压力容器安全操作及维护保养1.docx

《压力容器安全操作及维护保养1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《压力容器安全操作及维护保养1.docx（36页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第一节 压力容器运行中常见事故的原因及事故举例近年来，在压力容器所发生的事故中除少数因为结构设计不合理，用材不当， 制造质量低劣以外，大部分事故均是由于使用管理不善，劳动纪律松弛，违章操 作，未进行定期检验和操作人员技术水平低等原因造成的。因此，正确合理地操作 和使用压力容器是每一个操作人员应尽的职责。一、压力容器在运行过程中常见事故 的原因1 .容器本体制造质量差：设计结构不合理，用材不当，制造质量差，容器本 身存在先天性缺陷。2 .容器内部的压力过高。由于填装介质过量，容器受热（如日光暴晒、火灾等） 致使容器内物质发生聚合、分解等剧烈化学反应等原因，都会引起容器内压升高。容器内形成爆炸性混

2、合气体主要是由于混合充气、系统混料或由于系统压力发生变 化可燃性气体和助燃气体混合而引起的。例如水电解槽发生故障时氧气和氢气的混 合；在容器中残留的氧气、空气、氯气等助燃介质，又充入了可燃性气体；在可燃性气体中充人了氧气等助燃气体；在混有有机液体的容器中充人了氧气、 氯气等。3.容器由于附件泄漏，引起着火、爆炸事故：容器的阀门从主体脱落（这类 事故很多，例如容器阀门的拆卸作业；阀门螺丝结构不健全；容器阀门被冲击； 容器受到强力冲击等）。 容器阀门漏气（例如容器的阀门螺丝被腐蚀；有机 物吸附在氧气、氯气等阀门上，使容器阀门受烧损等。安全泄压装置动作（由 于容器内部压力或温度异常上升所引起的；有时

3、也可能由于安全装置质量不好，以致在正常使用中自行动作，使容器内物料喷出而引起事故）o容器上的压力表、 温度计、液位计等破损，造成物料泄漏引起事故。4 .操作工缺乏基本知识，违章操作；领导盲目指挥，任意改变生产工艺。5 .未开展定期检验，年久失修，容器器壁被腐蚀，强度不够。第二节压力容器安全操作的一般要求压力容器是一种具有爆炸危险的特种设备。按照特种设备安全监察条例 和特种设备作业人员作业种类与项目目录的规定，压力容器的操作人员属于特种设备作业人员；按照特种设备作业人员监督管理办法的规定，对压力容 器操作人员提出了以下具体要求：1 .压力容器操作人员要定期参加培训，学习压力容器的基本知识，熟悉国

4、家颁发 的安全技术法规、技术标准中有关安全使用的内容。要熟记本本岗位的工艺流程、 有关容器的结构、类别、技术参数和主要技术性能。2 .要严格遵守安全操作规程，掌握好本岗位压力容器操作程序和操作方法及对一 般故障的排除技能，并做到认真填写操作运行记录或工艺生产记录，加强对容器 和设备的巡回检查和维护保养。3 .压力容器的操作人员应了解生产流程中各种介质的物理性能和化学性质， 了解 它们相互之间可能引起的物理化学反应，以便在发生意外情况时，能做到判断准确， 处理正确及时。4 .压力容器操作人员必须掌握各种安全附件的型号、规格、性能及用途，经常 保持安全附件的齐全、灵活、准确可靠。5 .压力容器操作

5、人员应取得当地锅炉压力容器安全监察机构颁发的压力容器作 业人员证后，方能独立承担压力容器的操作。6 .压力容器操作人员年龄应年满18周岁以上，并具有初中以上文化程度，必须 是热爱本职工作，认真负责，身体键康和无妨碍本岗位操作的疾病和生理缺陷，并 经医院体格检查合格。7 .压力容器操作人员应履行以下职责： 严格执行各项规章制度，精心操作，认真填写操作运行记录或生产工艺记录， 确保生产安全运行； 发现压力容器有异常现象危及安全时，应采取紧急停机措施并及时向上级报 告； 对任何有害压力容器的违章指挥，应拒绝执行； 努力学习业务知识，不断提高操作技能。8. 对压力容器的使用单位的要求：压力容器的使用单

6、位，应在工艺操作规程和岗位操作规程中，明确提出压力容器安全操作要求。其内容至少应包括：a:压力容器的操作工艺指标（含最高工作压力、最高或最低工作温度）。b:压力容器的岗位操作法（含开、停车的操作程序和注意事项）。c:压力容器运行中应重点检查的项目和部位，运行中可能出现的异常现象和防 止措施，以及紧急情况的处置和报告程序。9. 压力容器操作区域：a:罐区；b:机泵、压缩机或者锅炉（废热锅炉）区；c:压力管道连接区域；d:仪表控制区。10. 压力容器与外接件的分界：压力容器包括压力容器本体及与其安装连接的安全附件。除压力容器 本体外还应包括：（1）压力容器与外部管道或装置焊接连接的第一首环向焊缝的

