承壓類特種設備總結

承壓類特種設備

（一）鍋爐

1．鍋爐的基礎知識

鍋爐是指將燃料的化學能轉化為熱能，又將熱能傳遞給水、汽、導熱油等工質(zhì)，從而產(chǎn)生蒸汽、熱氣或通過導熱工質(zhì)輸出熱量的設備。

2．鍋爐的工作原理及工作特性

1）工作原理

鍋爐由“鍋”和“爐”以及相配套的附件、自控裝置、附屬設備組成?！板仭笔侵稿仩t接受熱量，并將熱量傳給水的受熱面系統(tǒng)，是鍋爐中儲存或輸送鍋水或蒸汽的密閉受壓部分?！板仭敝饕ǎ哄佂玻ɑ蝈仛ぃ?、水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器、對流管束及集箱等?！盃t”是指燃料燃燒產(chǎn)生高溫煙氣，將化學能轉化為熱能的空間和煙氣流通的通道——爐膛和煙道?！盃t”主要包括：燃燒設備和爐墻等。

2）工作特性

（1）爆炸的危害性。鍋爐具有爆炸性。鍋爐在使用中發(fā)生破裂，使內(nèi)部壓力瞬時降至等于外界大氣壓的現(xiàn)象叫爆炸。

（2）易于損壞性。鍋爐由于長周期運行在高溫高壓的惡劣工況下，因而經(jīng)常受到局部損壞，如不能及時發(fā)現(xiàn)處理，會進一步導致重要部件和整個系統(tǒng)的全面受損。

（3）使用的廣泛性。由于鍋爐為整個社會生產(chǎn)、生活提供能源和動力，因而其應用范圍極其廣泛。

（4）可靠的連續(xù)運行性。鍋爐一旦投用，一般要求連續(xù)運行，不能任意停用；否則，會影響一條生產(chǎn)線、一個廠，甚至一個地區(qū)的生活和生產(chǎn)，其間接經(jīng)濟損失巨大，有時還會造成惡劣的后果。

3）鍋爐的分類

（1）按用途分為：電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、生活鍋爐、機車鍋爐，船舶鍋爐等。

（2）按鍋爐產(chǎn)生的蒸汽壓力和蒸發(fā)量分為：高壓鍋爐、中壓鍋爐、低壓鍋爐及大型、中型、小型鍋爐。工業(yè)鍋爐一般是小型低壓鍋爐，電站鍋爐一般為大中型、中高壓鍋爐。

（3）按載熱介質(zhì)分為：蒸汽鍋爐、熱水鍋爐和有機熱載體鍋爐。

（4）按熱能來源分為：燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐、廢熱鍋爐。

（5）按鍋爐結構分為：鍋殼式鍋爐、水管鍋爐。

（6）在燃煤鍋爐中按燃燒方式分為：層燃爐、沸騰爐、煤粉爐（室燃爐）。層燃爐又分手燒爐、鏈條爐、往復爐、拋煤機爐、振動爐、排爐。

（7）按蒸發(fā)段工質(zhì)循環(huán)動力分為：自然循環(huán)鍋爐、強制循環(huán)鍋爐和直流鍋爐。

3．鍋爐安全附件

1）安全閥

安全閥是鍋爐上的重要安全附件之一，它對鍋爐內(nèi)部壓力極限值的控制及對鍋爐的安全保護起著重要的作用。安全閥應按規(guī)定配置，合理安裝；安全閥應結構完整，靈敏、可靠。應每年對其檢驗、定壓一次并鉛封完好，每月自動排放試驗一次，每周手動排放試驗一次，并做好記錄及簽名。

2）壓力表

壓力表用于準確地測量鍋爐上所需測量部分壓力的大小。

（1）

鍋爐必須裝有與鍋筒(鍋殼)、蒸汽空間直接相連接的壓力表。

（2）根據(jù)工作壓力選用壓力表的量程范圍，一般應在工作壓力的1.5～3倍。

（3）表盤直徑不應小于100mm，表的刻盤上應劃有最高工作壓力紅線標志。

（4）壓力表裝置齊全(壓力表、存水彎管、三通旋塞)、，每半年校驗一次，并鉛封完好。

3）水位計

水位計用于顯示鍋爐內(nèi)水位的高低。水位計應安裝合理，便于觀察，且靈敏可靠。每臺鍋爐至少應裝2只獨立的水位表。額定蒸發(fā)量小于等于0.2t／h的鍋爐可只裝1只水位表。水位表應設置放水管并接至安全地點。玻璃管式水位表應有防護裝置。

