Transcript 点击下载浏览该文件20111121141223152

化工设备与安全
姚干兵
扬州大学化学化工学院
2011年11月19日
主要内容






化工机械设备的分类
压力容器
工业锅炉
气瓶安全技术
压力管道安全技术
检修技术
一、化工机械设备分类


动设备
静设备
二、压力容器安全技术
压力容器的结构组成
1-筒身；2-封头；3-支座；4-人孔；5-接管；6-液位计
二、压力容器安全技术
2.1压力容器的特点
 应用广泛：塔、器、釜、槽、罐
 操作条件复杂
 安全要求高
二、压力容器安全技术
2.2 压力容器的分类
按用途类：反应Reaction、换热Exchange、
储运Container、分离Separation。
按工作压力分类（MPa）：
低压(0.1-1.6)、中压(1.6-10)、
高压(10-100)、超高压(100-1000)。
按安全监察分类：一类、二类、三类。
二、压力容器安全技术
2.3 压力容器的安全装置
1.安全装置的设置原则
（1）压力容器均应装设泄压装置；
（2）若容器上的安全阀安装后不能可靠地工作，应装设爆
破片或采用爆破片与安全阀组合结构；
（3）压力容器最高工作压力低于压力源压力时，在通向压
力容器进口的管道上必须装设减压阀；如果因介质条件影
响到减压阀可靠地工作时，可用调节阀代替减压阀。
在减压阀或调节阀的低压侧，必须装设安全阀和压力表。
二、压力容器安全技术
2. 几种常见的安全装置
安全泄压装置：
 安全阀（见锅炉安全阀）
 爆破片
计量显示装置：
 压力表
 液面计
显示容器内液面位置变化情况的装置
压力容器正拱型爆破片的受力示意
二、压力容器安全技术
2.4 压力容器的安全运行与管理

1.压力容器工艺参数选择原则

2.压力容器的操作维

3.异常情况处理

4.压力容器的安全管理
压力容器一定要定期检查
二、压力容器安全技术
1.外部检查：
保温层、防腐层、铭牌是否完好；
外表面有无裂纹、变形、腐蚀和局部鼓包；
焊缝、承压元件及连接部位有无泄露；
安全附件是否齐全、可靠、灵活好用；
……
二、压力容器安全技术
2. 内外部检查:


停机时进行；外部检验全部内容；
腐蚀、磨损、裂纹、衬里、壁厚测量、金相检验、
化学成分分析、硬度测定。
二、压力容器安全技术
3. 全面检查:


内、外检验全部内容；
焊缝无损探伤、耐压实验。
二、压力容器安全技术
定期检查的周期
（1）周期的确定：根据容器的制造和安装质量、使用条
件、维护保养等情况确定。一般，一年一次外部检查；
三年一次内外部检查；六年一次全面检查。
（2）缩短周期的情况:
 腐蚀情况不明，或腐蚀速率大于0.25mm/a，设计时确
定的腐蚀数据严重不准确；
 材料焊接性能差，制造时曾多次返修；
 首次检验；