7、焊接 坡口、螺纹连接的第一个螺纹接头、法兰连接的第一个法兰密封面、 专用连接件或管件连接的第一个密封面；（2）压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件；（3）非受压元件与压力容器本体连接的焊接接头。压力容器安全操作要点压力容器根据各自的特性和在生产工艺流程中的作用，都有其特定的操作程序和操作方法。操作内容一般包括：操作前的检查、开机准备、开启阀门、启动电源、调整工况、正常运行与停机程序等。 尽管各种压力容器使 用的工况不尽一致，但其操作却有共同的安全操作要点， 操作人员必须按 规定的程序和要求进行。压力容器主要的安全操作要点如下。1.压力容器严禁超温超压运行。 由于压力容器允许使用的温度、压力、 流

8、量及介质充装等参数是根据工艺设计要求和保证安全生产的前提下制 定的，故在设计压力和设计温度范围内操作压力容器可确保运行安全。反之，如果容器超载超温超压运行，就会造成容器的承受能力不足，因而可 能导致爆炸事故发生。压力容器超温超压的原因及其预防办法有如下几 点：（l ）避免误操作造成超温超压事故。对于压力来自外压力源（如气体压缩机、 蒸汽锅炉）的压力容器，超压多是误操作所致。例如，未切断压力源而误将 容器的出口阀关闭，使容器内气体密度增大，压力升高；或误开启应关闭的 阀门而送人较高压力的气体于容器内，或将其它介质投人容器内产生化学反 应而使容器内压力升高等，此外，减压装置失灵也是造成超压的原因之

9、一， 预防操作失误最可靠的方法是装设连锁装置。在不具备这种条件的情况下， 有些容器的使用单位实行所谓“安全操作持牌制度”，即在一些关键性的操 作装置上挂标志牌，牌上用明显标记或文字注明装置的操作程序与状态（如 阀门的开关方向、开关状态）和注意事项等。实践证明，这种方法还是颇有 成效的。（2 ）由于容器内物料的化学反应而产生（或增大）压力的容器，往往是由 于加料过量或物料中混有杂质，使容器内反应后生成的气体密度增大或反 应过速而造成超压。1976年4月，江苏某农药厂用三氯化磷与聚甲醛进 行反应，试制农药中间产品。由于所用的原料没有严格的质量要求，操作中也没有认真控制，使用了含水分较高的聚甲醛。

10、在聚甲醛与三氯化磷加人高压反应釜以后，聚甲醛中的水分便与三氯化磷产生化学反应释放出 大量的热，促使聚甲醛（固体）解聚，变成单分子的甲醛（气体），液体 三氯化磷也受热气化，于是釜内压力急剧升高 （超过100大气压），致使 釜盖断裂飞出，从釜内逸出的甲醛气又与外界的空气混合形成可爆性气 体，在碎片撞击设备所产生的火花的引发下，发生容器外二次爆炸，造成 重大伤亡事故。因此，要预防这类容器超压，必须严格控制每次投料量及 其杂质含量，并有防止超量的严密措施。（3 ）贮装液化气体的容器常因装量过多或意外受热、温度升高而发生超 压。因为容器内一旦充满液体，则每升高 1 C就会增大十几个大气压。 对此的预防超

11、压措施是对固定式液化气体贮罐和槽车等容器一定要装设 灵敏可靠的液位计，严格按规定充装量进行充装，并防止容器意外受热。（4 ）贮装易于发生聚合反应的碳氢化合物的容器，因容器内部分物料可能发生聚合作用释放热量，使容器内气体急剧升温而压力升高。为了预防 这类超温超压现象，应该在物料中加入阻聚剂和防止混人能促进聚合的杂质， 同时，容器内物料贮存时间不能过长。（5 ）用于制造高分子聚合的高压釜（聚合釜）有时会因原料或催化剂使用不 当或操作失误，使物料发生爆聚（即本来应缓慢聚合的反应在瞬时内快速 聚合的全过程）释放大量热能，而冷却装置又无法迅速导热，因而发生超压 而酿成严重爆炸事故。因此，对这种容器的操作

12、更应认真谨慎，对每批投用 的原料和催化剂等从质量到数量都要严格控制，对冷却装置等应经常检查其 是否处于良好的工作状态。诚然，有超压可能的压力容器都应装设安全泄压 装置，以防止压力容器因超压而发生破裂爆炸事故。但安全泄压装置只是 防止容器过量超压的最后一个关口，而且也常有失灵现象发生，所以首先应 在操作上严加控制以防止容器超压。2 .操作人员应精心操作，严格遵守压力容器安全操作规程或工艺操作规程。 在以往发生的压力容器事故中，由于人为操作不当引起的事故居多数。这是 因为压力容器运行环节时间最长，工况条件变化最多，操作人员的操作技 能水平、应变能力、系统工况的变化都会影响正常操作，往往会造成整压、

