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压力容器泄压装置设计

发布时间:2023-08-31 07:19:04

❶ 压力容器的安全装置及其作用是什么

什么是锅炉压力容器的安全装置?安全泄压装置有几种类型?
锅炉、压力容器的安全装置是专指为了承压容器能够安全运行而装在设备上的一种附属装置,又常称之为安全附件。锅炉、压力容器的安全装置,按其使用性能或用途可以分为以下四大类型:
(l)连锁装置
指为了防止操作失误而设的控制机构,如联锁开关、联动阀等。
(2)报警装置
指设备在运行过程中出现不安全因素致使其处于危险状态时,能自动发出音响或其他明显报警讯号的仪器,如压力报警器、温度监测仪等。
(3)计量装置
指能自动显示设备运行中与安全有关的工艺参数的器具,如压力表、水位计、温度计等。
(4)泄压装置
设备超压时能自动排放压力的装置,如安全阀、爆破片等。
锅炉、压力容器应根据其结构、大小和用途分别装设相应的安全装置。
安全泄压装置是防止锅炉、压力容器超压的一种器具。它的功能是:当锅炉、压力容器内的压力超过正常工作压力时,能自动开启,将容器内的介质排出去,使锅炉、压力容器内的压力始终保持在最高允用压力范围之内。安全泄压装置按其结构型式分为四种类型:
(1)阀型
阀型安全泄压装置就是常用的安全阀.它是通过阀的开启排出内部介质来降低设备内的压力。这类安全泄压装置的特点是:仅仅排泄器内高于规定的部分压力,而当器内压力降至正常工作压力时,它即自动关闭,设备可继续运行。装置本身能重复使用多次,安装调整也比较容易,但它的密封性能较差,泄压反应较慢,且阀口有被堵塞或阀瓣有被粘住的可能。阀型泄压装置适用于介质比较纯净的设备,
不宜用于介质具有剧毒性的设备和器内压力有可能急剧升高的设备。
(2)断裂型
断裂型安全泄压装置,常见的有爆破片。它是通过爆破片的断裂来排放气体的。这种装置的特点是:密封性能较好,泄压反应较快,但卸压后,爆破片不能继续使用,容器也得停止运行。断裂型泄压装置宜用于介质有剧毒的容器和器内因化学反应使压力急剧升高的容器,不宜用于液化气体贮罐。
(3)熔化型
熔化型安全泄压装置就是常用的易熔塞。它是利用装置内低熔点合金在较高的温度下熔化,打开通道而泄压的。这种装置的特点是:结构简单,更换容易,但降压后不能继续使用,排放面积小。它只能用于器内压力完全取决于温度的小型容器,如气瓶等。
(4)组合型
常见的组合型安全泄压装置,是阀型与断裂型的串联组合,它同时具有阀型和断裂型的特点。一般用于介质有剧毒或稀有气体的容器,不能用于升压速度极快的反应容器。

❷ 常见泄压装置有哪些

安全泄压装置按结构形式可分为阀型、断裂型、熔化型和组合型等几种。
(1)阀型安全
泄压阀
装置。阀型安全泄压阀装置就是常用的
安全阀
,这种装置的特点是,它仅仅排泄容器内高于规定部分的压力,当容器内压力降至正常操作压力时,它即自动关闭。这样可避免容器因出现超压就得把全部气体排除而造成生产中断和浪费,因此被广泛采用。其缺点是:密封性较差;由于弹簧的惯性作用,阀的开启
滞后现象
;用于一些不洁净的气体时,阀口有被堵塞或阀瓣有被
粘住
的可能。
(2)断裂型安全泄压装置。常用的断裂型安全泄压装置是
爆破片
和防爆帽。前者用于中、低压容器,后者用于高压和
超高压容器
。其特点是密封性能好、泄压反应较快以及气体内所含的污物对它的影响较小等。但是由于它在完成泄压后不能继续使用,而且容器也得停止运行,更换新的,所以一般只被用于超压可能较小而且不宜装设阀型泄压装置的容器上。
(3)熔化型安全泄压装置。熔化型泄压装置就是常用的
易熔塞
。它是通过
易熔合金
的熔化,使容器的气体从原来填充有易熔合金的孔中排除而泄放压力的。主要用于防止容器由于温度升高而发生的超压,一般多用于
液化气体
钢瓶

