第五章化工機械設備.ppt

第五章化工機械設備安全技術 第一節(jié)通用機械安全技術概論 第二節(jié)工業(yè)鍋爐安全技術 第三節(jié)壓力容器安全技術 第四節(jié)氣瓶和管道安全技術 第五節(jié)化工設備檢修安全技術 第六節(jié)案例分析與討論 機械設備是實現(xiàn)化工生產必不可少的組成部分 一般說來 可以將其分成為兩大部分 一個是通用設備與及機器部分 另外還有就是化工 專用 設備與機器部分 前者使用較多的有鍋爐 起重機械等 后者包括化工靜設備 如化工容器 換熱器 反應器 塔器 管式爐等 其中相當一部分是壓力容器 和化工機器 如氣體壓縮機 機泵 風機 離心機等 其中有相當數(shù)量屬于特種設備 如鍋爐 壓力容器 氣瓶 起重設備及壓力管道等 第一節(jié)通用機械安全技術概論 一 機械產生的危險 1 機械危害 是機械能的非正常轉化或傳遞 形狀和表面性能 相對位置 質量與穩(wěn)定性 質量與速度 加速度 機械強度不夠 彈性元件的勢能2 非機械危害 電氣危險 噪聲 振動 輻射 溫度 材料或物質 二 機械安全通用技術 1 設計與制造的本質安全措施 1 采用本質安全技術 2 限制機械應力 3 材料和物質的安全性 4 遵循安全人機工程學原則 5 設計控制系統(tǒng)的安全原則 6 防止氣動和液壓系統(tǒng)的危險 7 預防電危害2 減少或限制操作者涉入危險區(qū) 三 安全防護措施 1 安全防護含義 是指通過設置物體障礙方式將人與危險隔離的專門用于安全防護的裝置 目的是防止機械在運行時產生各種對人員的接觸傷害 防護裝置 通過設置物體障礙方式將人與危險隔離的專門用于安全防護的裝置 2 類型固定式 活動式 安全裝置 是指用于消除或減小機械傷害風險的單一裝置 1 聯(lián)鎖裝置 2 止 動裝置 3 雙手操縱裝置 4 自動停機裝置 5 機械抑制裝置 6 有限運動控制裝置 第二節(jié)工業(yè)鍋爐安全技術 鍋爐是生產蒸汽的設備 它把燃料的化學能轉變?yōu)闊崮?再利用熱能產生蒸汽 鍋爐包括 鍋 鍋內系統(tǒng)或水汽系統(tǒng)由一系列容器和管道組成 水汽在內部流動并不斷吸熱爐 爐內系統(tǒng)或煙風煤系統(tǒng) 是燃料燃燒 煙氣流動并向水汽傳熱的場所其他輔助設備 一系列輔機 附件 儀表等 鍋爐的危險因素 鍋爐在運行時 不僅要承受一定的溫度和壓力 而且要遭受介質的侵蝕和飛灰磨損 因此具有爆炸的危險 如果鍋爐在設計制造及安裝過程中存在缺陷或因年久失修 或違反操作規(guī)程都可能出現(xiàn)嚴重的事故 人民網1月7日電2002年1月6日上午8 30左右 江蘇泰興市泰興鎮(zhèn)商井浴室發(fā)生一起惡性鍋爐爆炸事故 造成1死4傷的慘劇 死者和受輕傷的3名傷者均為和浴室僅一墻之隔的泰興市五金塑膠廠職工 另一名重傷者是浴室請來的鍋爐維修工 燒傷面積達50 左右 生命隨時會有危險 據有關部門初步判斷 事故發(fā)生和該浴室擅自將常壓鍋爐非法改造為帶壓鍋爐有關 頗具意味的是 就在2001年12月31日 有關部門剛剛對這家浴室的鍋爐運營狀況進行了安全檢查 記者在現(xiàn)場看到炸成兩截的鍋爐炸飛30多米遠 在浴室后面的居民區(qū)落了下來 陷在地里足有20厘米深 