13、 超压、超温及不应有的介质混合等而造成的事故。一般地讲，各单位使用的压力容器都会多少有些“先天”性缺陷，失检失修、带病运行的现 象严重，如果操作不当，会使缺陷迅速扩展。运行中的压力容器与转动设备 相比，运行监测困难、且监测投资多、误差大，领导对停工处理的决心难下。 压力容器事故因而突发几率大，危险也大。因此压力容器的精心操作是积极 避免和减少操作中压力容器事故的有效措施，一是制定合理的工艺操作记录 卡片，并认真作好记录；二是操作人员严格遵守工艺纪律和安全操作规程。 压力容器的部分宏观检查要列人操作人员的巡回检查制度中。以动制静，及 早发现异常，防止事故的突发性。在压力容器中，往往会发生一些泄漏

14、等事故，不得不采取临时措施进行补救。但在压力容器停工检修中往往又忽视了这些部位，没按规定修复完善， 结果还是带病运行，要等到下次检验时间才去处理，这都是事故隐患所在， 遇到这种情况，在停工检修中应尽快妥善处理。3.压力容器应做到平稳操作。平稳操作主要是指缓慢地进行加载和卸载，以及运行期问保持载荷的相对稳定。压力容器开始加压时，速度不宜过快， 尤其要防止压力的突然升高，因为过高的加载速度会降低材料的断裂韧性，可能使存有微小缺陷的容器在压力的冲击下发生脆性断裂。高温容器或 工作时容器壁温在零度以下的容器，加热或冷却也应缓慢进行，以减小壳 体的温度梯度。运行中更应该避免容器壁温度的突然变化，以免产生

15、较大 的温度应力。运行中压力频繁地或大幅度地波动，对压力容器的抗疲劳破 坏是极为不利的，应尽量避免压力波动，保持操作压力平稳。4 .不拆卸压紧螺栓。压力容器处于工作状况时，如发现连接部位有泄漏现 象，不得拆卸螺栓或拆卸压盖更换垫片和加压填料。因为容器内部压力高于 外部压力，一旦拆卸部分螺栓，轻者容器内部介质在螺栓松动的部位产生 更大的泄漏；严重者可由于部分螺栓卸掉，剩余螺栓承受的拉力增大，如果 超过螺栓材料的抗拉强度时螺栓就会被拉断，容器内介质将大量喷出，造成严重的设备和人身事故。例如，某厂锅炉车问两名水处理操作工， 在收酸过程中发现管线不通，经检查发觉其中一只阀门被堵塞，虽已通知 对方停止送

16、酸，但管内仍有压力，操作人员未采取卸压措施，就开始拆卸阀 门大盖的螺栓，结果硫酸在内压作用下突然喷出，造成二人严重灼伤、双目 失明的人身事故。5 .有关换热容器的操作。换热容器是使工作介质在容器内进行热量交换，以达到生产工艺过程中所 需要的将介质加热或冷却的目的。操作这种容器时，应先引进冷流后进热流，所有引进的冷热流速度要缓慢，以防设备内外冷热不均而产生较大的温差应 力，造成容器变形发生泄漏和损坏。6 .要坚守岗位。各个生产工艺过程中使用的压力容器，特别是反应容器，随 着容器内介质的反应及其它条件的影响，往往会出现异常情况，例如停电、停 水、停汽或发生火灾等，需要操作人员及时进行调节和处理，以

17、保证生产的顺 利进行。所以.压力容器操作人员要坚守岗位，注意观察容器内介质压力、温 度的变化。7，坚持容器运行期间的巡回检查。巡回检查是压力容器动态监测的重要手段， 其目的是防止事故隐患。容器的操作人员在容器运行期间应执行巡回检查制 度，经常对容器进行检查，以便及时发现操作上或设备上所出现的不正常状态， 采取相应的措施进行调整或消除， 防止异常情况的扩大和延续，保证容器安全 运行。检查内容包括工艺条件、设备状况以及安全装置等方面。在工艺条件方面，主要检查操作条件，包括操作压力、操作温度、液位（液化 气体贮罐等容器）是否在安全操作规程规定的范围内；容器工作介质的化学成 分，物料配比，投料数量等，

18、特别是那些影响容器安全（如产生腐蚀，使压力升 高等）的成分是否符合要求。在设备状况方面，主要检查容器各连接部位有无泄漏、渗漏现象；容器有无塑性变形、腐蚀以及其他缺陷或可疑迹象；容器及其管道有无震动、磨损等现象。 在安全装置方面，主要检查容器的安全装置，包括与安全有关的计量器具（例如温度计、投料或液化气体充装计量用的磅秤等）是否保持完好状态。如压力表 的取压管有无泄漏和堵塞现象，弹簧式安全阀的弹簧是否有锈蚀、被油垢粘满 等情况，杠杆式安全阀的重锤是否有移动的迹象，以及冬季气温过低时，装设在 室外露天的安全阀有无冻结的可能等；这些装置和器具是否在规定的允许使用 期限内。操作人员在进行巡回检查时，应