使用期超过15年，经技术鉴定，应该缩短的。
二、压力容器安全技术
压力容器的危险因素
压力容器类似锅炉，是承受压力的密闭容器。
有些压力容器盛装可燃介质，一旦发生泄露，这
些可燃气体会立即与空气混合并达到爆炸极限，
若遇到火源即可导致二次爆炸火燃烧等连锁反应，
造成特大的火灾、爆炸和伤亡事故。
三、工业锅炉安全技术
锅炉是生产蒸汽的设备，它把燃料的化
学能转变为热能，再利用热能产生蒸汽。
三、工业锅炉安全技术
锅炉包括：
锅：锅内系统或水汽系统由一系列容器和管
道组成，水汽在内部流动并不断吸热
炉：炉内系统或烟风煤系统，是燃料燃烧、
烟气流动并向水汽传热的场所
其他辅助设备：一系列辅机、附件、仪表等
三、工业锅炉安全技术
锅炉的危险因素
锅炉在运行时，不仅要承受一定的温度和
压力，而且要遭受介质的侵蚀和飞灰磨损，因
此具有爆炸的危险。如果锅炉在设计制造及
安装过程中存在缺陷或因年久失修，或违反操
作规程都可能出现严重的事故。
三、工业锅炉安全技术
3.1 锅炉安全的重要性
1.锅炉、压力容器的工作条件
承受压力和温度
接触腐蚀性介质
容易超载
连续运行
三、工业锅炉安全技术
2.锅炉、压力容器事故危害严重
冲击波
碎片伤人
介质外溢，造成事故
三、工业锅炉安全技术
3.2 锅炉基本参数与分类
1.基本参数
（1）锅炉容量：
额定蒸发量：在额定压力、温度下，连续运行时
所必须保证的最大蒸发量。 t/h（吨\时）
额定供热量：在设计额定热水温度下，连续运行
时所必须保证的最大产热量。 MW（兆瓦）
三、工业锅炉安全技术
（2）蒸汽压力:过热器、再热器出口处的过热蒸汽
压力。MPa或（工程大气压）
（3）蒸汽温度：出口处的过热蒸汽的温度。t/℃
（4）给水温度：省煤器的进水温度。 t/℃
三、工业锅炉安全技术
2.锅炉分类
（1）出口介质：蒸汽锅炉和热水锅炉
（2）容量：大、中、小型锅炉
（3）蒸汽压力大小：低压、中压、高压与超高压锅炉
（4）燃料燃烧方式：层燃烧、沸腾炉和室燃炉
（5）燃料种类和能源来源：燃油锅炉、燃气锅炉、原
子能锅炉、废热锅炉等
三、工业锅炉安全技术
3.3锅炉安全装置
1.安全阀
作用：当锅炉压力超过预定的数值时，安
全阀自动开启，排汽泻压，将压力控制在允许
范围内，同时发出警报！
当压力降到允许值时，安全阀又能自行关
闭，使锅炉在允许的压力范围内继续运行。
三、工业锅炉安全技术
2、压力表
显示锅炉汽水系统压力大小的仪表。
左图 压力表安装示
意
1-承压设备；2-存水
弯管；3-三通旋塞；
4-压力表
三、工业锅炉安全技术
3. 水位表
用来显示锅筒内水位高低的仪表。
三、工业锅炉安全技术
3.4 锅炉安全运行与管理
1.锅炉房独建，与其他建筑物距离符合安全要求
2.使用锅炉要有完备的手续，按照程序操作
3.遇有情况应该立即停炉
4.加强日常维修保养，提高设备的完好率
三、工业锅炉安全技术
3.5 锅炉常见事故及处理措施
1.爆炸事故
造成爆炸事故的原因：
a.锅炉超压；
b.由于安全阀、压力表不齐全或损坏,操作人员
对指示仪表监视不严或操作失误（如误关闭或关
小出汽阀门），致使受压元件超压引起爆炸。
三、工业锅炉安全技术
2.重大事故（主要有7种！）
（1）缺水事故：当锅炉水位低于最低许可水位时称为缺水。
主要原因：
违规脱岗、工作疏忽、判断错误或误操作；
水位测量或警报系统失灵；
自动给水控制设备故障；
排污不当或排污设施故障；
加热面损坏；
负荷骤变；
炉水含盐量过大。
预防措施：
严密监测水位，定期校对水位表和水位警报器，发现缺陷及时消除；
注意观察是否有缺水现象，缺水时水位表玻璃管（板）呈白色；