幸好落在了空地上 沒有傷到附近的居民 王歡 一 鍋爐安全的重要性1 鍋爐 壓力容器的工作條件承受壓力和溫度接觸腐蝕性介質容易超載連續(xù)運行2 鍋爐 壓力容器事故危害嚴重沖擊波碎片傷人介質外溢 造成事故 1 基本參數(shù) 1 鍋爐容量 額定蒸發(fā)量 在額定壓力 溫度下 連續(xù)運行時所必須保證的最大蒸發(fā)量 t h 噸 時 額定供熱量 在設計額定熱水溫度下 連續(xù)運行時所必須保證的最大產熱量 MW 兆瓦 2 蒸汽壓力 過熱器 再熱器出口處的過熱蒸汽壓力 MPa或 工程大氣壓 3 蒸汽溫度 出口處的過熱蒸汽的溫度 t 4 給水溫度 省煤器的進水溫度 t 二 鍋爐基本參數(shù)與分類 2 鍋爐分類 1 出口介質 蒸汽鍋爐和熱水鍋爐 2 容量 大 中 小型鍋爐 3 蒸汽壓力大小 低壓 中壓 高壓與超高壓鍋爐 4 燃料燃燒方式 層燃燒 沸騰爐和室燃爐 5 燃料種類和能源來源 燃油鍋爐 燃氣鍋爐 原子能鍋爐 廢熱鍋爐等 三 鍋爐安全裝置 含義 是指保證鍋爐安全運行而裝設在設備上的一種附屬裝置 又稱為安全附件 連鎖裝置 為防止操作失誤而設置的控制機構報警裝置 鍋爐運行中存在不安全因素致使鍋爐處于危險狀態(tài)時 能自動發(fā)出聲 光或其他明顯報警信號的儀器 計量裝置 是指自動顯示鍋爐運行中與安全有關的工藝參數(shù)或信息的儀表裝置 卸壓裝置 是指鍋爐超壓時能自動泄放壓力的裝置 其中安全閥 壓力表和水位計為三大安全附件 三 鍋爐安全裝置 1 安全閥作用 當鍋爐壓力超過預定的數(shù)值時 安全閥自動開啟 排汽瀉壓 將壓力控制在允許范圍內 同時發(fā)出警報 當壓力降到允許值時 安全閥又能自行關閉 使鍋爐在允許的壓力范圍內繼續(xù)運行 表5 1安全閥的類型 作用原理與結構特點 1 類型 圖5 2杠桿式安全閥裝置結構示意1 重錘 2 杠桿 3 杠桿支點 4 閥芯 5 閥座 6 排出管 7 容器或設備 圖5 1彈簧式安全閥裝置結構示意1 閥體 2 閥座 3 閥芯 4 閥桿 5 彈簧 6 螺帽 7 閥蓋 2 安全閥的選用購買有生產許可證的企業(yè)生產的產品 出廠產品要有合格證 根據容器特性選用安全閥 3 安全閥的安裝安全位置 垂直安裝 在鍋筒最高位置 且便于平時維護 連接方式 法蘭連接 螺紋連接 焊接連接 排放要求 排汽管直通安全地點 4 安全閥的維護保養(yǎng)經常保持清潔 防止銹蝕或堵塞經常檢查鉛封是否完好發(fā)現(xiàn)滲漏應及時更換或檢修定期對安全閥做手動排放試驗 2 壓力表顯示鍋爐汽水系統(tǒng)壓力大小的儀表 圖5 3壓力表安裝示意1 承壓設備 2 存水彎管 3 三通旋塞 4 壓力表 1 壓力表的選用 根據被測壓力的大小 安裝位置的高低 介質的性質 溫度 腐蝕性等 來選擇精度 量程 表盤大小和隔離裝置 2 壓力表的裝設 便于觀察 安裝在最醒目的地方 充足的照明 避免受熱輻射 低溫及震動的影響 3 壓力表的使用 根據最高工作壓力 在它的刻度盤上劃明警戒紅線 表面保持清潔 玻璃要透明 使表內指針壓力值清楚易見 按國家有關規(guī)定維護和校驗 3 水位表用來顯示鍋筒內水位高低的儀表 1 水位表的型號及適用范圍 2 水位表的安全技術要求 每臺鍋爐至少要裝設兩個彼此獨立的水位表 