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什么是壓力容器？壓力容器的爆炸及相關(guān)預(yù)防知識(shí)

壓力容器是內(nèi)部或外部承受氣體或液體壓力、并對(duì)安全性有較高要求的密封容器。

壓力容器主要為圓柱形，少數(shù)為球形或其他形狀。圓柱形壓力容器通常由筒體、封頭、接管、法蘭等零件和部件組成，壓力容器工作壓力越高，筒體的壁就應(yīng)越厚。

壓力容器分類
按壓力等級(jí)分類：壓力容器可分為內(nèi)壓容器與外壓容器。

內(nèi)壓容器又可按設(shè)計(jì)壓力（p）大小分為四個(gè)壓力等級(jí)，具體劃分如下 ：

低壓(代號(hào)L)容器 0.1 MPa≤p＜1.6 MPa;
中壓(代號(hào)M)容器 1.6 MPa≤p＜10.0 MPa;
高壓(代號(hào)H)容器 10 MPa≤p＜100 MPa;
超高壓(代號(hào)U)容器 p≥100MPa。

按容器在生產(chǎn)中的作用分類:

反應(yīng)壓力容器(代號(hào)R):用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)。
換熱壓力容器(代號(hào)E):用于完成介質(zhì)的熱量交換。
分離壓力容器（代號(hào)S):用于完成介質(zhì)的流體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離。
儲(chǔ)存壓力容器（代號(hào)C，其中球罐代號(hào)B）：用于儲(chǔ)存、盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)。

在一種壓力容器中，如同時(shí)具備兩個(gè)以上的工藝作用原理時(shí)，應(yīng)按工藝過(guò)程中的主要作用來(lái)劃分品種。

按安裝方式分類 ：

固定式壓力容器：有固定安裝和使用地點(diǎn)，工藝條件和操作人員也較固定的壓力容器。
移動(dòng)式壓力容器：使用時(shí)不僅承受內(nèi)壓或外壓載荷，搬運(yùn)過(guò)程中還會(huì)受到由于內(nèi)部介質(zhì)晃動(dòng)引起的沖擊力，以及運(yùn)輸過(guò)程帶來(lái)的外部撞擊和振動(dòng)載荷，因而在結(jié)構(gòu)、使用和安全方面均有其特殊的要求。

上面所述的幾種分類方法僅僅考慮了壓力容器的某個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)或使用狀況，還不能綜合反映壓力容器的危險(xiǎn)程度。

壓力容器的爆炸及相關(guān)預(yù)防知識(shí)

  壓力容器分為非直接火壓力容器和直接火壓力容器。在非直接火壓力容器中又把氣瓶、液化氣槽車等移動(dòng)式容器單獨(dú)列出，以區(qū)別于其他固定式容器。凡以水為介質(zhì)產(chǎn)生蒸汽的直接火壓力容器稱為蒸汽鍋爐。下面就固定式非直接火壓力容器、蒸汽鍋爐、氣瓶槽車的爆炸預(yù)防分別敘述。
    1 壓力容器

    1.1 壓力容器分類

    按壓力大小分級(jí)可分為4個(gè)壓力等級(jí)：低壓（0.1MPa≤P〈1.6MPa）、中壓（1.6MPa≤P〈100MPa）、高壓（10MPa≤P〈100MPa）、超高壓（P≥100MPa）。

    按工藝用途分類可分為反應(yīng)容器、換熱容器、分離容器和液化氣儲(chǔ)罐4類。

    按介質(zhì)可分為易燃介質(zhì)、極度危害、高度危害、中度危害、輕度危害等幾種。

    易燃介質(zhì)指與空氣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%的氣體。

    介質(zhì)的毒性程度按最高容許濃度確定：

    ①極度危害（I）〈0.1mg/m

    ②高度危害（II）0.1~1.0mg/m

    ③中度危害（III）1.0~10mg/m

    ④輕度危害（IV）≥10mg/m

    按危險(xiǎn)程度分類，根據(jù)其工作壓力的高低、介質(zhì)的危險(xiǎn)性和危害程度、壓力和容積的乘積以及在生產(chǎn)過(guò)程中的作用，將壓力容器分為三類，見(jiàn)表1。

    1.2 壓力容器事故及分類

    鍋爐、壓力容器既是工業(yè)生產(chǎn)中常用的設(shè)備，又是一種比較容易發(fā)生惡性事故的特殊設(shè)備。壓力容器事故的特點(diǎn)是發(fā)生頻度高，后果嚴(yán)重。