(4)组合型安全泄压装置。是一种同时具有间型和断裂型或者是间型和熔化型的泄压装置。常见的有
弹簧安全阀
和爆破片的组合型。它具有阀型和断裂型的优点,即能防止阀型安全泄压装置的泄漏,又可以在排放过高的压力以后使容器继续运行。容器超压时,爆破片断裂、安全阀开放排气,待压力降至正常压力时,安全阀关闭,容器继续运行。

❸ 压力容器常见的安全泄压装置有哪几种

主要有三种:安全阀、爆破片和自动调节阀。

1.安全阀通过弹簧进行调节,在超版压瞬间泄放权,并在压力控制范围内回落。但是容易泄漏。

2.爆破片是一次性的,一旦启用,就必须全部泄尽物料,造成系统停车。它适用于平时一点都不得泄漏的地方。弥补的办法是和安全阀联合使用。

3.自动调节阀可以调节控制流量和压力,相当可靠。但是一般起不到切断的作用。

❹ 压力容器安全装置设置原则和选用要求是什么

应符合《固定式压力容器安全技术监察规程》第8章的要求:
8.2 安全附件装设要求
(1)本规程适用范围内的压力容器,应当根据设计要求装设安全泄放装置(安全阀或者爆破片装置)。压力源来自压力容器外部,且得到可靠控制时,安全泄放装置可以不直接安装在压力容器上。
(2)采用爆破片装置与安全阀装置组合结构时,应当符合GB 150的有关规定,凡串联在组合结构中的爆破片在动作时不允许产生碎片。
(3)对易爆介质或者毒性程度为极度、高度或者中度危害介质的压力容器,应当在安全阀或者爆破片的排出口装设导管,将排放介质引至安全地点,并且进行妥善处理,不得直接排入大气。
(4)压力容器工作压力低于压力源压力时,在通向压力容器进口的管道上应当装设减压阀。如因介质条件减压阀无法保证可靠工作时,可用调节阀代替减压阀,在减压阀或者调节阀的低压侧,应当装设安全阀和压力表。
8.3 安全阀、爆破片
8.3.1 安全阀、爆破片的排放能力
1)安全阀、爆破片的排放能力,应当大于或者等于压力容器的安全泄放量。排放能力和安全泄放量按GB 150的有关规定进行计算。对于充装处于饱和状态或者过热状态的气液混合介质的压力容器,设计爆破片装置应当计算泄放口径,确保不产生空间爆炸。
1) 爆破片的爆破压力允许差值应符合GB 567-1999《爆破片和爆破片装置》规定。
2) 安全阀、爆破片按下列要求进行验收:
安全阀的泄漏(密封)试验压力应当大于管道系统的最大工作压力,爆破片装置的最小标定爆破压力应当大于1.05倍的管道系统最大工作压力。所选用安全阀或者爆破片装置的额定泄放面积应当大于安全泄放量计算得到的最小泄放面积。
4) 爆破片的爆破压力允差按GB 567-1999《爆破片和爆破片装置》表1规定,或者按照设计技术的要求。爆破片的检查、抽样及其爆破试验应当符合GB 567第4.1、4.2条的要求。
5)盛装可燃、有毒介质的压力容器,应当在安全阀或者爆破片装置的排出口装设导管,将排放介质引至集中地点,进行妥善安全处理,不得直接排入大气。
6)爆破片装置产品上应当标有永久性标志,永久性标志至少包括以下内容:
(一)制造单位名称、制造许可证编号和特种设备制造许可标志;
(二)爆破片的批次编号、型号、型式、规格(泄放口公称直径)、材质、适用介质、爆破温度、标定爆破压力或者设计爆破压力、泄放侧方向;
(三)夹持器型号、规格、材质,以及流动方向;
(四)检验合格标志、监检标志;
(五)制造日期。

