1、1压力容器安全装置一、安全阀安全阀是在压力容器中应用最为普遍的重要的安全附件之一。它是一种超压防护装置;它的作用是：当容器内的压力超过某一规定值时，就会自动开启，迅速排放容器内部的过压气体，并发出声响，警告操作人员采取降压措施；当压力恢复到允许之后，安全阀又自动关闭，使容器内压力始终低于允许范围的上线，不至于因超压而酿成爆炸事故。安全阀的结构形式按其整体结构、加载机构的形式，分为杠杆式、弹簧式两种。2弹簧式安全阀：它主要由阀体、阀芯、阀座、阀杆、弹簧、弹簧压盖、调节螺丝、销子、外罩、提升手柄等元件组成；它是利用弹簧被压缩后的弹力来平衡气体作用在阀芯上的力，当气体作用在阀芯上的力超过弹簧的弹力时
2、，弹簧被进一步压缩，阀芯被抬起离开阀座，安全阀开启排气泄压；当气体作用在阀芯上的力小于弹簧的弹力时，阀芯紧压在阀座上，安全阀处于关闭状态。开启压力大小可通过调节弹簧的松紧度来实现，有的弹簧安全阀阀座上装有调整环，是调节安全阀回座压力的大小；3这种安全阀的结构特点是，它结构紧凑、轻便、较严密，受震动不泄露、灵敏度高、调整方便、使用范围广，但也存在制造复杂，对弹簧材质加工要求高，时间久了弹簧易变形，影响灵敏度。杠杆式安全阀：它主要由阀体、阀芯、阀座、阀杆、重锤、重锤固定螺丝等元件构成，并有单杠杆和双杠杆之分，它运用杠杆原理；通过杠杆和阀杆将重锤的重力矩作用于阀芯，平衡气体压力，作用于阀芯上的力矩，
3、当重锤的力矩小于气体压力的力矩时，阀芯被顶起，离开阀座，安全阀开启，排气泄压；当重锤的力矩大于气体压力力矩时，阀芯紧压在阀座上，安全阀关闭。重锤位置可根据容器工作压力的大小来移动重锤在杠杆上的位置，以调整安全阀的开启压力。它结构简单、易调整准确，缺点是结构笨重，常因加载机构震动产生泄漏现象，回座压力低，适用在温度较高的容器上。4安全阀的选用应根据容器的工艺条件和工作介质的特性、安全泄放量、介质物里化学性质及工作压力范围等方面来考虑。选用的安全阀必须是国家定点的厂家，有制造许可证的单位，出厂的产品有标牌，牌上标明主要技术参数，并有合格证及技术文件。安全阀的排量，是选用时的关键问题，它的排量应不小
4、于安全泄放量，只有这样才能保证容器在超压时，安全阀能及时开启，把介质排出，避免容器内压力继续升高。对工作压力低、温度较高、无振动的容器，可选用杠杆式安全阀。对中高压容器应采用弹簧式安全阀；对高压大型及安全泄放量较大的中低压容器，最好选用全启式安全阀。对操作压力要求绝对平稳的容器，应选用微启式安全阀；对装有有毒、易燃或污染环境的介质的容器，应选用封闭式安全阀。安全阀的安装，必须是把安全阀垂直地安装在容器本体上，液化气、储罐上的安全阀，必须装设在他的气相部位，如若有的安全阀确实不便装在容器本体上时，而需用短管和容器连接时，接管的直径必须大于安全阀的进口直径，接管上禁止装设阀门及引管。对易燃、易爆、
5、有毒或粘性介质的容器，为便于安全阀更换清洗，可装一只截止阀，如液氯、二氧化硫槽车，但它的流通面积不得小于安全阀的最小流通面积，并要有可靠的措施和制度，保证在运行中截止阀全开。安全阀的安装位置，应以便于日常检查、维护和检修的方便为准，对安装在露天的安全阀，要做好冬季阀内水分冻结的防护工作，装有排气管的安全阀，排气管的最小截面积，应大于安全阀的出口截面积，管应短而直，不得装阀。5安装杠杆式安全阀时，需使阀杆保铅锤位置，所有进气管、排气管、连接法兰的螺栓必须均匀上紧，防止附加应力破坏阀体的同心度，影响安全阀的正常动作。安全阀的调整、维护与检验 安全阀的调整需分两步进行：一）在气体试验台上，通过调节施