19、随身携带检查工具，如板手，抹布及其他专用 工具，沿着固定的检查路线和检查点，仔细观察阀门、机泵、管线及容器各部 位，查看机泵运转是否正常，各个连接部位是否有跑、冒、滴、漏现象。巡回 检查要定时、定点、定路线。所谓定时，就是要求每次巡回检查的问隔时间固 定，每小时进行一次，或每二小时进行一次；定点是指巡回检查制度明确规定 需要进行检查的固定点。如关键的设备、管线、机泵、阀门、容器、指示仪表 以及曾经出现过故障的部位。定路线是按生产工艺流程或事故易发线路规定为 巡回检查的路线。为了落实和加强巡回检杏，很多容器使用单位实行翻牌制度，即在巡回检查路 线的某些地方（如固定检查点）设置监检牌。监检牌上标志

20、巡回检查的时间，当 巡检操作人员检查到每个挂牌处，就把牌子挂在或把指针拨到规定的相应时间上， 以表明在规定的时间内已进行了巡回检查。8、认真填写操作记录。操作记录是生产操作过程中的原始记录，它对保证产 品质量、保证生产的顺利进行和确保安全生产起着重要的作用。所有容器操作人员都应认真及时、准确真实地记录容器实际运行状况。否则将 会造成操作事故。例如，1975年，某石化厂球罐区在接受液化石油气时，当 班操作人员接到调度命令后，打开3 ”球罐的进口阀门，液化石油气以每小时 40立方米的流量源源不断地流人 3 ”球罐，由于操作人员没有做好原始记录， 下班时又忘记向接班的操作人员交待，接班人员上班以后查

21、看原始操作记录， 没有发现3 ”球罐正在进料，又未按规定进行认真的巡回检查，8小时后交班时， 当然不可能把3 ”球罐进料的情况交待下去。第三班操作人员接班后，又未进行 巡回检查，继续向3 ”球罐进料，当球罐运行至凌晨5点钟时，只听见3 ”球罐发出枪响一般的声响，随后大虽的流化石油气喷射出来，喷射距离 长达10米，球罐周围一片白色雾状。只是由于现场没有明火，通过采取紧急倒罐卸压措施后，才幸免了一场毁灭性的火灾爆炸事故。据调查分析发现，3 ”球罐在失去控制的情况下，连续进料达18小时，球罐压力高达3 .9MPa，高出设 计压力(1.6MPa ) 2.3MPa ，球罐严重超压而破裂(赤道带出现三条长

22、度分别为18cm、12cm和8cm的裂纹)，由此可见，容器的原始操作记录 和交接班记录对保障容器安全生产至为重要。操作记录一般应包括如下内容：(1) 生产指挥系统下达的调度指令，包括开机方案、工艺指标及要求等均应准 确地记录下来。(2) 进出容器的各种物料的温度、压力、流量、时间、数量和间歇操作周期。(3) 容器的实际操作条件，包括不同时间下的压力、温度以及波动范围。(4)当 班操作期间的操作内容。如机泵的启动次数和停机，阀门的开启和关闭，以及巡回 检查的时间、内容及发现的异常情况等。(5)操作用工具是否齐全和本岗位环境卫生是否打扫干净。(6)认真做好交接班记录。操作人员在填写操作记录时，要严

23、肃认真，字体要端 正，数据要准确，记录要及时，严禁在操作记录本上乱涂乱改和事后补填的现 象，要保证记录本的干净、整齐。9、跑、冒、滴、漏处理。a:异常b:泄漏跑冒滴漏现象既浪费资源、能源和污染环境，又是发生火灾，爆炸事故的重要原 因之一，因此在巡回检查中若有发现，即应记录在卷并进行处理。10 .容器的紧急停止运行。运行中若容器突然发生故障，严重威胁安全时，容 器操作人员应及时采取紧急措施，停止容器运行，并上报车间和厂领导。容器停止运行包括泄放容器内的气体和其它物料，使容器内压力下降，并停止 向容器内输人气体或其他反应物料。对于系统中连续性生产的压力容器，紧急停止运行时必须作好与其他有关岗位 的

24、联系工作。容器的停止运行操作虽然简单，但仍应认真操作，若有疏忽也会酿成事故。第三节压力容器的运行操作一、压力容器的投用1 .投用前的准备工作。由于工艺条件的不同，压力容器的操作内容、方法、程序与注意事项也不尽一致。通常人们把压力容器及装置的操作划分为：机泵操作、 罐区装卸操作、设备工艺操作三大部分。每种操作又可划分为若干小单元操作，每项小单元的操作都有一定的操作规程和操作程序，都需要做特定的投用而准备 工作。做好投用(或称开工)前的准备工作，对完成单元容器操作，保证整个生 产过程安全运行有着重要的意义。压力容器投用前要做好如下准备工作：(1) 要组织对压力容器及其装置进行全面检查验收工作：检查

