赵宝库的课设Word格式.docx
《赵宝库的课设Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《赵宝库的课设Word格式.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
pressurevessel，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备。
贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器。
压力容器的定义为了与一般容器（常压容器）相区别，只有同时满足下列三个条件的容器，才称之为压力容器：
1、最高工作压力≥0.1MPa
2、内直径≥0.15m，且容积≥0.025m³
3、介质为气体、液化气体或最高工作温度高于标准沸点的液体。
1.2压力容器分类概述
压力容器的分类方法很多，从使用、制造和监检的角度分类，有以下几种。
（1）按承受压力的等级分为：
低压容器、中压容器、高压容器和超高压容器。
（2）按盛装介质分为：
非易燃、无毒；
易燃或有毒；
剧毒。
（3）按工艺过程中的作用不同分为：
①反应容器：
用于完成介质的物理、化学反应的容器。
②换热容器：
用于完成介质的热量交换的容器。
③分离容器：
用于完成介质的质量交换、气体净化、固、液、气分离的容器。
④贮运容器：
用于盛装液体或气体物料、贮运介质或对压力起平衡缓冲作用的容器。
1.3压力容器品种划分
1.3.1压力容器按在生产工艺过程中的作用原理，分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器、储存压力容器。
具体划分如下：
（1）反应压力容器（代号R）：
主要是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E）：
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、加热器、消毒锅、染色器、烘缸、蒸炒锅、预热锅、溶剂预热器、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）：
主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器，如各种型式的储罐。
1.3.2、按工作压力分类
压力的级别有低压、中压、高压和超高压四种
中压（代号M）：
1.6MPa≤p<
10MPa；
高压（代号H）：
10MPa≤p<
100MPa；
超高压（代号U）:
100MPa≤p<
1000MPa
1.3.3、按危险性和危害性分类
一类容器
非易燃或无毒介质的低压容器及易燃或有毒介质的低压传热容器和分离容器属于一类容器。
二类容器
任何介质的中压容器；
剧毒介质的低压容器；
易燃或有毒介质的低压反应容器和储运容器属于二类容器。
三类容器
高压、超高压容器；
pV≥0.2MPa·
m³
的剧毒介质低压容器和剧毒介质的中压容器；
pV≥0.5MPa·
的易燃或有毒介质的中压反应容器；
pV≥10MPa·
的中压储运容器以及中压废热锅炉和内径大于1m的低压废热锅炉。
1.3.4、按压缩器内的介质分类
国家劳动总局颁发的《压力容器安全监察规程》的规定，压力容器按介质的有毒、剧毒和易燃的界限划分如下：
1）剧毒介质是指进入人体的量＜50g即会引起肌体严重损伤或致死作用的介质，如氟、氢氟酸、光气、碳酰氟等。
2）有毒介质是指进入人体量≥50g即会引起人体正常功能损伤的物质，如CO2、NH3、CO、氯乙烯、甲醇、环氧乙烷，CS2、H2S等。
3）易燃介质是指与空气混合时，其爆炸极限的下限小于10%，或其上、下限之差大于20%的介质，如乙烷、乙烯、氢、一甲胺、甲烷、氯甲烷、环丙烷、丁烷、丁二烯等.
1.4我国分类
为了更有效地实施科学管理和安全监检，我国《压力容器安全监察规程》中根据工作压力、介质危害性及其在生产中的作用将压力容器分为三类。
并对每个类别的压力容器在设计、制造过程，以及检验项目、内容和方式做出了不同的规定。
压力容器已实施进口商品安全质量许可制度，未取得进口安全质量许可证书的商品不准进口。
应该按照最新TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》中划分，先按介质划分为第一组介质和第二组介质，然后再按照压力和容积划分类别Ⅰ类，Ⅱ类，Ⅲ类，老容规的所谓第一类、第二类、第三类已经不适用了。
在一种压力容器中，如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应当按工艺过程中的主要作用来划分品种。
1.5压力容器的安全附件
压力容器的安全附件是为防止容器超温、超压、超负荷而装设在设备上的一种安全装置。
压力容器的安全附件较多，但最常用的安全附件有安全泄压装置（安全阀、爆破片、防爆帽）、压力表、液位计等。
一、安全泄压装置
安全泄压装置的功能：
当容器在正常工作压力下运行时，保持严密不漏，若容器内压力一旦超过规定，则能自动地、迅速地排泄出器内的介质，使设备的压力始终保持在许用压力范围以内。
一般情况下，安全泄压装置除了具有自动泄压这一主要功能外，还有自动报警的作用。
常见安全泄压装置
1、安全阀：
压力容器在正常工作压力运行时，安全阀保持严密不漏，当压力超过设定值时，安全阀在压力作用下自行开启，使容器泄压，以防止容器或管线的破坏。
当容器压力泄至正常值时，它又能自行关闭，停止泄放.
