压力容器安全操作知识

超高压容器
p≥100MPa
移动式容器 铁路罐车（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车[液 化气体运输（半挂）车、低温液体运输（半挂）车、永久 气体运输（半挂）车]和罐式集装箱（介质为液化气体、 低温液体）等
压力容器的安全附件
压力容器的安全附件包括： 安全阀、爆破片、压力表、液位 计、温度计和快开门式压力容器 的安全连锁装置。
三、压力容器界限
我国目前完全纳入《固定式压力容器安全技 术监察规程》（简称《新容规》）适用范围 的压力容器必须同时具备下列三个条件：
1. 工作压力大于或者等于0.1MPa； 2. 工作压力与容积的乘积大于或者等于
2.5MPa·L； 3. 盛装介质为气体、液化气体以及介质最高
工作温度高于或者等于其标准沸点的液体
介质聚集状态发生改变产生压力 （液态介质受热发生放热反应，蒸发或分解为气体产生压力） （气体介质受热增压情况比较少见） 举例：碳化钙加水反应产生乙炔气体
电解水制取氢和氧的反应
三、压力容器界限
压力容器是指内部或外部承受气体或液体压力，并 对安全性有较高要求的密闭容器。
重点：什么是压力容器？p168
所有承受压力的密闭容器均可称为压力容器；本书 所说的压力容器是指那些容易发生事故，特别是事 故危害比较大，须由专门机构进行监督，并按规定 的技术管理规范进行制造和使用的特殊设备。 压力容器发生事故时，其危害的严重程度与容器的 工作介质状态、工作压力以及容积有关系，这也是 划分压力容器界限的需要考虑的三个因素。
压力容器的基本结构
封头
结构：
筒体、封头、
接管、法兰、
密封元件以 及支座等。
入 孔
圆筒体 接管
排泄管
第二节 压力容器的工艺参数
一、压力 二、温度 三、介质 四、公称直径
一、压力
1、工作压力
是指压力容器在正常工作情况下，其顶部可能达到 的最高压力。
2、计算压力
指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力， 其中包括液柱静压力。
一、 Βιβλιοθήκη Baidu力
二、压力容器的压力源
工作介质：容器所盛装的或在容器内参加反 应的物质，泛指压缩气体或蒸汽。
1 容器气体压力产生于容器外时，压力源是气体压缩
机或蒸汽锅炉。
气体压缩机 蒸汽锅炉
容积型：活塞式、螺杆式、转子式、滑片式
（通过缩小气体体积，增加气体密度提高压力）
速度型：离心式、轴流式、泪流式
（通过增加气体流速，使气体动能转变为势能提高压力） 最高压力为压缩机出口压力
一、 压力
大气压力：由于 受到地心引力的 作用，包围在地 球外层的大气层 对地球表面产生 大气压力，即大 气压。大气层越 厚，密度越大， 压力越大。
国家太阳能检测中心地理分布
Resources region
ⅠRegion ⅡRegion ⅢRegion ⅣRegion
Quantity of radiation
第一章 压力容器基本知识
主要内容：
第一节 压力容器简介 第二节 压力容器的工艺参数 第三节 压力容器的基本要求 第四节 压力容器的分类 第五节 压力容器常用的钢材 第六节 压力容器的应力及其对安全的
影响
压力容器
压力容器：受压容器，是生产和生活中不可缺少的一种设备， 广泛应用于工业、农业、国防、医疗卫生等行业和领域。
一、 压力
压力： 物理学：垂直作用于物体表面的力。
重点：什么是压力？p168
工程中压力是指：垂直作用在物体表面单位 单位面积上的力。
压强：垂直作用于物体表面单位面积上的力。
P表示压强，用F表示压力，用S表示受力面
积
压力
压强= 受力面积
P
F S
一、 压力
❖ 压强的单位：
1帕=1牛／米2，表示每平方 米面积上受到的压力是 1牛顿。
c) 盛装液化气体的容器，无保温装置的，设计压力(最高 工作压力)不低于所装液化气体在50℃时的饱和蒸气压 力；有可靠的保温设施的，设计压力不低于其在试验实 测的最高温度下的饱和蒸气压力。
二、温度
1、使用温度：
测温仪表测得工作介质温度。
2、设计温度：
指容器在正常工作条情况下，设定的元件的金属温度（沿 元件金属截面的温度平均）。设计温度与设计压力一起作 为设计载荷条件。
