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化工考點必背-4

第四節 主要化工機械設備安全技術

一、主要化工設備類型、危險特性及安全運行要求

（一）反應設備的危險性

1.固有危險性

（1）物料

（2）設備裝置

①設計不合理、結構形狀不連續、焊縫布置不當等，可能引起應力集中；

②材質選擇不當，制造容器時焊接質量達不到要求，以及熱處理不當等，可能使材料

韌性降低；

③容器殼體受到腐蝕性介質的侵蝕，強度降低或安全附件缺失等，均有可能使容器在

使用過程中發生爆炸。

2.操作過程危險性

（1）反應失控引起火災爆炸；（2）反應容器中高壓物料竄入低壓系統引起爆炸；（3）水蒸氣或水漏入反應容器發生事故；（4）蒸餾冷凝系統缺少冷卻水發生爆炸；（5）容器受熱引起爆炸事故；（6）物料進出容器操作不當引發事故。

3.反應器安全運行的基本要求

（1）有足夠的反應容積，保證設備的生產能力。

（2）有良好的傳質性能，物料之間或與催化劑之間達到良好的接觸。

（3）適當的溫度下進行。

（4）有足夠的機械強度和耐腐蝕能力。

（5）在滿足工藝條件的前提下，結構盡量合理，并具有進行原料混合和攪拌的性能，易加工；

（6）材料易得到，價格便宜；

（7）操作方便，易于安裝、維護和檢修。

（8）開停工要注意升溫、升壓速度以及降溫、降壓速度的控制。

（二）換熱設備

1.定義

在工業生產中，為了工藝流程的需要，需要進行熱量變換，如加熱、冷卻、蒸發和冷

凝等，換熱器就是用來實現上述熱量交換與傳遞的設備。

2.常見故障及預防措施

（1）管束故障

1）管束的腐蝕、磨損造成管束泄漏或者管束內結垢造成堵塞引起故障。①冷卻水添加阻垢劑并定期清洗。

②保持管內流體流速穩定。

③選用耐腐蝕性材料（不銹鋼、銅）或增加管束壁厚的方式。

④當管的端部磨損時，可在入口 200mm 長度內接入合成樹脂等保護管束。

2）振動造成的故障

①盡量減少開停車次數。

②在流體的入口處，安裝調整槽，減小管束的振動。

③減小擋板間距，使管束的振幅減小。

④盡量減小管束通過擋板的孔徑。

（2）法蘭盤泄漏

①法蘭盤的泄漏是由于溫度升高，緊固螺栓受熱伸長，在緊固部位產生間隙造成的。

②盡量減少密封墊使用數量和采用金屬密封墊；

③采用以內壓力緊固墊片的方法；

④采用易緊固的作業方法。

二、特種設備★★★

（一）特種設備定義

特種設備是指對人身和財產安全有較大危險性的鍋爐、壓力容器（含氣瓶）、壓力管道、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施、場（廠）內專用機動車輛。

（二）壓力容器安全附件

壓力容器的安全附件，又稱為安全裝置，一般包括以下四大類型：

1.聯鎖裝置，為防止操作失誤而設置的控制機構。如聯鎖開關、聯動閥等。

2.警報裝置，指壓力容器在運行中出現不安全因素致使容器處于危險狀態時能自動發

出音響或其他明顯警報信號的儀器。如壓力警報器、溫度監測儀等。

3.計量裝置，指能自動顯示壓力容器運行中與安全有關的工藝參數的器具。如壓力表、溫度計、液位計等。

4.泄壓裝置，指能自動、迅速地排出容器內的介質，使容器內壓力不超過它的最高許

用壓力的裝置。如安全閥、爆破片等。

（三）壓力容器的安全操作

1.容器安全操作的一般要求

（1）壓力容器操作人員必須取得當地特種設備安全監管部門頒發的《壓力容器操作人員合格證》，持證上崗。

（2）壓力容器的操作要編制操作規程，操作人員要熟悉本崗位工藝流程，相關容器的結構、主要參數和技術性能，嚴格遵守操作規程，并具有處理事故的能力。（3）壓力容器操作要平穩，避免壓力、溫度、流量的大幅度波動，尤其在開停工期間，

要嚴格按照設備的溫度、壓力規定變化曲線進行操作。

（4）安全附件要完好投用，各種保護聯鎖裝置投用正常。

（5）嚴禁帶壓拆卸螺栓。

（6）做好生產運行期間的巡回檢查，及時處理不正常及緊急問題，包括工藝條件等方面的檢查、設備狀況方面的檢查、安全裝置方面的檢查。

2.容器運行期間的檢查

（1）工藝條件等方面的檢查，檢查操作條件，檢查操作壓力、操作溫度、液位是否在安全操作規程規定的范圍內；工藝流程控制指標是否符合工藝卡片的要求，工作介質的化學成分。