6、加在阀盖上载荷来初步确定安全阀的开启压力。杠杆式安全阀调节重锤位置，弹簧式安全阀调节弹簧压缩量。安全阀的开启压力，应为容器最高工作压力的 1.05 至 1.10 倍。对压力较低的容器，可调节到比工作压力高 0.1 兆帕，但不能超过容器的设计压力。二）在容器上通过调整安全调节圈与阀瓣的间隙，精确地确定排放压力与回座压力，如在开启压力下仅有泄漏声而不起跳，虽有跳起，但压力下降后有剧烈6震动和风声，这说明间隙偏大，回坐力过低，说明间隙过小，相应调整后的安全阀应进行铅封。安全阀的维护是使安全阀动作灵敏可靠、密封性能好的关键一环。它的具体做法是，对安全阀要经常保持清洁，防止油垢脏物粘满或锈蚀阀体弹簧，随
7、时检查铅封是否完好，温度过低时有无冻结，是否有泄漏。对杠杆式安全阀要检查重锤是否移动，发现缺陷，便立即校正或更换。安全阀按压力容器安全监察规程规定，安全阀应定期检查，每年至少一次，检验的内容是清洗、研磨、试验，校正和铅封等。二、防爆片防爆片又称爆破片，它是一种断裂型的超压防护装置，装设在不适于装上安全阀的压力容器上。当容器内的压力超过正常工作压力，并达到设计压力时即自行爆破，使容器内的气体经防爆片断裂后形成的缝隙向外排出，避免容器本体发生爆炸。防爆片的适用范围应符合以下三种情况：一)容器内的介质易于结晶或聚合或带有较多黏性物质时，应装设防爆片。二）容器内的压力由于化学反应或其他原因迅猛上升，而
8、装着安全阀又难以及时排出过高的压力时，应采用防爆片。三）容器内的介质为剧毒气体或不允许微量泄漏的气体，用安全阀保证不了这些气体不泄漏时，应采用防爆片。以上三种情况就是安装防爆片的依据。防爆片的结构形式：7它的结构是由一块很薄的膜片和一副夹盘组成，夹盘用埋头螺钉将膜片夹紧，装在容器的接口管法兰上。防爆片也可称为防爆组合件常用的有三种类型：一是膜片预拱成型，预先装在夹盘上的拉伸型防爆片，这种防爆片的特点是暴破压力较稳定，可在很大的压力范围内使用；二是利用透镜垫和锥形夹盘形式的防爆片，它适用于高压场合；三是螺纹接头夹板，他是通过螺纹套管和垫圈将膜片压紧，但膜片易偏置，使用可靠性差。防爆冒又称爆破冒：
9、它是一种断裂破坏型的一次性使用的安全泄压装置；它的结构是，冒端不封闭，短管上有一处薄弱断面；8它的功能是当容器内部压力达到爆破冒断裂的压力时，爆破冒就在薄弱断面处破坏，功用同破坏片类似；主要用在高压、超高压容器上。三、压力表压力表是压力容器及需要控制压力的设备都必须安装的设备。操作人员根据压力表指示的压力进行操作，将压力控制在允许的范围内，以保证压力容器的安全运行，防止事故的发生。压力表有液柱式、弹性元件式、活塞式和电量式四大类。单弹簧管式压力表（最广泛使用的）：它有结构坚固、不易泄漏、准确度高、安全使用方便、测量范围较宽、价格低廉的优点。它的结构是，利用弹簧弯管在内压力作业下变形的原理制成的
10、，根据变形量的传递机构可分为扇形齿轮式、杠杆式两种。波纹平膜式压力表：它是一种常用于工作介质具有腐蚀的容器中。9它的结构与工作原理是：弹性元件是波纹型的平面薄膜，薄膜紧夹在上法兰与下法兰之间，两个法兰分别与接头及表壳相连，当薄膜下面从通入压力时，薄膜受压向上凸起，通过销柱、拉杆、齿轮转动机构来带动指针，从而直接在刻度盘上显示出被测的压力值。它可在薄膜底面，用抗腐蚀金属制成保护膜，测定具有腐蚀性介质的压力，因此在许多化工容器中还经常采用这种压力表，但这种压力表灵敏度和准确度低，对振动、冲击不太敏感，不能用于较高压力的压力容器。压力表的选用应从三个方面着手：1. 压力表的量程应与容器的工作压力相适
