压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔，当动涡卷作平动运动时，使镰形工作腔由大变小而达到压缩和排出压缩空气的目的。活塞式空气压缩机的外形第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）工作循环：4—1—2—34—1吸气过程

1—2压缩过程

2—3排气过程第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）

压缩分类：绝热压缩：1—2耗功最大等温压缩：1—2''耗功最小多变压缩：1—2'耗功居中功＝P×V（PV图上的面积）加强对气缸的冷却，省功、对气缸润滑有益。二、实际工作循环（单级压缩）1.不存在假设条件2.与理论循环不同的原因：1）余隙容积Vc的影响Vc不利的影响—残存的气体在活塞回行时，发生膨胀，使实际吸气行程（容积）减小。Vc有利的好处—

（1）形成气垫，利于活塞回行；（2）避免“液击”（空气结露）；（3）避免活塞、连杆热膨胀，松动发生相撞。第一节活塞式空压机的工作原理表征Vc的参数—相对容积C、容积系数λv合适的C：低压0.07-0.12

中压0.09-0.14

高压0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容积Vc的影响C越大或压力比越高，则λv越小。保证Vc正常的措施：余隙高度见表6-1压铅法—保证要求的气缸垫厚度2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理2）进排气阀及流道阻力的影响吸气过程压力损失使排气量减少程度，用压力系数λp表示：保证措施：合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。λp

（0.90-0.98）2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3）吸气预热的影响由于压缩过程中机件吸热，所以在吸气过程中，机件放热使吸入的气体温度升高，使吸气的比容减小，造成吸气量下降。预热损失用温度系数λt来衡量（0.90-0.95）。保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷却，防止水垢和油污的形成。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理4）漏泄的影响内漏：排气阀（回漏）；外漏：吸气阀、活塞环、气缸垫。漏泄损失用气密系数λl来衡量（0.90-0.98）。保证措施：气阀的严密闭合，气缸与活塞、气缸与缸盖等部件的严密配合。5）气体流动惯性的影响当吸气管中的气流惯性方向与活塞吸气行程相反时，造成气缸压力较低，气体比容增大，吸气量下降。保证措施：合理的设计进气管长度，不得随意增减进气管的长度，保证滤器的清洁。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理上述五条原因使实际与理论循环不同。4）漏泄的影响5）气体流动惯性的影响1）余隙容积Vc的影响2）进排气阀及流道阻力的影响3）吸气预热的影响2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3.排气量和输气系数理论排气量Vt----单位时间内活塞所扫过的气缸容积。实际排气量Q：Q=Vt

λ输气系数λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影响余隙容积Vc的影响进排气阀及流道阻力的影响吸气预热的影响二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理指示功率pi

：按示功图计算的功率理论功率Ps、PT：按理论循环计算的功率