第三章物理化學(xué)

第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全2/1/20231化工廠安全貫穿于規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建廠、試車、投產(chǎn)的全過程。工廠的選地和布局、設(shè)備配置和結(jié)構(gòu)材料的微小變化都會對化工安全產(chǎn)生重大影響。本章討論化工廠設(shè)計(jì)和操作在安全方面的問題。第一節(jié)工廠的定位、選址和布局化工廠的建設(shè)應(yīng)根據(jù)城市規(guī)劃和工業(yè)區(qū)規(guī)劃的要求，按經(jīng)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)計(jì)劃任務(wù)書指定的地理位置選擇廠地。危險(xiǎn)和防護(hù)的一般考慮在工廠的定位、選址和布局中，會有各式各樣的危險(xiǎn)。典型的一級危險(xiǎn)有：

2/1/20232有易燃物質(zhì)存在；12345678910二級危險(xiǎn)為：①火災(zāi)②③④⑤⑥2/1/20233對以上二種危險(xiǎn)，可設(shè)三道防護(hù)體。第一道防護(hù)體是為了解決一級危險(xiǎn)，并防止二級危險(xiǎn)的發(fā)生。有助于構(gòu)筑第一道防護(hù)體的內(nèi)容，如：⑴根據(jù)主導(dǎo)風(fēng)的風(fēng)向⑵為人員對于二級危險(xiǎn)，為了把生命和財(cái)產(chǎn)的損失降至最小程度，需要實(shí)施第二道防護(hù)線，在工廠的選址和規(guī)劃方面采取一些步驟，如：⑴把最危險(xiǎn)的區(qū)或與人員最常在的區(qū)域隔離開；⑵在關(guān)鍵部位安放滅火器材，不管預(yù)防措施如何完善，但仍有人身傷害事故發(fā)生。第三道防護(hù)線是提供有效的急救和醫(yī)療設(shè)施，使受到傷害的人員得到迅速救治。下面先討論自然的方法：⑴地形是規(guī)劃安全時(shí)可以利用的一個(gè)因素?？蛇m當(dāng)利用這個(gè)地理特征（位置）作為安全工具為我們服務(wù)排除這些危險(xiǎn)氣體，要有充足的水源。2/1/20234⑵主導(dǎo)風(fēng)向是另一個(gè)重要的自然因素。風(fēng)并不總是沿著主導(dǎo)的方向吹，但是選址和布局所做的是多重選擇最佳的一種。⑶人工智能也可以提供一些強(qiáng)化安全的要素，隔開距離就是這樣的一種要素。隔開距離實(shí)現(xiàn)不同危險(xiǎn)之間以及危險(xiǎn)和人之間的隔離（如燃燒爐和向大氣排放的釋放閥之間以及高壓容器和操作室之間，都要隔開一段距離）。作為安全工具，可以設(shè)計(jì)和配置一些物理設(shè)施，如救火水系統(tǒng)、安全噴射器、急救站等。以備對付危險(xiǎn)之用。工廠的定位問題化工廠的定位，一般遵循以下基本原則：⑴有原料⑵有貯運(yùn)⑶⑷⑸2/1/20235工廠應(yīng)避免定位在下列地區(qū)：⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺工廠定位時(shí)除了謹(jǐn)遵以上禁忌外，考慮德更多的是經(jīng)濟(jì)問題。工廠選址的安全問題廠地的安全可靠主要涉及工程地質(zhì)條件的優(yōu)劣，廠區(qū)范圍能否避免由于鄰近企業(yè)發(fā)生事故時(shí)而引起火災(zāi)危害；能否便于治理“三廢”以及同外界的聯(lián)系與協(xié)作等因素。選擇廠地的基本安全要求是：⒈有良好的工程地質(zhì)條件。2/1/202362.在沿江河、海岸布置時(shí)，應(yīng)位于臨江河、城鎮(zhèn)和重要橋梁、港區(qū)、船廠、水源地等重要建筑物下游。3.避開爆破危險(xiǎn)區(qū)、采礦崩落區(qū)及有洪水威脅的地域。4.有良好的衛(wèi)生氣象條件，考慮季節(jié)風(fēng)向、臺風(fēng)強(qiáng)度、雷擊等影響和危害。5.與臨近企業(yè)的關(guān)系，要趨利避害廠址布置應(yīng)在火源的下風(fēng)側(cè)，毒性及可燃物質(zhì)的上風(fēng)側(cè)。6.要便于合理配置供水、排水、供電、運(yùn)輸系統(tǒng)及其他公用設(shè)施。四.工廠布局的安全問題。工廠廠區(qū)一般可劃為以下六個(gè)區(qū)塊：工藝裝置區(qū)；罐區(qū)；公用設(shè)施區(qū)；運(yùn)輸裝卸區(qū)；管理區(qū)。1.*工藝裝置區(qū)（各種工藝裝置、設(shè)備、建筑物等）加工單元可能是工廠中最危險(xiǎn)的區(qū)域。加工單元應(yīng)該離開工廠邊界一定的距離，應(yīng)該是集中而不是分散的分布。（1）.要注意產(chǎn)區(qū)內(nèi)主要的火源和主要的人口密集區(qū)，由于易燃或毒性物質(zhì)釋放的可能性，加工單元應(yīng)該置于上述兩的下風(fēng)區(qū)。（2）.過程單元除應(yīng)該集中分布外，還應(yīng)注意區(qū)域不宜太擁擠。因?yàn)椴煌^程單元間可能會有交互危險(xiǎn)性，過程單元間要有隔開一定的距離。（3）.對于過程單元本身的安全評價(jià)，比較重要的因素有（52頁）：①操作溫度2/1/20237四.工廠布局的安全問題。工廠廠區(qū)一般可劃為以下六個(gè)區(qū)塊：工藝裝置區(qū)；罐區(qū)；公用設(shè)施區(qū)；運(yùn)輸裝卸區(qū)；管理區(qū)。1.*工藝裝置區(qū)（各種工藝裝置、設(shè)備、建筑物等）加工單元可能是工廠中最危險(xiǎn)的區(qū)域。加工單元應(yīng)該離開工廠邊界一定的距離，應(yīng)該是集中而不是分散的分布。（1）.要注意產(chǎn)區(qū)內(nèi)主要的火源和主要的人口密集區(qū)，由于易燃或毒性物質(zhì)釋放的可能性，加工單元應(yīng)該置于上述兩的下風(fēng)區(qū)。（2）.過程單元除應(yīng)該集中分布外，還應(yīng)注意區(qū)域不宜太擁擠。因?yàn)椴煌^程單元間可能會有交互危險(xiǎn)性，過程單元間要有隔開一定的距離。（3）.對于過程單元本身的安全評價(jià)，比較重要的因素有（52頁）：①操作溫度2/1/202382.罐區(qū)貯存容器，比如貯罐；是需要特別重視的裝置。因罐區(qū)都存在危險(xiǎn)，容器能看釋放出大量的毒性或易燃性的物質(zhì)，所以要遠(yuǎn)離車間（人群）和將置于工廠的下風(fēng)區(qū)域。區(qū)域?yàn)槲ｋU(xiǎn)區(qū)標(biāo)識。它的布局有以下三個(gè)基本問題：⑴⑵⑶以上三個(gè)問題密切關(guān)系的是貯罐的兩個(gè)重要的危險(xiǎn)，罐殼可能破裂，很快釋放出全部內(nèi)容物；當(dāng)含有水層的貯罐加熱高過水的沸點(diǎn)時(shí)會引起物料過沸。罐區(qū)和辦公室。輔助生產(chǎn)區(qū)之間要保持足夠的安全距離。事故案例：2/1/202393.公用設(shè)施區(qū)公用設(shè)施區(qū)應(yīng)該遠(yuǎn)離工藝裝置區(qū)、罐區(qū)和其他危險(xiǎn)區(qū)，以便遇到緊急情況時(shí)仍保證水、電、汽等的正常供應(yīng)。ａ、管線布置要合理，ｂ、必須保證這些裝置至少能從兩個(gè)方向接近工廠的關(guān)節(jié)點(diǎn)ｃ、鍋爐設(shè)備和配點(diǎn)設(shè)備可能會成為引火源，應(yīng)該設(shè)置在易燃體設(shè)備設(shè)備的上風(fēng)區(qū)域。ｄ、冷卻塔釋放出的煙霧會影響人的視體。也不應(yīng)靠近鐵路、公路或其他公用設(shè)施。4.運(yùn)輸裝卸區(qū)良好的工廠布局不允許鐵路支線通過廠區(qū)，可以把鐵路支線規(guī)劃在工廠邊緣地區(qū)解決這個(gè)問題。在裝卸臺上可能會發(fā)生毒性或易燃物的濺灑，裝卸設(shè)施應(yīng)該設(shè)置在工廠的下風(fēng)區(qū)域，最好是邊緣地區(qū)。(與居民區(qū)、公路和鐵路要保持一定的安全距離)。2/1/2023105、輔助生產(chǎn)區(qū)(包括機(jī)修、鍛壓及熱處理車間、化驗(yàn)室、電站等)維修車間和研究室要運(yùn)暢工藝裝置區(qū)和罐區(qū)。廢水處理裝置工廠各處流出的毒性或易物匯集的終點(diǎn)，應(yīng)該置于工廠的下風(fēng)遠(yuǎn)程區(qū)域?？梢园鸯褵隣t置于工廠的側(cè)面風(fēng)區(qū)域。管理區(qū)每個(gè)工廠都需要一些管理機(jī)構(gòu)。(辦公樓、汽車庫、食堂、浴室等)主要辦事機(jī)構(gòu)盡可能與工廠的危險(xiǎn)區(qū)隔離(為事沒必要進(jìn)入廠區(qū)，干部不熟悉工廠危險(xiǎn)的性質(zhì)和區(qū)域，抽煙會危及工廠的安全)。把管理干部和危險(xiǎn)分開會改善工廠的安全狀況。2/1/202311以下幾點(diǎn)值得注意:液體或蒸氣易燃物的源頭從火險(xiǎn)考慮不應(yīng)設(shè)置在坡上。鍋爐房、變電站、泵站應(yīng)該設(shè)置在高地;設(shè)置物理屏障系統(tǒng)，以防火險(xiǎn)擴(kuò)散。歸納:工藝生產(chǎn)裝置區(qū)及儲存區(qū)是主要的潛在危險(xiǎn)區(qū)，必需慎重考慮合理布置、以保證安全。2/1/202312第二節(jié)、化工工藝設(shè)計(jì)工藝流程圖工藝流程圖繪制是化工廠設(shè)計(jì)初始階段工作。這些流程線圖經(jīng)過提煉和修改，最后成為管線配置圖、平面圖、設(shè)備圖等繪制的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)程序中，憑借文獻(xiàn)、實(shí)驗(yàn)室和中試工廠模式的有關(guān)資料進(jìn)行設(shè)計(jì)是慣常的做法。⑺⑺歸納為以下幾點(diǎn)（P54）：2/1/202313⑴工業(yè)原料和不太純的化學(xué)品的應(yīng)用；⑵⑶⑷⑸⑹⑺據(jù)具體情況，做更多更詳盡的考慮。在進(jìn)行工藝流程圖的繪制時(shí)，1）過程每一段的設(shè)計(jì)都必須滿足安全要求，一切可能都必須鑒別估算出來，將其排出或采取預(yù)防措施對其進(jìn)行限制。2）過程的每一步驟都影響著其他步驟的操作（即對每一驅(qū)間內(nèi)部的安全操作及共相互之間的影響要進(jìn)行分析）。方便的子區(qū)間劃分是：⑴反應(yīng)（決定整個(gè)系統(tǒng)的動力學(xué)）；⑵分離，⑶貯存2/1/202314工藝流程圖是描述過程的主要文件，它表示出了主要的設(shè)備、主要物流路線和控制點(diǎn)。主要設(shè)備的設(shè)計(jì)能力都做出說明。*任何一種工業(yè)產(chǎn)品的存在和發(fā)展，它的生產(chǎn)必須具備經(jīng)濟(jì)性、可靠性和安全性這三大基本要素。