水位表要有明顯水位標志和防護裝置 水位表要按照規(guī)定維護保養(yǎng) 四 鍋爐安全運行與管理 1 鍋爐房獨建 與其他建筑物距離符合安全要求2 使用鍋爐要有完備的手續(xù) 按照程序操作3 遇有情況應該立即停爐4 加強日常維修保養(yǎng) 提高設備的完好率 五 鍋爐常見事故 三種 及處理措施爆炸事故 重大事故 一般事故 1 爆炸事故 是指鍋爐中的主要受壓部件如鍋筒 聯(lián)箱 爐膽 管板等發(fā)生破裂爆炸的事故 造成爆炸事故的原因 鍋爐超壓 由于安全閥 壓力表不齊全或損壞 操作人員對指示儀表監(jiān)視不嚴或操作失誤 如誤關閉或關小出汽閥門 致使受壓元件超壓引起爆炸 存在缺陷 鍋爐主要受壓元件存在缺陷 如裂紋 腐蝕 嚴重變形 組織變化等 承壓能力大大降低 使鍋爐在正常工作壓力下突然發(fā)生破裂 超溫 鍋爐嚴重缺水 未按照規(guī)定立即停爐 而匆忙上水 致使金屬性能與組織變化喪失承載能力而破裂 2 重大事故 主要有7種 1 缺水事故 當鍋爐水位低于最低許可水位時稱為缺水 主要原因 違規(guī)脫崗 工作疏忽 判斷錯誤或誤操作 水位測量或警報系統(tǒng)失靈 自動給水控制設備故障 排污不當或排污設施故障 加熱面損壞 負荷驟變 爐水含鹽量過大 預防措施 嚴密監(jiān)測水位 定期校對水位表和水位警報器 發(fā)現(xiàn)缺陷及時消除 注意觀察是否有缺水現(xiàn)象 缺水時水位表玻璃管 板 呈白色 注意監(jiān)視和調整給水壓力和給水流量 與蒸汽流量相適應 排污應按規(guī)程要求 每開一次排污閥 時間不超過30s 排污后關閉閥門 并檢查排污閥門是否泄漏 監(jiān)視汽水品質 控制爐水含量 2 重大事故 主要有7種 2 滿水事故 鍋爐水位超過了最高安全水位刻度線稱為滿水 主要原因 違規(guī)脫崗 工作疏忽 違章操作或誤操作 水位表和水旋塞缺陷及水連接管堵塞 自動給水控制設備故障或自動給水調節(jié)器失靈 鍋爐負荷降低 未能及時減少給水量 預防措施 如果是輕微滿水 應先關小鼓風機和引風機的調節(jié)門 使燃燒減弱 停止給水 開啟排污閥們放水 直到水位正常后 再關閉所有放水閥門 恢復正常運行 如果是嚴重滿水 首先應按緊急停爐程序停爐 停止給水 開啟排污閥門放水 開啟蒸汽母管及過熱器疏水閥門 迅速疏水 水位正常后 關閉排污閥門和疏水閥門 再生火運行 2 重大事故 主要有7種 3 汽水共騰 當鍋爐內水位波動幅度超過正常情況 水面翻騰程度異常劇烈的情況稱為汽水共騰 主要原因 鍋爐水質不達標 沒有及時排污或排污不夠 造成鍋水中鹽堿含量過高 鍋水中油污或懸浮物過多 負荷突然增加 預防措施 降低負荷 減少蒸發(fā)量 開啟表面連續(xù)排污閥門 降低鍋內含鹽量 適當增加下部排污量 增加給水 使鍋水不斷調換新水 2 重大事故 主要有7種 4 鍋管爆炸 鍋爐運行中 水冷壁管和對流管發(fā)生爆炸稱之 主要原因 水質不符合要求 受飛灰磨損變薄 升火過猛 停爐過快 使鍋管受熱不均勻 造成焊口破裂 下集箱集泥垢未及時排除 阻塞鍋管水循環(huán) 鍋管得不到冷卻而過熱爆破 預防措施 加強水質檢測 定期檢查鍋管 按照規(guī)定升火 停爐及防止超負荷運行 2 重大事故 主要有7種 5 水擊事故 當管道承受的壓力驟然升高 