第5讲锅炉压力容器安全装置ppt课件.ppt

锅炉压力容器安全附件,青岛理工大学 张启波,第五章 锅炉压力容器安全装置,第1节 概述第2节 安全阀 第3节 爆破片 第4节 压力表 第5节 水位表 第6节 其他安全装置,第1节 概 述,一、安全装置的种类,安全装置是为了保证锅炉压力容器安全运行而装设的附属装置，也称安全附件。为了防止锅炉压力容器由于超载而发生事故，除了从根本上采取措施消除或减少可能引起超载的各种因素，装设必要的安全装置是一个非常关键的措施。,一、安全装置的种类,安全联锁装置：防止误操作的控制机构。如缺水连锁保护、熄火联锁等。可以防止误操作或难以预料的工艺状况的变动，保证容器在稳定的工艺条件范围内安全运行。安全报警装置：设备运行过程中出现不安全因素致使其处于危险状态时，能自动发出声光或其它明显报警信号的仪器。如锅炉高低水位报警器、压力报警器、超温报警器等。计量装置：与安全有关的参数或信息仪表，如压力表、水位表。 。,一、安全装置的种类,安全泄压装置：正常时不起作用，压力超过安全值时，它自动开启，迅速泄出部分或全部介质，使压力不再升高。包括安全阀、爆破膜等。,二、安全装置设置原则,安全泄压装置设置原则：安全泄压装置是保持锅炉压力容器安全运行，防止其超压的一种装置，具有自动泄压和自动报警的功能。 每台蒸汽锅炉至少装设一个安全阀。蒸发量0.5t/hr应装设2个； 不一定每台压力容器都必须单独装设泄压装置，在连续操作系统，若几台容器的许用压力相同，压力来源也相同，且气体压力经过每台容器压力不会自行升高，则整个系统中装设1个安全阀即可。,二、安全装置设置原则,安全泄压装置设置原则： 常用压力容器中，必须单独装设安全阀的包括：液化气体容器（超过100m3需装设2个，每个安全阀均应承担全部泄放能力）；压缩机附属气体储罐；器内进行放热或分解反应，能使压力自行升高的反应容器；高分子聚合设备；经减压阀减压后进气，且许用压力小于压源设备（如锅炉、气体压缩机储罐等）的容器等； 压力容器的安全阀不能可靠工作时，应装设爆破片，或采用爆破片与安全阀组合结构。组合结构应符合钢制压力容器（GB150-1998）有关规定，凡串联在组合结构中的爆破片在动作时不允许产生碎片。,二、安全装置设置原则,安全泄压装置设置原则： 安全泄压类型和型式选用不当，可能会造成设备超压爆炸。 泄压装置选用两个原则：泄压装置类型必须与设备的工艺条件相适应，包括升压速率、物料特性、允许条件等；泄压装置的规格应能保证及时泄出气体，也就是说，泄压装置的排量不得小于设备的安全泄放量。,二、安全装置设置原则,其它安全装置设置原则： 容器最高工作压力低于压力源时，在容器进口管道上必须装减压阀，也可用调节阀代替减压阀。在调节阀或减压阀的低压侧，必须装设安全阀和压力表。 锅炉压力容器应装设反映其承压部位真实压力的压力表。若压力源来自容器内部，则压力表应设在容器顶部；若压力源来自容器外部，还应在压力源上装设压力表。 对盛装气液介质，特别是液体介质占有较大空间或液体介质的标准沸点低于工作稳定的压力容器，必须装设液位计。,三、安全泄压装置分类,阀型安全泄压装置： 即安全阀，通过阀自动开启排出压力。 优点：自动开启和关闭，自排出高出的压力；避免生产中断、浪费。 缺点：密封性差；阀开启有滞后现象，泄压反应慢；若接触介质不洁净，则有被堵塞或粘住的可能。 适用场合：比较洁净的场合，如空气、水蒸汽；不适宜介质具有剧毒性的设备，也不适宜升压速度快的场合（如剧烈化学反应）。,三、安全泄压装置分类,断裂型安全泄压装置 爆破片（用于中低压容器）、爆破帽（高压容器）阀型安全泄压装置： 在较高压力下发生断裂而泄压。 优点：密封性好；泄压速度较快；气体污物对元件的动作压力影响较小。 缺点：不能重复使用；元件在高压作用下，易发生疲劳损坏，元件寿命短；元件的动作压力也不易控制。 适用场合：适宜于升压速度快的场合、介质具有剧毒性的容器。不适宜液化气体贮罐，也不适宜压力波动较大，即超压机会较多的容器。）。,三、安全泄压装置分类,熔化型安全泄压装置 即易熔塞 利用低熔点合金在较高温度下的熔化，打开通道。 