❶ 壓力容器的安全裝置及其作用是什麼
什麼是鍋爐壓力容器的安全裝置?安全泄壓裝置有幾種類型?
鍋爐、壓力容器的安全裝置是專指為了承壓容器能夠安全運行而裝在設備上的一種附屬裝置,又常稱之為安全附件。鍋爐、壓力容器的安全裝置,按其使用性能或用途可以分為以下四大類型:
(l)連鎖裝置
指為了防止操作失誤而設的控制機構,如聯鎖開關、聯動閥等。
(2)報警裝置
指設備在運行過程中出現不安全因素致使其處於危險狀態時,能自動發出音響或其他明顯報警訊號的儀器,如壓力報警器、溫度監測儀等。
(3)計量裝置
指能自動顯示設備運行中與安全有關的工藝參數的器具,如壓力表、水位計、溫度計等。
(4)泄壓裝置
設備超壓時能自動排放壓力的裝置,如安全閥、爆破片等。
鍋爐、壓力容器應根據其結構、大小和用途分別裝設相應的安全裝置。
安全泄壓裝置是防止鍋爐、壓力容器超壓的一種器具。它的功能是:當鍋爐、壓力容器內的壓力超過正常工作壓力時,能自動開啟,將容器內的介質排出去,使鍋爐、壓力容器內的壓力始終保持在最高允用壓力范圍之內。安全泄壓裝置按其結構型式分為四種類型:
(1)閥型
閥型安全泄壓裝置就是常用的安全閥.它是通過閥的開啟排出內部介質來降低設備內的壓力。這類安全泄壓裝置的特點是:僅僅排泄器內高於規定的部分壓力,而當器內壓力降至正常工作壓力時,它即自動關閉,設備可繼續運行。裝置本身能重復使用多次,安裝調整也比較容易,但它的密封性能較差,泄壓反應較慢,且閥口有被堵塞或閥瓣有被粘住的可能。閥型泄壓裝置適用於介質比較純凈的設備,
不宜用於介質具有劇毒性的設備和器內壓力有可能急劇升高的設備。
(2)斷裂型
斷裂型安全泄壓裝置,常見的有爆破片。它是通過爆破片的斷裂來排放氣體的。這種裝置的特點是:密封性能較好,泄壓反應較快,但卸壓後,爆破片不能繼續使用,容器也得停止運行。斷裂型泄壓裝置宜用於介質有劇毒的容器和器內因化學反應使壓力急劇升高的容器,不宜用於液化氣體貯罐。
(3)熔化型
熔化型安全泄壓裝置就是常用的易熔塞。它是利用裝置內低熔點合金在較高的溫度下熔化,打開通道而泄壓的。這種裝置的特點是:結構簡單,更換容易,但降壓後不能繼續使用,排放面積小。它只能用於器內壓力完全取決於溫度的小型容器,如氣瓶等。
(4)組合型
常見的組合型安全泄壓裝置,是閥型與斷裂型的串聯組合,它同時具有閥型和斷裂型的特點。一般用於介質有劇毒或稀有氣體的容器,不能用於升壓速度極快的反應容器。
❷ 常見泄壓裝置有哪些
安全泄壓裝置按結構形式可分為閥型、斷裂型、熔化型和組合型等幾種。
(1)閥型安全
泄壓閥
裝置。閥型安全泄壓閥裝置就是常用的
安全閥
,這種裝置的特點是,它僅僅排泄容器內高於規定部分的壓力,當容器內壓力降至正常操作壓力時,它即自動關閉。這樣可避免容器因出現超壓就得把全部氣體排除而造成生產中斷和浪費,因此被廣泛採用。其缺點是:密封性較差;由於彈簧的慣性作用,閥的開啟
滯後現象
;用於一些不潔凈的氣體時,閥口有被堵塞或閥瓣有被
粘住
的可能。
(2)斷裂型安全泄壓裝置。常用的斷裂型安全泄壓裝置是
爆破片
和防爆帽。前者用於中、低壓容器,後者用於高壓和
超高壓容器
。其特點是密封性能好、泄壓反應較快以及氣體內所含的污物對它的影響較小等。但是由於它在完成泄壓後不能繼續使用,而且容器也得停止運行,更換新的,所以一般只被用於超壓可能較小而且不宜裝設閥型泄壓裝置的容器上。
(3)熔化型安全泄壓裝置。熔化型泄壓裝置就是常用的
易熔塞
。它是通過
易熔合金
的熔化,使容器的氣體從原來填充有易熔合金的孔中排除而泄放壓力的。主要用於防止容器由於溫度升高而發生的超壓,一般多用於
