压力容器操作工培训讲义1Word格式.docx
- 文档编号:17109030
- 上传时间:2022-11-28
- 格式:DOCX
- 页数:53
- 大小:71.51KB
压力容器操作工培训讲义1Word格式.docx
《压力容器操作工培训讲义1Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《压力容器操作工培训讲义1Word格式.docx(53页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
温度的测量仪器叫做温度计、常见的有水银温度计,酒精温度计,电阻温度计,热电偶温度计等。
二、温度的表示方法
摄氏温标是将在标准大气压下水的结冰温度(冰点)定为0度,把水的沸腾(沸点)温度定为100度,在两者之间等分成100格,每一格即为1度,故月称百分温度,用符号“0C”来表示。
华氏温标是将在标准大气压下水的冰点定为32度,沸点定为212度,两者等分成180格,每格作为1度,用符号“F”表示。
绝对温标(凯氏温标)是以水的三相点(即冰、水和水蒸汽三相平衡共存时的温度定为273.16K,其分度法与摄氏温标相同,即在摄氏温标相差一度时凯氏温标也相差一度,用符号“K”(开尔文)表示,凯氏温度又称热力学温度或绝对温度。
三种温标之间的互换关系式:
5
9
摄氏温标=×
(华氏温标-32)
=凯氏温标–273.16
华氏温标=×
摄氏温标+32
=(凯氏温标出-273.16)+32
凯氏温标=摄氏温标+273.16
=(华氏温标-32)+273.16
第三节压力容器的含义及分类
一、压力容器的含义
压力容器从广义上讲应该包括所有承受压力的密闭容器。
但我们所指的压力容器只是其中的一部分,即为《压力容器安全技术监察规程》所辖范围内的压力容器。
因为这部分压力容器事故率高,特别是事故破坏性大,损失严重。
所以,各级锅炉压力容器安全监察机构应加强对压力容器设计,制造、销售、安装、使用、检验、修理、改造七个环节的监督检查,以确保压力容器安全运行。
二、《压力容器安全技术监察规程》管辖范围内的压力容器:
1、本规程(压力容器安全技术监察规程下同)适用于同时具备下列条件的压力容器:
(1)工作压力(Pw)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。
2、本规程第三章、第四章和第五章适用于下列压力容器:
(1)与移动压缩机一体的非独立的容积小于等于0.15m3的储罐,锅炉房内的分气缸;
(2)容积小于0.025m3的高压容器;
(3)深冷装置中非独立的压力容器,直燃型吸收式制冷装置中的压力容器,空分设备中的冷箱;
(4)螺旋板换热器;
(5)水力的自动补气气压给水,(无塔上水)装置中的气压罐,消防装置中的气体或气压给水(泡沫)压力罐;
(6)水处理设备中的离子交换或过滤用压力容器、热水锅炉用膨胀水箱;
(7)电力行业专用的全封闭式组合电器(电容压力容器);
3、本规程适用于上述压力容器所用的安全阀,爆破片装置,紧急切断装置,安全联锁装置,压力表、液面计,测温仪表等安全附件。
4、本规程适用的压力容器除本体外还应包括:
(1)压力容器与外部管道或装置焊接连接的第一道环向焊缝的焊接坡口,螺纹连接的第一个螺纹接头,法兰连接的第一个法兰密封面,专用连接件或管件连接的第一个密封面;
(2)压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件。
(3)非受压元件与压力容器本体连接的焊接接头。
5、本规程不适用于下列压力容器;
(1)超高压容器。
(2)各类气瓶。
(3)非金属材料制造的压力容器。
