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什么是壓力容器？壓力容器的爆炸及相關預防知識

壓力容器是內部或外部承受氣體或液體壓力、并對安全性有較高要求的密封容器。

壓力容器主要為圓柱形，少數(shù)為球形或其他形狀。圓柱形壓力容器通常由筒體、封頭、接管、法蘭等零件和部件組成，壓力容器工作壓力越高，筒體的壁就應越厚。

壓力容器分類
按壓力等級分類：壓力容器可分為內壓容器與外壓容器。

內壓容器又可按設計壓力（p）大小分為四個壓力等級，具體劃分如下 ：

低壓(代號L)容器 0.1 MPa≤p＜1.6 MPa;
中壓(代號M)容器 1.6 MPa≤p＜10.0 MPa;
高壓(代號H)容器 10 MPa≤p＜100 MPa;
超高壓(代號U)容器 p≥100MPa。

按容器在生產(chǎn)中的作用分類:

反應壓力容器(代號R):用于完成介質的物理、化學反應。
換熱壓力容器(代號E):用于完成介質的熱量交換。
分離壓力容器（代號S):用于完成介質的流體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離。
儲存壓力容器（代號C，其中球罐代號B）：用于儲存、盛裝氣體、液體、液化氣體等介質。

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。

按安裝方式分類 ：

固定式壓力容器：有固定安裝和使用地點，工藝條件和操作人員也較固定的壓力容器。
移動式壓力容器：使用時不僅承受內壓或外壓載荷，搬運過程中還會受到由于內部介質晃動引起的沖擊力，以及運輸過程帶來的外部撞擊和振動載荷，因而在結構、使用和安全方面均有其特殊的要求。

上面所述的幾種分類方法僅僅考慮了壓力容器的某個設計參數(shù)或使用狀況，還不能綜合反映壓力容器的危險程度。

壓力容器的爆炸及相關預防知識

  壓力容器分為非直接火壓力容器和直接火壓力容器。在非直接火壓力容器中又把氣瓶、液化氣槽車等移動式容器單獨列出，以區(qū)別于其他固定式容器。凡以水為介質產(chǎn)生蒸汽的直接火壓力容器稱為蒸汽鍋爐。下面就固定式非直接火壓力容器、蒸汽鍋爐、氣瓶槽車的爆炸預防分別敘述。
    1 壓力容器

    1.1 壓力容器分類

    按壓力大小分級可分為4個壓力等級：低壓（0.1MPa≤P〈1.6MPa）、中壓（1.6MPa≤P〈100MPa）、高壓（10MPa≤P〈100MPa）、超高壓（P≥100MPa）。

    按工藝用途分類可分為反應容器、換熱容器、分離容器和液化氣儲罐4類。

    按介質可分為易燃介質、極度危害、高度危害、中度危害、輕度危害等幾種。

    易燃介質指與空氣混合的爆炸下限小于10%，或爆炸上限和下限之差值大于等于20%的氣體。

    介質的毒性程度按最高容許濃度確定：

    ①極度危害（I）〈0.1mg/m

    ②高度危害（II）0.1~1.0mg/m

    ③中度危害（III）1.0~10mg/m

    ④輕度危害（IV）≥10mg/m

    按危險程度分類，根據(jù)其工作壓力的高低、介質的危險性和危害程度、壓力和容積的乘積以及在生產(chǎn)過程中的作用，將壓力容器分為三類，見表1。

    1.2 壓力容器事故及分類

    鍋爐、壓力容器既是工業(yè)生產(chǎn)中常用的設備，又是一種比較容易發(fā)生惡性事故的特殊設備。壓力容器事故的特點是發(fā)生頻度高，后果嚴重。

    壓力容器事故分為一般事故：損壞程度不嚴重，勿需停止運行進行修理；重大事故：鍋爐、壓力容器由于受壓部件嚴重損壞（如變形、滲漏），附件損壞或爐膛爆炸等 被迫停止運行，必須進行修理；爆炸事故：鍋爐、壓力容器在使用中或試壓時發(fā)生破裂、壓力瞬時降至等于外界大氣壓力的事故。

    表1 壓力容器分類

    （根據(jù)壓力、Pw·V、介質和用途的綜合分類）

    見表

    注：①表中R—反應、H—傳（換）熱、S—分離、T—貯運。

     ②表中Pw—最高工作壓力（MPa）、V—容器容積（m）。

    1.3 壓力容器的安全附件

    壓力容器安全附件包括安全閥、爆破片、緊急放空閥之類的安全泄壓裝置以及液位計、壓力表、單向閥、限流閥、溫度計、緊急切斷裝置等保證設備正常、安全運行的一類裝置。

    安全泄放裝置是一種保證壓力容器安全運行、防止超壓的保護裝置。當容器內壓力一旦超過規(guī)定，它能自動、迅速地把容器內的介質排出，使設備內的壓力始終保持在最高許可壓力范圍內。