优点：结构简单、更换容易；由熔化温度确定的动作压力较易控制。 缺点：不能重复使用；受易熔合金强度限制，泄放面积不能太大；还可能在不应该动作时脱落或熔化。 适用场合：仅用于器内压力完全取决于温度的小型容器，如气瓶。,三、安全泄压装置分类,组合型安全泄压装置 阀型和断裂型、阀型和熔化型。 优点：既可防止阀型的微漏，又可在排放过高的压力后继续运行。 可以将爆破片放在安全阀的入口侧或出口侧。前者可以保护安全阀被粘住和微量泄漏，要求爆破片断裂后不影响安全阀正常工作。后者可以免受气体压力与温度的长期作用而产生疲劳，而爆破片可防止安全阀泄漏（应及时将安全阀和爆破片间的气体排出）。 适用场合：由于结构复杂，一般用于剧毒或稀有介质容器；又因安全阀的滞后作用，不适宜器内升压速度极高的反应器。,四、锅炉压力容器的安全泄放量,安全泄放量：是指压力容器在超压时为保证他压力不再升高在单位时间内必须泄放的介质量。 应该是：压缩机或蒸汽锅炉所能输入的最大气量；容器受热时，单位时间所能蒸发、分解的最大气量；容器内部的工作介质发生化学反应，单位时间所能产生的最大气量。 安全泄压装置必须有合适的泄压面积，使其排放量不小于安全泄放量。,四、锅炉压力容器的安全泄放量,（一）永久气体及蒸汽贮罐的安全泄放量 其安全泄放量取决于单位时间内产生气体压力的设备（如压缩机、蒸汽锅炉等）所能输入的最大气量； G=H，H压气机最大排气量或锅炉最大蒸发量 两台或两台以上设备集中输气到一个储罐，或由一台设备分别输气到几个储罐时：,其中 、0是排放状态或标准状态的气体密度，pd：容器排放压力（绝压MPa）；T-排放温度；d-容器总进气管直径(mm）；V管内气体流速，一般气体取V=10-15m/s，饱和蒸汽V=20-30m/s；过热蒸汽V=30-60m/s。,四、锅炉压力容器的安全泄放量,（二）液化气体贮罐的安全泄放量 1、周围环境有火灾可能的液化气体贮罐（1）对没有绝热材料保温层的液化气体容器。 A-容器受热面积，F-系数，地面下沙土覆盖，F=0.3；地面F=1，设置水喷淋且符合要求，F=0.6.（2）具有完善的绝热材料保温层的液化气体容器,四、锅炉压力容器的安全泄放量,（二）液化气体贮罐的安全泄放量 2、无火灾危险环境下的液化气体贮罐 介质为非可燃液化气体且装设在不存在火灾危险的环境下。 根据其有无保温层分别选用上两式计算值的30%。（三）蒸发、反应容器的安全泄放量 由器内液体受热蒸发而产生（或增大）压力，或由于介质的化学反应而使气体的体积增大（即内压升高）的压力容器。 根据输入的载热体的最大热量或可能生成的最大气量，以及反应所需的时间来决定。,第2节 安全阀,安全泄压装置-安全阀,用于排放容器或系统内高出设定压力的部分介质，在压力正常后能自动复位，容器或系统可继续运行。 优点：自动开闭，可以调节、不致中断生产。 缺点：密封性较差，有微量泄漏，有滞后现象，不能适应要求快速泄压的场合。此外，对黏性或含固体颗粒的介质，可能造成堵塞。,安全阀是一种自动阀门，它不借助任何外力而有利用介质本身的力来排出一额定数量的流体，以防止系统内部压力超过预定的安全值。当压力恢复正常后，再自行关闭并阻止介质继续流出的一种阀。组成：三个部分组成，阀座、阀瓣（阀芯）和加载机构。,安全阀的基本要求,准确开启适时全开稳定排放良好的回座性能可靠的密封性能,一、安全阀种类与特点,安全泄压装置-安全阀,安全阀的类型与适用范围 按阀瓣开启程度：微启式和全启式。 按气体排放方式：全封闭、半封闭和敞开式。 安全阀按作用原理：弹簧式、杠杆式等。,安全泄压装置-安全阀,安全阀的类型与适用范围,一、安全阀种类与特点,1.按整体结构及加载机构类型分类,1）重锤杠杆式安全阀直接重锤式；杠杆重锤式安全阀。优点：简单，直观，所加载荷不会因阀瓣开启而增加。适用于温度较高的场合。,一、安全阀种类与特点,1.按整体结构及加载机构类型分类,一、安全阀种类与特点,1）重锤杠杆式安全阀直接重锤式；杠杆重锤式安全阀。缺点：结构较笨重，载荷不能太大；回座压力较低，开启后不易关闭，重复性差；加载机构容易振动，并因振动产生泄漏，不适合移动和震动场合。