(4)核压力容器,船舶和铁路机车上的附属压力容器,国防或军事装备用的压力容器,真空下工作的压力容器(不含夹套压力容器)。
各项锅炉安全技术监察规程适用范围内的直接受火焰加热的设备(如烟道式余热锅炉等)。
(5)正常运行最高工作压力小于0.1MPa的压力容器,(包括在进料或出料过程中需要瞬时承受压力大于等于0.1MPa的压力容器,不包括消毒,冷却等工艺过程中需要短时随压力大于等于0.1MPa的压力容器)。
(6)机器上非独立的承压部件(包括压缩机、发电机、泵、柴油机的气缸或承压壳体等,不包括造纸,纺织机械的烘缸,压缩机的辅助压力容器)。
(7)无壳体的套管换热器,波纹板换热器,空冷式换热器,冷却排管。
三、压力容器的分类
压力容器分类的方法很多,主要分类方法有:
1、按使用位置分
按容器的使用位置可分成两大类,即固定式压力容器及移动式压力容器(如液化气罐车)。
固定式容器,有固定的安装和使用地点,一般不单独装设,而是用管道与其他设备相连,工艺条件及操作人员相对固定;
而移动式容器无固定的安装、使用地点。
2、按设计压力分类
按设计压力P的高低,容器可分为低压、中压、高压及超高压四个等级。
其划分的范围及代号见表1—1。
表1—1压力容器压力等级的划分
表1—1
压力等级
代号
设计压力范围
低压容器
L
0.1MPa≤P<1.6MPa
中压容器
M
1.6MPa≤P<10MPa
高压容器
H
10MPa≤P<100MPa
超高压容器
U
P≥100MPa
3、按压力容器在生产工艺过程中的作用原理分类
按压力容器在生产工艺过程中的作用原理,可分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器及储存压力容器四种。
具体划分如下:
(1)反应压力容器(代号R):
主要用于完成介质的物理、化学反应的压力容器。
如反应器、反应釜、分解锅、硫化罐、分解塔、聚合釜、高压釜、超高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球、蒸压釜、煤气发生炉等。
(2)换热压力容器(代号W):
主要是用于完成介质的热量交换的压力容器。
如管壳式余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器、消毒锅、染色器、烘缸、蒸炒锅、预热锅、溶剂预热锅、蒸锅、蒸脱机、电热蒸汽发生器、煤气发生炉水夹套等。
(3)分离压力容器(代号S):
主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离等的压力容器。
如分离器、过滤器、集油器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等。
(4)储存压力容器(代号C,其中球罐代号B):
主要是用于盛装生产用的原料气体、液体、液化气体等的压力容器。
如各种形式的储罐。
需要说明的是一种压力容器中,如同时具备两个以上的工艺作用原理时,应按工艺过程中的主要作用来划分品种。
4、按容器壁厚分类
按容器壁厚可分为薄壁容器及厚壁容器两种。
容器壁厚小于等于容器内径的1/10者为薄壁容器,容器壁厚大于容器内径的1/10者为厚壁容器,或按下列公式计算:
K=D0/D1
式中D0、D1分别为容器的外径(mm和内径(mm)。
当K≤1.2时为薄壁容器;
当K>1.2时为厚壁容器。
5、按容器的制造材料分类
按容器的制造材料的划分见表1—2。
表1—2容器按制造材料的划分
铜制容器
有色金属压力容器钛制容器
铝制容器
金属压力容器铸钢容器
铸造容器
铸铁容器
黑色金属压力容器
碳钢容器
钢制容器合金钢容器
不锈钢容器
6、按压力容器工作温度分类
按压力容器工作温度可分为低温容器、常温容器及高温容器三种。