7)爆破片产品必须附产品合格证和产品质量证明书,产品合格证一般包括产品名称、编号、规格型号、执行标准等。质量证明书除包括产品合格证的内容外,一般还应当包括以下内容:
(一)材料化学成分;
(二)材料以及焊接接头力学性能;
(三)热处理状态;
(四)无损检测结果;
(五)耐压试验结果(适用于有关安全技术规范及其相应标准或者合同有规定的);
(六)型式试验结果;
(七)产品标准或者合同规定的其他检验项目;
(八)外协的半成品或者成品的质量证明。
爆破片装置产品上应当标志下列内容:
(一)永久性标志的内容;
(二)制造依据的标准;
(三)制造范围和爆破压力允差;
(四)检验报告(包括爆破试验报告);
(五)其他特殊要求。
①爆破片装置单独使用时,爆破片装置的入口管需要设置全通径的切断阀,以便更换爆破片用,切断阀在全开启状态锁定或者铅封;
②爆破片装置与安全阀串联使用时,在爆破片与安全阀之间设置压力表或者压力开关,以及放空阀、过流阀或者报警指示器;
③安装爆破片时,采用扭矩扳手,按制造单位安装说明中的安装扭矩数据表,按对角线均匀紧固螺栓;
④未经制造单位同意,不得在爆破片两侧加装垫片、保护膜或者涂层。
8)安全阀安装时,应当满足《安全阀安全技术监察规程》TSG ZF001--2006的规定,
9)安全保护装置的检验检修,应执行定期检验制度。安全保护装置的定期检验按照压力容器定期检验等有关安全技术规范的规定进行。
10)进行安全阀在线检测和压力调整时,使用单位的管道安全管理人员应当到场确认。检测和调整合格的安全阀应当加铅封。检测和调整装置用压力表的量程应当为整定压力的1.5~3.0倍,精度应当不低于1.0级,而且压力表前不得装阻尼器。在检测和调整时,应当有可靠的安全防护措施。