    壓力容器事故分為一般事故：損壞程度不嚴(yán)重，勿需停止運(yùn)行進(jìn)行修理；重大事故：鍋爐、壓力容器由于受壓部件嚴(yán)重?fù)p壞（如變形、滲漏），附件損壞或爐膛爆炸等 被迫停止運(yùn)行，必須進(jìn)行修理；爆炸事故：鍋爐、壓力容器在使用中或試壓時(shí)發(fā)生破裂、壓力瞬時(shí)降至等于外界大氣壓力的事故。

    表1 壓力容器分類

    （根據(jù)壓力、Pw·V、介質(zhì)和用途的綜合分類）

    見(jiàn)表

    注：①表中R—反應(yīng)、H—傳（換）熱、S—分離、T—貯運(yùn)。

     ②表中Pw—最高工作壓力（MPa）、V—容器容積（m）。

    1.3 壓力容器的安全附件

    壓力容器安全附件包括安全閥、爆破片、緊急放空閥之類的安全泄壓裝置以及液位計(jì)、壓力表、單向閥、限流閥、溫度計(jì)、緊急切斷裝置等保證設(shè)備正常、安全運(yùn)行的一類裝置。

    安全泄放裝置是一種保證壓力容器安全運(yùn)行、防止超壓的保護(hù)裝置。當(dāng)容器內(nèi)壓力一旦超過(guò)規(guī)定，它能自動(dòng)、迅速地把容器內(nèi)的介質(zhì)排出，使設(shè)備內(nèi)的壓力始終保持在最高許可壓力范圍內(nèi)。

    安全閥的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，它基本上由3個(gè)部分組成：閥座、閥瓣和加載機(jī)構(gòu)。當(dāng)設(shè)備內(nèi)壓力超過(guò)規(guī)定的最高工作壓力并達(dá)到安全閥的開啟壓力時(shí)，內(nèi)壓作用于閥瓣上的力大于加載機(jī)構(gòu)施加在它上面的力，于是安全閥開啟，設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)即通過(guò)閥座與閥瓣之間的空隙排出。

    爆破片又稱防爆膜、防爆片、爆破膜等，是一種斷裂式安全泄放裝置。如果發(fā)生超壓膜片自行破裂，介質(zhì)迅速外泄，壓力很快下降，使容器受到保護(hù)。爆破片一般適用 于下列場(chǎng)合：存在爆燃或異常反應(yīng)可能使壓力驟增的場(chǎng)合；盛裝著劇毒介質(zhì)，不允許有任何泄漏的場(chǎng)合；工作介質(zhì)不潔凈，運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生大量沉淀或粉狀粘附物，會(huì)妨礙安全閥運(yùn)作的場(chǎng)合。

    爆破帽又稱防爆帽，也是一種斷裂型的安全泄放裝置。爆破帽的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造比較容易，且爆破壓力誤差較小，比較容易控制。

    1.4 壓力容器的使用及安全管理

    ①壓力容器的安全操作

    正確、合理地使用壓力容器，也是保證安全運(yùn)行的一項(xiàng)重要措施。因?yàn)榧词谷萜鞯脑O(shè)計(jì)、制造都符合要求，也會(huì)因操作不當(dāng)造成事故。壓力容器是工藝裝置的一部分，它的操作方法要根據(jù)工藝要求確定。此外從壓力容器的特點(diǎn)出發(fā)，在操作上應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：

    平穩(wěn)操作。主要指要緩慢地加載和卸載，并保持運(yùn)行期間載荷的相對(duì)穩(wěn)定。

    防止超載。壓力容器的超載主要指超壓。

    經(jīng)常檢查。壓力容器的破壞大多有先期征兆，只要勤于檢查、仔細(xì)觀察，是能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象的。容器運(yùn)行期間應(yīng)定時(shí)、定點(diǎn)進(jìn)行檢查并如實(shí)做好記錄。檢查的內(nèi)容包括工藝條件、設(shè)備狀況和安全附件等。

    緊急剎車。運(yùn)行過(guò)程中，如遇到嚴(yán)重威脅壓力容器的安全時(shí)，操作人員應(yīng)立即采取緊急停車措施，同時(shí)報(bào)告有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)。

    ②壓力容器的維護(hù)保養(yǎng)與檢驗(yàn)

    做好維護(hù)保養(yǎng)，使壓力容器處于完好狀態(tài)，不但延長(zhǎng)容器的使用壽命，而且有助于安全生產(chǎn)和節(jié)約能源。運(yùn)行期間的維護(hù)主要是經(jīng)常檢查腐蝕和“跑、冒、滴、漏”的情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)采取妥善措施。

    定期檢驗(yàn)。必須根據(jù)國(guó)家法規(guī)和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)壓力容器進(jìn)行定期檢驗(yàn)，檢驗(yàn)中若發(fā)現(xiàn)缺陷，要及時(shí)采取相應(yīng)措施。在檢驗(yàn)和修理壓力容器時(shí)，必須嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程。