,2）弹簧式安全阀：利用压缩弹簧的力来平衡作用在阀瓣上的力。 可以通过转动其上面的调整螺母来调节，以校正安全阀的开启压力（整定压力。优点：结构轻便紧凑，灵敏度较高，安装位置不受限制，对振动敏感性小，可用于移动式压力容器。,1.按整体结构及加载机构类型分类,一、安全阀种类与特点,缺点：载荷会随着阀瓣开启而发生变化。即随着阀瓣色升高，弹簧的压缩量增大。作用在阀瓣上的力也跟着增加，这对需要安全阀迅速开启是不利的。另外，弹簧也会由于长期受到高温的影响而弹力减小。,一、安全阀种类与特点,弹簧式安全阀,1手柄 2阀盖3阀瓣 4阀座5阀体 6阀杆7弹簧 8弹簧压盖9调节螺母 10阀帽11调节环,一、安全阀种类与特点,3）脉冲式安全阀：由主阀和辅阀组成，通过辅阀的脉冲作用带动主阀动作，结构复杂，通常只适用于安全泄放量很大的锅炉和压力容器。,1.按整体结构及加载机构类型分类,一、安全阀种类与特点,3）脉冲式安全阀： 带动力辅助的安全阀这种安全阀借助于 动力辅助装置（空气、蒸汽、电磁力等），在低于开启压力的情况下开启。但是如果辅助装置失灵，跟直接作用式安全阀一样。适用于需要定期检查、粘着、冻结的场合，同时可以在紧急状态下开启安全阀。,1.按整体结构及加载机构类型分类,一、安全阀种类与特点,1）全启式阀瓣开启高度不小于阀口直径的四分之一，即： hd/4。对于同样排量的安全阀，全启式体积小很多，但是结构复杂，调试、维修也复杂，回座压力也较低。目前用于锅炉压力容器的以这种形式的安全阀居多。,2.按安全阀阀瓣开启高度分类,一、安全阀种类与特点,2.按安全阀阀瓣开启高度分类,2）微启式开启高度较小，一般高度达不到孔径的1/20，但是结构简单，调试、维修方便，用于排量小，压力低的场合。3）中启式安全阀高度介于全启式和微启式之间。,2.按安全阀阀瓣开启高度分类,一、安全阀种类与特点,3.有无背压平衡分,1）有背压平衡安全阀这些元件的有效面积大于等于安全阀的密封面积，开启之前两边的压力是相等的，所以不影响到开启压力，但是开启以后背压发生变化，就影响到排放压力，回座压力等。,一、安全阀种类与特点,2）非平衡式，不带有平衡背压作用的元件，适用于背压为大气压力，背压固定或变化不大的场合，静力背压不超过开启压力的10%。,3.有无背压平衡分,1、介质为气体的安全阀排量,安全阀启动后，气体的流速分为临界、非临界流速。临界条件亚临界,二、安全阀排量,临界状态,纯物质的气、液两相平衡共存的极限热力状态。在此状态时,饱和液体与饱和蒸气的热力状态参数相同,气液之间的分界面消失,因而没有表面张力,气化潜热为零。,临界流动下的理论排量计算公式：,亚临界条件下的理论排量计算公式：,式 中 ：G 理论排量，单位为千克每小时（kg/h）；P0 安全阀出口侧压力， （MPa)（绝压）；Pd 实际 排 放压力，（MPa)（绝压）； Ps 安全阀整定（开启）压力。C 气体特性系数，绝热指数k=Cp/Cv的函数； 见表5-1。M一气体的分子量，单位为千克每千摩尔（kgkmol)；,式 中 ：T 实际排放绝对温度，单位为开尔文（K)；Z 压缩系数，在许多情况下Z为1，可以不计；K 排放系数，与安全阀的结构有关，全启式取K=0.60-0.70；带调节阀微启式，K=0.40-0.50；不带调节阀微启式，K=0.25-0.35 ；A安全阀最小排气面积，mm2，全启式 A=d2/4， d为安全阀喉径；微启式A=dh（开启高度）。,例题,2、介质为液体的安全阀排量,液体密度，kg/m3； p阀门前后压力降，MPa。,二、安全阀排量,3、介质为蒸汽的安全阀排量 饱和蒸汽含量不小于98%，最大过热度为10。当pd10MPa时当10MPa pd22MPa时，pd=1.03ps+0.1,4、蒸汽锅炉安全阀排量 锅筒上的安全阀，排放介质为饱和蒸汽，装于过热器集箱上的安全阀，排放介质为过热蒸汽。 排放水蒸汽介质为全启式安全阀，其排量：,安全阀入口处蒸汽压力，MPa（表压） ； A安全阀的流通面积, mm2。 