25、验收的内容包括：压 力容器及其装置的设计、制造、安装、检修等质量是否符合国家有关技术法规、标 准的要求；扩建、技术改造后的运行是否能保证预定的工艺生产要求；施工用脚手架、临时电线应全部拆除；施工机具全部运离车间现场；操作台二1二梯子、 平台、栏杆完好；安全装置齐全、灵敏、可靠；照明正常；地沟盖板及下水井盖全 部盖好，道路畅通；消防设备齐全完好；地面平整清洁，门窗完整，玻璃明亮；操 作及维修用备件齐备；水、电、蒸汽、风、氧气、通风正常等。符合上述条件和要 求者方可验收并准予开工，否则不得投人运行。(2 )写好压力容器及装置的开工方案，呈请有关部门批准。开工方案应包括如下内容：压力容器吹扫及贯通试

26、压工作。单元容器的试运，有衬里的压力 容器烘干及新管线脱脂钝化工作。系统置换驱赶空气。抽堵盲板。引进工 艺介质及物料，建立循环。转人正常生产。压力容器开工方案一般应由车间主任、 工艺、设备、安全技术人员以及有经验的 操作人员共同编制，并组织操作人员学习，尤其对安装、检修后的设备技术状况、 工艺变更部分和新增技术措施项目，应向操作人员详细讲解，使他们熟悉流程、了 解设备和工艺条件。(3 )操作人员在操作前应做好以下准备工作： 操作人员在上岗操作前，必须按规定着装，带齐操作工具，特别是有些专用操作工具应随身携带。进人有毒有害气体的车间或场地时，还要带好防尘防毒面 罩等劳动保护用品。 操作人员在上岗

27、操作前，必须按规定认真检查本岗位或本工段的压力容器、机 泵及工艺流程中的进出口管线、阀门、电器设备、安全阀、压力表、温度计、液位计等各种设备及仪表附件的完善情况；检查岗位或工段的清洁卫生情况。操作人员在确认压力容器及设备能投人正常运行后，才能进行开工启动系统投人。2 .压力容器及其装置开工。对于新安装或扩建或经过停工检修的压力容器及其装 置的开工，为能一次开车成功，必须严格执行开工方案。车间领导应负责开工统 一指挥，其它人员均不得直接向岗位操作人员下达操作令。开工过程中，要严格按 工艺卡片的要求和操作规程操作。(l )吹扫贯通试压。压力容器及其装置内在安装、检修时，可能残留部分焊渣、焊条头、铁

28、屑、氧化皮、破布、工具、螺帽、螺钉等，要切实防止这些杂物堵塞 管进、阀门、损坏机泵等设备，影响正常开工或导致事故发生。在吹扫贯通试压 时，必须做好以下几项工作： 按照抽堵盲板图表，逐个抽出检修时所加的盲板，装好正常生产时需要加的 盲板，加装盲板处要保证密封不泄漏。 要进行联合质量检查和设备试运行。压力容器及其工艺管道需按规定经过蒸汽吹扫、贯通，并经水或氮气试压合格，以检查整体系统畅通情况和严密性。试压 用的压力表需要经过校验，要保证准确。容器及工艺管道引人蒸汽或进行吹扫前， 应先将容器及管道试压用水放净，蒸汽也要脱水，防止发生水击、震坏设备、管 道。 按工艺流程逐个审查系统中的压力容器、机泵、

29、阀及安全附件，确认无误。要做到开工时不窜物料、不窜汽、不整压。 开工时需驱赶空气的压力容器及其装置或系统，应按规定的置换介质逐步进行，不准留有死角。从容器顶部排除空气，直到符合规定的指标为止。在试运行或开工过程中，阀门启动频繁，操作人员由于紧张疲劳易出现漏洞。因此应 坚持阀门操作复查制度，即岗位操作完毕应及时报告班长，再由班长对阀门操作 正确与否进行复查，以保证不出差错。(2) 加强压力容器试运行中的检查。当压力容器经吹扫贯通试压合格后，在作好如下检查工作后即可投人试运行。 压力容器及其管道升温过程中的检查。当升温到规定温度时应停止对压力容器 及其管道、阀门、附件等进行恒温热紧。因这些装备检修

30、时都是在冷态下把紧的， 升温时易发生泄漏，故应热紧以保证压力容器其设备能适应长周期运行的要求。热紧时对螺栓用力适当，防止螺栓断裂造成事故。 冷换容器的启用，应缓慢地先引进冷流后引进热流，以防这类容器内外冷热不均而泄漏。冷换容器外部泄漏容易发觉，但内部泄漏却不易发现，特别要注意 检查压力高的部位向压力低的部位泄漏，如有这种现象要设法杜绝。在升温和施 压状况下，若发生阀门大盖或法兰泄漏或其它连接部位泄翻，不准拆下螺栓或卸下 压盖盘根，以防出事故。 备用设备必须经过检查以保证其处于良好状态，准备能随时启用。机泵检修 后要经过试运行，确认无问题后方可停机备用。 在试运行中，检修人员应与压力容器操作人员