四、压力容器的应用
在工业生产中，压力容器的主要作用是储存、 运输有压力气体或液化气体，或者是为这些流体 的传热、传质反应提供一个密闭的空间。
a) 压缩气体作为动力源； b) 压缩气体作为原料或辅助材料； c) 制冷装置 d) 高温反应装置 e) 化工反应设备 f) 石油化学工业高分子反应等
压力容器分类
二、按温度分类：
低温容器（＜-20℃） 常温容器（-20～450℃） 高温容器（＞450℃）。
压力容器分类
三、按安装方式分类： 固定式容器
反应容器：如聚合釜、氨合成塔
按作用原理分
换热容器：如冷却器、蒸发器 分离容器：如分馏塔、吸收塔
储运容器：储槽、槽车
低压容器
p＜1.6MPa
按压力分 中压容器 1.6MPa≤p＜10MPa 高压容器 10MPa ≤p＜100MPa
力 容 器 事
厂故
锅
炉二
爆
炸
事故经过：1993年3月10日，宁波北仑港发电厂发生 锅炉爆炸，死亡23人，伤24人(重伤8人)。直接经济损 失778万元，修复132天少发电近14亿度。
事故原因：主要可能因为锅炉严重结渣，落渣进入水 产生蒸汽，蒸汽进入炉膛，造成压力升高。
第一节 压力容器简介
一、压力 二、压力容器的压力源 三、压力容器界限 四、压力容器在工业生产中的应用
❖ 1标准大气压（atm）＝101325牛顿／米2＝ 105帕斯卡（Pa）
一、 压力
❖ 1654年格里克在德国马德堡作 了著名的马德堡半球实验，这 让人们对大气压有了深刻的认 识，但大气压到底有多大人们 还不清楚。11年后意大利科学 家托里拆利在一根80厘米长的 细玻璃管中注满水银倒置在盛 有水银的水槽中，发现玻璃管 中的水银大约下降了4厘米后就 不再下降了。这4厘米的空间无 空气进入，是真空。托里拆利 据此推断大气的压强就等于水 银柱的高度。根据压强公式科 学家们准确地算出了大气压在 标准状态下为1.01×105Pa。
压山
力 容 器 事
西 嘉 宝 酒 业
故锅
炉
二爆
炸
事故经过：2000年11月28日，山西省文水县嘉宝酒业 有限公司发生锅炉爆炸，造成2人死亡， 2人重伤， 2人 轻伤，直接经济损失20万元，间接损失30万元。
事故原因：私自制造锅炉，自行安装投入使用，制造 安装人员均没有专业方面的知识。
宁压
波 北 仑 港 电
（利用燃料燃烧放出热量使水蒸发产生水蒸气，在有限的 汽包体积内，水蒸气体积膨胀，密度增加，压力增大） 最高压力为锅炉出口处的蒸汽压力
二、压力容器的压力源
全无油气体压缩机 常压燃煤热水锅炉
二、压力容器的压力源
2 容器气体压力产生于容器内时，压力源由容器内介
质的聚集状态发生改变，发生体积增大的化学反应。
有毒介质是指进入人体量大于或等于50克即会引起 人体正常功能损伤的介质；
易燃介质是指与空气混合的爆炸下限小于10%，或 爆炸上限与下限之差大于20%的介质。
四、公称直径
定义：压力容器的公称直径是按容器零 部件标准化系列而选定的壳体直径，用 符号DN及数字表示，单位为mm。
注意：焊接的圆筒形容器，公称直径是指它 的内径；而用无缝钢管制作的圆筒形容器， 公称直径是指它的外径，因为无缝钢管的 公称直径不是内径，而是接近而又小于外 径的一个数值。为了方便，用无缝钢管作 容器简体时，选外径作为公称直径。
三、介质
定义：压力容器内盛装的物料，有液态、气
态或气液混合态。压力容器的安全性与盛装 介质密切相关，介质为易燃、易爆、腐蚀性 和毒性的容器，使用维护中须特别注意。
介质：
a) 易燃介质：
介质组成
b) 毒性介质 毒性程度 c) 混合介质 易燃介质
d) 腐蚀介质
剧毒、有毒、易燃介质
剧毒介质是指进入人体量小于50克即会引起肌体严 重损伤或致死的介质；
压力容器数量多，增长速度快，结构特殊，类型复杂， 操作条件苛刻，发生事故的可能性较大。事故发生时，不仅 本身遭到破坏，而且诱发一系列恶性事故，给国民经济和人 民财产造成重大损失。
压力容器的设计、制造和使用管理，以及对压力容器进 行安全管理和监督检查，丰富操作人员的理论知识和提高实 际操作水平就显得尤为重要。
设计温度注意：
a) 对常温或高温操作的容器，其设计温度不得低于壳体金属可能达到 的最高金属温度。