液化氣體
鋼瓶
。
(4)組合型安全泄壓裝置。是一種同時具有間型和斷裂型或者是間型和熔化型的泄壓裝置。常見的有
彈簧安全閥
和爆破片的組合型。它具有閥型和斷裂型的優點,即能防止閥型安全泄壓裝置的泄漏,又可以在排放過高的壓力以後使容器繼續運行。容器超壓時,爆破片斷裂、安全閥開放排氣,待壓力降至正常壓力時,安全閥關閉,容器繼續運行。
❸ 壓力容器常見的安全泄壓裝置有哪幾種
主要有三種:安全閥、爆破片和自動調節閥。
1.安全閥通過彈簧進行調節,在超版壓瞬間泄放權,並在壓力控制范圍內回落。但是容易泄漏。
2.爆破片是一次性的,一旦啟用,就必須全部泄盡物料,造成系統停車。它適用於平時一點都不得泄漏的地方。彌補的辦法是和安全閥聯合使用。
3.自動調節閥可以調節控制流量和壓力,相當可靠。但是一般起不到切斷的作用。
❹ 壓力容器安全裝置設置原則和選用要求是什麼
應符合《固定式壓力容器安全技術監察規程》第8章的要求:
8.2 安全附件裝設要求
(1)本規程適用范圍內的壓力容器,應當根據設計要求裝設安全泄放裝置(安全閥或者爆破片裝置)。壓力源來自壓力容器外部,且得到可靠控制時,安全泄放裝置可以不直接安裝在壓力容器上。
(2)採用爆破片裝置與安全閥裝置組合結構時,應當符合GB 150的有關規定,凡串聯在組合結構中的爆破片在動作時不允許產生碎片。
(3)對易爆介質或者毒性程度為極度、高度或者中度危害介質的壓力容器,應當在安全閥或者爆破片的排出口裝設導管,將排放介質引至安全地點,並且進行妥善處理,不得直接排入大氣。
(4)壓力容器工作壓力低於壓力源壓力時,在通向壓力容器進口的管道上應當裝設減壓閥。如因介質條件減壓閥無法保證可靠工作時,可用調節閥代替減壓閥,在減壓閥或者調節閥的低壓側,應當裝設安全閥和壓力表。
8.3 安全閥、爆破片
8.3.1 安全閥、爆破片的排放能力
1)安全閥、爆破片的排放能力,應當大於或者等於壓力容器的安全泄放量。排放能力和安全泄放量按GB 150的有關規定進行計算。對於充裝處於飽和狀態或者過熱狀態的氣液混合介質的壓力容器,設計爆破片裝置應當計算泄放口徑,確保不產生空間爆炸。
1) 爆破片的爆破壓力允許差值應符合GB 567-1999《爆破片和爆破片裝置》規定。
2) 安全閥、爆破片按下列要求進行驗收:
安全閥的泄漏(密封)試驗壓力應當大於管道系統的最大工作壓力,爆破片裝置的最小標定爆破壓力應當大於1.05倍的管道系統最大工作壓力。所選用安全閥或者爆破片裝置的額定泄放面積應當大於安全泄放量計算得到的最小泄放面積。
4) 爆破片的爆破壓力允差按GB 567-1999《爆破片和爆破片裝置》表1規定,或者按照設計技術的要求。爆破片的檢查、抽樣及其爆破試驗應當符合GB 567第4.1、4.2條的要求。
5)盛裝可燃、有毒介質的壓力容器,應當在安全閥或者爆破片裝置的排出口裝設導管,將排放介質引至集中地點,進行妥善安全處理,不得直接排入大氣。
6)爆破片裝置產品上應當標有永久性標志,永久性標志至少包括以下內容:
(一)製造單位名稱、製造許可證編號和特種設備製造許可標志;
(二)爆破片的批次編號、型號、型式、規格(泄放口公稱直徑)、材質、適用介質、爆破溫度、標定爆破壓力或者設計爆破壓力、泄放側方向;
(三)夾持器型號、規格、材質,以及流動方向;
(四)檢驗合格標志、監檢標志;
(五)製造日期。
7)爆破片產品必須附產品合格證和產品質量證明書,產品合格證一般包括產品名稱、編號、規格型號、執行標准等。質量證明書除包括產品合格證的內容外,一般還應當包括以下內容:
(一)材料化學成分;
(二)材料以及焊接接頭力學性能;
(三)熱處理狀態;
(四)無損檢測結果;
(五)耐壓試驗結果(適用於有關安全技術規范及其相應標准或者合同有規定的);
(六)型式試驗結果;
(七)產品標准或者合同規定的其他檢驗項目;
(八)外協的半成品或者成品的質量證明。
爆破片裝置產品上應當標志下列內容:
(一)永久性標志的內容;
(二)製造依據的標准;
(三)製造范圍和爆破壓力允差;
(四)檢驗報告(包括爆破試驗報告);
(五)其他特殊要求。
①爆破片裝置單獨使用時,爆破片裝置的入口管需要設置全通徑的切斷閥,以便更換爆破片用,切斷閥在全開啟狀態鎖定或者鉛封;
②爆破片裝置與安全閥串聯使用時,在爆破片與安全閥之間設置壓力表或者壓力開關,以及放空閥、過流閥或者報警指示器;
③安裝爆破片時,採用扭矩扳手,按製造單位安裝說明中的安裝扭矩數據表,按對角線均勻緊固螺栓;
④未經製造單位同意,不得在爆破片兩側加裝墊片、保護膜或者塗層。
8)安全閥安裝時,應當滿足《安全閥安全技術監察規程》TSG ZF001--2006的規定,
9)安全保護裝置的檢驗檢修,應執行定期檢驗制度。安全保護裝置的定期檢驗按照壓力容器定期檢驗等有關安全技術規范的規定進行。
10)進行安全閥在線檢測和壓力調整時,使用單位的管道安全管理人員應當到場確認。檢測和調整合格的安全閥應當加鉛封。檢測和調整裝置用壓力表的量程應當為整定壓力的1.5~3.0倍,精度應當不低於1.0級,而且壓力表前不得裝阻尼器。在檢測和調整時,應當有可靠的安全防護措施。
❺ 壓力容器設計
壓力容器設計的基本步驟:
以穩壓罐的設計為例,對容器設計的全過程進行講解。
首先,我們根據用戶提出的、在壓力容器規范范圍內雙方簽署的具有法律約束力的設計技術協議書,該協議書也可以經雙方同意共同修改、完善,以期達到產品使用最優化。
根據穩壓罐的設計技術協議,我們知道了容器的最高工作壓力為1.4MPa,工作溫度為200℃,工作介質為壓縮空氣,容積為2m3,要求使用壽命為10年。這些參數就是用戶提供給我們的設計依據。
有了這些參數,我們就可以開始設計。
一. 設計的第一步
就是要完成容器的技術特性表。除換熱器和塔類的容器外,一般容器的技術特性表包括
a 容器類別
b 設計壓力
c 設計溫度
d 介質
e 幾何容積
f 腐蝕裕度
j 焊縫系數
h 主要受壓元件材質等項。一般我所圖紙上沒有做強行要求寫上主要受壓元件材質
一. 確定容器類別
容器類別的劃分在國家質量技術監督局所頒發的《壓力容器安全技術監察規程》(以下簡稱容規)第一章第6條(p7)有詳細的規定,主要是根據工作壓力的大小(p75)、介質的危害性和容器破壞時的危害性來劃分(p75)。本例穩壓罐為低壓(<1.6MPa)且介質無毒不易燃,則應劃為第Ⅰ類容器。
另:具體壓力容器劃分類別見培訓教材 p4 1-11
何謂易燃介質見 p2 1-6
介質的毒性程度分級見 p3 1-7
劃分壓力容器等級見 p3 1-9
二. 確定設計壓力
我們知道容器的最高工作壓力為1.4MPa,設計壓力一般取值為最高工作壓力的1.05~1.10倍。
至於是取1.05還是取1.10,就取決於介質的危害性和容器所附帶的安全裝置。
介質無害或裝有安全閥等就可以取下限1.05,否則就取上限1.10。
本例介質為無害的壓縮空氣,且系統管路中有泄壓裝置,符合取下限的條件,則得到設計壓力為
Pc=1.05x1.4
=1.47MPa。
另:什麼叫設計壓力?計算壓力?如何確定?見p11 3-1
液化石油氣儲罐設計中,是如何確定設計壓力的?
