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压力容器的基础知识

一、压力容器：

工农业生产及人民生活中广泛使用的承载一定压力载荷的密封

容器。承压容器很多，但易造成事故且危害性较大的只是一部分。

《条例》规定：

压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力载荷的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa/L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPa/L的气体、液化气体标准沸点等于或者低于60°C液体的气瓶、氧舱等。

《容规》规定：具有下列条件才能划入压力容器

1 .最高工作压力（PW） 20.1Mpa（不含液体压力下同）；

2. 内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于或等于0.15m,且容积（V）大于或等于0.025m3;

3. 盛装介质为气体、液化气体和最高工作温度高于或等于标准沸点的液体。

二、压力容器的特点

1. 由于压力容器的压力源具有动态性质，所以潜伏着超过额定压力而引起爆炸的可能性，有三种情况：

（a）压缩机和蒸汽锅炉的超压引起爆炸；

（b）伴有化学反应的压力容器反应中超压

（c）一•般压力容器受环境温度影响升温升压引起爆炸。

2, 压力容器中介质复杂：一旦爆炸，社会影响面大，甚至严重的

影响社会的安定。

3. 压力容器运行状况是相对静止的，但内部储存有巨大能量，事故具有隐蔽性和突发性.

三、压力容器的压力来源。

压力容器的压力来源可以来自两个方面，一是气体的压力在容器外产生（增大）的，另一种是气体的压力是在容器内产生（增大）的。

（1）气体的压力在容器外产生（增大）的压力源一•般来自二个设备：

a. 压力产生于气体的压缩机。工作介质为压缩气体的容器，压力由昆缩机对气体的压缩而产生的，例如贮气罐、油分离器等，这些容器承受的压力取决于压缩机

出口的压力。

b. 压力产生于蒸汽锅炉。工作介质为蒸汽的压力容器，如蒸汽加热器、蒸发器、夹套容器加热的夹套等，它们的压力来源于蒸汽锅炉，压力的大小取决于锅炉的

出汽压力.有时候压力容器所需要的蒸汽压力小于锅炉的出汽压力，则在容器的进口管上装设减压阀，调整减压阀即可以得到容器所需要的蒸汽压力.

（2）在容器内产生（增加）的气体压力，在压力容器内气体压力一•般是二个原因形成的。一是由于容器内介质的聚集状态发生改变因而产生（增大）压力的,一

般是液化气体在密闭容器内受热因而蒸发或分解为气体，体积剧烈膨胀，但受到

了器内空间的限制，于是密度大为增加，容器压力升高，这就是器内的压力随着

温度变化的蒸汽压力。例如液氨，在O°c时的饱和蒸汽压力为4.38绝对大气压, 温度为50°C时，压力即升高至20.7绝对大气压，由此可见温度升高时其压力要

升高4.7倍.二是由于介质在器内发生体积增加的化学反应。如反应器、聚合釜等。其容器的压力取决于参与化学反应物料的数量和进行化学反应的程度等。例

如电解1m3的水可以分解成1240 m3氢气和620 m3氧气，反应后的气体体积比原来水的体积增大两千倍。又如碳化钙加水制造乙快的反应是体积增大的反应，它是用固体的碳化钙和液态的水产生化学反应生成乙焕，在密闭的容器内因为体积无法增大产生极高压力。为此应在设备上设置安全装置如爆破片、安全阀, 若无相应措施可能酿成爆炸事故。

四、压力容器的应用

压力容器是近代工业生产过程中不可缺少的一种设备。它广泛地

应用于石油化工、外层空间、海洋科学、能源系统及人民生活等诸方面。在科学研究的许多领域中起着重要的作用。现仅就石油化学工业、能源工业、科研及军事工业等方面，简要分述如下。

（1）石油化学工业上的应用、石油化学工业的部门很多，有炼油、化肥、农药、无机化工和有机化工等行业，这些部门中都离不开压力容器。这些压力容器在生产装置中有的作为流体输送与贮存用。有的用于传热传质进行热力过程和反应过程用。例如以一个年产六万吨合成氨装置而言，这一生产工艺需要化工设备与机器约122台，其中化工设备占67%,若按操作压力分，中、低压以上的设备占76%,见表1・1。由上述合成氨厂的设备统计说明，在各种化工设备中压力容器就是基本设备之一。此外，各种化工设备中虽然所起的作用各不同，但在结构上都是一个容器，只是内部装设某些工艺装置内件才构成一个完整的设备。例如化肥工业中氨合成塔、尿素合成塔、二氧化碳吸收塔、氨分离器等。又如在乙稀装置中所用的各种低温吸收塔。聚乙稀装置中所用的各种超高压容器、聚合釜，在石油精制装置中的加氢脱硫反应器、加氢裂化反应器和各种分离器、换热器、吸收塔等。

（2）在能源工业上的应用，随着世界性的能源危机，世界许多国家一方面正在寻找新的能源，开发煤和天然气以代替日渐枯竭的石油。另一方面正积极开发新的能源，以缓和口益紧张的能源危机，这些新开发的能源中有太阳能的应用、核动力的发电、人造石油、煤的液化等，这些装置都采用了大量的、条件苛刻的大型压力容器。例如，核动力装置中反应堆压力容器是在长期辐照条件下的大型厚壁高温高压容器。又如煤液化反应器就采用内径为5米，厚度为450毫米，设计压力为25Mpa（265公斤力/厘米2）,温度高达440-550°C □同时其操作环境又有腐蚀介质存在的高压容器。

（3）在国防工业方面的应用，随着航天、海洋开发、军事工业等科学技术的发展，又为压力容器的开发和应用开拓了新的领域。例如航天工业中所用的各类动力火箭均为压力容器，飞机上的各种专用气瓶、作为武器用的大炮都是高压容器。在海洋探测中使用的深海探测容器都需要承受高到1000大气压以上的外压容器。

外压容器在民用上也获得了广泛的应用，例如城市、各企业的煤气、液化气