4）溫度測量裝置

溫度是鍋爐熱力系統(tǒng)的重要參數(shù)之一，為了掌握鍋爐的運行狀況，做到鍋爐安全、經(jīng)濟運行，需依靠溫度測量裝置測量鍋爐的給水、蒸汽、煙氣等介質(zhì)的溫度對鍋爐熱力系統(tǒng)進行監(jiān)測。

5）保護裝置

（1）超溫報警和連鎖保護裝置。超溫報警裝置安裝在熱水鍋爐的出口處，當鍋爐的水溫超過規(guī)定的水溫時，自動報警，提醒司爐人員采取措施減弱燃燒。超溫報警和聯(lián)鎖保護裝置連鎖后，還能在超溫報警的同時，自動切斷燃料的供應和停止鼓、引風，以防止熱水鍋爐發(fā)生超溫而導致鍋爐損壞或爆炸。

（2）高低水位警報和低水位連鎖保護裝置。當鍋爐內(nèi)的水位高于最高安全水位或低于最低安全水位時，水位警報器就自動發(fā)出警報，提醒司爐人員采取措施防止事故發(fā)生。

（3）鍋爐熄火保護裝置。當鍋爐爐膛熄火時，鍋爐熄火保護裝置起作用，切斷燃料供應，并發(fā)出相應信號。

6）排污閥或放水裝置

排污閥或放水裝置的作用是排放鍋水蒸發(fā)而殘留下的水垢、泥渣及其他有害物質(zhì)，使鍋水的水質(zhì)控制在允許的范圍內(nèi)，使受熱面保持清潔，以確保鍋爐的安全、經(jīng)濟運行。

7）防爆門

為了防止爐膛和尾部煙道再次燃燒造成破壞，常在爐膛和煙道易爆處裝設防爆門。

8）鍋爐自動控制裝置

通過工業(yè)自動化儀表對溫度、壓力、流量、成分等參數(shù)的測量和調(diào)節(jié)，達到監(jiān)視、控制、調(diào)節(jié)生產(chǎn)的目的，使鍋爐在最安全、經(jīng)濟的條件下運行。（二）壓力容器壓力容器，泛指在工業(yè)生產(chǎn)中用于完成反應、傳質(zhì)、傳熱、分離和儲存等生產(chǎn)工藝過程，并能承受壓力的密閉容器。它被廣泛用于石油、化工、能源、冶金、機械、輕紡、醫(yī)藥、國防等工業(yè)領域。1．壓力容器基礎知識1）壓力容器的操作條件