2、爆破片：
又称防爆膜、防爆板，是一种断裂型的安全泄压装置。
具有密封性能好、反应动作快以及不易受介质中粘污物的影响等优点。
但它是通过膜片的断裂来泄压的，所以泄后不能继续使用，容器也被迫停止运行。
因此它只是在不宜装设安全阀的压力容器上使用。
3、防爆帽：
是一种断裂型安全泄压装置。
它的样式较多，但基本作用原理一样，它的主要元件是一个一端封闭、中间具有一薄弱断面的厚壁短管。
当容器的压力超过规定时，防爆帽即从薄弱断面处断裂，气体从管孔中排出。
为了防止防爆帽断裂后飞出伤人，在它的外面应装有保护装置
二、压力表
压力表是测量压力容器中介质压力的一种计量仪表。
压力表的种类较多，有液柱式、弹性元件式、活塞式和电量式四大类。
压力容器大多使用弹性元件式的单弹簧管压力表。
1、压力表的选用（应注意以下问题）：
量程装在锅炉、压力容器上的压力表，其最大量程（表盘上刻度极限值）应与设备的工作压力相适应。
测量精度压力表的精度是以允许误差占表盘刻度极限值的百分数来表示的。
表盘直径为了使操作人员能准确地看清压力值，压力表的表盘直径不应过小。
2、压力表的安装
安装压力表时，为便于操作人员观察，应将压力表安装在最醒目的地方，并要有充足的照明，同时要注意避免受辐射热、低温及震动的影响；
装在高处的压力表应稍微向前倾斜，但倾斜角不要超过30°
。
压力表接管应直接与容器本体相接，为了便于卸换的校验压力表，压力表与容器之间应装设三通旋塞，旋塞应装在垂直的管段上，并要有开启标志，以便核对与更换。
蒸汽容器，在压力表与容器之间应装有存水弯管。
盛装高温、强腐蚀及凝结性介质的容器，在压力表与容器之间应装有隔离缓冲装置。
3、压力表的使用
使用中的压力表，应根据设备的最高工作压力，在它的刻度盘上划明警戒红线，但不要涂画在表盘玻璃上，以免玻璃转动使操作人员产生错觉，造成事故。
未经检验合格和无铅封的压力表均不准安装使用。
4、压力表的维护
压力表应保持洁净，表盘上玻璃要明亮透明，使表内指针指示的压力值能清楚易见。
压力表的接管要定期吹洗。
压力表一般每半年校验一次，校验后的压力表应加铅封，并注明下次校验日期或校验有效期。
在容器运行期间，如发现压力表指示失灵，刻度不清，表盘玻璃破裂，泄压后指针不回零位，铅封损坏等情况，应立即校正或更换。
三、液面计
液面计也是压力容器的安全附件。
一般压力容器的液面显示多用玻璃板液面计。
石油化工装置的压力容器，如各类液化石油气体的储存压力容器，选用各种不同作用原理、构造和性能的液位指示仪表。
介质为粉体物料的压力容器，多数选用放射性同位素料位仪表，指示粉体的料位高度
注意：
液面计有下列情况之一的，应停止使用：
①超过检验周期；
②玻璃板（管）有裂纹、破碎；
③阀件固死；
④经常出现假液位。
第二章锅炉概述
2.1锅炉的定义
利用燃料燃烧释放的热能或其他热能加热水或其他工质，以生产规定参数（温度、压力）和品质的蒸汽、热水或其他工质的设备
2.2锅炉的分类
由于工业锅炉结构形式很多，且参数各不相同，用途不一，所以我国还没有一个统一的分类规则。
其分类方法是根据所需要求不同，分类情况就不同，常见的有以下几种。