三. 確定設計溫度
一般是在用戶提供的工作溫度的基礎上,再考慮容器環境溫度而得。
比如為華北油田設計的容器,且在工作狀態無保溫的情況下,其工作溫度為30℃,其冬季環境溫度最低可到-20℃,則設計溫度就應該按容器可能達到的最惡劣的溫度確定為-20℃。《容規》附件二(p77)提供了一些設計所需的氣象資料供參考。本例取設計溫度為200℃即可。
四. 確定幾何容積
按結構設計完成後的實際容積填寫即可。
五. 確定腐蝕裕量
由所選定受壓元件的材質、工作介質對受壓元件的腐蝕率、容器使用環境和用戶期待的使用壽命來確定,實際上應先選定受壓元件的材質,再確定腐蝕裕量。
《容規》第三章表3-3(p23)和GB150第3.5.5.2節(p5)對一些常見介質的腐蝕裕量進行了一些規定。工作介質對受壓元件的腐蝕率主要按實測數據和經驗來確定,受使用環境影響很大,變數很多,目前無現成的數據。
一般介質無腐蝕的容器,其腐蝕裕量取1~2mm即可滿足使用壽命的要求。本例取腐蝕裕量為2mm。
另:什麼叫計算厚度、設計厚度、名義厚度、有效厚度?何謂最小厚度?如何確定?見p12 3-5 3-6
六. 確定焊縫系數
焊縫系數的標准叫法叫焊接接頭系數,GB150的3.7節(p6)對其取值與焊縫檢測百分比進行了規定。
具體取值,可以按《容規》第85條(p43)所規定的10種情況選擇:
其焊縫系數取1,即焊接接頭應進行100%的無損檢測,其他情況一般選焊縫系數為0.85。
本例選焊縫系數為0.85。
七. 主要受壓元件材質的確定
材質的確定在滿足安全和使用條件的前提下,還要考慮工藝性和經濟性。
GB150第8頁材料的使用有嚴格的規定,對這些規定的掌握是非常必要的。比較常用的材料有Q235-B(Q235-C)16MnR和0Cr18Ni9這幾種材料
1. 0Cr18Ni9一般用於低於-20℃的低溫容器和
對介質有潔凈要求的容器,如低溫分離器、氟利昂蒸發器等;
2. 16MnR一般用於對安全性要求較高、使用Q235-B時壁厚較大的容器,如油、天然氣等。
3. Q235-B使用最廣也最經濟,GB150第9頁對其使用條件作了詳細規定:
● 規定設計壓力≤1.6MPa;
● 鋼板使用溫度0℃~350℃;
● 用於殼體時厚度不得大於20mm,且不得用於高度危害的介質。
就本例來說,其使用壓力、溫度和介質都符合Q235-B的條件,唯有厚度還未知,若超過了20mm則只能使用16MnR,本例就暫定使用Q235-B。
當然啦,如果我們按以下:
●規定設計壓力≤2.5MPa;
●鋼板使用溫度不得超過0℃~400℃;
●用於殼體時厚度不得大於30 mm,且不得用於高度危害的介質。
Q235-B與Q235-C的主要區別也就是沖擊試驗溫度不同,前者為在溫度20℃下做 V型沖擊試驗;後者為在0℃ 時做V型沖擊試驗
完成了技術特性表,下一步就是容器計算了。
◆ 確定容器直徑
計算時首先要確定容器直徑。除非用戶有要求,一般取長徑比為2~5,很多情況下取2~3就可以了。
本例要求容器的幾何容積為2m3 。
我們只得先設定直徑,再根據此直徑和容積求出筒體高度,驗算其長徑比。設定的直徑應符合封頭的規格。
我們設定為800mm,查標准JB/T4746《鋼制壓力容器用封頭》附錄B,得知此規格的封頭容積為0.0796 m3,
則:
筒體高度為 3664mm,
長徑比為 3664/800=4.58
若加上封頭的高度,可知其長徑比太大,我們先前設定的直徑太小。
再設定直徑為1000mm,查得封頭容積為0.1505立方。
得到:
筒體高度為 2164mm
長徑比為 2164/1000=2.16
比較理想,則我們確定本例穩壓罐的內直徑為1000mm,筒體高度圓整為2200mm。
有了容器直徑,即可按照GB150公式5-1(p26)計算出厚度為8.30mm。此厚度即為計算厚度,其名義厚度為計算厚度與腐蝕裕量之和,再向上圓整到鋼板的商品厚度。本例腐蝕裕量為2mm,與計算厚度之和為10.30mm,與之最接近的鋼板商品厚度為12mm,故確定容器厚度為12mm,並且此值符合Q235-B對厚度不超過20mm的要求。