    安全閥的結構比較簡單，它基本上由3個部分組成：閥座、閥瓣和加載機構。當設備內壓力超過規(guī)定的最高工作壓力并達到安全閥的開啟壓力時，內壓作用于閥瓣上的力大于加載機構施加在它上面的力，于是安全閥開啟，設備內的介質即通過閥座與閥瓣之間的空隙排出。

    爆破片又稱防爆膜、防爆片、爆破膜等，是一種斷裂式安全泄放裝置。如果發(fā)生超壓膜片自行破裂，介質迅速外泄，壓力很快下降，使容器受到保護。爆破片一般適用 于下列場合：存在爆燃或異常反應可能使壓力驟增的場合；盛裝著劇毒介質，不允許有任何泄漏的場合；工作介質不潔凈，運行中會產(chǎn)生大量沉淀或粉狀粘附物，會妨礙安全閥運作的場合。

    爆破帽又稱防爆帽，也是一種斷裂型的安全泄放裝置。爆破帽的特點是結構簡單、制造比較容易，且爆破壓力誤差較小，比較容易控制。

    1.4 壓力容器的使用及安全管理

    ①壓力容器的安全操作

    正確、合理地使用壓力容器，也是保證安全運行的一項重要措施。因為即使容器的設計、制造都符合要求，也會因操作不當造成事故。壓力容器是工藝裝置的一部分，它的操作方法要根據(jù)工藝要求確定。此外從壓力容器的特點出發(fā)，在操作上應做到以下幾點：

    平穩(wěn)操作。主要指要緩慢地加載和卸載，并保持運行期間載荷的相對穩(wěn)定。

    防止超載。壓力容器的超載主要指超壓。

    經(jīng)常檢查。壓力容器的破壞大多有先期征兆，只要勤于檢查、仔細觀察，是能夠及時發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象的。容器運行期間應定時、定點進行檢查并如實做好記錄。檢查的內容包括工藝條件、設備狀況和安全附件等。

    緊急剎車。運行過程中，如遇到嚴重威脅壓力容器的安全時，操作人員應立即采取緊急停車措施，同時報告有關領導。

    ②壓力容器的維護保養(yǎng)與檢驗

    做好維護保養(yǎng)，使壓力容器處于完好狀態(tài)，不但延長容器的使用壽命，而且有助于安全生產(chǎn)和節(jié)約能源。運行期間的維護主要是經(jīng)常檢查腐蝕和“跑、冒、滴、漏”的情況，發(fā)現(xiàn)問題及時采取妥善措施。

    定期檢驗。必須根據(jù)國家法規(guī)和有關標準，對壓力容器進行定期檢驗，檢驗中若發(fā)現(xiàn)缺陷，要及時采取相應措施。在檢驗和修理壓力容器時，必須嚴格執(zhí)行操作規(guī)程。

    ③壓力容器的安全管理

    要 保證壓力容器的安全運行，有效的管理是必不可少的。壓力容器的管理主要包括技術檔案和技術管理制度兩大部分。設備技術檔案是正確使用壓力容器的主要依據(jù)， 它可以使我們全面掌握設備情況。技術檔案應包括容器的原始技術資料和使用、檢驗記錄。技術管理制度是安全使用壓力容器的保證。應設專職或兼職技術人員負責 容器的技術管理工作，負責執(zhí)行國家有關壓力容器的管理規(guī)范和安全技術規(guī)定，負責新增壓力容器的驗收、試運行及壓力容器的日常管理等，還應負責制定相應的安 全操作規(guī)程等技術要求。

    2 鍋爐

    鍋爐是以水、蒸汽為介質的直接火壓力容器。鍋爐的設計、制造、安裝、使用、檢驗、修理和改造，必須貫徹執(zhí)行國務院、勞動部等部門頒發(fā)的規(guī)程、規(guī)范、規(guī)定、條例和標準。

    鍋爐啟動過程中，最先易產(chǎn)生各種事故。據(jù)統(tǒng)計，鍋爐事故約有半數(shù)是在啟動過程中發(fā)生的，因而對鍋爐啟動必須認真組織。此外，還應做好停爐和正常運行的安全管理。

    鍋 爐運行過程中發(fā)生的事故大致可分為3類：（1）爆炸事故。鍋爐的主要承壓部件—鍋筒、集箱、爐膽、管板等發(fā)生的破裂爆炸事故。這種事故常導致設備、廠房損 壞和人身傷亡，造成重大損失。（2）重大事故。鍋爐無法維持正常運行而被迫停爐的事故。這類事故常造成設備損壞和人身傷亡，并使鍋爐被迫停運，造成重大經(jīng) 濟損失。（3）一般事故。