注意监视和调整给水压力和给水流量，与蒸汽流量相适应；
排污应按规程要求，每开一次排污阀，时间不超过30s，排污后关闭阀门，并检
查排污阀门是否泄漏；
监视汽水品质，控制炉水含量。
（2）满水事故：锅炉水位超过了最高安全水位刻度线称为满水。
主要原因：
违规脱岗、工作疏忽、违章操作或误操作；
水位表和水旋塞缺陷及水连接管堵塞；
自动给水控制设备故障或自动给水调节器失灵；
锅炉负荷降低，未能及时减少给水量；
预防措施：
如果是轻微满水:
应先关小鼓风机和引风机的调节门，使燃烧减弱；
停止给水，开启排污阀们放水，直到水位正常后，再关闭所
有放水阀门，恢复正常运行；
如果是严重满水:
首先应按紧急停炉程序停炉，停止给水；
开启排污阀门放水；开启蒸汽母管及过热器疏水阀门，迅速
疏水；
水位正常后，关闭排污阀门和疏水阀门，再生火运行。
（3）汽水共腾：当锅炉内水位波动幅度超过正常情况，
水面翻腾程度异常剧烈的情况称为汽水共腾。
主要原因：
锅炉水质不达标；
没有及时排污或排污不够，造成锅水中盐碱含量过高；
锅水中油污或悬浮物过多；
负荷突然增加。
预防措施：
降低负荷，减少蒸发量；
开启表面连续排污阀门，降低锅内含盐量；
适当增加下部排污量，增加给水，使锅水不断调换
新水。
（4）锅管爆炸：锅炉运行中，水冷壁管和对流管发生
爆炸称之。
主要原因：
水质不符合要求；
管壁结垢或管壁受腐蚀，或受飞灰磨损变薄；
升火过猛，停炉过快，使锅管受热不均匀，造成焊
口破裂；
下集箱集泥垢未及时排除，阻塞锅管水循环，锅管
得不到冷却而过热爆破。
预防措施：
加强水质检测；
定期检查锅管；
按照规定升火、停炉及防止超负荷运行。
（5）水击事故：当管道承受的压力骤然升高，发生猛
烈振动并发出巨大声响。
主要原因：
阀门急速开启而引起；
水泵紧急启动或紧急停车，使出口压力产生急变时；
沿管道流动水中异物挡在阀门上而使阀门突然闭塞时；
急速关闭球形阀、给水栓时；
预防措施：
给水管道发生水击时，可适当关小给水控制阀门；
当蒸汽管道发生水击时，应减小供气，开启水击段
疏水阀门；
省煤器发生水击，应开启旁路门，关闭烟道门。
（6）炉膛爆炸：在燃气、燃油锅炉或煤粉炉中，当炉膛内的可燃物
质与空气混合物的浓度达到爆炸极限时，遇明火就会爆炸。
炉膛爆炸与锅炉爆炸的区别：
锅炉爆炸是锅筒破裂及水蒸汽突然膨胀产生巨大能量的瞬时
释放，炉膛爆炸则是可燃物在炉膛内的瞬时燃爆现象。
主要原因：
在设计上缺乏可靠的点火装置及可靠的熄火保护装置及联锁、
报警和跳闸系统；
炉膛及刚性梁结构抗爆能力差，制粉系统及燃油雾化系统有缺
陷；
在运行过程中操作人员误判断、误操作，占炉膛爆炸事故总数
的90%以上：
还有因烟道闸板关闭而发生炉膛爆炸事故。阀门急速开启而引
起；
预防措施：
加强操作人员培训，杜绝无证司炉独立上岗；
锅炉炉膛安全保护动作后，必须进行吹扫，对不具备自动程序吹
扫的炉膛，其炉膛吹扫操作由运行人员根据规程进行，运行人员完
成吹扫操作后再按吹扫完成按钮，以便经一定时延后保护回路（或
装置）自行复归；
锅炉点火前必须开动鼓风机、引风机给锅炉通风5～10min，以
清除炉膛及烟道中的可燃物质。
（7）尾部烟道二次燃烧：主要发生在燃油锅炉上，锅炉
尾部烟道积存一些可燃物自行着火燃烧的现象。
主要原因：
燃烧不完全时，部分可燃物随着烟气进入尾部烟道，
积存于烟道内或粘附在尾部受热面上，在一定条件下这些
可燃物自行着火燃烧。
预防措施：
提高燃烧效率尽可能减少不完全燃烧；
减少锅炉的启停次数；
加强尾部受热面的吹灰；
保证烟道各种门孔及烟风挡板的密封良好；
在燃油锅炉的尾部烟道上应装设灭火装置。
四、气瓶和管道安全技术