11、应，具体地说，压力表的最大量程，最好选用为容器工作压力的2 倍，最小不能小于 1.5 倍，最大不能大于 3 倍，压力表的量程不能过大过小。从压力表的寿命与维护方面来要求，它的使用压力范围，不应超过刻度极限的 70%，在波动压力下不超过 60%2. 压力表的精度的选用应根据容器的压力等级和实际工作需要确立精度，低压容器一般不应低于 2.5 级，中压容器不应低于 1.5 级，高压容器应为 1 级，3. 压力表的表盘直径的选择，应与操作人员能清楚准确的看出压力指示值为准，距离超过两米时，表盘直径不应小于 150 毫米，距离越过 5 米时不应小于 250 毫米，总之随着距离的远近，表盘的直径也应增大或
12、缩小。4. 压力表的安装应从以下几个方面考虑：一）压力表应安装在有足够照明、便于操作人员观察的地方，压力调的接管应直接与压力容器本体相连接，同时避免受辐射热、低温及振动的影响。二）为了便于更换和校验压力表，应在压力表与容器之间装设三通旋塞。10三）应注意高温介质的影响。对这类容器上的压力表的接管上，要装上一段弯管，以避免高温蒸汽直接进入压力表内的弹簧管中，使表的原件过热变形而影响压力表的精确度。四）应注意腐蚀介质对压力表零件材料的腐蚀作用。如容器内工作介质对压力表零件材料具有腐蚀作用，那么就应在弹簧管式压力表与容器的连接管路上，装置充填有液体的隔离装置，因操作条件不能采用这种装置时，应选用抗腐
13、蚀的压力表，如波纹平膜式压力表。五）每一个压力表最好固定于相同压力的容器上，这样可以根据容器的最高使用压力，在压力表的刻度盘上，划出警戒红线。在压力容器的运行中应加强对压力表的及时维护与检查，它的操作人员应做好以下工作：一）保持压力表的清洁，表盘上的玻璃要明亮清晰，使盘内指针指示的压力值清楚可见，破碎不清的压力表应停止使用。二）压力表的连接管要定期吹洗，防止堵塞，对它的指针的转动与波动要经常检查。三）压力表必须定期校验每年至少经计量部门校验一次，校验后要认真填写校验记录和检验合格证，并加以铅封。在正常运行中，发现压力表指示不正常，应立即检验校正，四、液位计11液位计是用来测量液化气体或物量的液
14、位、流量、装量、投料量等的一种计量仪表。它根据所指示的液位高低来调节和控制充装量，保证容器内介质的液位始终在正常范围内，避免因超装过量而导致事故，或由于投料过量而造成物料反应平衡的现象。液位计是根据连通管原理制成的；它有有玻璃管式、玻璃板式、浮球式、旋转管式、滑管式五种类型。玻璃管式液位计：它的结构简单，主要由上阀体、下阀体、玻璃管和放水阀等元件构成；这种液位计常用在工作压力 0.6 兆帕和介质为非易燃易爆和无毒的容器中；用于容器上的玻璃管式液位计有定型产品，玻璃管的公称直径为 15 毫米和 25毫米两种。12玻璃板式液位计：它是由上阀体、下阀体、框盒、平板玻璃等元件构成的，它读数直观、结构简
15、单、价格便宜；凡介质是易燃、剧毒、有毒、压力和温度较高的容器，采用板式液面计比较安全。浮球液位计又称浮球磁力式液位计：它的工作原理是，当容器内液位升降时，以浮球为感受元件带动连杆结构，通过一对齿轮使互为隔绝的一组门形磁钢转动，带动指针，使得刻度盘上指针，指出容器内的充装量，多安装在各类液化气体汽车槽车和油品汽车槽车上。它具有结构简单、耐震、耐磨、耐压、耐高温和耐腐蚀，精度高、密封性能好、安全维护方便等优点。滑管式液位计：13主要有套管、带刻度的滑管、阀门和护罩等元件构成；一般用于液化石油气汽车槽车、火车槽车和地下储罐；操作的方法是：测量液位时，将带有刻度的滑管拔出，当有液态液化石油气流出来时，