另外本例若選擇腐蝕裕量為1mm經濟性會好得多,可以思考一下為什麼
至此,我們已得到容器外形。
◆ 下一步該是按用戶要求和《容規》的規定配置各管口的法蘭和接管。
容器上開孔要符合GB150第8.2節(p75)的規定,一般都要進行補強計算,除非滿足GB150第8.3節(p75)的條件,則可不必再計算補強。
選擇接管時應盡量滿足GB150第8.3節的條件,其安全性和經濟性都最好,避免增加補強圈。
本例要求的管口直徑都在GB150第8.3節的范圍內,因此進氣口和出氣口接管選擇φ57x5的無縫鋼管,排污口選擇φ25x3.5的無縫鋼管。法蘭按HG20592選擇1.6MPa的突面(RF)板式平焊法蘭(PL)。
◆ 法蘭及其密封面型式
法蘭及其密封面型式是設計協議書中要求的,
1. 壓力等級必須高於設計壓力;
2. 其材質一般與筒體相同;
3. 確定管口在殼體上的位置時,在空間較為緊張的情況下,一般也應保持焊縫與焊縫間的距離不小於50mm,以避免焊接熱影響區的相互疊加。
本例選定進氣口、出氣口距上下封頭環焊縫各300mm。因本例穩壓罐工作溫度為200℃,故其工作狀態下必定有保溫層,考慮到保溫層厚度以及螺栓安裝的需要,選定法蘭密封面到筒體表面的距離為150。
◆ 檢查孔
除了用戶要求的管口外,《容規》第45條(p26)還對檢查孔的設置進行了規定。
本例直徑為1000mm,按規定必須開設一個人孔。查《回轉蓋平焊法蘭人孔》標准JB580-79 壓力容器與化工設備實用手冊p614,選擇壓力1.6MPa級、公稱直徑450的人孔,密封型式為A型,其接管為φ480x10。因人孔開孔較大,所以人孔一定要使用補強圈補強,查《補強圈》標准JB/T4736,補強圈外徑為760,厚度一般等同於筒體。人孔的位置以方便出入人孔為原則,應盡量靠近下封頭。本例選定人孔中心距下封頭環焊縫500。
立式容器的支座一般選用支承式支座JB/T4724(壓力容器與化工設備實用手冊第599頁),
另:鍛件的級別如何確定?對於公稱厚度大於300mm的碳素鋼和低合金鋼鍛件應選用何級別?
◆ 管口表的填寫
◆ 技術要求的書寫
1 本設備按 GB150-1998《鋼制制壓力容器》進行製造、試驗和驗收,並接受國家質量技術監督局頒發的《壓力容器安全技術監察規程》的監督。
2 焊接採用電弧焊,焊條牌號:焊接採用J422。
3 焊接接頭型式和尺寸除圖中註明外,按HG20583的規定進行施焊:A 類和 B 類焊接接頭型式為DU3; 接管與筒體、封頭的焊接接頭型式見接管表;未注角焊縫的焊角尺寸為較薄件的厚度;法蘭的焊接按相應法蘭標準的規定。
4 容器上的 A 類和 B 類焊接接頭應進行射線探傷檢查,探傷長度不小於每條焊縫長度的20%,其結果應以符合JB4730 規定中的 Ⅲ 級為合格。
5 設備製造完畢應進行水壓試驗,試驗壓力為 MPa。
6 管口、支座及銘牌架方位按本圖。
7 設備檢驗合格後,外表面塗 C06-1 鐵紅醇酸底漆兩道,再塗 C04-42 灰色醇酸磁漆一道。
8 設備檢驗合格後,內部清理干凈,各管口用盲板封嚴。
10 設備筒體的計算厚度為 mm,封頭計算厚度為 mm。
建議使用年限為10年。
交個朋友,剛好我也要用,我是過程裝備與控制的.先給你
❻ 最大工作壓力、安全裝置泄壓壓力、設計壓力、計算壓力,這四個壓力如何取值才
取值辦法如下:
壓力容器的壓力可以來自兩個方面,一是壓力是容器外產生(增大)的,二是壓力是容器內產生(增大)的。
工作壓力就是實際操作中的實時壓力。
最高工作壓力,多指在正常操作情況下,容器頂部可能出現的最高壓力。
設計壓力,系是指在相應設計溫度下用以確定容器殼體厚度的壓力,亦即標注在銘牌上的容器設計壓力,壓力容器的設計壓力值不得低於最高工作壓力;當容器各部位或受壓元件所承受的液柱靜壓力達到5%設計壓力時,則應取設計壓力和液柱靜壓力之和進行該部位或元件的設計計算;裝有安全閥的壓力容器,其設計壓力不得低於安全閥的開啟壓力或爆破壓力。容器的設計壓力確定應按GB 150的相應規定。