發(fā)生猛烈振動并發(fā)出巨大聲響 主要原因 閥門急速開啟而引起 水泵緊急啟動或緊急停車 使出口壓力產生急變時 沿管道流動水中異物擋在閥門上而使閥門突然閉塞時 急速關閉球形閥 給水栓時 預防措施 給水管道發(fā)生水擊時 可適當關小給水控制閥門 當蒸汽管道發(fā)生水擊時 應減小供氣 開啟水擊段疏水閥門 省煤器發(fā)生水擊 應開啟旁路門 關閉煙道門 2 重大事故 主要有7種 6 爐膛爆炸 在燃氣 燃油鍋爐或煤粉爐中 當爐膛內的可燃物質與空氣混合物的濃度達到爆炸極限時 遇明火就會爆炸 爐膛爆炸與鍋爐爆炸的區(qū)別 鍋爐爆炸是鍋筒破裂及水蒸汽突然膨脹產生巨大能量的瞬時釋放 爐膛爆炸則是可燃物在爐膛內的瞬時燃爆現(xiàn)象 主要原因 在設計上缺乏可靠的點火裝置及可靠的熄火保護裝置及聯(lián)鎖 報警和跳閘系統(tǒng) 爐膛及剛性梁結構抗爆能力差 制粉系統(tǒng)及燃油霧化系統(tǒng)有缺陷 在運行過程中操作人員誤判斷 誤操作 占爐膛爆炸事故總數(shù)的90 以上 還有因煙道閘板關閉而發(fā)生爐膛爆炸事故 閥門急速開啟而引起 預防措施 加強操作人員培訓 杜絕無證司爐獨立上崗 鍋爐爐膛安全保護動作后 必須進行吹掃 對不具備自動程序吹掃的爐膛 其爐膛吹掃操作由運行人員根據規(guī)程進行 運行人員完成吹掃操作后再按吹掃完成按鈕 以便經一定時延后保護回路 或裝置 自行復歸 鍋爐點火前必須開動鼓風機 引風機給鍋爐通風5 10min 以清除爐膛及煙道中的可燃物質 2 重大事故 主要有7種 7 尾部煙道二次燃燒 主要發(fā)生在燃油鍋爐上 鍋爐尾部煙道積存一些可燃物自行著火燃燒的現(xiàn)象 主要原因 燃燒不完全時 部分可燃物隨著煙氣進入尾部煙道 積存于煙道內或粘附在尾部受熱面上 在一定條件下這些可燃物自行著火燃燒 預防措施 提高燃燒效率盡可能減少不完全燃燒 減少鍋爐的啟停次數(shù) 加強尾部受熱面的吹灰 保證煙道各種門孔及煙風擋板的密封良好 在燃油鍋爐的尾部煙道上應裝設滅火裝置 2 重大事故 主要有7種 其他還有 省煤器損壞過熱器損壞鍋爐結渣等 3 一般事故在運行中可以排除或經過短暫停爐可以排出的事故 屬于一般事故 其損失比較小 蒸汽鍋爐運行中遇有下列情況之一時 應立即停爐 鍋爐水位降到規(guī)定的水位極限以下時 不斷加大向鍋爐給水及采取其他措施 但水位仍繼續(xù)下降時 鍋爐水位已經升到運行規(guī)程規(guī)定的水位上位極限以上時 給水機械全部失效 水位表或安全閥全部失效 鍋爐元件損壞 危機運行人員安全 燃燒設備損壞 爐膛倒塌或鍋爐構架被燒紅 其它異常運行情況 第三節(jié)壓力容器安全技術 圖5 4壓力容器的結構組成1 筒身 2 封頭 3 支座 4 人孔 5 接管 6 液位計 一 壓力容器的特點 1 應用廣泛 塔 器 釜 槽 罐2 操作條件復雜 p atm 200atmt 196 1000 3 安全要求高 換熱器 二 壓力容器的分類 按工作壓力分類 MPa 低壓 0 1 1 6 中壓 1 6 10 高壓 10 100 超高壓 100 1000 按用途類 反應Reaction 換熱Exchange 儲運Container 分離Separation 按危險性分類 一類 二類 三類 