31、密切配合共同加强巡回检查。(3 )压力容器及其装置进料： 压力容器及其装置进料前要关闭所有的放空阀门。然后按规定的工艺流程，经 操作人员、班组长、车间值班领导三级检查后确认无误，才能启动机泵进料。在进料过程中，操作人员要沿工艺流程线路跟随物料进程进行检查，应特别注意 泄漏问题，防止物料泄漏或走错流向。 操作人员在操作调整工况阶段，应注意检查阀门的开启度是否合适，此时，压力容器及其装置虽已开工，并不等于隐患均暴露充分，操作人员应密切注意运 行的细微变化，严格执行工艺操作规程，做到精心、平稳地操作，使压力容器及 其装置的运行逐步走向正常化生产。二、运行中工艺参数的控制工艺参数主要是指温度、压力、流

32、量、液位及物料配比等。防止超温、超压和 物料泄漏是防止事故发生的根本措施。压力容器从设计、制造、运行到服役期满的全过程中，运行是其主要环节。每台容 器都有特定的设计参数，对一台制造质量合格的容器在设计参数内运行是安全的。 如果超设计参数运行，若容器的承载能力不足则可能出现事故，甚至出现断裂等 恶性事故。同时，合乎制造质量标准的容器，也不可避免地会存在某些质量标准 允许存在的及检测手段难以发现的缺陷，更不用说可能存在漏检情况。容器在一 长期运行中，由于压力、温度、介质腐蚀等复杂因素的综合作用，缺陷可能进一步发展和形成新的缺陷。故运行时对工艺参数的安全控制，是压力容器安全操 作的主要内容。其目的是

33、能使缺陷发生和发展被控制在一定限度之内。1 .温度控制。温度是介质或反应物在压力容器中的主要控制参数之一。不同的化学反应都有各自最适宜的反应温度。故正确控制反应温度不但对保证产品质量、降低消耗、提高成品率有重要意义，而且是防止压力容器事故所必须的控制内 容。温度过高可能会导致剧烈反应而使压力突增，造成冲抖或容器爆炸；或反应物 的分解着火等。同时，过高的温度会使容器材料的机械性能(如高温强度)减弱，承载能力下降，容器变形。温度过低则有可能造成反应速度减慢或停滞，当 回复到正常反应温度时，往往会因未反应物料过多而发生剧烈反应引致爆炸；温度 过低还会使某些物料冻结，造成管路堵塞或破裂，致使易燃物泄漏

34、而发生火灾和 爆炸。为严格控制温度，应从以下方面采取有力措施：(1 )涂去反应热。化学反应一般都伴随着效应，放出或吸收一定热童。例如，有机合成中的各种氧化反应，氯化反应、水合和聚合反应等均属放热反应；而各 种裂解反应，脱氢反应、脱水反应等则是吸热反应。为使反应在一定温度下进行， 必须设法向反应系统中加人或转移一定的热量，以防温度波动太大发生危险。(2 )防止在反应中换热突然中断。化学反应中的热量平衡是保证反应正常进行所必须的条件。放热反应中余热的及时释放往往是预防超温超压事故的前提。若在 生产工艺控制中不能保证换热系统正常工作，那么就必须具备在中断换热的同时中 断化学反应的手段。例如：苯与浓硫

35、酸混合进行碘化反应，除应有冷却系统外，还 需辅以搅拌器加速热的传导，防止局部过热，但反应中若搅拌器突然停电，物料因而分层，当搅拌器再次开动时反应剧烈，冷却系统来不及移去大量反应热， 造成温度升高，尚未反应好的苯会受热气化而造成超压爆炸。为此应采用双路供 电、供水（冷却用）措施。（3）正确选择传热介质。常用的供热载体中有水蒸汽、水、矿物油、联苯醚、熔盐、 汞和熔融金属、烟道气等。正确选择供热载休对加热过程的安全有十分重要的意义。 应尽量避免使用与反应物料性质相抵触的物质作为热载体。例如：环氧乙烷很容易 与水发生剧烈反应，甚至有极微量的水渗进液体环氧乙烷中，也容易引起自聚发热 而爆炸。这类物质的冷

36、却或加热，不能用水和水蒸汽，而应该使用液体石蜡等作 为传热介质。（4）加强保温措施。合理的保温对工艺参数的控制，减少波动，稳定生产都有好处，同时也防止高温设备与管道对周围易燃易爆物质构成着火爆炸的威胁，在进行保温时宜选用防漏防渗的金属薄板做外壳，减少外界易燃物质泄漏或渗入保 温层中积存而潜生危险。保温材料应用不燃烧物料组成。2 .投料控制。对于放热反应的装置，投料量与速度不能超过设备的传热能力，否 则，物料温度将会急剧升高，引起物料分解、突沸而发生事故。加料温度如果过低， 往往造成物料积累过量，温度一旦适宜便会加剧反应，加之热量不能及时导出， 温度及压力都会超过正常指标，终而造成事故。反应物料

