求助壓力容器基礎知識

2021-03-08 17:17:59 字數 6290 閱讀 3401

1樓:匿名使用者

一、壓力容器的分類:

壓力容器的使用極其普遍,型式也很多。根據不同的需要,壓力容器有若干種分類方法。

按容器的壁厚分為薄壁容器(壁厚不大於容器內徑的十分之一)和厚壁容器。

按殼體承受壓力的方式分內壓容器(殼體內部受壓)和外壓容器。

按容器的工作壁溫分為:高溫容器、常溫容器、低溫容器。

按殼體的幾何形狀分為:球形容器、圓筒形容器、圓錐形容器、輪胎形容器等。

按容器的製造方法分為:焊接容器、鑄造容器、鍛造容器、鉚接容器和組合式容器。

按容器的放置方式分為立式容器和臥式容器。

總之,各種不同的分類方法都是從各個不同需要的角度來考慮的。但從使用的角度考慮,常把壓力容器分為兩大類,即固定式容器和移動式容器。這兩類容器由於使用情況不同,對它們的技術管理要求也不一樣。

我國和其它許多國家對這兩類容器都分別制訂有不同的管理章程和技術標準、規範等。為便於技術管理,每類容器還可以按它的壓力或用途再予以細分。

固定式壓力容器是指除了用作運輸貯存氣體的盛裝容器以外的所有容器。這類容器有固定的安裝地點和使用地點,工藝條件和操作人員比較固定,容器一般是用管道與其它裝置相連。根據我國《壓力容器安全技術監察規程》可將這類容器分為低壓(設計壓力為0.

1mpa~1.6mpa,代號l)、中壓(設計壓力為1.6mpa~10mpa,代號m)、高壓(設計壓力為10mpa~100mpa,代號h)、超高壓(設計壓力大於100mpa,代號u)四個壓力等級。

此外,按照壓力容器的工藝用途可將固定式壓力容器分為:反應壓力容器(代號r)、換熱壓力容器(代號e)、分離壓力容器(代號s)及儲存壓力容器(代號c)。

移動式壓力容器的主要作用是貯裝和運輸有壓力的氣體或液化氣體,容器在氣體製造廠充裝氣體,然後運送到使用單位使用。這類容器沒有固定的使用地點,一般也沒有專職的使用操作人員,使用環境經常更換,管理比較複雜,因而也比較容易發生事故。按照容積的大小和結構形式,移動式壓力容器以可分為氣瓶和槽(罐)車兩大類。

為了有區別地對待安全要求不同的壓力容器的技術管理和監督檢查,包括設計圖樣的備案和審批、容器製造廠條件的審查、日常使用中的定期檢驗與上報,以及某些技術條件的要求差別,我國《壓力容器安全技術監察規程》將其適用範圍內的壓力容器分為三類:

低壓容器(第2、3款規定的除外)為第一類壓力容器。

下列情況之一為第二類壓力容器。

中壓容器(除第3款規定的);

易燃介質或毒性程度為中等危害介質的低壓反應容器和儲存容器;

毒性程度為極度和高度危害介質的低壓容器;

低壓管殼式餘熱鍋爐;

搪玻璃壓力容器。

下列情況之一為第三類壓力容器。

毒性程度為極度和高度危害介質的中壓容器或設計壓力與容積的乘積大於等於0.2mpam3的低壓容器。

易燃介質或毒性程度為中等危害介質且設計壓力與容積的乘積大於等於0.5mpam3的中壓反應容器或設計壓力與容積的乘積大於等於10mpam3的中壓儲存容器。

高壓、中壓管殼式餘熱鍋爐。

高壓容器。

1、按壓力等級劃分:

按壓力容器的設計壓力(p)分為低壓、中壓、高壓、超高壓四個壓力等級,具體劃分如下:

(一)低壓(低號l)0.1mpa≤p<1.6mpa

(二)中壓(代號m)1.6mpa≤p<10mpa

(三)高壓(代號h)10mpa≤p<100mpa

(四)超高壓(代號u)p≥100mpa

2、按壓力容器在生產工藝過程中的作用原理劃分:

按壓力容器在生產工藝過程中的作用原理,分為反應壓力容器、換熱壓力容器、分離壓力容器、儲存壓力容器。

具體劃分如下:

(一)反應壓力容器(代號r):主要是用於完成介質的物理、化學反應的壓力容器,如反應器、反應釜、分解鍋、硫化罐、分解塔、聚合釜、高壓釜、超高壓釜、合成塔、變換爐、蒸煮鍋、蒸球、蒸壓釜、煤氣發生爐等;

(二)換熱壓力容器(代號e):主要是用於完成介質的熱量交換的壓力容器,如管殼式餘熱鍋爐、熱交換器、冷卻器、冷凝器、蒸發器、加熱器、消毒鍋、染色器、烘缸、蒸炒鍋、預熱鍋、溶劑預熱鍋、蒸鍋、蒸離線、電熱蒸汽發生器、煤氣發生爐水夾套等;

(三)分離壓力容器(代號s):主要是用於完成介質的流體壓力平衡緩衝和氣體淨化分離的壓力容器,如分離器、過濾器、集油器、緩衝器、洗滌器、吸收塔、銅洗塔、乾燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等;

(四)儲存壓力容器(代號c,其中球罐代號b):主要是用於儲存、盛裝氣體、液體、液化氣體等介質的壓力容器,如各種形式的儲罐。

在一種壓力容器中,如同時具備兩個以上的工藝作用原理時,應按工藝過程中的主要作用來劃分品種。

3、按介質毒性程度的分級和易燃介質劃分:

介質毒性程度的分級和易燃介質的劃分如下:

(一)壓力容器中化學介質毒性程度和易燃介質的劃分參照hg20660《壓力容器中化學介質毒性危害和**危險程度分類》的規定。無規定時,按下述原則確定毒性程度:

1、極度危害(i極)最高容許濃度<0.1mg/m3

2、高度危害(ii極)最高容許濃度0.1-<1.0mg/m3

3、中度危害(iii極)最高容許濃度1.0-<10mg/m3

4、輕度危害(iv極)最高容許濃度≥10mg/m3

(二)壓力容器中的介質為混合物質時,應以介質的組分並按上述毒性程度或易燃介質的劃分原則,由設計單位的工藝設計或使用單位的生產技術部門提供介質毒性程度或是否屬於易燃介質的依據,無法提供依據時,按毒性危害程度或**危險程度最高的介質確定。

4、什麼是第三類壓力容器

符合下列情況之一的,為第三類壓力容器:

(1)高壓容器;

(2)中壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質);

(3)中壓儲存容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質,且pv乘積大於等於零10mpa·m3);

(4)中壓反應器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質,且pv乘積大於等於0.5mpa·m3)

(5)低壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質,且pv乘積大於等於0.2mpa·m3)

(6)高壓、中壓管殼式餘熱鍋爐;

(7)中壓搪玻璃壓力容器;

(8)使用強度級別較高(指相應標準中抗拉強度規定值下線大於等於540mpa)的材料製造的壓力容器;

(9)移動式壓力容器,包括鐵路罐車(介質為液化氣體、低溫液體)、罐式汽車、[液化氣體運輸(半掛)車、低溫液體運輸(半掛)車、永久氣體運輸(半掛)車]和罐式集裝箱(介質為液化氣體、體溫液體)等;

(10)球形儲罐(容積大於等於50m3);

(11)低溫液體儲存容器(容積大於5m3)。

5、什麼是第二類壓力容器

符合下列情況之一的,為第二類壓力容器(第三類壓力容器規定的除外):

(1)中壓容器;

(2)低壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質);

(3)低壓反應容器和低壓儲存容器(僅限易燃介質或毒性程度為中度危害介質);

(4)低壓管殼式餘熱鍋爐;

(5)低壓搪玻璃壓力容器。

二、壓力容器的技術引數:

常用引數有設計壓力、設計溫度、公稱直徑等。

設計壓力系指在相應的設計溫度下用以確定容器殼體壁厚的壓力,也是標註在銘牌上的壓力。在確定容器的設計壓力時,一般應遵循下列原則:

設計壓力應略高於容器頂部可能出現的最高壓力。

裝有安全洩壓裝置的壓力容器,設計壓力應不低於安全閥的開啟壓力和爆破片裝置的爆破壓力。

盛裝液化氣體的容器,無保溫裝置的,設計壓力不低於所裝液化氣體在50度時的飽和蒸汽壓力;有可靠保溫設施的,設計壓力不低於其在試驗實測的最高溫度下的飽和蒸汽壓力。

設計溫度係指容器在正常操作情況下設定的殼體的金屬溫度。確定時應注意以下幾點:

對常溫和高溫操作的容器,設計溫度不得高於殼體金屬可能達到的最高金屬溫度。

對零度以下操作的容器,設計溫度不得低於殼體金屬可能達到的最低溫度。

在任何情況下,容器殼體或其它受壓元件金屬的表面溫度不得超過材料的允許使用溫度。

安裝在室外且器壁無保溫裝置的容器,壁溫受環境溫度的影響可能小於或等於20度時,設計溫度應按容器使用地區月平均最低溫度設計。

公稱直徑是按容器零部件標準化系列而選定的殼體直徑,焊接的圓筒形容器,公稱直徑是指它的內徑,而用無縫鋼管制作的圓筒形容器,公稱直徑是指它的外徑。

三、壓力容器的安全卸壓裝置:

壓力容器的安全裝置是指為了使壓力容器能夠安全執行裝設在裝置上的一種附屬機構,又常稱為安全附件。其中最常用且最關鍵的是安全洩壓裝置。

為了確保壓力容器安全執行,防止裝置由於過量超壓而發生事故,除了從根本上採取措施消除或減少可能引起壓力容器超壓的各種因素以外,裝設安全洩壓裝置是一個關鍵措施。

安全洩壓裝置是為保證壓力容器安全執行,防止它超壓的一種器具。它具有如下功能:當容器在正常工作壓力下執行時,保持嚴密不漏,若容器內壓力一旦超過規定,則能自動地、迅速地排洩出器內的介質,使裝置的壓力始終保持在許用壓力範圍以內。

一般情況下,安全洩壓裝置除了具有自動洩壓這一主要功能外,還有自動報警的作用。因為當它啟動排放氣體時,由於介質以高速噴出,常常發出較大的響聲,這就相當於發出了裝置壓力過高的報警音響訊號。

安全洩壓裝置按其工作原理和結構形式可以分為閥型、斷裂型、熔化型和組合型等幾種。

閥型洩壓裝置

閥型洩壓裝置就是常用的安全閥。它是通過閥的自動開啟排出氣體來降低器內的過高壓力的。這種安全洩壓裝置的優點是:

僅僅排放壓力容器內高於規定的部分壓力,而當容器內的壓力降至正常操作壓力時,它即自動關閉,所以能避免一旦容器超壓就得把全部氣體排出而造成的浪費和生產中斷。裝置本身可重複使用多次,安裝調整也比較容易。它的缺點是:

密封效能較差,即使是合乎規定的安全閥,在正常工作壓力下也難免有輕微的洩露;由於彈簧等的慣性作用,閥的開啟有滯後現象,因而洩壓反應較慢。另外,安全閥若用於介質為一些不潔淨的氣體時,閥中有被堵塞和閥瓣有被粘住的可能。

閥型安全洩壓裝置適用於介質比較潔淨的氣體,如空氣、水蒸氣等的裝置,不宜用於介質具有毒性的裝置;更不能用於器內有可能產生劇烈化學反應而使壓力急劇升高的裝置。

壓力容器的安全洩放量是指壓力容器在超壓時為保證它的壓力不再升高,在單位時間內所必須洩放的氣量。安全閥的排量是指安全閥處於全開狀態時在排放壓力下單位時間內的排放量。選用安全閥時其排放量必須大於裝置的安全洩放量。

