5 压力容器和机电设备安全

第五章压力容器和机电设备安全1/852019/9/9第五章压力容器和机电设备安全压力容器泛指承受流体压力的密闭容器。固定式容器：安装和使用地点固定、工艺条件和操作人员也比较固定的容器；移动式容器：用以装载、运输气体或液体介质的容器。压力容器可以粗分为锅炉和非燃火压力容器两大类型。锅炉是生产蒸汽或加热水的设备。蒸汽锅炉：生产蒸汽的锅炉；热水锅炉：加热水使其升温但不汽化的锅炉，如茶炉。由于压力容器在温度、压力、介质、环境等极为复杂、苛刻的条件下运行，有事故率高、危害性大的特点。第五章压力容器和机电设备安全2/852019/9/9第一节蒸汽锅炉的安全运行和管理事故1：2004年8月19日21时40，太原市119指挥中心接到报警，位于太原市晋源区吴家堡村的晋阳华龙造纸有限公司锅炉发生爆炸，造成建筑物倒塌约600余平方米，工作人员及附近居民共14人被倒塌建筑物埋压，太原市公安消防支队接到报警后，迅速调集13部消防车，120名消防官员赶赴现场救援，经过近40分钟的全力搜寻抢救，成功搜寻到被困人员14名，其中两人当场死亡，一名送往医院后经抢救无效死亡，另外有11名不同程度受伤。第五章压力容器和机电设备安全3/852019/9/9事故2：2006年7月30晚上9时许，温州市鹿城区仰义乡沿江工业区107号泰豪制革厂突发锅炉爆炸事故，爆炸产生的气浪导致部分厂房和厂区围墙外小店倒塌，造成9名店员伤亡，其中5人死亡，2人伤势较重，2人轻伤。第五章压力容器和机电设备安全4/852019/9/9事故3：2001年怡泉浴室的业主黄永彬，上海华云炉具制造有限公司销售部的经理马德荣和该公司法人代表张国华使用倒闭工厂积压的常压锅炉内胆，拼装热水锅炉，此后又私自将其改造成承压锅炉。2003年5月，黄永彬为了逃避检查，把锅炉违章移到女浴室的旁边，12月3号下午，上海市虹口区瑞虹路的怡泉浴室的这个锅炉发生爆炸，酿成7人死亡，7人受伤的惨剧。第五章压力容器和机电设备安全5/852019/9/9日期死亡事故简况2001-04-0514月5日，甘肃西北铁合金公司发生锅炉爆炸事故，死亡1人，重伤、轻伤各1人。2003-01-2331月23日10时40分,湖北咸宁市通山县黄沙铺镇个体工商户用土制锅炉加工豆腐，引起锅炉爆炸，造成3人死亡，1人重伤，1人轻伤。2003-11-08311月8日21时40分,河北沧州市青县马场镇东窑庄村明安食品厂发生一起锅炉爆炸事故，死亡3人，受伤1人。2003-11-21411月21日11时30分,山西临汾地区临汾市尧都区上河底乡靳家川村一村民在给小孩过周岁生日时，院内烧暖气的锅炉发生爆炸，造成4人死亡，4人重伤，14人轻伤。2006-06-0556月5日13时30分,大兴县瀛海镇北京南郊康乐乳品厂3名女工违反劳动纪律离岗洗澡时，用于生产的锅炉正常排放的高温蒸汽从设在女浴室更衣室内的排污井逸出，造成3名女工窒息死亡。第五章压力容器和机电设备安全6/852019/9/9锅炉压力容器事故率高原因：1.承受压力及温度：锅炉的汽水系统在密闭的容器和管道中工作，承受着介质压力和火焰加热，有时承受的压力和温度会很高。压力容器承受大小不同的压力载荷和其他载荷，有些容器还在高温或深冷条件下运行。锅炉压力容器内的压力可能因操作失误或反应异常而迅速升高，从而导致承压部件超压破裂。2.接触腐蚀性介质：锅炉外侧要接触烟气、灰尘，内侧要接触水或蒸汽，常会造成腐蚀或磨损。压力容器的工作介质常具有较强的腐蚀性，会导致氧腐蚀、硫腐蚀、硫化氢腐蚀以及各种浓度的酸、碱、盐腐蚀，损坏设备。第五章压力容器和机电设备安全7/852019/9/93.较为复杂的局部应力：锅炉压力容器通常都有开孔接管及其他的不连续结构，在这些区域内存在着较高的应力，在不利的使用环境或载荷条件下，会导致承压部件破裂。4.连续运转不易检验：锅炉压力容器大多是钢制焊接结构，在焊缝部位常隐含着漏检缺陷或标准允许的细微缺陷。在使用中，锅炉及很多压力容器必须连续运行，不便停用检查，常因缺陷扩展而导致破裂。