37、的配比应严格控制，参 加反应物料的浓度、流量等要准确的分析和计量。对连续化程度较高，危险性较大 的生产，更应特别注意。如环氧乙烷的生产，乙烯与氧混合进行反应，其配比临近爆炸范围，尤其在开停车过程中，乙烯和氧的浓度郝在发生变化，如果开车时催化剂活性较低，容易造成反应器出口氧浓度过高。为保证安全应设置 联锁装置，经常核对循环气的组成，尽量减少开停车次数。许多聚合物的生产，特别是可燃物质参加反应的生产，常用气化剂（过氧化物）做催 化剂，若控制不当，将产生剧烈反应，发生爆炸。高压聚乙烯反应器的分解爆炸多系 控制配比失调所致。能形成爆炸性混合物的生产，其配比应严格控制在爆炸极限范 围之外，如果工艺条件允

38、许，可添加惰性气休进行稀释保护（如丁烯：氧化脱氢 制配丁二烯的反应）。在投料过程中，另一个值得注意的问题是投料顺序。 石油化工生产中的投料顺序是按物料性质。反应机理等要求进行的。例如 HCI的合成应先投氢气或投氯；三氯化磷的生产，应先投磷或投氯，均不能二者同时投人，否则有可能发生爆炸。、 在许多化学反应过程中，由于反应物料中危险性杂质的增加会导致副反应，过反 应的发生而造成燃烧和爆炸。因此，生产原料、中间产品及成品都应有严格的质 量检验，保证其纯度。例如聚氯乙烯生产中，乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯，氯 化氢中游离氯一般不允许越过 O.005 %，因为氯与乙炔反应能生成四氯乙烷而 立即爆炸。3 .

39、充装量的控制。盛装液化气体的压力容器，应严格规定充装重量，以保证在设 计温度下压力容器内部存在气相空间。因为容器内的液化气体是气液二相共存并在 一定的温度下达到动态平衡。即介质的温度决定其压力，液化气体的饱和蒸汽压 是温度的函数（随温度的升降而增减），符合克劳修斯一克莱普郎方程。这种压力 容器的设计压力，就是按液化气体在使用过程中可能达到的最高温度所对应的饱和 蒸汽压确定的。若充装过量则会出现如下情况：山于液化气体的温度随环境温度 的上升而上升，液体的比容也相应增加，此时相同重量液化气体的液相就要占据 较多的压力空间。当温度上升到某一数值后，容器内的压力空间将全部被液相介 质所占据。此时，容器

40、内气液两相的平衡状态遭到破坏，介质的压力与温度关系 也不再符合克劳修斯一克莱普郎方程。在这种情况下，假定容器的容积不随温度、 压力的改变而改变，则其内部介质的压力与温度的关系，可用公式 P =p/a .t进行估算。式中： P相当于介质温度变化 t时容器内的压力峰值；p为液化 气体液态体积膨胀系数；a为液化气体液态的压缩系数。由于多数液化气体的p值 大于a值约一个数量级，因此当液化气全部充满压力容器后，温度每升高1 C压力 将增加十几个大气压。由此可见液化气体的超装是十分危险的。应针对操作失误、计量器具、仪表等失灵等多因素采取切实有效的 预防安全措施。为了防止充装过量，确保压力容器安全运行。压力

41、容器安全技术 监察规程、（液化气体汽车罐车安全监察规程和液化气体铁路罐 车安全管理规程对液化气体充装系数作出了明确的规定（见表4 一1 ）。同时规 定液化气充装量分别按下列公式进行计算。表 4 一 l常见介质的设计压力、腐蚀裕里、单位容积充装最表4 -1常见介质的设计压力、腐蚀裕贵、单位容积充装最介质设计压力MPa罐体腐蚀裕最mm单位容积充装量(t/ms)液姻：2. 162 J0. 52液氯1,6241.20液态二氧化硫0.9841.20丙烯2. 161 _0.43丙烷L 771i0.42液化石油气50弋饱利蒸汽压大于1.62MP&2. 1610.42,其余情况1.771 .0.42正丁烷0.

42、 7910.51异丁烷0.7910.49丁烯、异丁烯。791a0.50.亍二烯切崔10.79I0.55贮装液化气体的固定式容器充装晕按下式计算:131(l ) W 二 v- d t V (适用于固定式容器充装量的计算)(2 ) W 二V (适用于公路或铁路槽车充装量的计算)式中，w一充贮量；v一容器的设计容积；e、ev 一充装系数(e v 一般取0 .9 - o. 95 ,e则按表4 一 1选取)；d t ： 一设计温度下的饱和液体的密度。例： 10m3的贮槽能充装多少吨液氨？因 V = 10 m3 ,ev = 0.90 , d t二 0.52 。代人公式：W 二 6v d t V计算可得 W

