2裝置與設(shè)備安全.ppt

1、,?；钒踩夹g(shù) 加工過程安全技術(shù) 開停車、維修安全技術(shù) 加工裝置與設(shè)備安全技術(shù),Henghaixiang,一. 裝置材料安全設(shè)計 二. 容器及設(shè)備安全技術(shù) 三. 管道及管系安全技術(shù) 四. 鍋爐與輔機安全技術(shù),第八章 危險物質(zhì)加工裝置與設(shè)備安全技術(shù),一、材料的選擇 1、確定使用條件 弄清裝置在正常運行和特殊狀況下,與設(shè)備材料接觸的各種工藝物料對設(shè)備材質(zhì)的影響作用. 考慮流速、物料中的水分、微量組分等條件對材料的腐蝕性。 2.材料的耐腐蝕性 (1) 化學親和力大小。 (2) 材料與環(huán)境間的能差低于某一限度,使得相互間的反應難以進行。 (3) 材料所具有的能量與環(huán)境能量之間的能差大于一定的限度,使

2、材料表面形成穩(wěn)定的化合物薄膜。,第一節(jié) 裝置材料安全設(shè)計,3.材料強度和加工性 化工材料的強度主要指張力強度；加工性主要指焊接性。 4.材料的選擇 選材的基本原則：從能滿足耐腐蝕性、強度和加工性的材料中選擇最為經(jīng)濟的材料。 選材的評價標準: 使用壽命相同材料的制造費用評價標準；使用壽命不同材料時評價標準。,二、安全設(shè)計條件的確定 1、最高使用條件 在設(shè)計時要以可能的最苛刻的工況為設(shè)計條件。 用水或空氣作冷卻劑的冷卻器, 要根據(jù)設(shè)計原則給定的最高溫度進行 設(shè)計。 對加熱器,除工藝所需的熱量外,還要加設(shè)備熱損失。冷凍機也是如此。 由于反應裝置的使用條件較分離裝置的變動幅度大,所以要把控制低于 該條

3、件或反應能達到的使用條件作為最高條件。 2、設(shè)計條件的確定 一般要以最高工作壓力和最高工作溫度為準并留出一定的裕量。 設(shè)計壓力:為工作壓力的1.1倍或以工作壓力為準再加一定余度。 設(shè)計溫度: 為工作溫度再加上1020。,1. 塔、槽類設(shè)備安全設(shè)計：確定塔徑時要考慮預期的操作范圍。 2. 換熱器類安全設(shè)計：確定換熱器主要是確定管徑和管長。 3. 反應器類安全設(shè)計：考慮催化劑活性等變化,還要考慮控制副反應的安全措施。避免發(fā)生壓力異常升高及爆炸等事故,安裝爆破板及其他保安設(shè)施。另外,為使反應器內(nèi)工藝流體的流動狀態(tài)以及加熱或冷卻用的熱介質(zhì)的流動狀態(tài)保持一定的均勻穩(wěn)定性,要特別注意反應器主要尺寸的確定。

4、 4.泵、壓縮機類安全設(shè)計：選用泵和壓縮機,主要確定輸出壓力、揚程等。從經(jīng)濟性角度出發(fā),應盡量選用標準產(chǎn)品,其特有的性能曲線上能進行自動控制的設(shè)備。 5.加熱爐類安全設(shè)計：在確定加熱爐熱負荷時要考慮熱損失；加熱爐的形式根據(jù)工藝要求確定； 爐管直徑要根據(jù)爐管并聯(lián)路數(shù)來定。,第二節(jié) 容器及設(shè)備安全技術(shù),6.工廠布置的基本模式： (1)工藝設(shè)備(塔、槽、換熱器)單行布置,泵、鼓風機與其平行布置。 (2)工藝設(shè)備(塔、槽、換熱器)用管廊隔開兩行布置,泵、鼓風機布置在管廊的下面。 (3)各種塔排成一行;槽和換熱器類布置在框架上面; 泵、鼓風機布置在框架下面。,7.設(shè)計壓力的確定 在滿足安全要求的基礎(chǔ)上,

5、盡可能做到既經(jīng)濟又合理。 確定設(shè)備的設(shè)計壓力, 應將其放到系統(tǒng)中,結(jié)合系統(tǒng)前后的管道壓力降或者靜壓力來考慮,用最高壓力加上(或減去)這個管道壓力降或者靜壓力,才能得到可靠的設(shè)計壓力。,8.設(shè)計溫度的確定 指在正常工作過程中,用來確定設(shè)備設(shè)計壓力的最高壓力相對應的設(shè)備 材料達到的溫度。,9.系統(tǒng)安全分析 1）物性分析 特殊物料如:劇毒和貴重的物料,為防止泄露,一般把這些設(shè)備的壓力定得高于一般容器的安全系數(shù)。瀝青、石蠟等常溫下會凝固的物料,它們的設(shè)備和管道必須設(shè)計可靠的伴熱管。 2) 安全閥 對有安全閥存在的系統(tǒng),安全閥的上下游設(shè)備的設(shè)計壓力確定的原則是不同的,要具體分析后才能確定。 3) 泵系統(tǒng)