7、按压力容器等级、品种及介质的危害程度分类
为了便于安全技术监督和管理,《容规》按压力容器设计压力、介质危害程度以及生产工艺过程中的作用原理将压力容器分为第一类压力容器、第二类压力容器及第三类压力容器,具体划分如下:
Ⅰ、下列情况之一,为第三类压力容器:
(1)高压容器;
(2)中压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质);
(3)中压储存容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且PV乘积大于等于10MPa·
m3);
(4)中压反应容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且PV乘积大于等于0.5MPa·
(5)低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质,且PV乘积大于等于0.2MPa·
(6)高压、中压管壳式余热锅炉;
(7)中压搪玻璃压力容器;
(8)使用强度级别较高(指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540MPa)的材料制造的压力容器;
(9)移动式压力容器,包括铁路罐车,(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;
(10)球形储罐(面积大于等于50m3);
(11)低温液体储存容器(容积大于5m3);
Ⅱ、下列情况之一的,为第二类压力容器(本条第一款规定的除外);
(1)中压容器;
(2)低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质);
(3)低压反应容器和低压储存容器(仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质);
(4)低压管壳式余热锅炉;
(5)低压搪玻璃压力容器。
Ⅲ、低压容器为第一类压力容器(本条第一款、第二款规定的除外)。
第四节压力容器的介质分类及特性
一、介质分类
1、按易燃程度分类
(1)爆炸极限
可燃气体,可燃液体蒸汽或可燃粉尘与空气组成的混合物,并非任何混合比例下都可以爆炸,而是在固定浓度范围内,不同可燃物有不同的固定浓度范围。
这一固定范围通常叫该物质的爆炸范围或爆炸极限,通常用可燃气体,可燃液体蒸汽、或可燃物粉尘在空气中的体积百分数表示。
能够产生爆炸的最低浓度称为爆炸下限,最高浓度为爆炸上限。
爆炸极限的数值越宽,爆炸下限越低,爆炸危险性越大。
(2)最小点火能
最小点火能是指能引起爆炸性混合物燃烧爆炸时所需的最小能量。
最不点火能数值愈小,说明该物质愈易被引燃。
(3)闪燃与闪点
可燃液体饱和蒸汽与空气的混合物在火焰接触时,能闪出火花,发生瞬间燃烧,这种现象称为闪燃,引起内燃时的温度称作闪点。
闪点愈低,该化学品愈易引起燃烧与爆炸。
(4)燃点
可燃物质在空气充足条件下,达到某一温度与火焰接触即行着火,并在移去火焰之后仍能继续燃烧的最低温度称为该物质的燃点或着火点。
(5)易燃介质
易燃介质是指与空气混合的爆炸下限小于10%,或爆炸上限和下限之差值大于等于20%的气体。
如一甲胺、乙烷、乙烯、氯甲烷、环氧乙烷、环丙烷、氢、丁烷、三甲胺、丁二烯、丁烯、丙烷、丙烯、甲烷、半水煤气、一氧化碳等均为易燃介质。
2、按毒性程度分类
压力容器中化学介质毒性程度参照HG20660《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》的规定,无规定时,按下述原则确定毒性程度:
(1)极度危害(Ⅰ级)最高允许浓度<0.1mg/m3