三 壓力容器的安全裝置 1 安全裝置的設置原則 1 壓力容器均應裝設泄壓裝置 2 若容器上的安全閥安裝后不能可靠地工作 應裝設爆破片或采用爆破片與安全閥組合結構 3 壓力容器最高工作壓力低于壓力源壓力時 在通向壓力容器進口的管道上必須裝設減壓閥 如果因介質條件影響到減壓閥可靠地工作時 可用調節(jié)閥代替減壓閥 在減壓閥或調節(jié)閥的低壓側 必須裝設安全閥和壓力表 三 壓力容器的安全裝置 2 幾種常見的安全裝置安全閥 見鍋爐安全閥 爆破片壓力表液面計顯示容器內液面位置變化情況的裝置 圖5 5壓力容器正拱型爆破片的受力示意 安全泄壓裝置 計量顯示裝置 液面計 1 介質 溫度和壓力的要求 2 安裝使用前 進行公稱壓力試驗 3 低溫寒冷地區(qū)的液面計要求 4 針對易燃 毒性 高危介質 5 便于觀察的要求 6 維護與管理 四 壓力容器的安全運行與管理 1 壓力容器工藝參數(shù)選擇原則2 壓力容器的操作維護3 異常情況處理4 壓力容器的安全管理 壓力容器一定要定期檢查 定期檢查的內容 1 外部檢查 保溫層 防腐層 銘牌是否完好 外表面有無裂紋 變形 腐蝕和局部鼓包 焊縫 承壓元件及連接部位有無泄露 安全附件是否齊全 可靠 靈活好用 2 內外部檢查 停機時進行 外部檢驗全部內容 腐蝕 磨損 裂紋 襯里 壁厚測量 金相檢驗 化學成分分析 硬度測定 3 全面檢查 內 外檢驗全部內容 焊縫無損探傷 耐壓實驗 定期檢查的周期 1 周期的確定 根據容器的制造和安裝質量 使用條件 維護保養(yǎng)等情況確定 一般 一年一次外部檢查 三年一次內外部檢查 六年一次全面檢查 2 縮短周期的情況 腐蝕情況不明 或腐蝕速率大于0 25mm a 設計時確定的腐蝕數(shù)據嚴重不準確 材料焊接性能差 制造時曾多次返修 首次檢驗 使用期超過15年 經技術鑒定 應該縮短的 壓力容器類似鍋爐 是承受壓力的密閉容器 有些壓力容器盛裝可燃介質 一旦發(fā)生泄露 這些可燃氣體會立即與空氣混合并達到爆炸極限 若遇到火源即可導致二次爆炸火燃燒等連鎖反應 造成特大的火災 爆炸和傷亡事故 壓力容器的危險因素 第四節(jié)氣瓶和管道安全技術 一 氣瓶的安全使用 瓶結構示意1 瓶座 2 瓶底 3 筒體 4 瓶肩 5 瓶頸 6 瓶閥 7 螺母 8 保護帽 圖5 6氣瓶結構示意1 瓶座 2 瓶底 3 筒體 4 瓶肩 5 瓶頸 6 瓶閥 7 螺母 8 保護帽 1 氣瓶的分類 1 壓縮氣體氣瓶 2 液化氣體氣瓶 3 溶解氣體氣瓶 2 氣瓶的安全附件 1 安全泄壓裝置 防爆片 易熔塞 2 瓶 保護 帽 3 防震圈 3 氣瓶的顏色區(qū)別參考 氣瓶顏色標記 GB7144 1999 4 氣瓶的安全管理氣瓶安全不準充裝過量 防止不同性質的氣體混裝儲存安全專人負責 帳目清楚 嚴格進出庫制度 空瓶與實瓶分室儲存 實瓶要立放 氣瓶庫符合建筑防火規(guī)范要求 地下室不能儲存氣瓶 有明顯的安全標志 儲氣的氣瓶要戴好瓶帽 使用安全運輸安全 二 壓力管道安全技術 1 壓力管道的分類按照管道輸送介質種類分類 按照管道設計壓力分類 按照管道材質分類 2 管道連接方式及主要連接件法蘭連接連接方式螺紋連接焊接3 閥門球心閥閘閥旋塞閥蝶形閥針形閥 4 壓力管道的安全使用管理 貫徹執(zhí)行 壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定 勞動部勞部發(fā) 1996 140號 專業(yè)技術人員負責壓力管道安全管理工作 壓力管道及其安全設施必須符合國家有關規(guī)定 建立壓力管道技術檔案 并向上級管理部門登記 定期檢驗 檢修 對事故隱患及時采取措施進行整改 建立巡線檢查制度 建立搶救隊伍 并定期演練 按照有關規(guī)定報告壓力管道事故 協(xié)助調查和善后處理 5 壓力管道安全技術 1 管道的腐蝕及預防 2 管道的絕熱 3 管道防腐涂層6 管道的檢驗與驗收 1 強度與嚴密性檢驗 2 管道吹洗 3 定期檢驗 第五節(jié)化工設備檢修安全技術 一 化工設備檢修特點1 頻繁2 復雜3 危險性大 二 檢修安全管理1 組織領導2 檢修計劃的制定3 安全教育停工檢修的有關規(guī)定 進入設備作業(yè)的有關規(guī)定 動火的有關規(guī)定 動土的有關規(guī)定 科學文明檢修的有關規(guī)定 4 安全檢查 三 裝置的安全停車與處理1 停車操作及注意事項卸壓 降溫 排凈 2 停車后的安全處理隔絕 置換 吹掃與清洗 3 其他清理檢修現(xiàn)場和通道 切斷待檢設備的電源 及時與公用工程系統(tǒng) 水 電 氣 汽 聯(lián)系并妥善處置 安全交接 四 化工檢修中的特殊作業(yè)1 動火作業(yè)動火安全作業(yè)證制度 完善審批手續(xù) 置換動火的安全措施 動火點周圍10m以內不得存有易燃爆物品動火分析 取樣要有代表性 時間差不超過30min 超過重測 動火分析標準 可燃氣濃度小于爆炸下限 的1 10 帶壓不置換動火 化學工業(yè)部安全生產禁令中華人民共和國化學工業(yè)部令第10號在廣泛征求意見的基礎上 我部對 化學工業(yè)部搞好安全生產的必須和禁令 簡稱 四十一條禁令 進行了適當修改補充 現(xiàn)予發(fā)布實施 并更名為 化學工業(yè)部安全生產禁令 原 四十一條禁令 自即日起廢止 部長顧秀蓮一九九四年十月八日化學工業(yè)部安全生產禁令動火作業(yè)六大禁令一 動火證未經批準 禁止動火 二 不與生產系統(tǒng)可靠隔絕 禁止動火 三 不清洗 置換不合格 禁止動火 四 不消除周圍易燃物 禁止動火 五 不按時作動火分析 禁止動火 六 沒有消防措施 禁止動火 2 動土作業(yè)動土證 動土作業(yè)的注意事項 帶壓不置換動火 3 進入設備作業(yè)進入設備作業(yè)證制度 在設備外懸掛 設備內有人作業(yè) 進入設備作業(yè)的注意事項 安全隔離取樣分析罐外監(jiān)護用電安全個人防護設備內動火作業(yè)結束后的清理工作 化學工業(yè)部安全生產禁令中華人民共和國化學工業(yè)部令第10號在廣泛征求意見的基礎上 我部對 化學工業(yè)部搞好安全生產的必須和禁令 簡稱 四十一條禁令 進行了適當修改補充 現(xiàn)予發(fā)布實施 并更名為 化學工業(yè)部安全生產禁令 原 四十一條禁令 自即日起廢止 部長顧秀蓮一九九四年十月八日化學工業(yè)部安全生產禁令進入容器 設備的八個必須一 必須申請 辦證 并得到批準 二 必須進行安全隔絕 三 必須切斷動力電 并使用安全燈具 四