6、 4) 壓縮機系統(tǒng),5) 壓力容器事故的預防 為防止壓力容器發(fā)生爆炸,應采取措施 (1) 在設(shè)計上,采用合理的結(jié)構(gòu)；選用塑性、韌性較好的材料; (2)制造、修理、安裝、改造時,加強焊接管理,提高焊接質(zhì)量，并按規(guī)范進行熱處理和探傷；避免使用缺陷材料； (3)在鍋爐使用過程中,加強鍋爐運行管理,保證鍋爐安全附件和保護裝置靈活,齊全；加強水質(zhì)管理，提高司爐工技術(shù)素質(zhì)，防止缺水、誤判、誤操作。 (4)在壓力容器使用中,加強使用管理,避免操作失誤,避免超溫、超壓、超負荷運行，避免失檢、失修及安全裝置失靈。 (5)加強檢驗工作,及時發(fā)現(xiàn)缺陷并采取有效措施。,6 ) 液化氣容器 7 ) 冷凍系統(tǒng) 冷凍系統(tǒng)在

7、正常工作時分為高壓側(cè)和低壓側(cè),在停車后高壓側(cè)壓力將降低而低壓側(cè)壓力將升高,最后兩側(cè)壓力相等,這時的壓力即是“停車壓力”?！巴＼噳毫Α卑锤邏簜?cè)至低壓側(cè)等焓節(jié)流來計算等。高壓側(cè)的最大工作壓力通常是工藝規(guī)定的壓力,一般高于停車壓力。低壓側(cè)的最大工作壓力為停車壓力加上一定的裕量;或者就取最高預期環(huán)境溫度下冷凍劑的平衡壓力。,第三節(jié) 管道及管系安全技術(shù),一、配管系統(tǒng)基礎(chǔ)安全設(shè)計 管道不僅連接各設(shè)備，而且還是輸送物料、能量的通道，它保證了工藝過程中的物理、化學變化得以進行，管道及管線的安全設(shè)計是化工生產(chǎn)整個裝置安全的核心問題之一。 二、管道設(shè)計壓力的確定原則 1、適用范圍： 2、管道設(shè)計壓力的確定原則 a

8、、管道設(shè)計壓力不得低于最大工作壓力。 b、裝有安全泄壓裝置的管道,其設(shè)計壓力不得低于安全泄壓裝置的開啟壓力(或爆破壓力)。 c、所有與設(shè)備相連接的管道,其設(shè)計壓力不應低于所連接設(shè)備的設(shè)計壓力。 d、輸送制冷劑、液化氣等沸點低的介質(zhì)的管道,按閥被關(guān)閉或介質(zhì)不流動時可能達到的最大飽和蒸氣壓力作為設(shè)計壓力。,3.管道設(shè)計壓力的取值 a、設(shè)安全閥的壓力管道,管道設(shè)計壓力=安全閥開啟壓力。 b、不設(shè)安全閥的壓力管道,管道設(shè)計壓力=設(shè)備設(shè)計壓力。 c、離心泵出口管道,管道設(shè)計壓力=泵的關(guān)閉壓力。 d、往復泵出口管道,管道設(shè)計壓力=泵出口安全閥開啟壓力。 e、壓縮機排出管道,管道設(shè)計壓力=安全閥開啟壓力+壓

9、縮機出口至安全閥管道內(nèi)最大正常流量下的壓力降。 f、真空管道,管道設(shè)計壓力=全真空。,三、管道設(shè)計溫度的確定 工藝系統(tǒng)專業(yè)根據(jù)化工工藝專業(yè)提出的正常工作過程中的工作溫度,按最苛刻條件下的壓力溫度組合來選取管道設(shè)計溫度。 四、管道水力學的設(shè)計 管道水力學設(shè)計的目的,是求得在已有條件下比較合理的管道直徑。 五、管徑的確定 最初階段,通常是由實際操作中所得到的各種流體的管內(nèi)流速作為基準來初步確定管子的直徑。 對于特殊的流體或特殊部分的配管系統(tǒng),可以先按事先確定的容許流速來設(shè)定管徑。 六、廠內(nèi)配管安全 1. 配管的基本規(guī)劃要符合用途目的和流體的使用條件； 2. 配管通道和其他設(shè)備布置時綜合分析，具體考