(2)高度危害(Ⅱ级)最高允许浓度0.1~1.0mg/m3
(3)中度危害(Ⅲ级)最高允许浓度1.0~10mg/m3
(4)轻度危害(Ⅳ级)最高允许浓度≥10mg/m3
例如氟、氢氟酸、光气、氟化氢、碳酰氟、氯等均为极度或高度危害介质,二氧化硫、氨、一氧化碳、氯乙烯、甲醇、氧化乙烯、硫化乙烯、二硫化碳、乙炔、硫化氢等为中度危害介质。
二、压力容器内常见介质的特性
化工生产中压力容器内的介质种类繁多。
这些介质中间不少是具有易燃、易爆、有毒、有害的特性。
尤其是化工生产一般在高温、高压、深冷、真空等特殊条件下进行的,这些介质会随着工艺条件或外部环境的改变而变化,极易超温、超压、喷出、泄漏等,造成火灾、爆炸事故。
因此,压力容器操作人员应该了解和熟悉本岗位压力容器内介质的特性,这对于压力容器的安全运行和事故防范是很重要的。
在此简要介绍几种常见介质的特性。
1、氢气(H2)
沸点:
-252.80C;
自燃点:
在空气中5700C,在氧气中5600C;
爆炸极限:
空气中4—74.5%,氧气中4—94%。
氢是无色、无嗅、无味的易燃易爆气体,是一各窒息气体,还是一种强的还原剂,可与许多物质进行化学反应,生成各种氢化物。
2、氨(NH3)
-33.350C;
在空气中6510C
空气中15—27%,氧气中14—79%。
中毒浓度0.2mg/L。
氨是一种无色有强烈刺激性臭味的气体,故泄漏时,易于察觉。
氨能刺激人的眼睛和呼吸器引起流泪、剧烈咳嗽,使呼吸道粘膜充血发炎,对人体有较大的毒性。
3、硫化氢(H2S)
-60.350C;
2600C;
空气中4—44%
硫化氢是一种具有恶臭味的有害气体,有剧毒。
空气中硫化氢含量≥1mg/L时,可使人立即中毒,继而痉挛,失去知觉而迅速死亡。
硫化氢也是一种可燃气体。
硫化氢与氧化剂会引起危险的化学反应,甚至发生爆炸。
4、环氧乙烷(C2H4O)
10.30C;
在空气中4300C,闪点<17.80C;
在空气中3—100%。
环氧乙烷与空气混合能形成爆炸混合物,遇明火、高热能引起燃烧、爆炸。
环氧乙烷有毒,有对中枢神经抵制作用,对皮肤、粘膜刺激等作用。
环氧乙烷易产生静电。
5、甲胺(CH5N)
-6.40C;
在空气中4300C,闪点00C;
在空气中4.95—20.75%。
甲胺对眼和呼吸道的刺激强烈,经常吸入引起中枢神经麻痹,空气中最高允许浓度为5mg/m3。
6、甲醇(C2H5OH)
64.80C;
在空气中3850C,闪点<11.110C;
在空气中6.7—36.0%。
甲醇有毒,误饮入可使视力丧失,甚至死亡。
空气中最高允许浓度为50mg/m3。
7、苯(C6H12)
80.10C;
在空气中562.20C,闪点-110C;
在空气中1.3—7.1%。
苯易挥发,有毒,空气中最高允许浓度为80mg/m3。
8、氯气(Cl2)
密度(标准状态下):
3.214Kg/m3;
-34.60C;
熔点:
-1200C
氯气是一种草绿色带有刺激性嗅味且毒性强的气体。
氯是活泼的化学元素,容易和其它化学元素结合:
遇水生成盐酸及次氯酸。
9、甲醛(CH2O)
-19.440C;
闪点850C;
4300C,;
7.0~7.3%。
甲醛具有腐蚀性,刺激性和窒息性,吸入大量蒸气会急性中毒,空气中最高允许浓度为3mg/m3。
10、乙醇(C2H5OH)
78.320C;
闪点12.780C;
4230C,;
3.3~19.0%。
乙醇易燃,工业乙醇中含有其它有毒物质,一次饮用含有50~100g乙醇的酒会中毒,严重时可致死。
11、一氧化碳是一种毒性很强的无色易燃气体,在标准状态下密度为1.25Kg/m3,在空气中的爆炸极限为1.25%~75%,在氧气中的爆炸极限为15.5%~93.3%(对人体危害不易觉察)。