（1）壓力。壓力容器的壓力可以來自兩個方面，一是壓力是容器外產(chǎn)生（增大）的，二是壓力是容器內(nèi)產(chǎn)生（增大）的。最高工作壓力，多指在正常操作情況下，容器頂部可能出現(xiàn)的最高壓力。設計壓力，系是指在相應設計溫度下用以確定容器殼體厚度的壓力，亦即標注在銘牌上的容器設計壓力，壓力容器的設計壓力值不得低于最高工作壓力；當容器各部位或受壓元件所承受的液柱靜壓力達到5％設計壓力時，則應取設計壓力和液柱靜壓力之和進行該部位或元件的設計計算；裝有安全閥的壓力容器，其設計壓力不得低于安全閥的開啟壓力或爆破壓力。容器的設計壓力確定應按GB150的相應規(guī)定。（2）溫度。金屬溫度，系指容器受壓元件沿截面厚度的平均溫度。任何情況下，元件金屬的表面溫度不得超過鋼材的允許使用溫度。設計溫度，系指容器在正常操作情況下，在相應設計壓力下，殼壁或元件金屬可能達到的最高或最低溫度。當殼壁或元件金屬的溫度低于—20℃，按最低溫度確定設計溫度；除此之外，設計溫度一律按最高溫度選取。設計溫度值不得低于元件金屬可能達到的最高金屬溫度；對于0℃以下的金屬溫度，則設計溫度不得高于元件金屬可能達到的最低金屬溫度。容器設計溫度（即標注在容器銘牌上的設計介質(zhì)溫度）是指殼體的設計溫度。（3）介質(zhì)。生產(chǎn)過程所涉及的介質(zhì)品種繁多，分類方法也有多種。按物質(zhì)狀態(tài)分類，有氣體、液體、液化氣體、單質(zhì)和混合物等；按化學特性分類，則有可燃、易燃、惰性和助燃四種；按它們對人類毒害程度，又可分為極度危害（I）、高度危害（Ⅱ）、中度危害（Ⅲ）、輕度危害（Ⅳ）四級。易燃介質(zhì)：是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，如一甲胺、乙烷、乙烯等。毒性介質(zhì)：《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》（以下簡稱《容規(guī)》）對介質(zhì)毒性程度的劃分參照GB5044《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》分為四級。其最高容許濃度分別為：極度危害（I級）<0．1mg／m3；高度危害（Ⅱ級）0.1～<1．0mg／m3；中度危害（Ⅲ級）1．0～<10mg／m3；輕度危害（1V級）≥10mg／m3。壓力容器中的介質(zhì)為混合物質(zhì)時，應以介質(zhì)的組成并按毒性程度或易燃介質(zhì)的劃分原則，由設計單位的工藝設計部門或使用單位的生產(chǎn)技術部門決定介質(zhì)毒性程度或是否屬于易燃介質(zhì)。腐蝕性介質(zhì)，石油化工介質(zhì)對壓力容器用材具有耐腐蝕性要求。有時是因介質(zhì)中有雜質(zhì)，使腐蝕性加劇。腐蝕介質(zhì)的種類和性質(zhì)各不相同，加上工藝條件不同，介質(zhì)的腐蝕性也不相同。這就要求壓力容器在選用材料時，除了應滿足使用條件下的力學性能要求外，還要具備足夠的耐腐蝕性，必要時還要采取一定的防腐措施。2）壓力容器的分類壓力容器分類方法很多，為利于安全技術監(jiān)察和管理，《容規(guī)》將壓力容器劃分為3類。（1）第三類壓力容器：高壓容器；中壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）；中壓儲存容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且pV大于等于l0MPa·m3）；中壓反應容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且pV大于等于0.5MPa·m3）；低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害的介質(zhì)，且pV大于等于0.2MPa·m3）；高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；中壓搪玻璃壓力容器；使用強度級別較高（指相應標準中抗拉強度規(guī)定值下限大于等于540MPa）的材料制造的壓力容器；移動式壓力容器，包括鐵路罐車（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）、罐式汽車液化氣體運輸（半掛）車、低溫液體運輸（半掛）車、永久氣體運輸（半掛）車和罐式集裝箱（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）等；球形儲罐（容積大于等于50m3）；低溫液體儲存容器（容積大于5m3）。