工藝過程安全是指在化工單元過程中，所進(jìn)行的氧化、還原、硝化、裂化、聚合等過程；以及化工單元操作蒸餾、冷凝、干燥、粉碎、等操作過程的安全；生產(chǎn)裝置的安全是構(gòu)成裝置的各種機(jī)器設(shè)備、塔罐、槽泵等的耐腐蝕、耐疲勞等有關(guān)材質(zhì)和強(qiáng)度等方面的安全。2/1/202315無數(shù)事故告訴人們，如果不從安全技術(shù)角度來分析、評價(jià)生產(chǎn)技術(shù)及其設(shè)備，從工廠設(shè)計(jì)之初就做好安全關(guān)，那么，這個(gè)工廠的安全生產(chǎn)是很難進(jìn)行的，設(shè)計(jì)不當(dāng)會給以后的生產(chǎn)帶來難以醫(yī)治的后患，要消除這些隱患，將要付出極大的代價(jià)。對生產(chǎn)危險(xiǎn)性極大的化工生產(chǎn)來講，尤為突出。設(shè)計(jì)安全的基本程序見圖2/1/202316首先是保障工藝過程的安全。

⑴主要是防止火災(zāi)爆炸事故，對工藝參數(shù)尤其是溫度、壓力、流量組分進(jìn)行控制。以及設(shè)置隔斷火源及安全檢測與控制系統(tǒng)。

⑵在發(fā)生異常情況時(shí)，設(shè)置防止事故及機(jī)器設(shè)備的破壞的裝置，如安全泄壓裝置和抑制爆炸裝置等。

⑶考慮當(dāng)不能有效阻止事故發(fā)生的情況下，設(shè)置防止事故擴(kuò)大的局限設(shè)施，如防火墻、防爆墻、防護(hù)堤等。二、管線配置圖管線配置圖是指管路和儀表的線路圖，又稱為工程線路圖。一般包括：（p55）⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾2/1/202317在化工生產(chǎn)中，幾乎所有的化工設(shè)備與機(jī)械之間都是用管道相連接的，用以輸送和控制流體介質(zhì)?；S管線的布置，應(yīng)綜合考慮平面與豎向的合理。對可燃?xì)怏w管線、有毒性液體及氣體管線，有腐蝕性的酸堿管線，應(yīng)盡可能采用地上架設(shè)。地下管線埋沒設(shè)深度，除具有特殊防護(hù)設(shè)施外，均不少于0.7米，對寒冷地區(qū)，尚需考慮土壤凍結(jié)的因素。各種管線集中布置在同一管架上，必須保持各管線間的允許距離，并要滿足管架與其他建、構(gòu)筑物的防護(hù)、安裝及檢修要求。等。2/1/202318三、過程物料的安全評價(jià)過程物抖的選擇，應(yīng)該就物料的物性和危險(xiǎn)性進(jìn)行詳細(xì)地評估,對一切可能的過程物聊做總體考慮。過程物料可分為二類：ａ）過程內(nèi)物料是指從原料到產(chǎn)品的整個(gè)工藝流程體上的物料，如原料、催化劑、中間體、產(chǎn)物、副產(chǎn)品、溶劑、添加劑等。ｂ）過程輔助物料是指實(shí)現(xiàn)過程條件所用的物料，如傳熱流體、重復(fù)循環(huán)物、冷凍劑、滅火劑等。過程物料所需的典型資料如下：p552/1/202319一般性說明資料物料名稱和別名?；A(chǔ)物性資料蒸汽密度、相對密度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)易燃性資料閃點(diǎn)、著火點(diǎn)、燃燒極限、自熱、反應(yīng)性資料高速量熱、差熱分析、撞擊實(shí)驗(yàn)、熱穩(wěn)定性、毒性資料毒性危險(xiǎn)等級、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、最大允許濃度、半致死濃度或半致死劑量等。暴露作用吸入或食入危險(xiǎn)、呼吸刺激、皮膚刺激、眼睛刺激、皮膚或呼吸的敏感度等。發(fā)射性資料

放射性測試，α、β、γ、中子射線暴露及其危險(xiǎn)等。2/1/202320過程路線選擇過程路線的選擇是在工藝設(shè)計(jì)的最初階段完成的。1.有潛在危險(xiǎn)的過程有一些化學(xué)過程具有潛在的危險(xiǎn)。如發(fā)生火災(zāi)、爆炸或毒性物質(zhì)的釋放等。具體如下：P56⑴爆炸

⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻2/1/2023212.反映過程的安全分析實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化是化工生產(chǎn)的基本任務(wù)。物質(zhì)轉(zhuǎn)化反應(yīng)常因反應(yīng)條件的微小變化而偏離預(yù)期的反應(yīng)途徑，化學(xué)反應(yīng)過程有較多的危險(xiǎn)性。充分評估反應(yīng)過程的危險(xiǎn)性。有助于改善過程的安全。（P56~P57）

⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻2/1/2023223.有潛在危險(xiǎn)的操作完成每一過程都要實(shí)施一些具體的操作，有些操作具有潛在的危險(xiǎn)。下面列出了一些常見的有潛在危險(xiǎn)的操作。P57⑴⑵⑶⑷⑸⑹2/1/2023234.間歇過程和連續(xù)過程比較在工藝設(shè)計(jì)中，需要在間歇過程和連續(xù)過程之間做出選擇。下面就間歇和連續(xù)兩種過程方式進(jìn)行具體比較。（P57）

⑴⑵⑶⑷⑸工藝設(shè)計(jì)安全校核工藝設(shè)計(jì)必須滿足安全要求。為做好安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)工作以及時(shí)設(shè)計(jì)的檢查與校核中，都應(yīng)根據(jù)過程和裝置的危險(xiǎn)性，以及發(fā)生危險(xiǎn)的各種條件，逐項(xiàng)地研究，建立可靠的安全防護(hù)體系，以免由于考慮不周而形成設(shè)計(jì)缺陷。2/1/2023241.物料和反應(yīng)的安全校核。P58⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿2/1/2023252.過程安全的總體規(guī)范

⑴過程的規(guī)模、類型和整體性是否恰當(dāng)。

⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽3.非正常操作的安全問題P59⑴—（11）2/1/202326第三節(jié)化工單元區(qū)域規(guī)劃化工單元規(guī)劃是定出各單元邊界內(nèi)不同設(shè)備的相對物理位置。為充分保證安全區(qū)域規(guī)劃比較難，盡量做到：單元排列、配管、泵送要合理，盡可能為救火或其他緊急操作留有一定的空間；加工單元區(qū)域的規(guī)劃設(shè)備的直線排列區(qū)域規(guī)劃方法為：單元中大多數(shù)塔器、筒體、換熱器、泵和主要管線成直線狹長排列。具體如下：P602/1/202327

⑴設(shè)備配置直線的兩邊與廠區(qū)道路連接。易于救大，也可起隔離作用

⑵鋼制框架與道路鄰接。設(shè)備安裝維修方便、又節(jié)約地盤。

⑶設(shè)備配置直線上的精餾塔、熱交換器、餾出液接受器、回流筒等裝置，一般采用框架結(jié)構(gòu)平坡式布局方式。易于安裝、維修、也對易燃或毒性溢流物可以起截流的作用等。

⑷管架也設(shè)置在設(shè)備配置直線上。即可消除過頂間距太小或是僅敷設(shè)在平坡上的管速，也可避免管溝。

⑸泵排設(shè)置在設(shè)備配置直線的旁邊，與道路臨接。泵排上面不得有任何障礙物，使得泵和傳動裝置維修時(shí)便于移動。

2/1/202328⑹簡體、泵、裝配有觀測平臺的蒸餾塔以及需要橋式吊車鋼梁導(dǎo)軌吊入設(shè)備，按序定在設(shè)備上。從而把相關(guān)危險(xiǎn)操作集中在一起。設(shè)備認(rèn)定安裝在地平面上為宜如蒸餾。立式反應(yīng)器，需要提供重力自流或泵的負(fù)擔(dān)壓頭的設(shè)備等，設(shè)備提升是不可避免的。重的設(shè)備應(yīng)盡量避高位安裝，最好和其他設(shè)備在同一水平線上或者堅(jiān)定的基座。各過程單元的其余組件分布在這些直線簇相鄰的區(qū)域，沿著配置直線的立端點(diǎn)向外延伸。非直線排列設(shè)施的配置2/1/202329⑴從操作本身考慮，似乎應(yīng)該把控制室置于單元區(qū)域的中心做到控制塞離各操作觀測點(diǎn)的距離最短?？刂剖菓?yīng)該和高溫和高壓容器，盛有相當(dāng)?shù)囊兹蓟蚨拘砸后w的容器隔離。（2）把加熱爐設(shè)計(jì)在側(cè)面風(fēng)區(qū)域，應(yīng)盡量保持加熱爐與其他危險(xiǎn)設(shè)備的適度分離。（3）壓縮機(jī)容易泄漏氣體，應(yīng)該置于單元的下風(fēng)區(qū)域。（4）對于反應(yīng)器，主要考慮的是提供充分的空間、反應(yīng)器內(nèi)件安全操作的設(shè)施以及有關(guān)的催化劑。非直線排列設(shè)備的配置還包括諸多的公用工程設(shè)施。電力線路必須從地下進(jìn)入加工單元，適當(dāng)安排入口點(diǎn)，避免在整個(gè)單元的電力系統(tǒng)設(shè)置人孔。其次消防火栓或監(jiān)控器必須與危險(xiǎn)足夠近，但也不能離的太近，危機(jī)時(shí)無法靠近。在完成區(qū)域規(guī)劃時(shí)，應(yīng)該充分考慮將來發(fā)展擴(kuò)建添加設(shè)備的可能性，如在泵區(qū)中會為一些附加的泵，甚至是一兩個(gè)附加的簡體，找到合適的充足空間。2/1/2023303、室內(nèi)裝置的配置

對于需要精確的溫度控制或需要操作者經(jīng)常觀察的情形，必須把加工單元的部分或全部置于室內(nèi)。室內(nèi)釋放的毒性或易燃蒸汽會留存在建筑物內(nèi)，但有必要采取如物理屏障等，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)裝置的隔離?；鹪春鸵兹嘉镌锤綦x墻的門或開口，易燃蒸汽或液體能夠從中通過接近火源，應(yīng)該保持在最小數(shù)量。容易經(jīng)受爆炸的隔離間可以有一面或多面有意設(shè)計(jì)的強(qiáng)度較弱的墻壁，以便在避開人員或其他設(shè)施的方向卸掉爆炸力。如前所述，危險(xiǎn)的集中有助于確定特別危險(xiǎn)區(qū)的界限。

2/1/202331可以提供的安全設(shè)施有：高容量的通風(fēng)系統(tǒng)；高容量的排水系統(tǒng)，很快排除泄漏的液體；遙控操作加工裝置；自動滅火裝置，如水噴霧、蒸汽覆蓋、泡沫或惰性氣體系統(tǒng)這些裝置，由于其與人或其他裝置的靠近，還必須考慮它們復(fù)合的危險(xiǎn)作用。在室內(nèi)，很難過分強(qiáng)調(diào)精細(xì)設(shè)計(jì)的平臺、扶梯、人行道、出入口或滑運(yùn)道系統(tǒng)的需要。從高架平臺向下的所有扶梯和滑梯孔道，都應(yīng)設(shè)在最小可能遭受火險(xiǎn)或毒物泄漏的地點(diǎn)。2/1/202332在室內(nèi)，很難過分強(qiáng)調(diào)精細(xì)設(shè)計(jì)的平臺、扶梯、人行道、出入口或滑運(yùn)道系統(tǒng)的需要。從高架平臺向下的所有扶梯和滑梯孔道，都應(yīng)設(shè)在最小可能遭受火險(xiǎn)或毒物泄漏的地點(diǎn)。塔器的人孔平臺應(yīng)該有塔內(nèi)安全維護(hù)的充分的空間，打開人孔的方向應(yīng)該避開從平臺向下的扶梯。二、單元區(qū)域的管理配置1、管線配置的防泄漏設(shè)計(jì)工廠化學(xué)的主要泄漏與以下各項(xiàng)成比例：管線的長度；排放口的數(shù)量；管線的復(fù)雜性。設(shè)備間隙的增加和危險(xiǎn)組件的隔離都會強(qiáng)化安全，但這都需要增加管體的總量或增加管體的長度，從而也增加了泄漏的可能性和工程費(fèi)用。減少管件泄漏的簡單的設(shè)計(jì)規(guī)則如下：見P163（1）~（12）減少分支和死角的數(shù)量；2/1/202333

2、軟管系統(tǒng)的配置對于油船、罐車等的液體的裝卸，軟管的選擇和應(yīng)用需格外謹(jǐn)慎。應(yīng)考慮的是：軟管的適用性，并結(jié)合有關(guān)軟管的標(biāo)準(zhǔn)；（2）（3）（4）（5）3、管線配置的安全考慮通常用于管道工程的橡膠支撐物不能用于設(shè)備，設(shè)備重心之下的水平連接法蘭需要鋼性板支撐。a)聚四氟乙烯波紋管不能用來連接不同心的管道；b)管件和閥門配置的簡單和易于識別，是安全操作的重要因素；c)對于氣體和液體，其設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮沿與設(shè)定相反方向流動的可能性。在化工案例中，有大量回流的情形，如：P642/1/202334(1)貯罐或下游管體回流進(jìn)入已關(guān)閉的設(shè)備；(2)(3)(4)