10、慮；,一、鍋爐安全設(shè)計條件 國家對鍋爐的設(shè)計制造有嚴格的要求,實行定點生產(chǎn)制度。鍋爐制造單位,必需具備保證產(chǎn)品質(zhì)量所必需的加工設(shè)備、技術(shù)力量、檢驗手段和管理水平。購置、選用的鍋爐應是定點廠家的合格產(chǎn)品,并有齊全的技術(shù)文件、質(zhì)量證明書和產(chǎn)品竣工圖。 鍋爐安全附件：安全閥（每年檢驗、定壓一次并鉛封完好，每月自動排放試驗一次， 每周手動排放試驗一次）、水位表、壓力表。 二、燃油鍋爐安全 1. 燃油的火災危險特性 用作鍋爐燃料的重油火災危險性比燃煤要大,不可忽視。 2. 燃油系統(tǒng)的防火要求 燃油貯罐區(qū)必須有良好的避雷裝置, 特別要健全并嚴格執(zhí)行油罐區(qū)檢修作業(yè)的動火制度。此外,燃油鍋爐應重點抓住點火油罐

11、的防火、油槍防漏、爐膛防爆和防止鍋爐尾部燃燒四個方面。,第四節(jié) 鍋爐與輔機安全技術(shù),三、燃煤鍋爐安全 1、全面檢查: 汽、水系統(tǒng)的受熱、受壓元件；燃燒系統(tǒng)；安全附件；鍋爐構(gòu)架、樓梯、平臺，是否完好； 輔機、儀表是否完好。 2、上 水：全部上水時間：夏季不小于1h，冬季不小于2h。 3、烘 爐：上水后、啟動前要烘干爐膛和煙道。 4、煮 爐：清除蒸發(fā)受熱面中的鐵銹、油污等污物，提高鍋水或蒸汽的品質(zhì)。 5、點火與升壓：此間要注意：防止爐膛內(nèi)爆炸;防止熱應力和熱膨脹造成破壞;監(jiān)視和調(diào)整各種變化。 6、暖管與并汽： 鍋爐運行中,保護裝置與聯(lián)鎖不得停用。安全閥每天人為排汽試驗一次。定期進行排污試驗。 7、

12、停爐：鍋爐停爐分正常停爐和緊急停爐兩種。,八種情況緊急停爐: 鍋爐水位低于水位表的下部可見邊緣; 不斷加大向鍋爐給水及采取其他措施,但水位仍繼續(xù)下降; 鍋爐水位超過最高可見水位(滿水),經(jīng)放水仍不能見到水位; 給水泵全部失效或給水系統(tǒng)故障,不能向鍋爐進水; 水位表或安全閥全部失效; 鍋爐元件損壞,危及運行人員安全; 燃燒設(shè)備損壞,爐墻倒塌或鍋爐構(gòu)架被燒紅等,嚴重威脅鍋爐安全運行; 其他異常情況危及鍋爐安全運行。,緊急停爐的操作次序： a、立即停止添加燃料和送風,減弱引風。 b、同時,設(shè)法熄滅爐膛內(nèi)的燃料,對于一般層燃爐可以用砂土或濕灰滅火。 c、滅火后即把爐門、灰門及煙道接板打開,以加強通風冷

13、卻。 d、鍋內(nèi)可以較快降壓并更換鍋水,鍋水冷卻至70左右允許排水。但因缺水緊急停爐時,嚴禁給爐上水,并不得開啟空氣閥及安全閥快速降壓。,四、鍋爐爆炸危險性分析 1.水蒸氣爆炸： 若鍋爐容器破裂, 爐內(nèi)過飽和水瞬時汽化,體積驟然膨脹許多倍, 在容器周圍空間形成爆炸。 2.超壓爆炸： 鍋爐主要承壓部件筒體如封頭、管板、爐膽等承受的壓力超過 其承載能力限度而造成的鍋爐爆炸。 3.缺陷導致爆炸 因鍋爐主要承壓部件出現(xiàn)裂.紋、嚴重變形、腐蝕、組織變化等 情況,導致主要承壓部件喪失承載能力,突然大面積破.裂爆炸。 4.嚴重缺水導致爆炸： 鍋爐一旦嚴重缺水,主要受壓部件得不到正常冷卻, 其強度降低， 若此時

14、給鍋爐上水，則釀成爆炸事故。,五、鍋爐重大事故分析 1. 缺水事故: 缺水事故原因 a、運行人員疏忽大意； b、水位表故障造成假水位； c、水位報警器或給水自動調(diào)節(jié)器失靈； d、給水設(shè)備或給水管路故障； e、運行人員排污后忘記關(guān)排污閥或者排污閥泄漏； f、水冷壁、對流管束或省煤器管子爆破漏水等。 鍋 爐缺水的處理 發(fā)現(xiàn)鍋爐缺水時,應首先判斷是輕微缺水還是嚴重缺水,然后酌 情予以不同的處理。,2.滿水事故： 鍋爐滿水的原因： 運行人員疏忽大意或擅離職守,對水位監(jiān)視不嚴, 放棄了對水位表的監(jiān)視; 水位表故障造成假水位而運行人員未及時發(fā)現(xiàn); 水位報警器及給水自動調(diào)節(jié)器失靈而又未能及時發(fā)現(xiàn)等。 鍋爐滿