並根據裝置的工藝條件和工作介質特性選用安全閥的結構形式,按最大允許工作壓力選用合適的安全閥。

斷裂型洩壓裝置

這類洩壓裝置,常用的有爆破片和爆破帽。爆破片多用於中低壓容器,爆破帽多用於超高壓容器。斷裂型安全洩壓裝置是利用爆破元件在較高的壓力下即發生斷裂而排放氣體的。

它的優點是:密封效能好,在容器正常工作時不會洩露;爆破片的破裂速度高,故卸壓反應較快;介質中若含有油汙等雜物也不會對裝置元件的動作壓力產生影響。它的缺點是:

在完成洩壓動作以後,爆破元件即不能繼續使用,容器一旦超壓就得被迫停止執行;爆破元件長期處於高應力狀態,容易因疲勞而過早失效,因而元件壽命較短,需定期更換。此外爆破元件的動作壓力也不易準確**和嚴格控制。

斷裂型洩壓裝置宜用於器內可能發生壓力急劇升高的化學反應,或介質具有劇毒性的容器,不易用於液化氣體貯罐。對於壓力波動較大,即超壓機會較多的容器也不易採用。

熔化型洩壓裝置

熔化型洩壓裝置就是常用的易熔塞。它是利用裝置內的低熔點合金在較高的溫度下熔化,開啟通路,使器內的氣體從原來填充有易熔合金的孔中排放出來而洩放壓力的。它的優點是:

結構簡單,容易更換;由合金的熔化溫度對動作壓力較易控制。它的缺點是:裝置動作後元件即不能繼續工作,容器被迫停止執行;因受易熔合金強度的限制,裝置的洩放面積較小;有時因易熔合金受壓或其它原因可能脫落或熔化,出現動作失誤以至發生意外事故。

組合型洩壓裝置

這類洩壓裝置是由兩種型式的洩壓裝置組合而成。常用的是安全閥和爆破片的組合結構或安全閥和易熔塞的組合結構。安全閥和爆破片組合而成的組合型洩壓裝置同時具有閥型和斷裂型的優點,它即可防止單獨用安全閥的洩漏,又可以在完成排放過高壓力的動作後恢復容器的繼續使用。

組合裝置的爆破片可根據不同的需要,設定在安全閥的入口或出口側。前者可利用爆破片把安全閥與器內的氣體隔離,以防安全閥受腐蝕或被氣體中的汙物堵塞或粘住,當容器超壓時,爆破片斷裂,安全閥也開啟,容器降壓後,安全閥再關閉,容器可以繼續暫執行,等裝置停機檢修時再裝上爆破片。這種結構要求爆破片的斷裂不妨礙後面安全閥的正常動作,而且要求在爆破片與安全閥之間設定檢查器具,防止它們之間存有壓力,影響爆破片的正常動作。

當爆破片裝在安全閥的出口側時,可以使爆破片免受氣體壓力與溫度的長期作用而疲勞破壞,爆破片則用以補救安全閥的洩漏。這種結構要求將爆破片與安全閥之間的氣體及時排出,否則安全閥即失去作用。

組合型結構安全洩壓裝置一般用於介質具有腐蝕性的液化氣體,或劇毒、稀有氣體的容器。由於裝置中的安全閥有滯後作用,不能用於器內升壓速度極高的肥應容器。

除了安全洩壓裝置外,壓力容器的安全裝置還有連鎖裝置、報警裝置和計量裝置。連鎖裝置是為了防止操作失誤而設定的控制機構,如連鎖開關、聯動閥等。報警裝置是指容器在執行過程中出現不安全因素致使容器處於危險狀態時能自動音響或其它明顯報警訊號的儀器。

如壓力報警器、溫度監測儀等。計量裝置是指能自動顯示容器執行過程中與安全有關的工藝引數的器具,如壓力錶、溫度計、液麵計等。

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