高压蒸汽操作使用安全培训

SafeOperationOfHighPressureSteam

高压蒸汽的安全操作

高压蒸汽的特性1高压蒸汽安全注意事项2高压蒸汽操作检查3安全防护用品要求4高压蒸汽的特性1从技术上讲，蒸汽是水的蒸气形式，无色无味。如果在绝热的蒸汽管道上开一个观察窗口并向里面看，你可能认为管道里是空的。我们平常看到的所谓蒸汽是由无色蒸汽带动的云团，云团里面是蒸汽冷凝出来的小水滴。在动力房工作的人知道，高压蒸汽泄漏往往是被听见的而不是看见的。在锅炉里，燃料和空气被鼓到燃烧炉里燃烧，燃烧后产生的气体带着大量的热流过蒸发器，锅炉中的水吸收足够的热量最终变成气态—蒸汽。当在海平面的大气压力下对水进行加热时，温度达到100度时，水会沸腾。只要在该压力下继续对水进行加热，则水将继续在100度下沸腾，所产生的蒸汽也具有100度温度。如果限制蒸汽的扩散，在没有沸腾水的情况下进一步加热蒸汽，将成为“过热”蒸汽。在一定压力和一定温度下，水面蒸发的分子数与凝结的分子数相等，宏观上的蒸发过程停止，这个状态叫饱和状态；饱和状态下的水和蒸汽叫饱和水、饱和蒸汽，饱和状态的压力和温度叫饱和压力、饱和温度。饱和蒸汽与饱和水的混合物叫湿饱和蒸汽，简称湿蒸汽，不含饱和水的饱和蒸汽叫干饱和蒸汽。如果知道了蒸汽的压力，就可以预测它的饱和温度。干饱和蒸汽可以继续加热形成过热蒸汽。饱和蒸汽温度和压力成一一对应关系，知道温度就知道压力，两者知道其一就可以了。而过热蒸汽则不存在这种对应关系。（见焓熵图）

过热蒸汽密度表饱和蒸汽密度表蒸汽的应用热膨胀–超压蒸汽冷凝–形成真空对设备的热应力–设备破裂、损坏静态电荷–起火花水锤–损坏管道高温烫伤其他危险因素阻碍视线，能见度差使电路短路高压蒸汽泄漏具有切削能力高压蒸汽安全注意事项2热膨胀-超压蒸汽给封闭的换热器加热或给充满液体的设备及管道伴热，介质受热膨胀会产生很高的压力使设备超压。热膨胀-超压（2）蒸汽冷凝–

形成真空众所周知，蒸汽会冷凝。为了防止损坏设备或者产生危害，必须时刻牢记！在大气压下工作的容器和管线会进入空气，在启动前会用蒸汽吹扫，吹扫结束后一定要充入燃料气或其它合适的气体，从而置换里面蒸汽，以避免蒸汽冷凝形成真空。如果容器里充满蒸汽，阀门全部关掉，蒸汽冷凝形成真空足以导致容器设备塌陷。案例1停车前，把蒸汽通入了排污系统（blowdowntank），通了两三个小时的蒸汽后，把排污罐隔离（高温蒸汽还在里面），关掉所有的阀门。蒸汽冷凝后，容器被明显地压扁了。案例2

一辆铁路罐车在检查前用蒸汽吹扫，隔离时把高温蒸汽留在了罐里，结果就如上图。对设备的热应力–

设备破裂、损坏蒸汽的高温对设备是个考验。水管、气管、消防管设计时都不能承受高温，如果用在蒸汽上，这些软管很快就会失去强度，发生超压破坏。即使是设计给蒸汽用的软管如果压力太高也会发生破损。

事故：上图是在一次交接班时发生的紧急事件引起的后果。在没有打开排放阀的情况下，打开了蒸汽透平膨胀机的进口阀，结果引起壳体破裂。案例静态电荷–起火花蒸汽喷射时能产生大量静电。从喷嘴产生的静电会传到某个绝缘体上，这个绝缘体放电时能够产生火花，从而引燃易燃混合物。绝缘体不必在蒸汽云中充电。如果一个储罐中碳氢化合物积聚并且与空气形成可燃混合物，充蒸汽前要采取足够的措施以避免引燃可燃混合物。案例

