如烟道式余热锅炉等)。
(5)正常运行***高工作压力小于0.1MPa的压力容器,(包括在进料或出料过程中需要瞬时承受压力大于等于0.1MPa的压力容器,不包括消毒,冷却等工艺过程中需要短时随压力大于等于0.1MPa的压力容器)。
(6)机器上非***的承压部件(包括压缩机、发电机、泵、柴油机的气缸或承压壳体等,不包括造纸,纺织机械的烘缸,压缩机的辅助压力容器)。
(7)无壳体的套管换热器,波纹板换热器,空冷式换热器,冷却排管。
三、压力容器的分类
压力容器分类的方法很多,主要分类方法有:
1、按使用位置分
按容器的使用位置可分成两大类,即固定式压力容器及移动式压力容器(如液化气罐车)。固定式容器,有固定的安装和使用地点,一般不单独装设,而是用管道与其他设备相连,工艺条件及操作人员相对固定;而移动式容器无固定的安装、使用地点。
2、按设计压力分类
按设计压力P的高低,容器可分为低压、中压、高压及超高压四个等级。其划分的范围及代号见表1—1。
表1—1 压力容器压力等级的划分
表1—1
压力等级
代号
设计压力范围
低压容器
L
0.1MPa≤P<1.6MPa
中压容器
M
1.6MPa≤P<10MPa
高压容器
H
10MPa≤P<100MPa
超高压容器
U
P≥100MPa
3、按压力容器在生产工艺过程中的作用原理分类
按压力容器在生产工艺过程中的作用原理,可分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器及储存压力容器四种。具体划分如下:
(1)反应压力容器(代号R):主要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W):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、蒸发器、加热器、消毒锅、染色器、烘缸、蒸炒锅、预热锅、溶剂预热锅、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等的压力容器。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):主要是用于盛装生产用的原料气体、液体、液化气体等的压力容器。如各种形式的储罐。
需要说明的是一种压力容器中,如同时具备两个以上的工艺作用原理时,应按工艺过程中的主要作用来划分品种。
4、按容器壁厚分类
按容器壁厚可分为薄壁容器及厚壁容器两种。容器壁厚小于等于容器内径的1/10者为薄壁容器,容器壁厚大于容器内径的1/10者为厚壁容器,或按下列公式计算:
K = D0 / D1
式中D0、D1分别为容器的外径(mm和内径(mm)。
当K≤1.2时为薄壁容器;当K>1.2时为厚壁容器。
5、按容器的制造材料分类
按容器的制造材料的划分见表1—2。
表1—2 容器按制造材料的划分
铜制容器
有色金属压力容器 钛制容器
铝制容器
金属压力容器 铸钢容器
铸造容器
铸铁容器
黑色金属压力容器
碳钢容器
钢制容器 合金钢容器
不锈钢容器
6、按压力容器工作温度分类
按压力容器工作温度可分为低温容器、常温容器及高温容器三种。
7、按压力容器等级、品种及介质的危害程度分类
为了便于安全技术监督和管理,《容规》按压力容器设计压力、介质危害程度以及生产工艺过程中的作用原理将压力容器分为***类压力容器、第二类压力容器及第三类压力容器,具体划分如下:
Ⅰ、下列情况之一,为第三类压力容器:
(1)高压容器;
(2)中压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质);
(3)中压储存容器(仅限***或毒性程度为中度危害介质,且PV乘积大于等于10MPa•m3);
(4)中压反应容器(仅限***或毒性程度为中度危害介质,且PV乘积大于等于0.5MPa•m3);
(5)低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质,且PV乘积大于等于0.2MPa•m3);