在設(shè)備管線配置中

a)

對于只是間歇使用的設(shè)備，推薦應(yīng)用不用時(shí)斷開的軟管與過程設(shè)備連接。

b)

對于常設(shè)的設(shè)備管線，如低于或高于正常壓力都有應(yīng)有低壓或高壓報(bào)警。

c)

在設(shè)備管線上應(yīng)該安裝止逆閥，以防止管線中流體的回流。

d)

對于泵體或設(shè)備極有可能泄漏以及大量物料從設(shè)備無限制流出的情形，應(yīng)該考慮安裝遠(yuǎn)程操作的緊急隔離閥。2/1/202335*配管道常是管子、閥門和法蘭等管件的總稱?；S需用的配管的數(shù)量很大，但由于腐蝕造成泄漏而引起火災(zāi)和爆炸的事例在化工廠中是眾所周知的事實(shí)。有關(guān)配管的安全措施要查閱有關(guān)資料手冊，應(yīng)按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。如：應(yīng)力腐蝕造成的破壞，措施：采用滲鋁鋼。高溫氧化腐蝕，措施：要用奧氏體不銹鋼管、5Cr或9Cr鋼管。防止由于雜質(zhì)或夾雜物造成事故，措施：在泵和閥門的進(jìn)口裝設(shè)管道過濾器。2/1/202336三、單元裝置和設(shè)施的安全設(shè)計(jì)1、裝置安全設(shè)計(jì)裝置、儀表和輔助設(shè)施是用來完成各種化學(xué)過程或單元操作的，組合在一起構(gòu)成了一個(gè)完整的制造單元。在設(shè)計(jì)階段廣泛采用的兩個(gè)重要概念是“故障自動保險(xiǎn)”和“二次概率設(shè)計(jì)”。故障自動保險(xiǎn)要求，當(dāng)裝置、儀表或過程控制回路出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)恢復(fù)到最小危險(xiǎn)狀態(tài)。二次概率設(shè)計(jì)是指，當(dāng)操作失誤或設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)會啟動備用設(shè)備，預(yù)防危險(xiǎn)出現(xiàn)或降低危險(xiǎn)的作用。典型例子有：P65

（1）（2）（3）（4）（5）（6）2/1/202337

2、輔助工程設(shè)施安全電氣設(shè)備在易燃?xì)夥罩袘?yīng)該作為火源處理?；S操作還需要以下輔助工程款項(xiàng)：（1）（2）（3）（4）（5）（6）對上述款項(xiàng)的主要考慮是：要有充足的供應(yīng)量以及關(guān)閉時(shí)備用設(shè)備或緊急貯存器的提供。排水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)該是，一旦易燃液體泄漏出來，就立即排離加工單元，導(dǎo)入蓄污池。2/1/202338裝置的抗污也是重要的。例如，壓縮空氣的過程污染可以應(yīng)用物理隔離的方法避免。對于惰性氣體，既要保證日常操作和緊急狀態(tài)下充足的供應(yīng)量，又要防止被污染。粉塵捕集裝置和過濾器也應(yīng)該設(shè)置于沒有其他過程的敞開區(qū)域?？傊谠O(shè)計(jì)中一定要按生產(chǎn)工藝狀況，確定防爆場所級別，按爆炸介質(zhì)的性質(zhì)，正確選擇場所中所需要的防爆電氣設(shè)備，對保證安全生產(chǎn)是至為重要的。壓力電機(jī)、線纜、變、配電設(shè)備以及電氣儀表、照明等，因過負(fù)荷、絕緣破壞、接觸不良、漏電等，都可能造成爆炸性混合物的引爆能源，如處理不當(dāng)，將會造成嚴(yán)重后果。2/1/202339第四節(jié).壓力容器的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)一、壓力容器概述壓力容器規(guī)范化在化工生產(chǎn)過程中使用的容器中，壓力容器的數(shù)量多，工作條件復(fù)雜，危險(xiǎn)性很大，因此，壓力容器狀況的好壞對實(shí)現(xiàn)化工安全生產(chǎn)至關(guān)重要。案例1：2001年7月14日16時(shí)左右，浙江溫州瑞安市天宏鞋業(yè)有限公司發(fā)生壓力容器爆炸事故，造成1人死亡。經(jīng)初步調(diào)查，該公司硫化罐操作工人在膠鞋入罐后，由于工作疏忽，在硫化罐壓力作用下，快開門突然爆炸打開，沖擊1人，后經(jīng)搶救無效死亡。2/1/202340案例2：1992年3月20日武漢石油化工廠催化裝置因液態(tài)烴脫硫醇系統(tǒng)液態(tài)烴串入非凈化風(fēng)系統(tǒng)，并使液態(tài)烴和非凈化風(fēng)一起進(jìn)入再生器，當(dāng)與高溫催化劑接觸后，引起非凈化風(fēng)罐體爆裂長900mm；裝置被迫切斷進(jìn)料。事故主要原因是：塔—603、容—602設(shè)計(jì)無安全閥，單向閥受堿液腐蝕又失去功能。案例3：1997年6月27日，北京東方化工廠罐區(qū)發(fā)生大爆炸，大火持續(xù)5天的時(shí)間，在國內(nèi)國外引起極大的影響和震驚。2/1/202341案例4：加拿大蒙特利爾市的一座化工廠，因一個(gè)液體丁烷球罐液面計(jì)發(fā)生故障，造成液面失控，液體丁烷外溢并氣化，被距該儲罐180m處的供油區(qū)的明火點(diǎn)燃，引起火災(zāi)爆炸事故。事故損失額約1183萬美元這樣的例子還很多，這些血的教訓(xùn)使人們對壓力容器制造和安裝的規(guī)范化有了更清醒的認(rèn)識。在我國，1981年頒布了《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，因此，壓力容器的設(shè)計(jì)、制造、安裝、維修、改造、檢驗(yàn)或使用，都必須遵照執(zhí)行這一規(guī)程。2/1/202342*一般情況下，壓力容器是指具備下列條件的容器：(1)最高工作壓力大于或等于0.1Mpa；(2)內(nèi)直徑（非園形截面指斷面最大尺寸）大于或等于0.15m，且容積（V）大于或等于0.025(3)介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于或等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體。2/1/2023432.非燃火壓力容器的分類壓力容器的使用很廣泛，形式也很多，根據(jù)不同的需要，其分類方法也多種多樣。照其工藝過程中的作用原理分為反應(yīng)容器、換熱容器、分離容器、貯存容器。(1)反應(yīng)容器（代號R）主要用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)的壓力容器。如反應(yīng)釜、分解鍋、高壓釜、蒸壓釜、分介塔等。(2)換熱容器（代號E）主要是用來做介質(zhì)的熱交換之用。如管殼式廢熱鍋爐、熱交換器、加熱器、預(yù)熱鍋、消毒鍋、硫化罐等。2/1/202344(3)分離容器（代號S）主要作用是將介質(zhì)通過容器內(nèi)使之吸收、溶解等方式達(dá)到濃度變化，如分離器、過濾器、集油器、緩沖器、洗滌器、吸收塔、除氧器等。(4)貯運(yùn)容器（代號C，其中球代號B）主要用于儲存（運(yùn)輸）介質(zhì)的，如各種類型的貯罐（計(jì)量槽、貯罐）。2/1/202345按工作壓力可以劃分為以下四個(gè)類型：（1）低壓容器（代號L）0.1MPa≤p＜1.6MPa；（2）中壓容器（代號M）1.6MPa≤p＜10MPa；

(3）高壓容器（代號H）10MPa≤p＜100MPa；

（4）超高壓容器（代號U）p≥100MPa。*超高壓容器另有專門的安全監(jiān)察規(guī)程。壓力容器按照設(shè)計(jì)壓力P和容積V，結(jié)合容器的工藝功能和其中物料的危險(xiǎn)性，劃分為以下三個(gè)類型：P67(1).第一類容器：(2).第二類容器：(3).第三類容器：2/1/202346介質(zhì)的有毒、劇毒和易燃的界限劃分：