事故：几年前，一艘油轮上有个装石脑油（一种石油馏分）的储槽发生爆炸。这个储槽大小是6×4.5×9米，正准备利用一台储槽清洗机用水清洗，这台机器有一套旋转喷嘴，这次接了一条新的、干燥的水管，水管伸到储槽中大约6米深。跟通常做法相反，在水清洗机启动前就把储槽的蒸汽吹扫系统投上了。蒸汽往里喷射了大约10分钟。在清洗机的水阀打开前，储槽就爆炸了。蒸汽中的电荷聚集到了清洗机这个绝缘体上了。对策：在做清洁处理时经常会用到蒸汽，因为蒸汽清洗很有效。但是，必须提高警惕防止静电带来的危险。在做清洗前，要仔细检查所有的设备和蒸汽软管都要接地。软管喷嘴必须由外部单独接地，否则就要用经过检验的金属编织软管。编织软管要定期检查以确保金属编织条能够形成连续的电路通路。平时与地绝缘的容器这时也必须接地。有了这些预防措施，蒸汽清洗时静电带来的风险就会显著降低。水锤–损坏管道水锤(更一般地叫流体锤)是指流动的流体由于受外力作用突然停止或突然改变方向而引起的压力波。一般来说，管路系统末端的阀门突然关闭会引起水锤，压力波在管路里传播。蒸汽输送系统也容易受到类似水锤的伤害，称为蒸汽锤。蒸汽系统里的水平蒸汽管段，蒸汽冷凝水常会引起水锤。水被蒸汽带起，就像子弹一样高速冲击管件，对管道形成重压，发出很大的锤击声。这种情况往往是由于冷凝水排放不好引起的。给蒸汽管线充压时要非常小心，防止水锤对管线和连接的设备造成损坏。往里通蒸汽时，要把排水阀和放气阀都打开，以便加速排气，帮助控制加温的速度。如果环境很冷，这些阀门要一直保持开的状态，以避免管道里可能的水对管线阀门造成破坏。排放阀或放空阀前都不要站人，因为一旦蒸汽冒出来会烫伤人。如果蒸汽充入冷的系统太快的话，蒸汽会马上充满整个系统，大部分蒸汽都会接触到冷的金属管壁。一些蒸汽会接触到前面蒸汽中的水，金属管壁和水都会从蒸汽中吸热。金属比水吸热快，但是水比金属单位吸热量大。蒸汽放掉大量的热，就会有很大一部分蒸汽冷凝成水，蒸汽体积大大减小。0.85立方米的蒸汽冷凝后只有一小杯水。由于蒸汽冷凝成水体积显著减小，更多的蒸汽会冲入系统，形成高速蒸汽流。高速流动的蒸汽夹带管线中的冷凝水猛烈冲击管件，直管道就会弯曲或发生其他的变化。这些水珠就像子弹一样对管道形成破坏。正确操作方法：首先要缓慢的把蒸汽通入管线中。在主要的蒸汽隔断阀旁边要装一个旁通阀，用来控制开始暖管时的蒸汽流量。如果主隔断阀没有旁通阀，则需要小心地控制隔断阀的开度，来限制蒸汽充压的速度。充入蒸汽过程要连续，直到暖管结束，所有的空气也都排干净。案例1

事故:

在事故发生前一段时间,中压蒸汽管线有一段死区,因为管线南端已经隔离同时被端是通着的。这使得主管道的蒸汽可以连续进入这段管路。由于在南端没有流通，中压蒸汽逐渐冷却并且冷凝。蒸汽冷凝导致体积显著减小，使更多蒸汽进入这段管道冷却、冷凝。这就导致蒸汽不断进入死区并且形成大量冷凝水。案例2由于蒸汽管线系统的一个低点排放已经被隔离，所以冷凝水可以积聚到这里。导致一段中压蒸汽管线发生突然破裂。这起事故发生得非常突然，没有任何先兆，使一段直径450mm的操作压力为14barg的管线T型接头破裂。几点结论-非常重要（1）临时性的隔离是造成不流动管段（死区）的众多原因中的一个；（2）一旦蒸汽气泡被隔离，就好比枪已经上好子弹拉好栓，如果采取措施不当，就会发生水锤；（3）在特定的条件下（在附近有隔离），蒸汽管道存水弯也会变成一个安全隐患。操作员和工程师要能够识别哪些系统容易受到水锤冲击并且能够识别什么时候能够形成不流动管段。相关阀门要通过挂牌和上锁来确