16、即知液位高度。对液位计的安全技术要求有如下五个方面：一）对液位计的要求是，安全可靠、测量数据准确、精度要高，液位指示要醒目、操作维修方便。对大型或储存危害度较大的介质的容器，除应采用读数式外，还应装设能够自行数字传递的远程控制、遥控遥测及自动化液位测定装置，还应安装液位报警器做到自动报警，防止事故的发生。二）液位计安装调教后，应在刻度表盘上用红色油漆画出最高、最低液位计的警告红线，操作人员要经常巡回检查，保持液位计的清洁，防止泄露。在冬季，要防止液位计冻堵或产生假液位。三）液位计它应安装在便于操作人员观察的地方，并有防爆照明装置。当发现液位计泄漏时，要先将液位计的两端阀门关闭，见管内或板内剩余
17、介质排尽后才能进行维修。四）对于盛装易燃、易爆或剧毒、有毒介质的液化气体的容器，应采用板式玻璃液位计或自动液位指示器，液化石油气液位计上使用的电气部分，应符合安全规定。五）液化气体槽车上使用的液位计，应减少外露尺寸以确保安全可靠。一般槽车上，经常采用磁力式液位计、拉杆式液位计、浮球式液位计等，槽车上不得使用玻璃或玻璃板式液位计。14五、温度计温度计是在压力容器中应用相当的广泛的一种仪器；压力容器在操作运行中对温度的控制一般都比压力控制更严格，因为温度对工业生产中的大部分反应物料或储运介质的压力升降具有决定性作用。温度计有多种类型，这里主要介绍四种常用温度计。一）膨胀式温度计，是根据水银、酒精、
18、甲苯等感温液体，具有热胀冷缩的物理特性制成的。它的工作原理是，感温包装注有感温液体，当感温包插入被测介质中收集温度的作用，感温液体便膨胀或收缩，而沿着毛细管上升或下降，在刻度标尺上直接显示温度的变化值。压力容器常用的是玻璃水银温度计和电节点水银温度计。15二）压力式温度计是由温包、毛细管、游丝、小齿轮、扇形齿轮、连杆、弹簧管、指针等零件组成。这种温度计分为指示式或记录式两种，指示式可直接从表盘上读出当时的温度数值，记录式有自动记录装置，它可以记录出不同时间的温度数值。压力式温度计适用于对非腐蚀性气体、液体或蒸汽的温度进行远距离的测量，被测介质的压力不超过 6 兆帕，温度不超过 400，常用于液
19、化气槽车及球罐上。它的优点是使用方便并能将多处测温点集中指示、价格便宜，缺点是精度低、金属软管易损坏、不易修复。三）热电偶温度计：它的结构是利用两种不同金属导线的节点受热产生热电势的原理，制成由热电偶、补偿导线、冷端补偿器、导线切换开关和电气测量仪表组成的温度计，叫热电偶温度计。这种温度计的优点是灵敏度高、测量范围大、便于远距离测量和自动记录等，缺点是需补偿导线、安装费用较高。16四）热电阻温度计：它是利用金属半导体的电阻随温度变化的特性制成热电阻温度计，原理是，通过测量它的电阻值，即可得到被测温度的数值，结构是由测量元件、热电阻和电气测量仪表组成。这种温度计的优点是精度高、能远距离测量和自动