43、 二 0.9 x0.52 x 10 = 4.68吨。 答4 .压力、温度的波动控制。压力容器在反复变化的载荷作用下可能产生疲劳破坏。疲劳破坏是从压力容器的高应力区域开始的。压力容器的接管、焊缝、开孔、 转角、支承部位以及钢板或焊缝缺陷处产生的局部峰值应力，往往数倍于容器的设 计应力，当其超过材料的屈服极限时，材料内部微观组织就产生了塑性变形。尽管一次的变形量极小，但在交替变化的载荷反复作用下会萌生裂纹或使原有裂纹扩展。超过屈服极限的应力应变发展过程可由图4 一1示意说明：第一次加载从O 到A，再塑性伸长到B，卸载时应变要回到零，就产生压缩塑性变形CD。以后的循 环就围绕着平行四边形DEBCD移

44、动。在每一循环中塑性应变的数值是很小的，但多 次累积后对材料的弹性疲劳就可能有致命的影响。对此，从工艺参数控制的角度出发，应注意如下几点：(l )工艺上间断的操作和开停车，造成压力、温度的大幅度波动。这一情况，有些是使用工艺所要求的，而在设计压力容器时已作了考虑。但就操作而言，仍 应尽最做到压力、温度的升降平稳，突然的开停车应尽量避免。其次，对要求压力、温度稳定的工艺过程中，则要防止压力的急剧升降，使操作工艺指标稳定-对 于章温压力容器或低温压力容器，应尽可能减缓温度的突变，以降低热应力。图4 一1超过屈服强度的应力应变发展过程(2 )介质参数的控制还应注意到容器的结构特点。例如，对于有衬里的

45、压力容 器，若降温、降压速度过快，可能会造成衬里鼓包；对于固定管板式换热器，若 温度急剧大幅度变化，可能会使管子与管板的连接部位或管子本身受到损伤。5 .介质腐蚀性的控制。从理论上讲，钢材受介质腐蚀是不可避免的。因而，在设 计时只能按介质的腐蚀性及容器使用温度等条件，选用合适的材料，并规定一定 的使用寿命。山于各处钢材的耐蚀性能不同，各种介质的腐蚀性更是千差万别，因 此，这里只讨论对介质成分及其所含“杂质”的控制，以减小腐蚀速度，延长使用 寿命，保证运行安全。(1) 杂质含量。设计选材时，往往只注意介质的主要成分，而忽视了某些在工艺过 程中不可避免的杂质。实际上在某些特定条件下，正是由于杂质的

46、存在造成了严 重腐蚀。各种杂质对材料的腐蚀作用是不同的，通常较为重要的是氯离子、氢离子 和硫化氢等。前些年，国内在球形储罐开罐检查中发现了许多危及使用安全的隐 患，除制造质量不良外，液化石油气中硫化氢含量高也是因素之(2) 含水量。气体、液化气体的含水量，对于促进介质对容器壁的腐蚀起着重要作用。由于水能溶解多种介质而形成电解质溶液，从而导致电化学腐蚀。如无水 的氯不腐蚀容器壁，但少量的水存在时将对容器壁起强烈的腐蚀作用。水在各种热 转换器中广泛用作冷却介质。但各地区的水质差别很大，其中氯离子浓度值与酸度 值(即PH值)对容器壁腐蚀有很大影响。水的硬度大小直接影响换热器内壁结垢的 程度，水垢的存

47、在会增加承压零部件各部分的温差并改变介质流速，严重影响系统的稳定运行。还有，对于某些储运压力容器，由于杂质部分的密度 不同，会在上部液面或容器底部积聚，使浓度增大。两部分浓度的差别，产生了浓 差电池腐蚀效应。这也是液面或底部容器壁易被腐蚀的原因之一。对于高压容器，特别是在高温下使用的高压容器，化学腐蚀是主要的，破坏程度 随压力、温度升高而增加，由于气休在一定程度下会渗人容器壁，因而可能使器壁 金属内部腐蚀。如在合成氨、碳氢化合物的加氢工艺中使用的压力容器，往往受 到氢或氢、氮、氨混合气体的腐蚀。压力容器内壁，由于氢、氮的渗透而发生脱碳、渗氮、豁裂，使金属丧失某些原有的物理属性而呈现出脆性，此时

48、钢材耐蚀 性在较大程度L取决于介质的压力、温度，以及气体的性质。在高温、高压条件下，co也能对金属产生腐蚀作用，如当压力高达looMPa ( 1000大气压)时， 若合成气中含有20 % 25 %的CO，则和Fe生成五毅基铁，使器壁受到破坏。 对上述诸问题的解决，首先应从合理选材及采用衬里等防腐措施方面加以考虑，此外在运行时应尽量按工艺规定的参数操作。二、压力容器停止运行1 .正常停止运行。条件：由于容器及设备按生产规程要进行定期检验、 检修、技术改造，或因原料、能源供应不及时，或因容器本身要少采用间 歇式操作工艺的方法等正常原因，均属正常停止运行。2.紧急停止运行。条件：容器的操作压力、介质温度或