❺ 压力容器设计

压力容器设计的基本步骤:
以稳压罐的设计为例,对容器设计的全过程进行讲解。
首先,我们根据用户提出的、在压力容器规范范围内双方签署的具有法律约束力的设计技术协议书,该协议书也可以经双方同意共同修改、完善,以期达到产品使用最优化。
根据稳压罐的设计技术协议,我们知道了容器的最高工作压力为1.4MPa,工作温度为200℃,工作介质为压缩空气,容积为2m3,要求使用寿命为10年。这些参数就是用户提供给我们的设计依据。
有了这些参数,我们就可以开始设计。
一. 设计的第一步
就是要完成容器的技术特性表。除换热器和塔类的容器外,一般容器的技术特性表包括
a 容器类别
b 设计压力
c 设计温度
d 介质
e 几何容积
f 腐蚀裕度
j 焊缝系数
h 主要受压元件材质等项。一般我所图纸上没有做强行要求写上主要受压元件材质
一. 确定容器类别
容器类别的划分在国家质量技术监督局所颁发的《压力容器安全技术监察规程》(以下简称容规)第一章第6条(p7)有详细的规定,主要是根据工作压力的大小(p75)、介质的危害性和容器破坏时的危害性来划分(p75)。本例稳压罐为低压(<1.6MPa)且介质无毒不易燃,则应划为第Ⅰ类容器。
另:具体压力容器划分类别见培训教材 p4 1-11
何谓易燃介质见 p2 1-6
介质的毒性程度分级见 p3 1-7
划分压力容器等级见 p3 1-9
二. 确定设计压力
我们知道容器的最高工作压力为1.4MPa,设计压力一般取值为最高工作压力的1.05~1.10倍。
至于是取1.05还是取1.10,就取决于介质的危害性和容器所附带的安全装置。
介质无害或装有安全阀等就可以取下限1.05,否则就取上限1.10。
本例介质为无害的压缩空气,且系统管路中有泄压装置,符合取下限的条件,则得到设计压力为
Pc=1.05x1.4
=1.47MPa。
另:什么叫设计压力?计算压力?如何确定?见p11 3-1
液化石油气储罐设计中,是如何确定设计压力的?
三. 确定设计温度
一般是在用户提供的工作温度的基础上,再考虑容器环境温度而得。
比如为华北油田设计的容器,且在工作状态无保温的情况下,其工作温度为30℃,其冬季环境温度最低可到-20℃,则设计温度就应该按容器可能达到的最恶劣的温度确定为-20℃。《容规》附件二(p77)提供了一些设计所需的气象资料供参考。本例取设计温度为200℃即可。
四. 确定几何容积
按结构设计完成后的实际容积填写即可。
五. 确定腐蚀裕量
由所选定受压元件的材质、工作介质对受压元件的腐蚀率、容器使用环境和用户期待的使用寿命来确定,实际上应先选定受压元件的材质,再确定腐蚀裕量。
《容规》第三章表3-3(p23)和GB150第3.5.5.2节(p5)对一些常见介质的腐蚀裕量进行了一些规定。工作介质对受压元件的腐蚀率主要按实测数据和经验来确定,受使用环境影响很大,变数很多,目前无现成的数据。
一般介质无腐蚀的容器,其腐蚀裕量取1~2mm即可满足使用寿命的要求。本例取腐蚀裕量为2mm。
另:什么叫计算厚度、设计厚度、名义厚度、有效厚度?何谓最小厚度?如何确定?见p12 3-5 3-6
六. 确定焊缝系数
焊缝系数的标准叫法叫焊接接头系数,GB150的3.7节(p6)对其取值与焊缝检测百分比进行了规定。
具体取值,可以按《容规》第85条(p43)所规定的10种情况选择:
其焊缝系数取1,即焊接接头应进行100%的无损检测,其他情况一般选焊缝系数为0.85。
本例选焊缝系数为0.85。
七. 主要受压元件材质的确定
材质的确定在满足安全和使用条件的前提下,还要考虑工艺性和经济性。
GB150第8页材料的使用有严格的规定,对这些规定的掌握是非常必要的。比较常用的材料有Q235-B(Q235-C)16MnR和0Cr18Ni9这几种材料
1. 0Cr18Ni9一般用于低于-20℃的低温容器和
对介质有洁净要求的容器,如低温分离器、氟利昂蒸发器等;
2. 16MnR一般用于对安全性要求较高、使用Q235-B时壁厚较大的容器,如油、天然气等。
3. Q235-B使用最广也最经济,GB150第9页对其使用条件作了详细规定:
● 规定设计压力≤1.6MPa;
● 钢板使用温度0℃~350℃;
● 用于壳体时厚度不得大于20mm,且不得用于高度危害的介质。
就本例来说,其使用压力、温度和介质都符合Q235-B的条件,唯有厚度还未知,若超过了20mm则只能使用16MnR,本例就暂定使用Q235-B。
当然啦,如果我们按以下:
●规定设计压力≤2.5MPa;
●钢板使用温度不得超过0℃~400℃;
●用于壳体时厚度不得大于30 mm,且不得用于高度危害的介质。
Q235-B与Q235-C的主要区别也就是冲击试验温度不同,前者为在温度20℃下做 V型冲击试验;后者为在0℃ 时做V型冲击试验
完成了技术特性表,下一步就是容器计算了。
◆ 确定容器直径
计算时首先要确定容器直径。除非用户有要求,一般取长径比为2~5,很多情况下取2~3就可以了。
本例要求容器的几何容积为2m3 。
我们只得先设定直径,再根据此直径和容积求出筒体高度,验算其长径比。设定的直径应符合封头的规格。