在上述因素共同影响下，即使是设计、制造质量符合标准的锅炉压力容器，在正常操作条件下也会发生各种事故，更不用说带有设计、制造缺陷的设备和操作失当的设备了。第五章压力容器和机电设备安全8/852019/9/9事故造成严重伤害的主要因素有：1.冲击波伤害：锅炉压力容器内的介质一般是具有一定压力的气体、液化气体或高温液体，承压部件一旦破裂，介质即泄压膨胀或瞬时汽化，瞬间释放出大量的能量。其中大约85%的能量用以产生冲击波，向周围快速传播，破坏设备、建筑并危害人身安全。2.设备碎片伤害：锅炉压力容器破裂时，有些壳体可能会断裂成碎片并高速飞出，击穿、撞坏相遇的设备或建筑，有时直接伤人。3.介质伤害：锅炉压力容器破裂时介质外泄，常常造成人员烫伤、中毒、现场燃烧及二次爆炸，产生连锁反应。总之，锅炉压力容器爆炸，常造成大面积的、立体性的破坏和群体伤害，给事发单位和社会造成严重损失。第五章压力容器和机电设备安全9/852019/9/9一、锅炉分类及其参数系列1．锅炉型号（SHL10-13/350-W-1）完整的锅炉型号由三部分组成。第一部分包括锅炉本体型式和燃烧方式的汉语拼音代号及蒸发量(t·h-1)；第二部分包括工作压力(MPa)和过热蒸汽温度(℃)；第三部分包括燃料品种的汉语拼音代号及设计序号。SHL10-13/350-W-1表示双锅筒横置式链条炉排，蒸发量为10t/h，出口蒸汽压为13（1275kPa），出口过热蒸汽温度为350℃，适用于无烟煤，经过第一次修改设计制造的锅炉。第五章压力容器和机电设备安全10/852019/9/9原机械工业部标准JB1626第五章压力容器和机电设备安全11/852019/9/9第五章压力容器和机电设备安全12/852019/9/9第五章压力容器和机电设备安全13/852019/9/92．锅炉分类1)按用途分：电站锅炉、工业锅炉、机车锅炉、船舶锅炉、生活锅炉；2)按压力分：低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、亚临界压力锅炉、超临界压力锅炉；3)按装置方式分：固定式锅炉、移动式锅炉；4）按锅炉结构分：火管锅炉、水管锅炉和水火管组合锅炉。第五章压力容器和机电设备安全14/852019/9/9二、锅炉运行安全锅炉上水、点火、升压、运行和停炉要严格按照有关操作规程进行。1．点火和升压在做好点火前的一切准备工作后进行锅炉点火。锅炉点火后，受热面被加热，水冷壁和对流管束中不断产生蒸汽，由于主蒸汽阀门关闭，压力不断升高，此即为升压过程。为使锅炉各部件冷热均匀，胀缩一致，进水、点火、升压都要缓慢进行。新装或检修后的锅炉，点火升压后汽压在0.1~0.2MPa间允许对拆动过的螺栓紧一次。紧固螺栓时应保持汽压稳定，要用力均匀、逐只对称上紧；站位得当，防止蒸汽外泄烫伤。在升压过程中，应注意炉墙及各部件的热膨胀情况，不得有异常变形和裂纹。第五章压力容器和机电设备安全15/852019/9/92．并炉和送气当两台或两台以上锅炉共用一条蒸汽母管或接入同一分汽缸时，点火升压锅炉与母管或分汽缸联通称为并炉。并炉前要进行暖管，即用蒸汽将冷的蒸汽管道、阀门等均匀加热，并把蒸汽凝成的水排掉。并炉应在锅炉汽压与蒸汽母管汽压相差0.05~0.1MPa时进行。（工业分析仪器长时间不做要先预热）送汽时应该先缓开主汽门(有旁路的应先开旁通门)，等汽管中听不到汽流声时，才能大开主汽门。主汽门全开后回旋一圈，再关旁通门。并炉时应注意水位、汽压变动，若管道内有水击现象应疏水后再并炉。第五章压力容器和机电设备安全16/852019/9/93．正常运行维护锅炉正常运行时，主要是对锅炉的水位、汽压、汽水质量和燃烧情况进行监视和控制。锅炉水位波动应在正常水位范围内。水位过高，蒸汽带水，蒸汽品质恶化，易造成过热器结垢，影响汽机的安全；水位过低，下降管易产生汽柱或汽塞，恶化自然循环，易造成水冷壁管过热变形或爆破。在锅炉运行中要保持汽压的稳定。对蒸汽加热设备，汽压过低，汽温也低，影响传热效果；汽压过高，轻者使安全阀动作，浪费能源，并带来噪声；重者则易超压爆炸。