*（1）劇毒介質(zhì)是指進(jìn)入人體的量小于50克即會引起肌體嚴(yán)重?fù)p傷或致死作用的介質(zhì)，如氟氰酸、氫氰酸、光氣、碳酰氟等。(2)有毒介質(zhì)是指進(jìn)入人體≥50克即會引起人體正常功能損傷的物質(zhì)，如二氧化硫、氦、一氧化碳、氯乙烯、甲醇、環(huán)氧乙烷、二硫化碳、硫化氫等。(3)易燃介質(zhì)是指與空氣混合時(shí)，其爆炸極限的下限小于是10%，或其上、下限之差大于20%的介質(zhì)，如乙烷、乙烯、氫、一甲胺、甲烷、氟甲烷、環(huán)丙烷、丁烷、丁二烯等。2/1/2023473.結(jié)構(gòu)材料的機(jī)械性能常規(guī)機(jī)械性能主要包括強(qiáng)度、塑性、韌性、硬度和彈性等。（1）強(qiáng)度常用的強(qiáng)度指標(biāo)有抗拉強(qiáng)度（σb）、屈服強(qiáng)度（σs）、屈強(qiáng)比和疲勞極值。*設(shè)計(jì)溫度大于－20℃、小于450℃的壓力容器σb

和σs

是決定許用應(yīng)力的基本依據(jù)。顯然，強(qiáng)度越高，同樣設(shè)計(jì)壓力下容器的壁厚可減少，不僅節(jié)省材料，而且容器輕巧，溫度應(yīng)力也小。(2)一般中、低壓容器可選用屈服強(qiáng)度為25、30、35公斤力/m㎡的鋼材；屈強(qiáng)比越小，發(fā)生脆性破壞的可能性也越小。但屈強(qiáng)比太低，鋼材的強(qiáng)度水平就不能充分發(fā)揮。(3)塑性塑性是鋼材在外力作用下產(chǎn)生塑性變化的能力，代表塑性指標(biāo)的是延伸率（σ）和端（斷）面收縮率（ψ），當(dāng)試樣的基準(zhǔn)長度與其直徑比為5時(shí)，其延伸率以σs表示。若是焊接鋼瓶，碳素鋼板的σs應(yīng)大于或等于19%；若是無縫鋼瓶，瓶材為碳素鋼時(shí)σs≥14%，合金鋼則σs≥10%。2/1/202348（3）韌性又叫沖擊韌性，它是指材料低抗沖擊載荷的能力。材料的韌性用錘擊一定形狀的缺口試樣的沖擊功來表示。常用的缺口形式有U型和V型缺口兩種。因此對壓力容器月用鋼還有韌性要求。一般要求U型缺口（又稱梅氏）沖擊值不低于6公斤??火米/厘米，用作高壓無縫鋼瓶碳素鋼的沖擊值要求≥4公斤。米/厘米。(4)硬度硬度是指材料抵抗硬物侵入的能力。如用金剛石壓入法，稱為洛氏硬度；用剛球壓入法，稱布氏硬度。(5)安全系數(shù)安全系數(shù)是承設(shè)備設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)基本因素，是為了在設(shè)備使用期間對可能損害設(shè)備安全的各種因素提供適當(dāng)?shù)陌踩６取?/1/202349二、壓力容器設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)的一般要求壓力容器的正確設(shè)計(jì)是保證容器安全運(yùn)行的第一環(huán)節(jié)。(1)設(shè)計(jì)單位資格壓力容器的設(shè)計(jì)單位，必須持有省級以上（全省級）主管部門批準(zhǔn)，同級勞動部門備案的壓力容器設(shè)計(jì)單位批準(zhǔn)書。無證單位不準(zhǔn)自行設(shè)計(jì)壓力容器。全國性鍋爐定型設(shè)計(jì)，須經(jīng)國務(wù)院主管部門和國家勞動人事部門審批。(2)壓力容器結(jié)構(gòu)容器設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)上必須盡可能防止應(yīng)力集中或局部受力狀況的惡化。要力求截面變化平緩，避免不連續(xù)性，為此，壓力容器大多數(shù)設(shè)計(jì)成筒形或球形。一般由筒體、封頭、法蘭、密封元件、開孔與接管、安全附件及支座等到部分組成。2/1/202350

要防止因結(jié)構(gòu)不合理而引起的破壞事故，壓力容器受壓元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合以下原則：A.防止結(jié)構(gòu)上的形狀突變。例如，在容器結(jié)構(gòu)上禁止采用平板封頭或錐角過大的錐形封頭；受壓元件截面變化應(yīng)力求平緩，避免不連續(xù)性。B.避免局部應(yīng)力疊加。在受元件中總是不可避免地存在一些局部應(yīng)力集中或部件強(qiáng)度受到削弱的結(jié)構(gòu)，如開孔、轉(zhuǎn)角、焊縫等部位。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使這些結(jié)構(gòu)在位置上相互錯(cuò)開，以防局部應(yīng)力疊加，產(chǎn)生更高應(yīng)力。C.避免產(chǎn)生過大焊接應(yīng)力或附加應(yīng)力的剛性結(jié)構(gòu)。剛性結(jié)構(gòu)，既可能因焊接時(shí)脹縮受到約束而引起較大的焊接應(yīng)力，也可能使殼體在壓力或溫度變化時(shí)因變形受到過分約束而產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力，設(shè)計(jì)受壓元件時(shí)應(yīng)采取措施，避免剛性過大的結(jié)構(gòu)。E.對開孔的形狀、大小及位置的限制。受壓殼體（包括筒體與封頭）上的開孔應(yīng)為園、橢圓或長園形；大小應(yīng)符合規(guī)定；位置應(yīng)避開焊縫和凸形封頭的過度區(qū)等，并在開孔處補(bǔ)強(qiáng)。2/1/202351材料的選用材料大多數(shù)是鋼制的，鋼材的選用是否合適是設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵問題。如果選材不當(dāng)，就會由于材料韌性降低而發(fā)生脆性斷裂，或者由于工作介質(zhì)對材料產(chǎn)生腐蝕而導(dǎo)致腐蝕破壞等。所采用的鋼材應(yīng)符合《鋼制壓力容器》的規(guī)定，含碳量大于0.24%的材料，不得用于焊制容器。*壓力容器用鋼的一般要求：1)主要承壓元件必須采用鎮(zhèn)靜鋼（此鋼脫氧完全，組織比沸騰鋼均勻，沖擊韌性比沸騰鋼好）。2)要求鋼板分層，夾渣等缺陷盡量少，不允許有白點(diǎn)及裂紋。3)良好的綜合機(jī)械性能。即要求鋼材強(qiáng)度高，塑性和韌性好，較低的冷脆傾向，較低的缺口和時(shí)效敏感性。4)具有良好的工藝性能。如軋制、成型、鍛造和焊接性能。5)具有對介質(zhì)的耐腐性。具體用鋼板的選用可參見手冊或有關(guān)書。2/1/2023522、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

（1）設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度壓力容器的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)大于或等于最高工壓力。當(dāng)容器裝有安全泄放裝置（如安全閥、爆破片）時(shí)，設(shè)計(jì)壓力不得小于安全閥的初始起跳壓力或爆破片的設(shè)計(jì)爆破壓力；若工藝系統(tǒng)裝有安全匯方裝置，單個(gè)容器不再裝設(shè)時(shí)，則取系統(tǒng)最高工作壓力增加適當(dāng)裕度后，作為容器的設(shè)計(jì)壓力。設(shè)計(jì)溫度決定了承壓設(shè)備強(qiáng)度計(jì)算壁溫，一般應(yīng)采取正常操作時(shí)相應(yīng)的設(shè)計(jì)壓力下殼壁可能達(dá)到的最高或最低壁溫。

（2）最小板材厚度P71

大直徑低壓容器的板材厚度常是任選的而不是基于設(shè)計(jì)壓力計(jì)算出來的。設(shè)計(jì)規(guī)定，2/1/202353（3）外壓或真空許多過程容器是在外壓或真空下，或偶爾是在這些條件下操作。在應(yīng)用這項(xiàng)規(guī)范棄權(quán)時(shí)，應(yīng)該充分考慮到各種可能的后果，如罐體破裂時(shí)人員危險(xiǎn)、財(cái)產(chǎn)損失和危險(xiǎn)等。外壓設(shè)計(jì)是一項(xiàng)在許多徒然花費(fèi)的容器中反復(fù)試驗(yàn)的工作。幾乎在所有情況下，真空設(shè)施和密封管的使用費(fèi)用都比真空設(shè)計(jì)費(fèi)用低。