(6)高压、中压管壳式余热锅炉;
(7)中压搪玻璃压力容器;
(8)使用强度级别较高(指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540MPa)的材料制造的压力容器;
(9)移动式压力容器,包括铁路罐车,(介质为液化气体、低温液体)、罐式汽车[液化气体运输(半挂)车、低温液体运输(半挂)车、***气体运输(半挂)车]和罐式集装箱(介质为液化气体,低温液体)等;
(10)球形储罐(面积大于等于50m3);
(11)低温液体储存容器(容积大于5m3);
Ⅱ、下列情况之一的,为第二类压力容器(本条***款规定的除外);
(1)中压容器;
(2)低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质);
(3)低压反应容器和低压储存容器(仅限***介质或毒性程度为中度危害介质);
(4)低压管壳式余热锅炉;
(5)低压搪玻璃压力容器。
Ⅲ、低压容器为***类压力容器(本条***款、第二款规定的除外)。
第四节 压力容器的介质分类及特性
一、介质分类
1、按***程度分类
(1)***极限
可燃气体,可燃液体蒸汽或可燃粉尘与空气组成的混合物,并非任何混合比例下都可以***,而是在固定浓度范围内,不同可燃物有不同的固定浓度范围。这一固定范围通常叫该物质的***范围或***极限,通常用可燃气体,可燃液体蒸汽、或可燃物粉尘在空气中的体积百分数表示。能够产生***的***低浓度称为***下限,***高浓度为***上限。***极限的数值越宽,***下限越低,******性越大。
(2)***小点火能
***小点火能是指能引起***性混合物燃烧***时所需的***小能量。***不点火能数值愈小,说明该物质愈易被引燃。
(3)闪燃与闪点
可燃液体饱和蒸汽与空气的混合物在火焰接触时,能闪出火花,发生瞬间燃烧,这种现象称为闪燃,引起内燃时的温度称作闪点。闪点愈低,该***愈易引起燃烧与***。
(4)燃点
可燃物质在空气充足条件下,达到某一温度与火焰接触即行着火,并在移去火焰之后仍能继续燃烧的***低温度称为该物质的燃点或着火点。
(5)***介质
***介质是指与空气混合的***下限小于10%,或***上限和下限之差值大于等于20%的气体。如一***、***、乙烯、氯***、***、***、氢、丁烷、***胺、丁二烯、丁烯、丙烷、丙烯、***、半水煤气、***等均为***介质。
2、按毒性程度分类
压力容器中化学介质毒性程度参照HG20660《压力容器中化学介质毒性危害和******程度分类》的规定,无规定时,按下述原则确定毒性程度:
(1)极度危害(Ⅰ级)***高允许浓度<0.1mg/m3
(2)高度危害(Ⅱ级)***高允许浓度0.1~1.0mg/m3
(3)中度危害(Ⅲ级)***高允许浓度1.0~10mg/m3
(4)轻度危害(Ⅳ级)***高允许浓度≥10mg/m3
例如氟、***、***、***、***、氯等均为极度或高度危害介质,***、氨、***、***、***、***、硫化乙烯、***、***、***等为中度危害介质。
二、压力容器内常见介质的特性
化工生产中压力容器内的介质种类繁多。这些介质中间不少是具有***、***、***、***的特性。尤其是化工生产一般在高温、高压、深冷、真空等特殊条件下进行的,这些介质会随着工艺条件或外部环境的改变而变化,极易超温、超压、喷出、泄漏等,造成火灾、***事故。因此,压力容器操作人员应该了解和熟悉本岗位压力容器内介质的特性,这对于压力容器的安全运行和事故防范是很重要的。在此简要介绍几种常见介质的特性。
1、氢气(H2)
沸点:-252.80C;自燃点:在空气中5700C,在氧气中5600C;
***极限:空气中4—74.5%,氧气中4—94%。
氢是无色、无嗅、无味的******气体,是一各窒息气体,还是一种强的还原剂,可与许多物质进行化学反应,生成各种氢化物。
2、氨(NH3)
沸点:-33.350C;自燃点:在空气中6510C