    a.鍋爐爆炸事故

    它包括超壓爆炸、缺陷導致的爆炸和嚴重缺水導致的爆炸等幾種情況。

    b.水位異常

    水位異常事故主要指缺水和滿水事故。缺水事故是最常見的事故，處理不當和不及時，會燒壞鍋爐甚至發(fā)生爆炸。針對造成水位異常的原因，采取相應的預防措施。

    c.汽水共騰與水擊

    汽水共騰是指蒸發(fā)表面汽水共同升起，產(chǎn)生大量泡沫并上下波動翻騰的現(xiàn)象。防止產(chǎn)生汽水共騰的具體方法是：降低負荷；全部開啟連續(xù)排污閥；降低鍋水含鹽量；適當增加下部排污量；增加給水，不斷更新鍋水等。

    d.煙道尾部二次燃燒

    燃料燃燒不完全時，部分可燃物隨煙氣進入煙道尾部，積存于煙道內，發(fā)生著火燃燒。防止方法是改善鍋爐燃燒狀況，提高燃燒效率；定期清除煙道內積灰或油垢；保持防爆門良好等。

    3 儲罐與槽車

    液化氣體儲罐與天然氣運輸車也是壓力容器。但它們是移動式壓力容器，有其特殊要求。除遵守《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》及其實施細則、《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》，同 時還應分別遵循《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》、《溶解乙炔氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》、《液化石油氣汽車槽車安全管理規(guī)定》和《液化氣體鐵路罐車安全管理規(guī)程》等。

    3.1 過量充裝的危險及預防

    通過氣瓶爆炸事故的分析，導致氣瓶物理爆炸的主要原因是過量充裝；造成氣瓶化學性爆炸的主要原因是物料倒罐和向存有禁忌物的容器充裝物料。從全國氣瓶事故的 統(tǒng)計結果看，氣瓶事故中多數(shù)是由于充裝環(huán)節(jié)失誤造成的。故充裝是安全工作的重點之一。為防止氣瓶超裝，應做好以下幾個方面的工作：充裝工作應由專人負責， 充裝人員應定期接受安全教育和考核，認真操作，不得擅自離崗；抽空余液，核實重量；稱量器具要定期校驗；按瓶立卡，認真記錄；重復過磅；自動計量，超量報 警等。

    3.2 氣瓶的使用、運輸和儲存

    （1）在使用氣瓶時，應遵守下列規(guī)定

    不得擅自更改氣瓶的鋼印和顏色標記；

    氣瓶使用前應進行安全狀況檢查，對盛裝氣體進行認真確認；

    氣瓶的放置地點，不得靠近熱源，距明火10m以外。盛裝易起聚合反應或分解反應氣體的鋼瓶，應避開放射性射線源；

    氣瓶立放時應采取防傾倒措施；

    夏季應防止曝曬；

    嚴禁敲擊、碰撞；

    嚴禁在氣瓶上進行電焊引弧；

    嚴禁用溫度超過40℃的熱源對氣瓶加熱；

    瓶內氣體不得用盡，必須留有余壓；

    在可能造成回流的使用場合，使用設備上必須配置防止倒灌的裝置，如單向閥、止回閥、緩沖罐等。

    液化石油氣瓶用戶，不得將氣瓶內的液化石油氣向其他氣瓶倒裝，不得自行處理氣瓶內的殘液；

    氣瓶投入使用后，不得對瓶體進行控補、焊接修理。

    （2）運輸和裝卸氣瓶時，應做到：

    運輸工具上應有明顯的安全標志；

    必須配戴好瓶帽（有防護罩的除外），輕裝輕卸，嚴禁拋、滑、滾、碰；

    吊裝時，嚴禁使用電磁起重機和鏈繩；

    瓶內氣體相互接觸能引起燃燒爆炸和產(chǎn)生毒物的氣瓶，不得同車運輸；

    氣瓶裝在車上，應妥善固定，且不得超高；

    夏季運輸應有遮陽設施，避免曝曬，城市的繁華市區(qū)應避免白天運輸；

    嚴禁煙火。運輸可燃氣體氣瓶時，運輸工具上應有滅火器材；

    運輸氣瓶的車、船不得在繁華市區(qū)、重要機關附近?？浚卉?、船?？繒r，司機與押運人員不得同時離開；

    裝有石油液化氣的氣瓶，不應長途運輸。

    （3）儲存氣瓶時，應遵守下列要求：

    應置于專用倉庫儲存，氣瓶倉庫應符合《建筑設計防火規(guī)范》的有關規(guī)定；

    倉庫內不得有地溝、暗道，嚴禁明火和其它熱源；倉庫內應通風、干燥，避免陽光直射；

    盛裝易起聚合反應或分解反應氣體的氣瓶，必須規(guī)定儲存期限，并應避開放射性射線源；

    空瓶與實瓶兩者應分開放置，并有明顯標志，毒性氣體氣瓶和瓶內氣體相互接觸能引起燃燒、爆炸或產(chǎn)生毒物的氣瓶，應分室存放，并在附近設置防毒用具或滅火器材。

    氣瓶放置應整齊，配戴好瓶帽。立放時，要妥善固定；橫放時，頭部朝向一方，垛高不宜超過5層。

                                                               2011-02-21

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