    ③壓力容器的安全管理

    要 保證壓力容器的安全運(yùn)行，有效的管理是必不可少的。壓力容器的管理主要包括技術(shù)檔案和技術(shù)管理制度兩大部分。設(shè)備技術(shù)檔案是正確使用壓力容器的主要依據(jù)， 它可以使我們?nèi)嬲莆赵O(shè)備情況。技術(shù)檔案應(yīng)包括容器的原始技術(shù)資料和使用、檢驗(yàn)記錄。技術(shù)管理制度是安全使用壓力容器的保證。應(yīng)設(shè)專職或兼職技術(shù)人員負(fù)責(zé) 容器的技術(shù)管理工作，負(fù)責(zé)執(zhí)行國(guó)家有關(guān)壓力容器的管理規(guī)范和安全技術(shù)規(guī)定，負(fù)責(zé)新增壓力容器的驗(yàn)收、試運(yùn)行及壓力容器的日常管理等，還應(yīng)負(fù)責(zé)制定相應(yīng)的安 全操作規(guī)程等技術(shù)要求。

    2 鍋爐

    鍋爐是以水、蒸汽為介質(zhì)的直接火壓力容器。鍋爐的設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用、檢驗(yàn)、修理和改造，必須貫徹執(zhí)行國(guó)務(wù)院、勞動(dòng)部等部門頒發(fā)的規(guī)程、規(guī)范、規(guī)定、條例和標(biāo)準(zhǔn)。

    鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中，最先易產(chǎn)生各種事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，鍋爐事故約有半數(shù)是在啟動(dòng)過(guò)程中發(fā)生的，因而對(duì)鍋爐啟動(dòng)必須認(rèn)真組織。此外，還應(yīng)做好停爐和正常運(yùn)行的安全管理。

    鍋 爐運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的事故大致可分為3類：（1）爆炸事故。鍋爐的主要承壓部件—鍋筒、集箱、爐膽、管板等發(fā)生的破裂爆炸事故。這種事故常導(dǎo)致設(shè)備、廠房損 壞和人身傷亡，造成重大損失。（2）重大事故。鍋爐無(wú)法維持正常運(yùn)行而被迫停爐的事故。這類事故常造成設(shè)備損壞和人身傷亡，并使鍋爐被迫停運(yùn)，造成重大經(jīng) 濟(jì)損失。（3）一般事故。

    a.鍋爐爆炸事故

    它包括超壓爆炸、缺陷導(dǎo)致的爆炸和嚴(yán)重缺水導(dǎo)致的爆炸等幾種情況。

    b.水位異常

    水位異常事故主要指缺水和滿水事故。缺水事故是最常見(jiàn)的事故，處理不當(dāng)和不及時(shí)，會(huì)燒壞鍋爐甚至發(fā)生爆炸。針對(duì)造成水位異常的原因，采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

    c.汽水共騰與水擊

    汽水共騰是指蒸發(fā)表面汽水共同升起，產(chǎn)生大量泡沫并上下波動(dòng)翻騰的現(xiàn)象。防止產(chǎn)生汽水共騰的具體方法是：降低負(fù)荷；全部開啟連續(xù)排污閥；降低鍋水含鹽量；適當(dāng)增加下部排污量；增加給水，不斷更新鍋水等。

    d.煙道尾部二次燃燒

    燃料燃燒不完全時(shí)，部分可燃物隨煙氣進(jìn)入煙道尾部，積存于煙道內(nèi)，發(fā)生著火燃燒。防止方法是改善鍋爐燃燒狀況，提高燃燒效率；定期清除煙道內(nèi)積灰或油垢；保持防爆門良好等。

    3 儲(chǔ)罐與槽車

    液化氣體儲(chǔ)罐與天然氣運(yùn)輸車也是壓力容器。但它們是移動(dòng)式壓力容器，有其特殊要求。除遵守《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》及其實(shí)施細(xì)則、《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，同 時(shí)還應(yīng)分別遵循《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》、《溶解乙炔氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》、《液化石油氣汽車槽車安全管理規(guī)定》和《液化氣體鐵路罐車安全管理規(guī)程》等。