12、液化石油气:
是由丙烷、丙稀、正丁烷、异丁烷等为主要成份组成的混合物。
是一种易燃介质,气态比空气重,其密度为空气的1.5~2倍。
第二章压力容器的结构形式及构成
第一节压力容器的结构形式
压力容器是为介质的物理反应、化学反应、换热、储存、分离等提供一个密闭空间,其结构一般比较简单。
压力容器根据其用途不同,结构形式也多种多样。
常见的结构形式主要有球形、圆筒形、箱形、锥形等。
现将容器常见结构形式介绍于下:
一、球形容器
球形容器(图2—1略)的本体是一个球壳,此种结构由许多块预先按一定尺寸压制成形的球面板拼焊而成,直径较大。
由于球壳是中心对称的结构,应力分布均匀,球壳体应力是相同直径圆筒形壳体应力的一半,压力截荷相同的情况下所需板材厚度最小,相同容积的结构表面积最小。
因此可节省大量材料(与同压力截荷、同容积的圆筒形容器相比,可节约材料30~40%)。
但由于制造工艺复杂、拼焊要求高,再加上内部工艺附件安装困难,故一般用于大型储罐,也有时用作蒸汽直接加热的容器。
二、圆筒形容器
圆筒形容器(图2—2略)是轴对称结构,此种结构没有形状突变,应力健在比较均匀,受力虽不如球形容器,但比其他结构形式好得多,制造工艺较简单,便于内部工艺附件的安装,便于工作介质的流动,因而是使用最普遍的一种压力容器。
圆筒形容器一般也采用焊接结构。
三、箱形容器
箱形结构可分为正方形结构和长方形结构两种。
其几何形状突变,应力分布不均,在转角处局部应力较高。
这类容器的结构不合理,除常用在压力较低的消毒柜(图2—3略)、汽柜外,一般很少采用。
单纯的锥形结构容器没有,一般用到的都是由圆筒体与锥形组合面晟的组合结构(图2—4略)。
由于锥体与圆筒体连接处结构不连续,产生较高局部应力,锥体的锥角大小也直接关系到容器受力状况。
故这类容器通常是生产工艺有特殊要求时采用,如有结晶状或粒状物料需排出等。
第二节压力容器的基本构成
压力容器一般由筒体、封头(端盖)、管板、球壳板、法兰、接管、人(手)孔,支座等部分组成,如图2—5略所示。
一、筒体
筒体是压力容器的重要部件,与封头或管板共同构成承压壳体,为物料的储存和完成介质的物理,化学反应及共他工艺用途提供所必需的空间。
筒体通常用金属板材卷制焊接而成。
二、封头(端盖)
封头是保证压力容器密闭的重要部件。
凡是与筒体采用焊接联接而不可拆的称为封头;
与筒体以法兰等联接而可拆的,称为端盖。
封头与端盖按其种类不同的分类见表2—1略图。
半球形封头
碟形封头
椭圆形封头
无折边球形封头
凸形封头
封头
带折边锥形封头
无折边锥形封头
锥形封头
平板封头
1、凸形封头:
这是压力容器广泛采用的封头结构形式。
有半球形封头、椭圆形封头、碟形封头及无折边球形封头等四种,详见图2—6略。
半球形封头实际上是一个半球体,受力时强度最大,在相同直径及相同压力下所需的厚度最小。
但因其深度大,制造较困难,故除用于压力较高、直径较大的储罐及其他有特殊要求的容器外,一般较少采用。
椭圆形封头由半椭球体及圆筒体(即直边)两部分组成。
由于其曲率半径连续变化,受力状况也较好,与半球形封头相比,制造方便,因而被广泛采用。
碟形封头又称带折边球形封头,它由几何形状不同的三个部分组成,中央为球面体,与筒体连接的部分为圆筒体,球面体与圆筒体用过渡圆(即折边)连接。
因过渡圆弧半径远小于球体半径,故其受力状况较上述两种封头差,通常只用于压力较低、直径较大的容器。
无折边球形封头是一块深度较小的球面体,结构简单、制造方便。
但在它与筒体的连接处由于形状突变而存在很高的局部应力,故只适用于直径较小、压力较低的容器上。
2、锥形封头:
介质中含有颗粒状、粉末状物质或粘稠液体的容器,为便于物料汇集及卸料,容器底部常采用锥形封头;