（2）設備狀況方面的檢查，檢查壓力容器本體及各連接部位有無泄漏、滲漏現象；容器有無明顯的變形、鼓包；容器有無腐蝕以及其他缺陷或可疑跡象。

（3）安全裝置方面的檢查，檢查安全裝置以及與安全附件。

（四）氣瓶安全技術

1.氣瓶附件

氣瓶專用的安全泄壓裝置是為防止氣瓶出現超溫超壓而設置的安全保護裝置，分為溫度驅動型和壓力驅動型，包括易熔合金塞或者玻璃泡裝置、爆破片裝置（或者爆破片）、爆破片-易熔合金塞復合裝置、安全閥等。

2.氣瓶充裝安全

（1）充裝壓縮氣體的氣瓶，要按不同溫度下的最高允許充裝壓力進行充裝，要求瓶內氣體在最高使用溫度（60℃）下的壓力，不超過氣瓶的最高許用壓力。對低壓液化氣體氣瓶，則要求瓶內液體在最高使用溫度下瓶內始終保留有一定氣相空間。

（2）防止充裝過量；防止不同性質氣體混裝。

（3）不允許充裝的情況：鋼印標記不清無法判定瓶內氣體的、瓶內無剩余壓力的、超過檢驗期的、氧化或強氧化性氣體瓶沾有油脂的、易燃氣體氣瓶首次充裝，事先未經置換和抽空的。

3.氣瓶儲存安全

（1）氣瓶的儲存應有專人負責管理。

（2）氣瓶的儲存，空瓶、實瓶應分開（分室儲存）。如氧氣瓶、液化石油氣瓶，乙炔瓶與氧氣瓶、氯氣瓶不能同儲一室。

（3）氣瓶庫（儲存間）耐火等級二級以上。易燃、易爆、有毒、腐蝕性氣體氣瓶庫的安全距離不得小于 15m。

（4）地下室或半地下室不能儲存氣瓶。

（5）瓶庫有明顯的“禁止煙火”“當心爆炸”等各類必要的安全標志。（6）瓶庫應有運輸和消防通道，設置消防栓和消防水池。在固定地點備有專用滅火器、滅火工具和防毒用具。