20、记录，既能测高温又能测低温，它的测温范围通常在负 200 度到正 650 度，缺点是维护工作量较热电偶温度计大、震动场合易损坏。温度计的安全使用要点有以下几个方面：一）测量温度时应选择好测温点，温度计的温包应深入压力容器或紧贴在器壁上，露出容器的部分应尽可能短，也保证测准温度；在测量蒸汽和物料为液体的温度时，温包的插入深度不应小于 150 毫米；测量空气或液化气体时，插入深度不应小于 250 毫米。二）对容器内介质温度变化剧烈的情况，测量时应考虑到滞后效应。这时应选用合适的温度计形式，如用导热性强的材料做温度计保护套管，在水银温度计套管中注油，在电阻式温度计保护套管中充填金属屑等。三）安装时，
21、温度计的位置应在便于工作不受碰撞、便于工作人员观察的地方，并应配备防爆照明；安装内标示玻璃温度计时，应安有金属保护套；对充注液体的压力式温度计，安装时应水平。四）使用的温度计应经国家计量部门鉴定合格，使用中还应定期检查。六、常用阀门17阀门是压力容器中不可缺少的配套件；压力容器在运行中，操作人员通过对各种阀门的操作，达到对生产工艺系统中的控制和调节。常用的阀门有截止阀、截流阀、闸阀、止回阀、解压阀、紧急切断阀、过流阀等。截止阀：它是由阀芯、阀座、阀体、阀杆、填料、填料盖、手轮等元件构成。按介质流动方向的不同，它又可分为直通式、直流式和绞式三种。按阀杆螺纹的位置则可分为明杆及暗杆两种。小直径的截
22、止阀，一般为暗螺纹杆式；直径大、工作温度较高及作用于腐蚀气体的截止阀，一般为明螺纹杆式。按密封面型式，分为平行密封面和锥形密封面两种；18平行封面它启闭时，擦伤小但易擦伤，多用于小口径阀门。锥形封面结构紧凑、启阀力小，但易擦伤，多用于小口径的阀门。这种截止阀的优点是，密封性能好、制造和维修方便，缺点是流体阻力大、占地较大。截止流体和调节流量的截止阀，它在液化石油气储配站的液相和气相管线上的阀门中得到广泛的使用。节流阀属于截止阀的一种，由于它形状如为针形、直径又较小，又故称为针形阀，它主要由手轮、阀杆、阀体、阀芯和阀座等元件构成的。它的原理是，开启时通过阀芯与阀座间隙的微量变化，准确地调节流量和
23、压力。这种截留阀的特点是尺寸小、重量轻、密封好、调节流量和压力准确，但加工困难。它常用于压缩气体的节流、液化气体的装卸和液化石油气钢瓶的绞阀上等。闸阀又称闸门阀：它是由手轮、阀杆螺母、阀体等构件组成。工作原理是，阀体内装置一块与介质流动方向垂直的闸板，闸板升起时闸阀开启。19阀杆有明暗之分，明杆式闸阀一般用于腐蚀性介质及室内，暗杆式闸阀用于非腐蚀性介质和操作位置受限制的地方。闸阀常用截断物料、油气等介质。减压阀：是通过节流而使流体压力下降的一种减压装置，常用的减压阀有弹簧式、薄膜式等类型。紧急切断阀：是一种通常装置在液化石油气、储罐或液化气体汽车槽车、火车槽车的气液出口管道上的安全装置；按切断
24、的方式，有油压式、气压式、电动式、手动式四种类型。油压式是利用油泵将油压输送到紧急切断阀的上部油罐中，把油罐中的活塞压下，通过活塞杆带动阀芯下降而开启阀门，液化石油气通过紧急切断阀流出，当事故发生须紧急切断时，应立即将油罐中的油放出，活塞在弹簧的作用下向上移动，带动阀芯向上关闭阀门以达到预期的目的。紧急切断阀的上部还装有易溶合金塞，当发生火灾时由于温度升高，易溶合金迅速溶化使油缸中的油漏出而关闭阀门。20气压式紧急切断则是利用压缩空气压力阀内使阀开启，事故发生时放掉压缩空气，使阀门自动关闭。电动式的作用机制是，通电时由于电磁阀吸引使阀门开启，断电时阀门自动关闭。紧急切断阀，按安装的方法可分为内装式和外装式两种。内装式主要用于接管上，外装式安装时，应根据槽车的特点做成 135 度角接式，并应带有过流关闭装置。