（4）材料選擇結(jié)構(gòu)材料選擇在多數(shù)情況下都屬經(jīng)驗(yàn)問題。過去證明滿意的材料，除非有充分的更換理由，在類似情況下很可能又被使用。如當(dāng)壓力和溫度條件允許時(shí)，可以采用金屬鍍層、玻璃、橡膠、塑料襯套，而不必采用貴重的合金。根據(jù)具體情況選擇。2/1/202354（5）非壓力負(fù)荷容器及其支架的設(shè)計(jì)必須與以下各項(xiàng)負(fù)荷匹配：容器及其內(nèi)容物的重量；隔板、蛇管等內(nèi)件的重量；攪拌器、轉(zhuǎn)筒待等外件的重量；平臺、配管等外部設(shè)施的重量；固定負(fù)載和移動負(fù)載的重量；風(fēng)力和地震負(fù)荷。（6）支架（支座）立式容器一般用立柱和耳柄支撐有時(shí)還會用到環(huán)形槽鋼或折邊。對于用立柱或耳柄支撐的大型容器，應(yīng)該詳細(xì)考察支撐物對殼體的作用。大型臥式容器常用三個(gè)或更多的鞍形托架支撐。P72

對于小型容器其支架的設(shè)計(jì)由于支撐附件造成的二次應(yīng)力、扭矩和剪切力，可能會比大型容器復(fù)雜得多。2/1/202355（7）封頭封頭是園筒形容器的主要承壓部件，作為容器的封端，與園體組成一個(gè)完整的壓力容器。通常把與園筒體焊接成一體的容器的端部結(jié)構(gòu)稱為封頭，而把與筒體由螺栓、法蘭連接的可拆結(jié)構(gòu)稱為端蓋。封頭的形式較多，以它的縱剖曲線形狀來分，有半球形、碟形、橢圓形、無折邊球形等。在壓力作用下，封頭殼壁上的應(yīng)力大小σ和分布都與它的形式有關(guān)。橢圓形封頭在壓力容器中被廣泛采用。2/1/202356三、壓力容器的制造和安裝1.壓力容器制造(1)國家對壓力容器制造（含現(xiàn)場組焊）單位，實(shí)行制造資格認(rèn)可制度，并進(jìn)行分級管理。沒有制造許可證的單位，一律不得制造或組焊壓力容器。制造單位應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國家法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、按設(shè)計(jì)文件制造和電焊壓力容器。（2）壓力容器制造單位應(yīng)建立壓力容器質(zhì)量保證體系，編制壓力容器質(zhì)量保證手冊，制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（包括管理制度、程序文件、作業(yè)指導(dǎo)書、通用工藝及特殊方法標(biāo)準(zhǔn)），保證壓力容器產(chǎn)品的安全質(zhì)量。2/1/202357（3）壓力容器出廠時(shí)，制造單位必須按照《容規(guī)》的規(guī)定向訂貨單位提供有關(guān)技術(shù)資料。

*①竣工圖樣。圖樣上應(yīng)有設(shè)計(jì)單位資格印章等。

②產(chǎn)品質(zhì)量保證書及產(chǎn)品名牌的拓印件。

③壓力容器產(chǎn)品安全質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)證書。

④提供產(chǎn)品使用說明書，一切附件清單等。

⑤現(xiàn)場組焊的壓力容器竣工并經(jīng)驗(yàn)收后，提供所有資料。壓力容器安裝(1)安裝作業(yè)必須執(zhí)行國家有關(guān)安裝的規(guī)范；安裝過程中應(yīng)對安裝質(zhì)量實(shí)行分段驗(yàn)收和總體驗(yàn)收。(2)壓力容器安裝竣工后，施工單位應(yīng)將竣工圖、安裝及復(fù)驗(yàn)記錄等技術(shù)資料及安裝質(zhì)量證明書等移交給使用單位。2/1/202358四、壓力容器定期檢驗(yàn)

通過檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)容器存在的缺陷，使它們沒有危及容器安全之前即被消除或采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行特殊監(jiān)護(hù)，以防壓力容器的運(yùn)行中發(fā)生事故。⒈檢驗(yàn)周期一般情況下，壓力容器每年至少作一次外部檢查，每三年作一次內(nèi)外部檢查，每六年進(jìn)行一次全面檢查。*檢驗(yàn)周期根據(jù)具體情況可適當(dāng)延長或縮短。⒉檢驗(yàn)內(nèi)容（內(nèi)外部檢驗(yàn)和耐壓實(shí)驗(yàn)）（1）外部檢查指專業(yè)人員在壓力容器運(yùn)行中定期在線檢查。主要內(nèi)容是：壓力容器及其管道的保濕層、防腐層等是否完好；外表面有無裂紋、變形、腐蝕和局部鼓包；所有焊縫及連接部位有無泄漏等；運(yùn)行參數(shù)是否符合安全技術(shù)操作規(guī)程；運(yùn)行日志與檢修記錄是否保存完整。2/1/202359

（2）內(nèi)外部檢驗(yàn)指停機(jī)時(shí)的檢驗(yàn)。檢驗(yàn)內(nèi)容除外部檢驗(yàn)的全部內(nèi)容外，還包括以下內(nèi)容的檢驗(yàn)：腐蝕、磨損、裂紋、襯里情況、壁厚測量、金相檢驗(yàn)、化學(xué)成份分析和硬度測定。

（3）全面檢驗(yàn)全面檢驗(yàn)除內(nèi)、外部檢驗(yàn)的全部內(nèi)容外，還包括焊縫無損探傷和耐壓試驗(yàn)。⒊壓力試驗(yàn)壓力容器的耐壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)，應(yīng)在內(nèi)外部檢驗(yàn)合格后進(jìn)行。需要進(jìn)行氣密性試驗(yàn)的壓力容器，要在液壓試驗(yàn)合格后進(jìn)行。對于氣密性試驗(yàn)，達(dá)到規(guī)定的試驗(yàn)壓力后保持30min，在焊縫和連接部位涂肥皂水進(jìn)行試驗(yàn)。2/1/202360五、壓力容器安全附件安全附件是承壓設(shè)備安全運(yùn)行的重要組成部分。安全閥、壓力表、和水位計(jì)是鍋爐必不可少的安全附件。*安全附件的設(shè)計(jì)、制造，應(yīng)符合相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。用于壓力容器的安全附件包括安全閥、爆破片、緊急放空閥、液位計(jì)、壓力表、單向閥、限流閥、溫度計(jì)、噴淋冷卻裝置、緊急切斷裝置、靜電消除裝置、防雷裝置等。安全附件應(yīng)實(shí)行定期檢驗(yàn)制度。安全閥一般每年至少校驗(yàn)一次。爆破片應(yīng)定期更換。2/1/202361（1）安全閥

運(yùn)行時(shí)，安全閥保持嚴(yán)密不漏；當(dāng)壓力超過設(shè)定值時(shí)，安全閥在壓力作用下自行開啟，使容器泄壓，以防止容器或管線的破壞；當(dāng)容器壓力泄至正常值時(shí)，它又能自動關(guān)閉，停止泄放。安全閥按整體結(jié)構(gòu)和載機(jī)構(gòu)的形式可分為杠桿式、彈簧式和脈沖式三種，最常用的是彈簧式安全閥。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)輕便，緊湊，靈敏度較高。安裝方位不受影響，對振動的靈敏度差，故可安裝在移動式壓力容器上。安全閥的選用應(yīng)根據(jù)容器的工藝條件及工作介質(zhì)的特性從安全閥的安全泄放量、加載機(jī)構(gòu)、封閉機(jī)構(gòu)、氣體排放、工作壓力范圍等方面考慮。2/1/202362（2）爆破片爆破片又稱防爆片（板、膜），是一和斷裂的安全泄壓裝置。優(yōu)點(diǎn)：密封性能好，反應(yīng)動作快以及不易受介質(zhì)中粘污物的影響等。它是通過膜片的斷裂來卸壓的，所以卸壓后不能繼續(xù)使用，因此，只是在不宜安裝的壓力容器上使用。防爆片的結(jié)構(gòu)比較簡單。它的主要零件是一塊很薄的金屬板，用一副特殊的管法蘭夾持著裝入容器引出的短管中，也有把膜片直接與密封墊片一起放入接管法蘭的。它的設(shè)計(jì)壓力一般為工作壓力的1.25倍，對壓力波動幅度較大的容器，其設(shè)計(jì)破裂壓力還要相應(yīng)大一些。2/1/202363（3）壓力表壓力表是用以檢測流體壓力強(qiáng)度的測量儀表，最常見的壓力表有彈簧式和活塞式兩種。

