承壓類特種設(shè)備總結(jié)

承壓類特種設(shè)備

（一）鍋爐

1．鍋爐的基礎(chǔ)知識(shí)

鍋爐是指將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，又將熱能傳遞給水、汽、導(dǎo)熱油等工質(zhì)，從而產(chǎn)生蒸汽、熱氣或通過導(dǎo)熱工質(zhì)輸出熱量的設(shè)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(shè)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(chǔ)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⑺浔?、過熱器、再熱器、省煤器、對(duì)流管束及集箱等?！盃t”是指燃料燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔?，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的空間和煙氣流通的通道——爐膛和煙道。“爐”主要包括：燃燒設(shè)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(shí)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(zhǎng)周期運(yùn)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(shí)發(fā)現(xiàn)處理，會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致重要部件和整個(gè)系統(tǒng)的全面受損。

（3）使用的廣泛性。由于鍋爐為整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)、生活提供能源和動(dòng)力，因而其應(yīng)用范圍極其廣泛。

（4）可靠的連續(xù)運(yùn)行性。鍋爐一旦投用，一般要求連續(xù)運(yùn)行，不能任意停用；否則，會(huì)影響一條生產(chǎn)線、一個(gè)廠，甚至一個(gè)地區(qū)的生活和生產(chǎn)，其間接經(jīng)濟(jì)損失巨大，有時(shí)還會(huì)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(jī)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(jī)熱載體鍋爐。

（4）按熱能來源分為：燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃?xì)忮仩t、廢熱鍋爐。

（5）按鍋爐結(jié)構(gòu)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(fù)爐、拋煤機(jī)爐、振動(dòng)爐、排爐。

（7）按蒸發(fā)段工質(zhì)循環(huán)動(dòng)力分為：自然循環(huán)鍋爐、強(qiáng)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(duì)鍋爐內(nèi)部壓力極限值的控制及對(duì)鍋爐的安全保護(hù)起著重要的作用。安全閥應(yīng)按規(guī)定配置，合理安裝；安全閥應(yīng)結(jié)構(gòu)完整，靈敏、可靠。應(yīng)每年對(duì)其檢驗(yàn)、定壓一次并鉛封完好，每月自動(dòng)排放試驗(yàn)一次，每周手動(dòng)排放試驗(yàn)一次，并做好記錄及簽名。

2）壓力表

壓力表用于準(zhǔn)確地測(cè)量鍋爐上所需測(cè)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(yīng)在工作壓力的1.5～3倍。

（3）表盤直徑不應(yīng)小于100mm，表的刻盤上應(yīng)劃有最高工作壓力紅線標(biāo)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(yàn)一次，并鉛封完好。

3）水位計(jì)

水位計(jì)用于顯示鍋爐內(nèi)水位的高低。水位計(jì)應(yīng)安裝合理，便于觀察，且靈敏可靠。每臺(tái)鍋爐至少應(yīng)裝2只獨(dú)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(yīng)設(shè)置放水管并接至安全地點(diǎn)。玻璃管式水位表應(yīng)有防護(hù)裝置。

4）溫度測(cè)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(yùn)行狀況，做到鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，需依靠溫度測(cè)量裝置測(cè)量鍋爐的給水、蒸汽、煙氣等介質(zhì)的溫度對(duì)鍋爐熱力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

5）保護(hù)裝置

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

（2）高低水位警報(bào)和低水位連鎖保護(hù)裝置。當(dāng)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(shí)，水位警報(bào)器就自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，提醒司爐人員采取措施防止事故發(fā)生。

（3）鍋爐熄火保護(hù)裝置。當(dāng)鍋爐爐膛熄火時(shí)，鍋爐熄火保護(hù)裝置起作用，切斷燃料供應(yīng)，并發(fā)出相應(yīng)信號(hào)。