b) 对在0℃以下操作的容器，其设计温度不得高于壳体金属可能达到 的最低金属温度。
c) 在任何情况下，容器壳体或其他受压元件金属的表面温度，不得超 过材料的允许使用温度。
d) 安装在室外且器壁无保温装置的容器，壁温受环境温度的影响而可 能小于或等于-20℃时，其设计温度一般应按容器使用地区历年各 月、日最低温度月平均值的最小值确定其最低设计温度。
相对压力：工程中,流体各部分同时受到大气压的作用而相互 抵消,对流体的运动不起作用,所以工程中所关心的常是超出 大气压的部分,称为相对压力。一般测压仪表测定的都是相对 压强,故又称表压。
负压（真空度）：当流体绝对压强小于当地大气压时,相对压 强为负值,称为负压,其差值的绝对值称为真空度。
P表＝P绝－P大气 P负＝P大气－ P绝 P真＝│P大气－ P绝│
安全阀
种类: 杠杆式、弹簧式，脉冲式 结构: 以弹簧式安全阀为例，结构分 为： 阀座、阀芯、阀盖、阀杆、弹 簧、弹簧压盖、调整螺丝、销子、阀 帽、提升手柄、阀体
第三节 压力容器的基本要求
一、强度：抵抗破裂或过量变形能力。 二、刚度：抵抗弹性变形过大造成失效的能力。 三、稳定性：抵抗外部载荷引起的形状改变能力。 四、耐久性：具有足够使用寿命。 五、密封性：容器连接处保持介质不泄漏的能力。
第四节 压力容器的分类
一、分类 二、代号标记法
压力容器分类
一、按压力分类：
按压力分
低压容器
p＜1.6MPa
中压容器 1.6MPa≤p＜10MPa
高压容器 10MPa ≤p＜100MPa
超高压容器
p≥100MPa
按压力精确分
低压容器 O.1MPa≤p＜1.57MPa
中压容器 1.57MPa≤p＜9.807MPa
高压容器 9.807MPa ≤p＜98.07MPa
超高压容器
p≥98.07MPa
甘压
肃 天 水 压 力
力 容 器 事
容故
器 爆
一
炸
2006年７月１９日晚１０时３０分，天水方正建材有限公 司某生产车间内的4个压力容器中一个不明原因脱离阀门， 巨大的冲击力将该容器弹射出十余米，撞向生产车间后墙并 将墙撞了个窟窿后才停了下来。由于“肇事”容器射出时磨 擦力擦出火花，加之巨大的冲击力将电源震坏，因此事故现 场上空火光一片。经查，事发时，生产车间有13名工人，其 中4人不幸遇难，5人受伤。
3、设计压力
指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度 一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。
注： 确定设计压力方法：GB150《钢制压力容器》。
一、压力
设计压力一般原则：
a) 容器的设计压力与容器最高工作压力的含义并不等同， 但设计压力一般取略高于或等于最高工作压力。
b) 装设有安全泄压装置的压力容器，其设计压力不得低于 安全阀的开启(整定)压力和爆破片装置的爆破压力。
一、 压力
1标准大气压（atm）＝101325帕= 105牛／米2 1标准大气压（atm）＝76厘米汞柱＝760毫米
汞柱 1工程大气压（at）＝ 1千克力/厘米2 1工程大气压（at）＝ 0.968标准大气压（atm） 1工程大气压（at）＝0.098Mpa
一、 压力
绝对压力：以绝对零压为起点计算的压强, 气体状态方程中 的压力也是指绝对压力。一个标准大气压为101325Pa,它是 指一个标准大气压比绝对零压高101325Pa。
（MJ／m2·a） 6700
5400-6700 4200-5400
﹤4200
一、 压力
❖ 标准大气压：
标准大气压值的规定，是随着科学技术的发 展，经过几次变化的。最初规定在摄氏温度0℃、纬度 45°、晴天时海平面上的大气压强为标准大气压，其值 大约相当于76厘米汞柱高。后来发现，在这个条件下的 大气压强值并不稳定，它受风力、温度等条件的影响而 变化。于是就规定76厘米汞柱高为标准大气压值。但是 后来又发现76厘米汞柱高的压强值也是不稳定的，汞的 密度大小受温度的影响而发生变化；g值也随纬度而变 化。为了确保标准大气压是一个定值，1954年第十届 国际计量大会决议声明，规定标准大气压值为：