①：*單彈簧管、多圈螺旋形彈簧管、薄膜式等多種。選用壓力容器表時(shí)，應(yīng)該根據(jù)被測壓力的大小、安全位置的高低、介質(zhì)的性質(zhì)（如溫度、腐蝕性等）來選擇精度等級、最大量程、表盤大小及隔離裝置。如當(dāng)工作介質(zhì)有腐蝕作用時(shí)，應(yīng)選用薄膜式壓力表。低壓容器使用的壓力表精度不應(yīng)低于2.5級（中壓≥1.5級）。壓力表盤刻度極限值為最高工作壓力的1.5~3.0倍。最好選用2倍。表盤直徑還應(yīng)大于100mm。

2/1/202364壓力表的校驗(yàn)和維護(hù)應(yīng)符合國家講師部門的有關(guān)規(guī)定。對用于水蒸汽介質(zhì)的壓力表，在壓力表與壓力容器之間應(yīng)裝有水彎管。對用于具有腐蝕性或高粘度介質(zhì)的壓力表，在壓力表與壓力容器之間應(yīng)裝設(shè)有隔離介質(zhì)的緩沖裝置。（4）液位計(jì)液位計(jì)（液面計(jì)）是壓力容器的安全附件。一般壓力容器的液面顯示多用下班玻璃板（管）液位計(jì)。應(yīng)當(dāng)根據(jù)壓力容器的介質(zhì)、最高工作壓力和濕度正確選用液面計(jì)，并應(yīng)安裝在便于觀察的位置。2/1/202365如寒冷地區(qū)室外使用的液面計(jì)，應(yīng)選用夾套型或保溫型結(jié)構(gòu)的液面計(jì)；用于易燃、毒性程度為極度、高度危害介質(zhì)的液體壓力容器上，應(yīng)采用板式或自動液面指示計(jì)并應(yīng)有防止泄漏的保護(hù)裝置。（實(shí)行定期檢修）（5）泄壓裝置功能：當(dāng)容器在正常壓力下運(yùn)行時(shí)保持嚴(yán)密不漏；而一旦容器內(nèi)壓力超過限度，它就能自動地把容器內(nèi)的氣體排出，即刻恢復(fù)原壓。同時(shí)，它還有自動報(bào)警作用。結(jié)構(gòu)型式可以分為閥型、斷裂型、熔化型和組合型等幾種類型。2/1/202366第五節(jié)化工裝置維護(hù)一、化工維護(hù)的必要性化工生產(chǎn)具有高溫、高壓、腐蝕性強(qiáng)的等物性，因而，化工設(shè)備、管道、閥門、儀表等在運(yùn)行中易于受到腐蝕和磨損。為了維持保養(yǎng)不善，使用不當(dāng)，必然要發(fā)生各種各樣的事故，導(dǎo)致生產(chǎn)停頓，計(jì)劃打亂；或由于設(shè)備性能和精度不符要求，浪費(fèi)能源，次品率上升；或因跑、冒、滴、漏損失資源、污染環(huán)境、惡化勞動條件；或由于腐蝕、疲勞、蠕變等造成設(shè)備破裂、爆炸，人員傷亡，財(cái)產(chǎn)損失，所以，設(shè)備是實(shí)現(xiàn)化工安全生產(chǎn)的物質(zhì)保證。2/1/202367

案例1：1984年12月3日印度博帕里市一農(nóng)藥廠的甲基異氰酸酯毒氣外泄事故。12月2日，甲基異氰酸酯貯罐溫度上升，蒸汽壓增大，貯罐上自動安全閥失靈，事故閥未能發(fā)揮作用。3日凌晨1點(diǎn)，安全閥破裂，氣體涌向洗滌器，因一個(gè)洗滌器不能應(yīng)付如此大量噴出的氣體。最后一道防線是將排放的氣體燒掉，但火炬又未能點(diǎn)燃。因而導(dǎo)致大量毒氣外泄，毒氣覆蓋了25k㎡，造成2000多人喪生，203人中毒，673人處在毒氣的威脅下，成為世界工業(yè)史上罕見的重大傷亡事故。案例2：1986年1月28日，美國“挑戰(zhàn)者”號航天飛機(jī)升空721秒后突然爆炸，7名機(jī)組人員全部遇難。原因是一個(gè)小小的密封圈失效。2/1/202368案例3：2001年8月17日，江蘇省大豐市金龍有限責(zé)任公司制冷車間發(fā)生氰氣泄漏事故。據(jù)公司有關(guān)人員介紹，凌晨4時(shí)許，制冷車間制冷機(jī)突然發(fā)生故障，強(qiáng)大的氣流把當(dāng)班的2名工人擊倒，其中1人死亡，1人重傷。從以上案例可知，化學(xué)工業(yè)中的恰當(dāng)維護(hù)對安全顯得格外重要，只有及時(shí)消除裝置、設(shè)備的缺陷和隱患，才能保證生產(chǎn)裝置能夠“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”運(yùn)行。2/1/202369二、預(yù)防維護(hù)由于化工生產(chǎn)的危險(xiǎn)性大，決定了生產(chǎn)裝置維修的危險(xiǎn)性亦大。實(shí)踐證明，街道裝置在停車、檢修施工、復(fù)工過程中最容易發(fā)生事故。設(shè)備沒及時(shí)維修的事故更多，因此，要嚴(yán)格按照明確計(jì)劃的時(shí)間表檢驗(yàn)、維修和更換設(shè)備，可以防止許多事故。對安全和生產(chǎn)的好處是顯而易見的。什么是預(yù)防維護(hù)？預(yù)防維護(hù)實(shí)質(zhì)上指的是一個(gè)系統(tǒng)，它的功能是確定裝置或設(shè)施故障的可能頻率，在其失效前就進(jìn)行檢驗(yàn)、維修或更換。一般故障概率分布曲線呈駝峰形（正態(tài)分布），波峰在中位時(shí)間。所以需要排定維護(hù)時(shí)間表，在故障的可能性達(dá)2%或其他某個(gè)選定的數(shù)之前就采取行動。這樣就在事故發(fā)生之前就已經(jīng)采取了維護(hù)。2/1/202370這就需要預(yù)先知悉中位時(shí)間方面的信息，應(yīng)用類似操作已有的經(jīng)驗(yàn)、損壞速率的研究成果以及其他分析方法。制定出最隹維護(hù)日程和時(shí)間應(yīng)該與設(shè)備的利用率、材料的利用率、應(yīng)用的維護(hù)設(shè)施和人力匹配。為完成這個(gè)目的，預(yù)先計(jì)劃、應(yīng)用日程表和讓每個(gè)人都知曉是關(guān)鍵。必須做到集中領(lǐng)導(dǎo)、統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一安排，并做好“四定”（定項(xiàng)目、定質(zhì)量、定進(jìn)度、定人員）和“八落實(shí)”（組織、思想、任務(wù)、物質(zhì)包括材料與備品備件、勞動力、工器具、施工方案、安全措施落實(shí)）工作。下面給出化工廠泵的預(yù)防維護(hù)工作程序的一個(gè)典型例子。P78（1）~（7）2/1/202371