有时为保证气体介质在容器中均匀分布或改变流体流速,也采用锥形封头。
锥形封头有带折边和无折边等三种(图2—7略)。
无折边锥形封头是一段圆锥体,圆锥体与圆筒体直接连接造成形状突变而引起局部应力过高,故适用于压力较低且锥体半顶角小于300的场合。
带折边的锥形封头是在锥体与圆筒体之间有一圆弧的折边,可以降低局部应力。
3、平板封头:
受力时强度最低,相同直径、相同压力下所需厚度最大,除用作人孔盖、手孔盖外,一般很少采用。
管壳式热交换器的管板起着壳程封头的作用。
三、法兰
由于生产工艺需要和安装检修的方便,不少容器需采用可拆的连接结构,如压力容器的端盖与筒体之间、接管与管道之间的连接。
这时通常采用法兰结构。
法兰通过螺栓、楔口等连接件压紧密封件保证容器的密封。
故法兰连接是由法兰、螺栓、螺母及密封元件所组成的密封连接件。
法兰按照所连接的部件可分为容器法兰及管法兰。
前者用于容器的端盖与筒体连接;
后者用于接管(管道)与管道之间的连接。
法兰按其整体性程度分成三种形式:
整体法兰、松式法兰和任意式法兰。
法兰按其密封面形式又可分为平面法兰、凹凸面法兰及榫槽面法兰。
密封元件放在两肝兰接触面之间或封头与筒体顶部的接触面之间,借助于螺栓等连接件压紧力可达到密封的目的。
按其所用材料的不同分为非金属密封元件(石棉垫、橡胶O型环等)、金属密封元件(紫铜垫、铝垫、软钢垫等)和组合式密封元件(铁包石棉垫、钢丝缠绕石棉垫等)。
按其截面形状又可分为平垫片、三角形垫片、八角形垫片、透镜式垫片等。
不同的密封元件和不同的连接件相组配,构成了各种不同的密封结构。
1、强制密封:
通过坚固端盖与筒体法兰的联接螺栓等强制方式将密封面压紧,从而达到密封的目的,如平垫密封、卡扎里密封等。
2、自紧密封:
利用容器内介质的压力使密封面产生压紧力来达到密封目的。
它的密封力随着介质压力的增大而增大,因而在较高的压力下也能保持可靠的密封性能,如组合式密封、“O”形环密封、“C”形环密封、“B”形环密封、楔形密封、八角垫和椭圆垫密封、平垫自紧密封、伍德密封、氮气式密封等。
3、半自紧密封:
既利用容器内介质的压力,又利用坚固件的联接使密封面产生压紧力来达到密封的目的,如双锥密封就属于此。
四、接管
为适应压力容器安全运行及生产工艺的需要而设置于封头(端盖)及筒体上,用于介质的进出、安全附件的安装等。
五、人孔、手孔
根据结构、介质等情况,压力容器需设置人孔或手孔等检查孔,用于容器的定期检验、检查或清除污物。
人孔和手孔按其其形状可分为圆形及椭圆形两种;
按其封闭形式可分为外闭式及内闭式两种。
六、支座
支座是用于支承容器重量并将它固定在基础上的附加部件,其结构形式决定于容器的安装方式,容器重量及其他载荷,一般分为三大类:
即立式容器支座、卧式容器支座及球形容器支座。
立式支座中最常见的有悬挂式支座(耳式支座)、支承式支座及裙式支座主要用于高大的直立容器(塔类)。
卧式容器支座的结构形式主要有鞍式支座、支承式支座等。
支承式支座只适用于小型容器;
鞍式支座常用于大中型容器;
圈座适用于薄壁容器及多于两个支承的长容器。
球容器中常见的有裙式支座和柱式支座。
裙式支座一般用于小型的球型容器。
第三节几种典型压力容器结构介绍
一、搅拌式反应锅
搅拌式反应锅是应用比较广泛的一种容器,通常称作反应容器,其结构如图2—13所示略。
搅拌反应锅通常由锅体、夹套或蛇形管、搅拌器、传动装置等组成。
其操作一般是间歇式的。
一种或几种反应物料由端
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 压力容器 操作工 培训 讲义
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)