***极限:空气中15—27%,氧气中14—79%。***浓度0.2mg/L。
氨是一种无色有强烈刺激性臭味的气体,故泄漏时,易于察觉。
氨能刺激人的眼睛和呼吸器引起流泪、剧烈咳嗽,使呼吸道粘膜充血发炎,对***有较大的毒性。
3、***(H2S)
沸点:-60.350C;自燃点:2600C;
***极限:空气中4—44%
***是一种具有恶臭味的***气体,有***。空气中***含量≥1mg/L时,可使人立即***,继而痉挛,失去知觉而迅速***。
***也是一种可燃气体。***与氧化剂会引起***的化学反应,甚至发生***。
4、***(C2H4O)
沸点:10.30C;自燃点:在空气中4300C,闪点<17.80C;
***极限:在空气中3—100%。
***与空气混合能形成***混合物,遇明火、高热能引起燃烧、***。******,有对*********作用,对皮肤、粘膜刺激等作用。***易产生静电。
5、***(CH5N)
沸点:-6.40C;自燃点:在空气中4300C,闪点00C;
***极限:在空气中4.95—20.75%。
******和呼吸道的刺激强烈,经常吸入引起*********,空气中***高允许浓度为5mg/m3。
6、***(C2H5OH)
沸点:64.80C;自燃点:在空气中3850C,闪点<11.110C;
***极限:在空气中6.7—36.0%。
******,误饮入可使视力丧失,甚至***。空气中***高允许浓度为50mg/m3。
7、苯(C6H12)
沸点:80.10C;自燃点:在空气中562.20C,闪点-110C;
***极限:在空气中1.3—7.1%。
苯易挥发,***,空气中***高允许浓度为80mg/m3。
8、***(Cl2)
密度(标准状态下):3.214Kg/m3;沸点:-34.60C;熔点:-1200C
***是一种草绿色带有刺激性嗅味且毒性强的气体。氯是活泼的化学元素,容易和其它化学元素结合:遇水生成盐酸及次氯酸。
9、甲醛(CH2O)
沸点:-19.440C;闪点850C;自燃点:4300C,;***极限:7.0~7.3%。
甲醛具有腐蚀性,刺激性和窒息性,吸入大量蒸气会急性***,空气中***高允许浓度为3mg/m3。
10、乙醇(C2H5OH)
沸点:78.320C;闪点12.780C;自燃点:4230C,;***极限:3.3~19.0%。
乙醇***,工业乙醇中含有其它***物质,一次饮用含有50~100g乙醇的酒会***,严重时可致死。
11、***是一种毒性很强的无色***气体,在标准状态下密度为1.25Kg/m3,在空气中的***极限为1.25%~75%,在氧气中的***极限为15.5%~93.3%(对***危害不易觉察)。
12、液化***:是由丙烷、丙稀、正丁烷、异丁烷等为主要成份组成的混合物。是一种***介质,气态比空气重,其密度为空气的1.5~2倍。
第二章 压力容器的结构形式及构成
***节 压力容器的结构形式
压力容器是为介质的物理反应、化学反应、换热、储存、分离等提供一个密闭空间,其结构一般比较简单。压力容器根据其用途不同,结构形式也多种多样。常见的结构形式主要有球形、圆筒形、箱形、锥形等。现将容器常见结构形式介绍于下:
一、球形容器
球形容器(图2—1略)的本体是一个球壳,此种结构由许多块预先按一定尺寸压制成形的球面板拼焊而成,直径较大。由于球壳是中心对称的结构,应力分布均匀,球壳体应力是相同直径圆筒形壳体应力的一半,压力截荷相同的情况下所需板材厚度***小,相同容积的结构表面积***小。因此可节省大量材料(与同压力截荷、同容积的圆筒形容器相比,可节约材料30~40%)。但由于制造工艺复杂、拼焊要求高,再加上内部工艺附件安装困难,故一般用于大型储罐,也有时用作蒸汽直接加热的容器。
二、圆筒形容器
圆筒形容器(图2—2略)是轴对称结构,此种结构没有形状突变,应力健在比较均匀,受力虽不如球形容器,但比其他结构形式好得多
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