（2）第二類壓力容器：中壓容器；低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）；低壓反應容器和低壓儲存容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)）；低壓管殼式余熱鍋爐；低壓搪玻璃壓力容器。（3）低壓容器為第一類壓力容器（第三類和第二類規(guī)定的除外）。2．安全附件1）安全閥安全閥是一種由進口靜壓開啟的自動泄壓閥門。它依靠介質(zhì)自身的壓力排出一定數(shù)量的流體，以防止容器或系統(tǒng)內(nèi)的壓力超過預定的安全值；當容器內(nèi)的壓力恢復正常后，閥門自行關閉，并阻止介質(zhì)繼續(xù)排出。安全閥分全啟式安全閥和微啟式安全閥。根據(jù)安全閥的整體結構和加載方式可以分為靜重式、杠桿式、彈簧式和先導式等4種。2）爆破片爆破片裝置是一種非重閉式泄壓裝置，由進口靜壓使爆破片受壓爆破而泄放出介質(zhì)，以防止容器或系統(tǒng)內(nèi)的壓力超過預定的安全值。爆破片又稱為爆破膜或防爆膜，是一種斷裂型安全泄放裝置。與安全閥相比，它具有結構簡單，泄壓反應快，密封性能好，適應性強等特點。3）安全閥與爆破片裝置的組合安全閥與爆破片裝置并聯(lián)組合時，爆破片的標定爆破壓力不得超過容器的設計壓力。安全閥的開啟壓力應略低于爆破片的標定爆破壓力。當安全閥進口和容器之間串聯(lián)安裝爆破片裝置時，應滿足下列條件：①安全閥和爆破片裝置組合的泄放能力應滿足要求；②爆破片破裂后的泄放面積應不小于安全閥進口面積，同時應保證使得爆破片破裂的碎片不影響安全閥的正常動作；③爆破片裝置與安全閥之間應裝設壓力表、旋塞、排氣孔或報警指示器，以檢查爆破片是否破裂或滲漏。當安全閥出口側串聯(lián)安裝爆破片裝置時，應滿足下列條件：①容器內(nèi)的介質(zhì)應是潔凈的，不含有膠著物質(zhì)或阻塞物質(zhì)；②安全閥的泄放能力應滿足要求；③當安全閥與爆破片之間存在背壓時，安全閥仍能在開啟壓力下準確開啟；④爆破片的泄放面積不得小于安全閥的進口面積；⑤安全閥與爆破片裝置之間應設置放空管或排污管，以防止該空間的壓力累積。4）爆破帽爆破帽為一端封閉，中間具有一薄弱斷面的厚壁短管，爆破壓力誤差較小，泄放面積較小，多用于超高壓容器。超壓時其薄弱面上的拉伸應力達到材料的強度極限發(fā)生斷裂。由于其工作時通常還有溫度影響，因此，一般均選用熱處理性能穩(wěn)定，且隨溫度變化較小的高強度鋼材料（如34CrNi3Mo等）制造，其破爆壓力與材料強度之比一般為0.2～0.5。5）易熔塞易熔塞屬于“熔化型”（“溫度型”）安全泄放裝置，它的動作取決于容器壁的溫度，主要用于中、低壓的小型壓力容器，在盛裝液化氣體的鋼瓶中應用更為廣泛。6）緊急切斷閥緊急切斷閥是一種特殊結構和特殊用途的閥門，它通常與截止閥串聯(lián)安裝在緊靠容器的介質(zhì)出口管道上，其作用是在管道發(fā)生大量泄漏時緊急止漏；一般還具有過流閉止及超溫閉止的性能，并能在近程和遠程獨立進行操作。緊急切斷閥按操縱方式的不同，可分為機械（或手動）牽引式、油壓操縱式、氣壓操縱式和電動操縱式等多種，前兩種目前在液化石油氣槽車上應用非常廣泛。7）減壓閥減壓閥的工作原理是利用膜片、彈簧、活塞等敏感元件改變閥瓣與閥座之間的間隙，當介質(zhì)通過時產(chǎn)生節(jié)流，壓力下降而使其減壓的閥門。當調(diào)節(jié)螺栓向下旋緊時，彈簧被壓縮，將膜片向下推，頂開脈沖閥閥瓣，高壓側的一部分介質(zhì)就經(jīng)高壓通道進入，經(jīng)脈沖閥閥瓣與閥座間的間隙流入環(huán)形通道而進入氣缸，向下推動活塞并打開主閥閥瓣，這時高壓側的介質(zhì)便從主閥閥瓣與閥座之間的間隙流過而被節(jié)流減壓。同時，低壓側的一部分介質(zhì)經(jīng)低壓通道進入膜片下方空間，當其壓力由于高壓側的介質(zhì)壓力升高而升高到足以抵消彈簧的彈力時，膜片向上推動脈沖閥閥瓣逐漸閉合，使進入氣缸的介質(zhì)減少，活塞和主閥閥瓣向上移動，主閥關小，從而減少流向低壓側的介質(zhì)量，使低壓側的壓力不致因高壓側壓力升高而升高，從而達到自動調(diào)節(jié)壓力的目的。7）壓力表、溫度計、液位計

（1）壓力表。壓力表是指示容器內(nèi)介質(zhì)壓力的儀表，是壓力容器的重要安全裝置。按其結構和作用原理，壓力表可分為液柱式、彈性元件式、活塞式和電量式四大類?；钊綁毫τ嬐ǔＳ米餍ｒ炗玫臉藴蕛x表，液柱式壓力計一般只用于測量很低的壓力，壓力容器廣泛采用的是各種類型的彈性元件式壓力計。（2）液位計。液位計又稱液面計，是