    3.1 過(guò)量充裝的危險(xiǎn)及預(yù)防

    通過(guò)氣瓶爆炸事故的分析，導(dǎo)致氣瓶物理爆炸的主要原因是過(guò)量充裝；造成氣瓶化學(xué)性爆炸的主要原因是物料倒罐和向存有禁忌物的容器充裝物料。從全國(guó)氣瓶事故的 統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，氣瓶事故中多數(shù)是由于充裝環(huán)節(jié)失誤造成的。故充裝是安全工作的重點(diǎn)之一。為防止氣瓶超裝，應(yīng)做好以下幾個(gè)方面的工作：充裝工作應(yīng)由專人負(fù)責(zé)， 充裝人員應(yīng)定期接受安全教育和考核，認(rèn)真操作，不得擅自離崗；抽空余液，核實(shí)重量；稱量器具要定期校驗(yàn)；按瓶立卡，認(rèn)真記錄；重復(fù)過(guò)磅；自動(dòng)計(jì)量，超量報(bào) 警等。

    3.2 氣瓶的使用、運(yùn)輸和儲(chǔ)存

    （1）在使用氣瓶時(shí)，應(yīng)遵守下列規(guī)定

    不得擅自更改氣瓶的鋼印和顏色標(biāo)記；

    氣瓶使用前應(yīng)進(jìn)行安全狀況檢查，對(duì)盛裝氣體進(jìn)行認(rèn)真確認(rèn)；

    氣瓶的放置地點(diǎn)，不得靠近熱源，距明火10m以外。盛裝易起聚合反應(yīng)或分解反應(yīng)氣體的鋼瓶，應(yīng)避開放射性射線源；

    氣瓶立放時(shí)應(yīng)采取防傾倒措施；

    夏季應(yīng)防止曝曬；

    嚴(yán)禁敲擊、碰撞；

    嚴(yán)禁在氣瓶上進(jìn)行電焊引??；

    嚴(yán)禁用溫度超過(guò)40℃的熱源對(duì)氣瓶加熱；

    瓶?jī)?nèi)氣體不得用盡，必須留有余壓；

    在可能造成回流的使用場(chǎng)合，使用設(shè)備上必須配置防止倒灌的裝置，如單向閥、止回閥、緩沖罐等。

    液化石油氣瓶用戶，不得將氣瓶?jī)?nèi)的液化石油氣向其他氣瓶倒裝，不得自行處理氣瓶?jī)?nèi)的殘液；

    氣瓶投入使用后，不得對(duì)瓶體進(jìn)行控補(bǔ)、焊接修理。

    （2）運(yùn)輸和裝卸氣瓶時(shí)，應(yīng)做到：

    運(yùn)輸工具上應(yīng)有明顯的安全標(biāo)志；

    必須配戴好瓶帽（有防護(hù)罩的除外），輕裝輕卸，嚴(yán)禁拋、滑、滾、碰；

    吊裝時(shí)，嚴(yán)禁使用電磁起重機(jī)和鏈繩；

    瓶?jī)?nèi)氣體相互接觸能引起燃燒爆炸和產(chǎn)生毒物的氣瓶，不得同車運(yùn)輸；

    氣瓶裝在車上，應(yīng)妥善固定，且不得超高；

    夏季運(yùn)輸應(yīng)有遮陽(yáng)設(shè)施，避免曝曬，城市的繁華市區(qū)應(yīng)避免白天運(yùn)輸；

    嚴(yán)禁煙火。運(yùn)輸可燃?xì)怏w氣瓶時(shí)，運(yùn)輸工具上應(yīng)有滅火器材；

    運(yùn)輸氣瓶的車、船不得在繁華市區(qū)、重要機(jī)關(guān)附近停靠；車、船?？繒r(shí)，司機(jī)與押運(yùn)人員不得同時(shí)離開；

    裝有石油液化氣的氣瓶，不應(yīng)長(zhǎng)途運(yùn)輸。

    （3）儲(chǔ)存氣瓶時(shí)，應(yīng)遵守下列要求：

    應(yīng)置于專用倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存，氣瓶倉(cāng)庫(kù)應(yīng)符合《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定；

    倉(cāng)庫(kù)內(nèi)不得有地溝、暗道，嚴(yán)禁明火和其它熱源；倉(cāng)庫(kù)內(nèi)應(yīng)通風(fēng)、干燥，避免陽(yáng)光直射；

    盛裝易起聚合反應(yīng)或分解反應(yīng)氣體的氣瓶，必須規(guī)定儲(chǔ)存期限，并應(yīng)避開放射性射線源；

    空瓶與實(shí)瓶?jī)烧邞?yīng)分開放置，并有明顯標(biāo)志，毒性氣體氣瓶和瓶?jī)?nèi)氣體相互接觸能引起燃燒、爆炸或產(chǎn)生毒物的氣瓶，應(yīng)分室存放，并在附近設(shè)置防毒用具或滅火器材。

    氣瓶放置應(yīng)整齊，配戴好瓶帽。立放時(shí)，要妥善固定；橫放時(shí)，頭部朝向一方，垛高不宜超過(guò)5層。

                                                               2011-02-21

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