我们设定为800mm,查标准JB/T4746《钢制压力容器用封头》附录B,得知此规格的封头容积为0.0796 m3,
则:
筒体高度为 3664mm,
长径比为 3664/800=4.58
若加上封头的高度,可知其长径比太大,我们先前设定的直径太小。
再设定直径为1000mm,查得封头容积为0.1505立方。
得到:
筒体高度为 2164mm
长径比为 2164/1000=2.16
比较理想,则我们确定本例稳压罐的内直径为1000mm,筒体高度圆整为2200mm。
有了容器直径,即可按照GB150公式5-1(p26)计算出厚度为8.30mm。此厚度即为计算厚度,其名义厚度为计算厚度与腐蚀裕量之和,再向上圆整到钢板的商品厚度。本例腐蚀裕量为2mm,与计算厚度之和为10.30mm,与之最接近的钢板商品厚度为12mm,故确定容器厚度为12mm,并且此值符合Q235-B对厚度不超过20mm的要求。
另外本例若选择腐蚀裕量为1mm经济性会好得多,可以思考一下为什么
至此,我们已得到容器外形。
◆ 下一步该是按用户要求和《容规》的规定配置各管口的法兰和接管。
容器上开孔要符合GB150第8.2节(p75)的规定,一般都要进行补强计算,除非满足GB150第8.3节(p75)的条件,则可不必再计算补强。
选择接管时应尽量满足GB150第8.3节的条件,其安全性和经济性都最好,避免增加补强圈。
本例要求的管口直径都在GB150第8.3节的范围内,因此进气口和出气口接管选择φ57x5的无缝钢管,排污口选择φ25x3.5的无缝钢管。法兰按HG20592选择1.6MPa的突面(RF)板式平焊法兰(PL)。
◆ 法兰及其密封面型式
法兰及其密封面型式是设计协议书中要求的,
1. 压力等级必须高于设计压力;
2. 其材质一般与筒体相同;
3. 确定管口在壳体上的位置时,在空间较为紧张的情况下,一般也应保持焊缝与焊缝间的距离不小于50mm,以避免焊接热影响区的相互叠加。
本例选定进气口、出气口距上下封头环焊缝各300mm。因本例稳压罐工作温度为200℃,故其工作状态下必定有保温层,考虑到保温层厚度以及螺栓安装的需要,选定法兰密封面到筒体表面的距离为150。
◆ 检查孔
除了用户要求的管口外,《容规》第45条(p26)还对检查孔的设置进行了规定。
本例直径为1000mm,按规定必须开设一个人孔。查《回转盖平焊法兰人孔》标准JB580-79 压力容器与化工设备实用手册p614,选择压力1.6MPa级、公称直径450的人孔,密封型式为A型,其接管为φ480x10。因人孔开孔较大,所以人孔一定要使用补强圈补强,查《补强圈》标准JB/T4736,补强圈外径为760,厚度一般等同于筒体。人孔的位置以方便出入人孔为原则,应尽量靠近下封头。本例选定人孔中心距下封头环焊缝500。
立式容器的支座一般选用支承式支座JB/T4724(压力容器与化工设备实用手册第599页),
另:锻件的级别如何确定?对于公称厚度大于300mm的碳素钢和低合金钢锻件应选用何级别?
◆ 管口表的填写
◆ 技术要求的书写
1 本设备按 GB150-1998《钢制制压力容器》进行制造、试验和验收,并接受国家质量技术监督局颁发的《压力容器安全技术监察规程》的监督。
2 焊接采用电弧焊,焊条牌号:焊接采用J422。
3 焊接接头型式和尺寸除图中注明外,按HG20583的规定进行施焊:A 类和 B 类焊接接头型式为DU3; 接管与筒体、封头的焊接接头型式见接管表;未注角焊缝的焊角尺寸为较薄件的厚度;法兰的焊接按相应法兰标准的规定。
4 容器上的 A 类和 B 类焊接接头应进行射线探伤检查,探伤长度不小于每条焊缝长度的20%,其结果应以符合JB4730 规定中的 Ⅲ 级为合格。
5 设备制造完毕应进行水压试验,试验压力为 MPa。
6 管口、支座及铭牌架方位按本图。
7 设备检验合格后,外表面涂 C06-1 铁红醇酸底漆两道,再涂 C04-42 灰色醇酸磁漆一道。
8 设备检验合格后,内部清理干净,各管口用盲板封严。
10 设备筒体的计算厚度为 mm,封头计算厚度为 mm。
建议使用年限为10年。

交个朋友,刚好我也要用,我是过程装备与控制的.先给你

❻ 最大工作压力、安全装置泄压压力、设计压力、计算压力,这四个压力如何取值才

取值办法如下:
压力容器的压力可以来自两个方面,一是压力是容器外产生(增大)的,二是压力是容器内产生(增大)的。
工作压力就是实际操作中的实时压力。
最高工作压力,多指在正常操作情况下,容器顶部可能出现的最高压力。
设计压力,系是指在相应设计温度下用以确定容器壳体厚度的压力,亦即标注在铭牌上的容器设计压力,压力容器的设计压力值不得低于最高工作压力;当容器各部位或受压元件所承受的液柱静压力达到5%设计压力时,则应取设计压力和液柱静压力之和进行该部位或元件的设计计算;装有安全阀的压力容器,其设计压力不得低于安全阀的开启压力或爆破压力。容器的设计压力确定应按GB 150的相应规定。

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