15、水的處理： 發(fā)現(xiàn)鍋爐滿水后,應沖洗水位表,檢查水位表有無故障; 一旦確認滿水,立即關(guān)閉給水閥停止向鍋爐上水,啟用省煤器再循環(huán)管路,減弱燃燒,開啟排污閥及過熱器、蒸汽管道上的疏水閥; 待水位恢復正常后,關(guān)閉排污閥及各疏水閥;恢復正常運行。,3.汽水共騰 (1) 汽水共騰原因： a、鍋水品質(zhì)太差 ; b、負荷增加和壓力降低過快。 (2)汽水共騰的處理。 a、發(fā)現(xiàn)汽水共騰時,應減弱燃燒,降低負荷,關(guān)小主汽閥; b、加強蒸汽管道和過熱器的疏水; c、全開連續(xù)排污閥,并打開定期排污閥放水,同時上水,以改善鍋水品質(zhì); d、待水質(zhì)改善、水位清晰時,可逐漸恢復正常運行。,4.鍋爐爆管 (1)爆管原因： a、水

16、質(zhì)不良、管子結(jié)垢并超溫爆破; b、水循環(huán)故障; c、嚴重缺水; d、制造、運輸、安裝中管內(nèi)落人異物,如鋼球、術(shù)塞等; e、煙氣磨損導致管壁減薄; f、運行或停爐的管壁因腐蝕而減薄; g、管子膨脹受阻礙,由于熱應力造成裂紋; h、吹灰不當造成管壁減薄; i、管樹缺陷或焊接缺陷在運行中發(fā)展擴大。 (2)爆管處理： 爐管爆破時,通常必須緊急停爐修理。,5.省煤器損壞 (1) 省煤器損壞原因 a、煙速過高或煙氣含灰量過大,飛灰磨損嚴重; b、給水品質(zhì)不符合要求,特別是未進行除氧,管子水側(cè)被嚴重腐蝕; c、省煤器出口煙氣溫度低于其酸露點,在省煤器出口段煙氣側(cè)產(chǎn) 生酸性腐蝕; d、材質(zhì)缺陷或制造安裝時的缺

17、陷導致破裂; e、水擊或爐膛、煙道爆炸劇烈振動省煤器并使之損壞等。 (2) 省煤器損壞處理 省煤器損壞時,如能經(jīng)直接上水管給鍋爐上水,并使煙氣經(jīng)旁通煙 道流出，則可不停爐修理，否則必須停爐修理。 6.過熱器損壞 過熱器損壞主要指過熱器爆管； 過熱器損壞通常需要停爐修理；,7.水擊事故 水在管道中流動時,因速度突然變化導致壓力突然變化,形成壓力波并在管道中傳播的現(xiàn)象。發(fā)生水擊時管道承受的壓力驟然升高,發(fā)生猛烈振動并發(fā)出巨大聲響,造成管道、法蘭、閥門等的損壞。 鍋爐中易于產(chǎn)生水擊的部位有:給水管道、省煤器、過熱器。 為了預防水擊事故,給水管道和省煤器管道的閥門啟閉不應過于頻繁,啟閉速度要緩慢;對可

18、分式省煤器的出口水溫要嚴格控制,使之低于同壓力下的飽和溫度40;防止?jié)M水和汽水共騰事故,暖管之前應徹底疏水;上鍋筒進水速度應緩慢,下鍋筒進汽速度也應緩慢。 發(fā)生水擊時,除立即采取措施使之消除外,還應認真檢查管道、閥門、法蘭、支撐等,如無異常情況,才能使鍋爐繼續(xù)運行。,8.爐膛爆炸 爐膛爆炸的主要原因： a、在設(shè)計上缺乏可靠的點火裝置及可靠的熄火保護裝置及聯(lián)鎖、報警和跳閘系統(tǒng)， b、在運行過程中操作人員誤判斷、誤操作。 為防止爐膛爆炸事故的發(fā)生,應根據(jù)鍋爐的容量和大小,裝設(shè)可靠的爐膛安全保護裝置；同時,盡量提高爐膛及剛性梁的抗爆能力。此外,應加強使用管理,提高司爐工人技術(shù)水平。 9.尾部煙道二次燃燒: (主要發(fā)生在燃油鍋爐上） 引起尾部煙道二次燃燒條件：a、煙道上有可燃物堆積下來；b、達到一定的溫度；c、有一定量的空氣可供燃燒。 防止尾部二次燃燒: 提高燃燒效率,盡可能減少不完全燃燒損失,減少鍋爐的啟停次數(shù);加強尾