气瓶结构示意

1-瓶座；2-瓶底；
3-筒体；4-瓶肩；
5-瓶颈；6-瓶阀；
7-螺母；8-保护帽



四、气瓶安全技术
4.1 气瓶的分类

压缩气体气瓶

液化气体气瓶

溶解气体气瓶
四、气瓶安全技术
4.2 气瓶的安全附件
1.安全泄压装置（防爆片、易熔塞）
四、气瓶安全技术
2. 瓶（保护）帽
四、气瓶安全技术
3.防震圈
四、气瓶安全技术
4.3气瓶的颜色区别
参考《气瓶颜色标记》（GB7144）
四、气瓶安全技术
4.4气瓶的安全管理
 气瓶安全
 储存安全
 使用安全
 运输安全
四、气瓶安全技术
4.5储存安全
 专人负责，帐目清楚，严格进出库制度；
 空瓶与实瓶分室储存，实瓶要立放；
 气瓶库符合建筑防火规范要求，地下室不能储存气
瓶；
 有明显的安全标志；
 储气的气瓶要戴好瓶帽。
五、压力管道安全技术
5.1 压力管道的分类

按照管道输送介质种类分类

按照管道设计压力分类

按照管道材质分类
五、压力管道安全技术
5.2 连接方式
螺纹连接
法兰连接
焊接
五、压力管道安全技术
5.3阀门
旋塞阀
闸阀
球阀
蝶形阀
针形阀
五、压力管道安全技术
5.4 压力管道的安全使用管理








执行《压力管道安全管理与监察规定》
专业技术人员负责压力管道安全管理工作；
压力管道及其安全设施必须符合国家有关规定；
建立压力管道技术档案，并向上级管理部门登记；
定期检验、检修；
对事故隐患及时采取措施进行整改；
建立巡线检查制度，建立抢救队伍，并定期演练；
按照有关规定报告压力管道事故，协助调查和善后处理。
五、压力管道安全技术
1. 压力管道安全技术



（1）管道的腐蚀及预防
（2）管道的绝热
（3）管道防腐涂层
2.管道的检验与验收



（1）强度与严密性检验
（2）管道吹洗
（3）定期检验
六、化工设备检修安全技术
6.1 化工设备检修特点
1.频繁
2.复杂
3.危险性大
六、化工设备检修安全技术
6.2 检修安全管理
1.组织领导
2.检修计划的制定
3.安全教育
停工检修的有关规定；
进入设备作业的有关规定；
动火的有关规定；
动土的有关规定；
科学文明检修的有关规定。
4.安全检查
六、化工设备检修安全技术
6.3 装置的安全停车与处理
1.停车操作及注意事项
卸压！！！降温！！！排净！！！
2.停车后的安全处理
隔绝！！！置换、吹扫与清洗！！！
3.其他
清理检修现场和通道！！！切断待检设备的电源！！！及时与公用
工程系统（水、电、气、汽）联系并妥善处置！！！安全交接。。。。
六、化工设备检修安全技术
6.4 化工检修中的特殊作业
1.动火作业
动火安全作业证制度，完善审批手续；
置换动火的安全措施；
动火点周围10m以内不得存有易燃爆物品
动火分析：取样要有代表性，时间差不超过30min（超过重测）；
动火分析标准：可燃气浓度小于爆炸下限（的1/10）！
带压不置换动火。
六、化工设备检修安全技术
2.动土作业
动土证；
动土作业的注意事项；
带压不置换动火。
六、化工设备检修安全技术
3.进入设备作业
进入设备作业证制度，在设备外悬挂 进入设备
作业的注意事项：
安全隔离
取样分析
罐外监护
用电安全
个人防护
设备内动火
作业结束后的清理工作
六、化工设备检修安全技术
4.高处作业
高处作业的范围：离地面垂直距离2m以上或虽2m以下但作业地段坡度大于45°
的斜坡下面，或者附近有坑、井和有风雪击、机械振动的地方以及有转动机
械或有堆放物易伤人的地点。
高处作业的安全规定：
高处作业要“十防”：
一防梯架乱晃荡；二防平台无遮拦；
三防身后有空洞；四防脚踩活动板；
五防撞击碰仪表；六防毒气往外散；
七防高处有电线；八防墙倒木板烂；
九防上方落杂物；十防绳断仰天翻。
六、化工设备检修安全技术
5.起重机械作业安全
起重机械常见事故类型：
吊物坠落！！挤压碰撞！！触电！！机体倾翻！！
起重吊运安全要求：十不吊！！！
超过额定负荷不吊；指挥信号不明或乱指挥不吊；
工件紧固不牢不吊；吊物上面站人不吊；
安全装置失灵不吊；光线阴暗看不清不吊；
工件埋在地下不吊；斜扣工件不吊；
棱刃物体没有衬垫不吊；钢（铁）水包过满不吊。
六、化工设备检修安全技术
6.5 化工检修的安全验收
1.检修结束前的安全检查
2.试车与验收
谢 谢！