此外，汽压变化应力求平缓，汽压陡升、陡降都会恶化自然循环，造成水冷壁管损坏。第五章压力容器和机电设备安全17/852019/9/94．停炉保养锅炉停炉有正常停炉和事故停炉两种情况。正常停炉，应按锅炉安全操作规程的规定进行。首先停止供给燃料、停止送风、减低引风，随负荷逐渐降低减少上水。停止供汽后开启过热器出口联箱疏水门和排汽门，冷却过热器以避免锅内压力继续升高。锅筒内水温降至70℃以下时，方可放水。随着炉温的降低，应及时除灰和清理受热面上的积灰。事故停炉也称作紧急停炉。停炉步骤是：首先停止供给燃料、停止送风、减低引风，接着熄灭和清除炉膛内的燃料，然后打开炉门、灰门、烟风道闸门等以冷却锅炉，最后切断锅炉同蒸汽总管的联系。为了加速锅炉冷却，除严重缺水事故外，可向锅炉进水、放水。第五章压力容器和机电设备安全18/852019/9/9锅炉停炉后，为防止腐蚀必须进行保养。常用的方法有干法、湿法和热法三种。(1)干法保养干法保养只用于长期停用的锅炉。正常停炉后，水放净，清除锅炉受热面及锅筒内外的水垢、铁锈和烟灰，用微火将锅炉烘干，放入干燥剂，而后关闭所有的门、孔，保持严密。一月之后打开人孔、手孔检查，若干燥剂成粉状、失去吸潮能力，则更换新干燥剂。视检查情况决定缩短或延长下次检查时间。若停用时间超过三个月，则在内外部清扫后，受热面内部涂以防锈漆，锅炉附件也应维修检查，涂油保护，再按上述方法保养。第五章压力容器和机电设备安全19/852019/9/9(2)湿法保养湿法保养也适用于长期停用的锅炉。停用后清扫内外表面，然后进水(最好是软水)，将适量氢氧化钠或磷酸钠溶于水后加入锅炉，生小火加热使锅炉外壁面干燥，内部由于对流使各部位碱浓度均匀，锅内水温达80~100℃时即可熄火。每隔5天对锅内水化验一次，控制其碱度在5~12mg·L-1范围。气候寒冷的地方不可湿保护法，以免冻损锅炉。(3)热法保养停用时间在10天左右宜用热法保养。停炉后关闭所有风、烟道闸门，使炉温缓慢下降，保持锅炉汽压在大气压以上(即水温在100℃以上)即可。若汽压保持不住，可生小火或用运行锅炉的蒸汽加热。第五章压力容器和机电设备安全20/852019/9/9软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫做软水（softwater）。软水不易与肥皂产生浮渣，而硬水相反。天然软水一般指江水、河水、湖(淡水湖)水。经软化处理的硬水指钙盐和镁盐含量降为1.0～50毫克／升后得到的软化水。在日常生活中，我们经常见到水壶用久后内壁会有水垢生成，这是因为在我们取用的水中含有不少无机盐类物质，如钙、镁盐等。这些盐在常温下的水中肉眼无法发现，一旦它们加温煮沸，便有不少钙、镁盐以碳酸盐形式沉淀出来，它们紧贴壶壁就形成水垢。我们通常把水中钙、镁离子的含量用“硬度”这个指标来表示。硬度1度相当于每升水中含有10毫克氧化钙。低于8度的水称为软水，高于17度的称为硬水，介于8～17度之间的称为中度硬水。雨、雪水、江、河、湖水都是软水，泉水、深井水、海水都是硬水。第五章压力容器和机电设备安全21/852019/9/9三、锅炉常见事故及处理1．水位异常锅炉中容水的特点在蒸汽锅炉运行中，锅筒（锅壳）内容纳和维持一定的水量，可使蒸汽压力和锅炉水位相对稳定，也有利于锅炉自然循环和汽水分离，是锅炉安全运行的基本条件。锅炉中容水有以下特点：1)锅炉中容水多少是相对于锅炉蒸发量而言的。比如锅炉中容纳有1吨水而中断供水，若锅炉蒸发量为1吨，则锅炉中的水1小时可蒸干；若锅炉蒸发量为10吨／小时，则锅炉中的水1／10小时即可蒸干。锅炉蒸发量越大对供水可靠性的要求越高。第五章压力容器和机电设备安全22/852019/9/92)锅炉是在密闭承压条件下容水的。锅炉水位不便显示，用水位表显示时有时不十分可靠；容水系统的任何破裂或泄漏都会影响水位的维持。(1)缺水（50％）缺水事故是最常见的锅炉事故。当锅炉水位低于最低许可水位时称