①按用途分类：
工业锅炉：
用于工业生产
生活锅炉：
用于采暖和热水供应
火管（烟管）锅炉：
一种管内走火或者走烟，管外是水的锅炉
②按结构分类：
水管：
正好与上述相反的锅炉（目前使用的多数是水管锅炉）
自然循环：
依靠管内工质密度差提供水循环的动力
③按工质循环原理分类：
强制循环：
除依靠工质密度差，主要依靠循环泵提供水循环的动力
直流循环：
循环动力和强制循环一样
层燃锅炉（火床燃烧锅炉）
④按燃烧方式分类：
室燃炉、旋风炉、流化床炉
常压锅炉（无压锅炉,就是在一个正常大气压下工作的锅炉）
低压锅炉（压力小于等于2.5MPa）
中压锅炉（压力小于等于3.9MPa）
高压锅炉（压力小于等于10.0MPa）
⑤按压力分类：
超高压锅炉（压力小于等于14.0MPa）
亚临界锅炉（压力介于17—18MPa）
超临界锅炉（压力介于22--25MPa
2.3锅炉爆炸的后果
根据《锅炉、压力容器事故的报告办法》的规定，按照设备损失的程度，模块锅炉与压力容器的事故可分为3类：
（1）一般事故。
部件有损坏但不严重，一般不需要停止运行进行修理的事故。
它与重大事故的主要区别在于：
受压元件或其他主要部件是否损坏，是否需要立即进行大修。
（2）重大事故。
模块锅炉与压力容器的受压部件或其他主要部件严重损坏，被迫停止运行，需进行大修的事故属于重大事故。
其与爆炸事故的重要区别就是：
压力不是瞬间降到大气压，而是存在一个泄压过程。
（3）爆炸事故。
锅炉与压力容器在使用中发生破裂，使压力瞬间降为大气压的事故，事故发生时，设备中所蕴藏着的巨大能量瞬间释放完毕的过程即为爆炸。
爆炸事故会摧毁设备、建筑、造成人员伤亡，后果十分严重。
2.4锅炉爆炸的原因
（1）超压破裂。
锅炉运行压力超过最高许可工作压力，使元件应力超过材料的极限应力。
超压工况常因安全泄放装置失灵、压力表失准、超压报警装置失灵，严重缺水事故处理不当而引起。
（2）过热失效。
钢板过热烧坏，强度降低而致元件破坏。
通常因锅炉缺水干烧。
结垢太厚，锅水中有油脂或锅筒内掉人石棉橡胶扳等异物等原因引起。
（3）腐蚀失效。
因苛性脆化使元件强度降低。
（4）裂纹和起槽。
元件受交变应力作用，产生疲劳裂纹，又由腐蚀综合作用，开成槽状减薄。
（5）水击破坏。
因操作不当引起汽水系统水锤冲击，使受压元件受到强大的附加应力作用而失效。
（6）修理、改造不合理。
造成锅炉爆炸的隐患。
（6）先天性缺陷。
设计失误，结构受力、热补偿、水循环、用材、强度计算、安全设施等方面严重错误。
制造失误，用错材料、不按图施工、焊接质量低劣、热处理、水压试验等工艺规范错误等引起。
2.5锅炉爆炸的预防
为了杜绝锅炉发生爆炸事故，在运行中还要做到以下几点：
（1）防止超压措施：
合理设置、定期调校、正确维护安全阔、压力表、水位表；
（2）防止过热措施：
合理设置、监视、维修、冲洗水位表，防止缺水，防止结垢和异物、油脂进入锅筒；
（3）防止腐蚀措施：
水质指标应符合国家有关技术法规和标准，加强维修保养；
（4）防止槽裂：
不骤冷骤热，减少交变应力，检查易起槽部位，及时修理；
（5）防止水击：