（7）儲氣的氣瓶應戴好瓶帽，最好戴固定瓶帽。

（8）實瓶一般應立放儲存。臥放時，應防止滾動，瓶頭（有閥端）應朝向一方。垛放不得超過 5 層，并妥善固定。

4.氣瓶使用安全

（1）氣瓶使用時，一般應立放（乙炔瓶嚴禁臥放使用），不得靠近熱源。與明火、可燃與助燃氣體氣瓶之間的距離不得小于 10m。

（2）使用易起聚合反應的氣體的氣瓶，應遠離射線、電磁波、振動源。

（3）防止日光暴曬、雨淋、水浸。

（4）移動氣瓶應手搬瓶肩轉動瓶底，移動距離較遠時可用輕便小車運送，嚴禁拋、滾、滑、翻和肩扛、腳踹。

（5）禁止敲擊、碰撞氣瓶。絕對禁止在氣瓶上焊接、引弧。

（6）注意操作順序。開啟瓶時應輕緩，關閉時應輕而嚴

（7）瓶閥凍結時，不準用火烤。

（8）瓶內氣體不得用盡，應留有剩余壓力（余壓）。余壓不應低于 0.05MPa。

（9）保護瓶外油漆防護層，既可防止瓶體腐蝕，也是識別標記。

（五）鍋爐安全技術（安全附件）

1.安全閥

（1）在用鍋爐的安全閥每年至少校驗一次。

（2）新安裝的鍋爐或者安全閥檢修、更換后，校驗其整定壓力和密封性。

（3）安全閥經過校驗后，應當加鎖或者鉛封。

（4）鍋爐運行中安全閥使用

①鍋爐運行中安全閥應當定期進行排放試驗。電站鍋爐安全閥的試驗間隔不大于 1 個小修間隔。

②鍋爐運行中安全閥不得隨意解列和任意提高安全閥的整定壓力或者使安全閥失效。

2.壓力測量裝置

壓力表校驗。壓力表安裝前應當進行校驗，刻度盤上應當劃出指示工作壓力的紅線，

注明下次校驗日期。壓力表校驗后應當加鉛封。

三、安全附件要求★★★

（一）安全閥

1.定義

安全閥是一種自動閥門，它不借助任何外力而利用介質本身的力來排除一額定數量的

液體，以防止壓力超過額定的安全值。當壓力恢復正常后，閥門再自行關閉并阻止介質繼續流出。

2.安裝位置

（1）蒸汽安全閥裝在鍋爐的鍋筒、集箱的最高位置，或者裝在被保護設備液面以上氣相空間的最高處。

（2）在設備或者管道上的安全閥豎直安裝。

（3）液體安全閥裝在正常液面的下面。

3.進出口管道

（1）安全閥的進口管道直徑不小于安全閥的進口直徑。

（2）安全閥的出口管道直徑不小于安全閥的出口直徑，安全閥的出口管道接向安全地點。

（3）安全閥出口的排放管上如果裝有消聲器，必須有足夠的流通面積（泄壓面積）。

（4）安全閥的進出口管道一般不允許設置截斷閥，必須設置截斷閥時，需要加鉛封，并且保證鎖定在全開狀態。

4.使用要求

（1）安全閥適用于清潔、無顆粒、低黏度的流體。

（2）全啟式安全閥適用于排放氣體、蒸汽或者液體介質，微啟式安全閥一般適用于排放液體介質，排放有毒或者可燃性介質時必須選用封閉式安全閥。

（二）爆破片安全裝置

1.定義

爆破片又稱防爆片，是一種斷裂型的超壓防護裝置，當壓力容器內的壓力超過正常工

作壓力并達到設計壓力時，即自行爆破，使壓力容器內的物料經爆破片斷裂后經流出口向外排出，泄壓后斷裂的防爆片不能繼續使用，壓力容器也被迫停止運行。

2.分類

（1）正拱形爆破片。

（2）反拱形爆破片。

（3）平板形爆破片。

（4）石墨爆破片。3.應用

（1）一般應用

爆破片可單獨使用，也可作為組合泄放裝置與安全閥組合使用。

（2）必須單獨使用爆破片要求

①容器內壓力迅速增加，安全閥來不及反應；

②設計上不允許容器內介質有任何微量泄漏；

③容器內介質產生沉淀物或膠狀物可能導致安全閥失效；

④低溫影響，安全閥不能正常工作的；

⑤泄壓面積過大或壓力過高等安全閥不適用的。

（3）爆破片安全裝置與安全閥組合使用

根據爆破片與安全閥的連接方式及相對位置，可分為下列三種組合形式：爆破片安全

裝置串聯在安全閥入口側、爆破片安全裝置串聯在安全閥出口側、爆破片安全裝置與安全閥并聯使用。

4.組合使用連接要求

（1）爆破片串聯在安全閥入口側

①安全閥不能直接使用的場合；

②介質毒性為極度、高度危害或強腐蝕性；

③爆破片破裂后的泄放面積應大于安全閥的進口截面積；

④爆破片與安全閥之間的腔體應設置壓力指示裝置、排氣口及合適的報警指示器；

（2）爆破片串聯在安全閥出口側

①安全閥出口側有可能被腐蝕或存在外來壓力；

②爆破片與安全閥組合裝置的泄放量不應小于被保護承壓設備的安全泄放量；

③爆破片與安全閥之間的腔體應設置壓力指示裝置、排氣口及合適的報警指示器；

④爆破片破裂后泄放面積應足夠大，以使流量與安全閥的額定排量相等。

（3）爆破片與安全閥并聯

①安全閥與爆破片各自的安全泄放量均不小于設備整體泄放量要求；

②爆破片的設計爆破壓力應大于安全閥的整定壓力。

5.爆破片設置

（1）爆破片應設置在靠近承壓設備壓力源的位置，氣體介質設置在氣體空間，液體介質應設置在正常液面以下。

（2）爆破片安全裝置進口管應盡可能短、直，以免產生過大的壓力損失。安裝在室外的泄放管應有防雨、防風措施。

（3）當有兩個或兩個以上爆破片安全裝置采用排放匯集管時，匯集管的截面積應不小于各爆破片安全裝置出口管道截面積的總和。（4）爆破片安全裝置在爆破時應保證安全，根據介質的性質可采取在室內就地排放或

引導到安全場所排放，同時爆破片的碎片應不阻礙介質的排放。

（5）爆破片安全裝置的排放管，應通過大半徑彎頭從裝置中接出，在排放管的適當部位開設排泄孔，用于防止凝液等積存在管內。

（6）當爆破片安全裝置的排放管中可能有可燃性介質排放時，應采取裝設阻火器等預防措施，防止著火的危險。

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