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(jì)運(yùn)行。

7）防爆門

為了防止?fàn)t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(shè)防爆門。

8）鍋爐自動(dòng)控制裝置

通過工業(yè)自動(dòng)化儀表對(duì)溫度、壓力、流量、成分等參數(shù)的測(cè)量和調(diào)節(jié)，達(dá)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(jì)的條件下運(yùn)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(yīng)、傳質(zhì)、傳熱、分離和儲(chǔ)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(jī)械、輕紡、醫(yī)藥、國(guó)防等工業(yè)領(lǐng)域。1．壓力容器基礎(chǔ)知識(shí)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(gè)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(shè)計(jì)壓力，系是指在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下用以確定容器殼體厚度的壓力，亦即標(biāo)注在銘牌上的容器設(shè)計(jì)壓力，壓力容器的設(shè)計(jì)壓力值不得低于最高工作壓力；當(dāng)容器各部位或受壓元件所承受的液柱靜壓力達(dá)到5％設(shè)計(jì)壓力時(shí)，則應(yīng)取設(shè)計(jì)壓力和液柱靜壓力之和進(jìn)行該部位或元件的設(shè)計(jì)計(jì)算；裝有安全閥的壓力容器，其設(shè)計(jì)壓力不得低于安全閥的開啟壓力或爆破壓力。容器的設(shè)計(jì)壓力確定應(yīng)按GB150的相應(yīng)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(shè)計(jì)溫度，系指容器在正常操作情況下，在相應(yīng)設(shè)計(jì)壓力下，殼壁或元件金屬可能達(dá)到的最高或最低溫度。當(dāng)殼壁或元件金屬的溫度低于—20℃，按最低溫度確定設(shè)計(jì)溫度；除此之外，設(shè)計(jì)溫度一律按最高溫度選取。設(shè)計(jì)溫度值不得低于元件金屬可能達(dá)到的最高金屬溫度；對(duì)于0℃以下的金屬溫度，則設(shè)計(jì)溫度不得高于元件金屬可能達(dá)到的最低金屬溫度。容器設(shè)計(jì)溫度（即標(biāo)注在容器銘牌上的設(shè)計(jì)介質(zhì)溫度）是指殼體的設(shè)計(jì)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(xué)特性分類，則有可燃、易燃、惰性和助燃四種；按它們對(duì)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(jí)。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(shù)監(jiān)察規(guī)程》（以下簡(jiǎn)稱《容規(guī)》）對(duì)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(jí)》分為四級(jí)。其最高容許濃度分別為：極度危害（I級(jí)）<0．1mg／m3；高度危害（Ⅱ級(jí)）0.1～<1．0mg／m3；中度危害（Ⅲ級(jí)）1．0～<10mg／m3；輕度危害（1V級(jí)）≥10mg／m3。壓力容器中的介質(zhì)為混合物質(zhì)時(shí)，應(yīng)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(shè)計(jì)單位的工藝設(shè)計(jì)部門或使用單位的生產(chǎn)技術(shù)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(duì)壓力容器用材具有耐腐蝕性要求。有時(shí)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(shí)，除了應(yīng)滿足使用條件下的力學(xué)性能要求外，還要具備足夠的耐腐蝕性，必要時(shí)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(shù)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(chǔ)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(yīng)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(qiáng)度級(jí)別較高（指相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限大于等于540MPa）的材料制造的壓力容器；移動(dòng)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(yùn)輸（半掛）車、低溫液體運(yùn)輸（半掛）車、永久氣體運(yùn)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(chǔ)罐（容積大于等于50m3）；低溫液體儲(chǔ)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(yīng)容器和低壓儲(chǔ)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(jìn)口靜壓開啟的自動(dòng)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(yù)定的安全值；當(dāng)容器內(nèi)的壓力恢復(fù)正常后，閥門自行關(guān)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(jié)構(gòu)和加載方式可以分為靜重式、杠桿式、彈簧式和先導(dǎo)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(jìn)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(yù)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，泄壓反應(yīng)快，密封性能好，適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。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(shí)，爆破片的標(biāo)定爆破壓力不得超過容器的設(shè)計(jì)壓力。安全閥的開啟壓力應(yīng)略低于爆破片的標(biāo)定爆破壓力。當(dāng)安全閥進(jìn)口和容器之間串聯(lián)安裝爆破片裝置時(shí)，應(yīng)滿足下列條件：①安全閥和爆破片裝置組合的泄放能力應(yīng)滿足要求；②爆破片破裂后的泄放面積應(yīng)不小于安全閥進(jìn)口面積，同時(shí)應(yīng)保證使得爆破片破裂的碎片不影響安全閥的正常動(dòng)作；③爆破片裝置與安全閥之間應(yīng)裝設(shè)壓力表、旋塞、排氣孔或報(bào)警指示器，以檢查爆破片是否破裂或滲漏。當(dāng)安全閥出口側(cè)串聯(lián)安裝爆破片裝置時(shí)，應(yīng)滿足下列條件：①容器內(nèi)的介質(zhì)應(yīng)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(yīng)滿足要求；③當(dāng)安全閥與爆破片之間存在背壓時(shí)，安全閥仍能在開啟壓力下準(zhǔn)確開啟；④爆破片的泄放面積不得小于安全閥的進(jìn)口面積；⑤安全閥與爆破片裝置之間應(yīng)設(shè)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(shí)其薄弱面上的拉伸應(yīng)力達(dá)到材料的強(qiáng)度極限發(fā)生斷裂。由于其工作時(shí)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(qiáng)度鋼材料（如34CrNi3Mo等）制造，其破爆壓力與材料強(qiáng)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(dòng)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(yīng)用更為廣泛。6）緊急切斷閥緊急切斷閥是一種特殊結(jié)構(gòu)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(shí)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(yuǎn)程獨(dú)立進(jìn)行操作。緊急切斷閥按操縱方式的不同，可分為機(jī)械（或手動(dòng)）牽引式、油壓操縱式、氣壓操縱式和電動(dòng)操縱式等多種，前兩種目前在液化石油氣槽車上應(yīng)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(dāng)介質(zhì)通過時(shí)產(chǎn)生節(jié)流，壓力下降而使其減壓的閥門。當(dāng)調(diào)節(jié)螺栓向下旋緊時(shí)，彈簧被壓縮，將膜片向下推，頂開脈沖閥閥瓣，高壓側(cè)的一部分介質(zhì)就經(jīng)高壓通道進(jìn)入，經(jīng)脈沖閥閥瓣與閥座間的間隙流入環(huán)形通道而進(jìn)入氣缸，向下推動(dòng)活塞并打開主閥閥瓣，這時(shí)高壓側(cè)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(shí)，低壓側(cè)的一部分介質(zhì)經(jīng)低壓通道進(jìn)入膜片下方空間，當(dāng)其壓力由于高壓側(cè)的介質(zhì)壓力升高而升高到足以抵消彈簧的彈力時(shí)，膜片向上推動(dòng)脈沖閥閥瓣逐漸閉合，使進(jìn)入氣缸的介質(zhì)減少，活塞和主閥閥瓣向上移動(dòng)，主閥關(guān)小，從而減少流向低壓側(cè)的介質(zhì)量，使低壓側(cè)的壓力不致因高壓側(cè)壓力升高而升高，從而達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)壓力的目的。7）壓力表、溫度計(jì)、液位計(jì)

（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(jié)構(gòu)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?jì)通常用作校驗(yàn)用的標(biāo)準(zhǔn)儀表，液柱式壓力計(jì)一般只用于測(cè)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(jì)。（2）液位計(jì)。液位計(jì)又稱液面計(jì)，是