注意汽水系统的疏水，保持水位稳定。
无水位异常情况；
（6）加强设计审查、制造监检和修理、改造的审批工作，铲除事故隐患。
第三章锅炉事故分类及分析
3.1压力容器事故分类和事故分级
3.1.1事故与故障的概念
事故系指故障引起的人身伤亡和物质财富的毁损；
故障系指设备或系统丧失其功能的事件和现象
3.1.2锅炉事故的种类
1.爆炸事故
锅炉的主要承压部件—锅筒、集箱、炉胆、管板等发生的破裂爆炸事故。
这种事故常导致设备、厂房损坏和人身伤亡.造成重大很失。
2.重大事故
指锅炉无法维持正常运行而被迫停沪的事故.主要有缺水事故、满水事故、汽水共腾、护管姆破、过热器管报坏、省煤器管报坏等.这类事故虽不及前者那样严重，但也常常造成设备报坏和人身伤亡，并使锅炉被迫停运，造成严重经济报失。
3.一般事故
指在运行中可以排除的事故或经过短哲停炉即可排除的事故，其影响和损失较小。
3.1.3锅炉事故的分级
根据生产安全事故（以下简称事故）造成的人员伤亡或者直接经济损失，事故一般分为以下等级：
（一）特别重大事故，是指造成30人以上死亡，或者100人以上重伤（包括急性工业中毒，下同），或者1亿元以上直接经济损失的事故；
（二）重大事故，是指造成10人以上30人以下死亡，或者50人以上100人以下重伤，或者5000万元以上1亿元以下直接经济损失的事故；
（三）较大事故，是指造成3人以上10人以下死亡，或者10人以上50人以下重伤，或者1000万元以上5000万元以下直接经济损失的事故；
（四）一般事故，是指造成3人以下死亡，或者10人以下重伤，或者1000万元以下直接经济损失的事故。
3.2锅炉事故原因分析
由于锅炉工作条件的特殊性，如高温，高压，介质具有强腐蚀性，毒性及易燃易爆性等，必然增大事敌的发生概率，而且事故一旦发生，具有很强的破坏性，给人民的生命财产安全构成巨大威胁，因此，锅炉从设计，制造，安装，运行，检验修理和改适，直至报废整个生命周期中.运用系统工程的观点，进行严格的监察和管理，对压力容器在运行过程中的危险因素进行分析，以指导锅炉的设计，制造，.运行管理，确保锅炉的安全可靠，防止事故的发生。
运用安全学原理的相关理论，我们知道压力容器发三个部分事故的直接原因一般有两种：
即锅炉本身的不安全因素和操作人员的不安全行为以及管理上的失误。
锅炉本身的不安全因素主要来源于设计和制造过程的缺陷；
认得不安全行为则体现在锅炉的运行该过程中人的主观操作；
管理缺陷则表现为锅炉安全技术的安全技术管理，运行管理，定期检验和安全等级评定等。
综合分析，锅炉发生事故的主要原因包括：
设计错误，结构不合理，选材不当，强度不足，制造缺陷，安装不符合技术要求，安全附件选型错误，以及运行中的超压，超温，超负荷和操作不当，没有执行在用压力容器定期检验和安全等级评定，导致锅炉失效，从而引发事故。
锅炉的操作条件的频繁波动，对锅炉的抗疲劳破坏性能不利，过高的加载速度会降低材料的断裂韧性，即使锅炉存在微小缺陷，也可能在压力的快速冲击而发生脆性断裂。
锅炉运行过程中如果发生误操作，过量充载且安全保护装置失效，都会导致锅炉的压力升高，以至于超载，进而可能引发爆炸事故.