預(yù)防事故的適當(dāng)維護(hù)不僅是為了免于設(shè)備故障，對于保護(hù)人身安全也有重要作用。這可以從以下方面考慮。預(yù)防操作人員遭受由維護(hù)工作引起的環(huán)境危險(xiǎn)。預(yù)防操作人員遭受由操作條件引起的危險(xiǎn)。預(yù)防維護(hù)人員遭受自己工作引起的危險(xiǎn)。補(bǔ)充：*一、化工檢修的準(zhǔn)備化工檢修的準(zhǔn)備工作一般包括以下幾點(diǎn)：⒈組織領(lǐng)導(dǎo)中修或大修前要成立廠長（經(jīng)理）為總指揮的機(jī)構(gòu)，下設(shè)施工檢修組、質(zhì)量驗(yàn)收組、停開車組、物資供應(yīng)組、安全保衛(wèi)組、政工宣傳組、后勤服務(wù)組等。針對裝置檢修項(xiàng)目及特點(diǎn)，明確分工，分片包干，各司其職，各負(fù)其責(zé)。每個(gè)項(xiàng)目都要有安全負(fù)責(zé)人。2/1/202372⒉制定安全檢修方案安全檢修方案，按設(shè)備檢修任務(wù)書中的規(guī)定格式認(rèn)真填寫齊全，其主要內(nèi)容應(yīng)包括：檢修時(shí)間、設(shè)備名稱、檢修內(nèi)容、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、工作程序、施工方法、超重方案、采取的安全技術(shù)措施，并明確施工負(fù)責(zé)人、檢修項(xiàng)目安全員、安全措施的落實(shí)人等。方案編制后，通過一系列的審查并簽字，重大項(xiàng)目或危險(xiǎn)性較大項(xiàng)目的檢修方案、安全措施，由主管廠長或總工程師批準(zhǔn)，書面公布，嚴(yán)格執(zhí)行。⒊制定檢修安全措施針對檢修作業(yè)內(nèi)容、范圍，制定相應(yīng)的安全措施；安全部門還應(yīng)制定教育、檢查、獎(jiǎng)罰的管理辦法。2/1/202373⒋進(jìn)行技術(shù)交底，做好安全教育負(fù)責(zé)人向參加檢修的全體人員進(jìn)行檢修方案技術(shù)交底，使其明確檢修內(nèi)容及一切程序，達(dá)到分工明確、責(zé)任到人。進(jìn)行系統(tǒng)全面的安全技術(shù)和安全思想教育，以提高執(zhí)行各種規(guī)章制度的自覺性和落實(shí)安全技術(shù)措施重要性的認(rèn)識，使其從思想上、勞動組織上、規(guī)章制度上、安全技術(shù)措施上進(jìn)一步落實(shí)，從而為安全檢修創(chuàng)造必要的條件。⒌全面檢查，消除隱患檢修工作中，使用的各種工具、器具、設(shè)備，特別是超重工具、腳手架、登高用具、通風(fēng)設(shè)備、照明設(shè)備、氣體防護(hù)器具和消防器材，要有專人進(jìn)行準(zhǔn)備和檢查。2/1/202374三、非常規(guī)運(yùn)行和有關(guān)作業(yè)的維護(hù)⒈停車和開車化工裝置在停車過程中，要進(jìn)行降溫、降壓、降低進(jìn)料量，一直支切斷原燃料的進(jìn)料，然后設(shè)備倒空、吹掃、軒換等工作。應(yīng)嚴(yán)格按照停車方案確定的時(shí)間、停車步驟、工藝變化幅度等，有秩序地進(jìn)行。2/1/202375停車操作應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①降溫降壓的速度應(yīng)嚴(yán)格按照工藝規(guī)定執(zhí)行。如降溫降壓的速度不宜過快，尤其在高溫條件下。易燃易爆介質(zhì)的泄漏會引起著火爆炸，有毒物質(zhì)泄漏易引起中毒。②開關(guān)閥門的操作一般要緩慢進(jìn)行。如先打開頭兩扣后要停片刻，然后再逐漸開大，直至達(dá)到要求為止。以防產(chǎn)生震動而損壞設(shè)備和管道。③裝置停車時(shí)，所有設(shè)備及管道內(nèi)的液體（氣體）物料應(yīng)盡可能倒空，送出裝置，可燃、有毒氣體應(yīng)排至火炬燒掉。對殘存物料（易燃、有毒）的排放，應(yīng)采取相應(yīng)的措施，不得就地排放或排入下水道中。2/1/202376⒉容器作業(yè)（1）進(jìn)入設(shè)備作業(yè)內(nèi)容凡是進(jìn)入塔、釜、罐、爐、器、煙囪、料倉、地坑或其他閉塞場所內(nèi)進(jìn)行作業(yè)者均為進(jìn)入設(shè)備作業(yè)。因?yàn)檫@類設(shè)備或設(shè)施內(nèi)可能存在殘存的有毒有害物質(zhì)和易燃易爆物質(zhì)，也可能存在令人窒息的物質(zhì)，在施工中可能發(fā)生著火、爆炸、中毒和窒息事故。因此，必須對進(jìn)入設(shè)備作業(yè)實(shí)行特殊的安全管理，以避免意外事故的發(fā)生。*在設(shè)備內(nèi)檢修、動火時(shí)，氧含量應(yīng)為19%~21%，燃燒爆炸物質(zhì)濃度應(yīng)低于安全值，有毒物質(zhì)濃度應(yīng)低于最高容許濃度。2/1/202377（2）進(jìn)入設(shè)備作業(yè)證制度進(jìn)入設(shè)備作業(yè)前，必須辦理進(jìn)入設(shè)備作業(yè)證。在進(jìn)入設(shè)備內(nèi)作業(yè)期間，生產(chǎn)單位和施工單位應(yīng)有專人進(jìn)行監(jiān)護(hù)和救護(hù)，并掛上“設(shè)備內(nèi)有人作業(yè)”、“有人檢修、禁止合閘”的牌子。（3）進(jìn)入設(shè)備內(nèi)作業(yè)的注意事項(xiàng)（保護(hù)措施）

①~⑩P80[案例]不置換、分析，盲目入罐1980年青海省某化肥廠檢驗(yàn)脫硫塔，檢修時(shí)僅打開了人孔蓋，而未進(jìn)行置換和采樣分析化驗(yàn)，便派人進(jìn)入罐內(nèi)作業(yè)。入罐檢修人員又未帶防毒面具，結(jié)果入罐8人全部中毒，其中2人死亡。

2/1/202378*罐內(nèi)作業(yè)的安全要點(diǎn)：

①可靠隔離絕不允許其他系統(tǒng)中的介質(zhì)進(jìn)入檢修的罐內(nèi)。

②切斷電源如取下保險(xiǎn)絲、拉下閘刀并掛牌。

③空氣置換3、緊急維護(hù)由于維護(hù)意味著防止緊急維修，此處的緊急維護(hù)應(yīng)該更恰當(dāng)?shù)胤Q為緊急維修。比如，與氯氣貯罐連接的管接頭斷開，我們將如何應(yīng)對。應(yīng)該事先而不是事后去維護(hù)。2/1/202379意外事故維護(hù)的關(guān)鍵是，事先決定好誰應(yīng)該做什么、用什么去做、將其排成序列，一旦事故發(fā)生就按部就班地執(zhí)行和完成。a)遇有地下管道破裂的情形，怎樣處理都應(yīng)事先設(shè)計(jì)好。b)電線斷路也應(yīng)該有事前準(zhǔn)備。比如，供電轉(zhuǎn)換線路和配電設(shè)施都要事先準(zhǔn)備好。這些都是緊急維護(hù)的典型問題，問題的解決需要而且應(yīng)該事先計(jì)劃好。緊急維護(hù)遵循的一個(gè)原則是，如果通常維護(hù)的某個(gè)方法是不安全的，在緊急條件下應(yīng)用這個(gè)方法會加倍的不安全。不安全的作業(yè)，應(yīng)該嚴(yán)格禁止。2/1/2023804、切割、焊接和其他動火作業(yè)凡是動用明火或可能產(chǎn)生火種的作業(yè)都屬于動火作業(yè)。例如，電焊、氣焊、切割、熬瀝青、噴燈等明火作業(yè)；打墻眼、電氣設(shè)備的耐壓試驗(yàn)、電烙鐵等易產(chǎn)生火花或高溫的作業(yè)。因此，凡檢修動火部位和地區(qū)，必須按動火要求，采取措施，辦理審批手續(xù)。（1）審證在禁火區(qū)內(nèi)動火應(yīng)辦理動火證。要做到“三不動火”，即沒有動火證不動火，防火措施不落實(shí)不動火，監(jiān)護(hù)人不在現(xiàn)場不動火。2/1/202381（2）動火動火應(yīng)由經(jīng)安全考核合格的人員擔(dān)任，無合格證者不得獨(dú)自從事焊接等工作。動火作業(yè)出現(xiàn)異常時(shí)，監(jiān)護(hù)人員或動火指揮應(yīng)果斷命令停止動火，待恢復(fù)正常，重新分析合格并經(jīng)批準(zhǔn)部門同意后，方可重新動火。

例如：國外一家企業(yè)在檢修氣罐時(shí)，一名焊工和一名裝配工因鉆孔時(shí)所產(chǎn)生的火花引起工作服著火，兩人因火燒傷而死亡。分析原因是罐內(nèi)含氧量過高（含氧量在30%左右）。（3）善后處理作業(yè)人員進(jìn)入作業(yè)地點(diǎn)前穿戴好防護(hù)用品，作業(yè)時(shí)作業(yè)人員應(yīng)選擇合適