3.3锅炉的安全运行
锅炉的安全运行首先要求其安全可靠，合理使用和严格管理是提高锅炉的安全可靠性，保证其安全运行的重要条件。
安全使用包括正确的操作，维护保养和定期检修等方面。
第四章锅炉安全事故案例
一、事故经过
1979年3月1日，天津大港电厂1台300MW发电机组亚临界锅炉在运行中发生炉膛爆炸。
该锅炉系从意大利进口，额定蒸发量为1025t/h，额定蒸汽压力17.8MPa，额定蒸汽温度540/540℃。
事故发生前，锅炉控制室接到中心调度室的命令，要求发电机组减负荷20MW，在尚未进行操作，发现锅筒水位下降，蒸汽压力下降到10MPa。
而燃油和总风量却同时上升，燃油量由43t/h增至50t/h，各风压表指示均达最大值。
锅炉操作人员发现异常，立即进行处理，给水切为手动，水位由-100mm调整到正常水位；
主控制器切为手动未成；
燃油切为手动，燃油量回落到43t/h。
在进行处理的同时又发现，2台送风机导向板开度已达100%，所有风压表指示已达最大值；
火焰电视显示无火焰，2个火焰扫描器指示灯却亮着，当即按下电视伸进按钮以消除摄影机未伸进的可能性，火焰扫描器指示灯仍然未灭，当即判断燃烧不正常是由于送风挡板自动失灵，进风量过大造成。
将送风自动切为手动，并将挡板关小。
由于燃烧不好，汽压继续下降，负荷也自动下降。
当送风挡板关到40%位置时，各风压表指示仍在最大值附近摆动。
此时一声巨响，发生炉膛爆炸，“火焰故障”自动跳闸。
事故发生后，炉膛甲乙两侧燃烧器的风箱的风道均被炸开，甲侧比乙侧严重；
甲侧空气预热器出口风道变形，乙侧空气预热器出口风道破裂；
烟气再循环入口烟道和部分伸缩节也有损坏；
燃油变压器的电缆遭到破坏。
直接经济损失40万元，停发电半年。
二、事故原因分析
1、锅炉烟道出口挡板既无操作机构，又无固定装置，锅炉运行时烟道挡板自行关闭。
由于锅炉运行时烟道产生震动，而烟气流动时对挡板形成一个自行关闭的趋势。
同时，挡板结构上10个中轴的曲臂和公共连杆自重较大，对挡板也产生一个自行关闭的力矩。
挡板关闭后，炉膛燃烧产物无法排出，造成炉膛压力升高，燃烧恶化。
由于正常燃烧工况遭到破坏，蒸汽压力和负荷下降，自动调节系统动作，加大给油（由43t/h增至50t/h）和进风（各风压表指示均达最大值），进一步恶化了燃烧工况，造成炉膛灭火。
灭火后并未立即切断给油与进风，使炉膛中的油与空气混合物达到爆炸极限。
此时炉膛第一层燃烧器的点火装置仍在运行以及炉膛灭火后炉墙的高温蓄热，引起炉膛爆炸，是一起典型炉膛灭火而引发的炉膛爆炸事故。
2、炉膛超压保护装置未投入使用。
该锅炉设计有炉膛超压保护装置，从试运行直至事故前，该保护装置由于未调试好，一直未投入使用。
按超压保护要求，当炉膛压力超过6kPa时，自动立即切断给油与送风。
但由于未投入炉膛超压保护装置，烟道挡板关闭，炉膛压力超过了规定值，无法自动切断给油与送风，进一步恶化了燃烧工况，造成灭火爆炸。
3、燃烧器的火焰扫描器灵敏度未进行调整，不能反映燃烧器运行状态。
当燃烧恶化，电视显示无火焰时，火焰扫描器的指示灯却依然亮着。
为操作人员正确判断延误了时间。
4、由于相关保护装置或未投入，或灵敏度未调试，不能为操作人员判断提供正确信息，致使操作人员错误判断炉膛燃烧不好是由于送风机挡板失灵所致，错过了采取紧急措施的时机。
结论
鉴于锅炉设备具有发生爆炸或泄漏，造成人身伤害，环境污染，设备建筑物毁坏事故的危险性，因此从给锅炉的设计、制造、安装、使用、检修、修理、改造直至报废，应该依据相关法律法规及标准规范，引入考考行设计、优化设计、质量管理、模糊综合评价等现代安全设计和安全管理技术，结合遗忘事故统计数据资料，对锅炉生命周期的危险因素进行全面分析，制定有效的预防和控制措施，确保锅炉的安全运行和系统功能的正常发挥。
在我看来，不断提高技术素质和科学管理水平，加强锅炉安全工程和压力容器事故原因分析技术的科研是很重要的。
升级会员 