K安全阀入口处蒸汽比容修正系数，K=KpKg Kp Kg 分别为压力、过热修正系数，见表5-2。,二、安全阀排量,1.安全阀的选用,1）公称压力PN：安全阀进口处能承受的最高压力。出口处法兰一般比进口处公称压力低一至三个级别,三、安全阀的安全技术要求,2）压力温度关系。当温度升高时，在同一公称压力下，其最大允许工作压力也随之降低。阀门在各种温度下最高允许压力可如下计算Pmax=(t/200)PNt/设计温度t时材料的许用应力，MPa；200)200OC时材料许用应力，MPa；PN公称压力，MPa。,三、安全阀的安全技术要求,3）弹簧工作压力级的确定确定了安全阀的公称压力后，弹簧式安全阀还要选定弹簧的工作压力等级。从下表（公称压力与弹簧压力等级的关系）选择。表中数值为开启压力,三、安全阀的安全技术要求,4）安全阀公称直径,公称直径是通过圆整的参考值。全起式安全阀的出口通径一般比进口大一个档次；微启式安全阀进出口公称通径一般相同。公称直径的确定，是通过安全阀的安全泄放量，根据泄放量来计算安全阀的流通直径。,三、安全阀的安全技术要求,公称通径DN与流道直径d0的关系如下,5 ）安全阀型式的选用, 气体或蒸汽，选用全启式安全阀 液体选用全启式或微启式 蒸汽或空气，可采用带扳手安全阀 压力3.0MPa温度超过2350C气体安全阀，考虑选用带散热片的安全阀，防止介质冲蚀弹簧。 介质允许泄漏到大气，用开放式。不允许的用封闭式。,三、安全阀的安全技术要求,有剧毒、强腐蚀、极度危险的介质用波纹管安全阀。高背压，选用背压平衡式安全阀或先导式安全阀。重要场合，需要安装2个互为备用的安全阀。,三、安全阀的安全技术要求,安全阀选用实例,三、安全阀的安全技术要求,三、安全阀的安全技术要求,2、锅炉安全阀口径的选用,1）压力3.8MPa, do不小于25mm2）压力38MPa，do不小于20mm3）出口热水温度100oC，功率1.4MW，do不小于20mm。功率1.4MW，不小于32mm,三、安全阀的安全技术要求,3、锅炉安全阀的数量要求,1）每台锅炉至少装2个安全阀（不包括省煤器上的）。符合下面条件可以装一个安全阀。蒸发量0.5t/h蒸汽锅炉。蒸发量4t/h，但装有可靠超压连锁保护装置的蒸汽锅炉。热功率1.4MW的热水锅炉。,三、安全阀的安全技术要求,蒸汽压力0.1MPa的蒸汽锅炉可采用静重式安全阀或水封式安全装置；水封装置的管内径不应小于25mm，不得安装阀门，应有防冻措施。热水锅炉设有水封装置时，可不装安全阀。,三、安全阀的安全技术要求,1）安全阀要铅直安装。2）装在容器（锅筒、锅壳等）液面以上气相空间的最高处。3）安全阀与容器（锅筒、锅壳等）之间的连接管，其截面积不得小于安全阀进口的截面积。4）安全阀与容器之间一般不宜安装截止阀或其他引出管。但对于有毒有害、易燃、腐蚀或贵重介质的容器，可装截止阀。但要全开（加铅封或锁定）。5）采用螺纹连接的弹簧式安全阀，与带有螺纹的短管连接，短管应焊接在筒体上。,四、安全阀的安装,6）安全阀应安装排放管。排放管尽量少弯曲，上面不能安装阀门，对于有毒有害的气体要采取回收等措施。对于压力较大的安全阀排放管需要装消音器。7）新安全阀应校验合格后才能安装8）露天安装的安全阀应有防冻措施。9）安装前，安全阀应进行外观检查，整定压力检验和密封性试验。对重要的安全阀还需要进行回座压力校验或者安装后在现场进行测试。,四、安全阀的安装,10）安全阀必须有下列装置（锅炉）杠杆式安全阀应有防止重锤移动和限制杠杆越出的导轨静重式安全阀应有防止重片飞脱的装置。弹簧式安全阀应有提升把手和防止随便拧动调整螺钉的装置。控制式安全阀须有可靠的动力源或电源。,四、安全阀的安装,在线检测1.在线检测方法有3种：1）采用被保护系统及其压力试验；2）采用其他压力源试验；3）辅助装置进行试验。,五、安全阀的检验和检测,在线检测的基本要求:1）在线检测前，对于使用在线检测装置方法的，调整好该装置，确保该装置性能可靠。2）在线检测前，对安全阀进行外观检查。3）检测时，检测单位制定可行的检测程序以及各项物质和技术准备。,五、安全阀的检验和检测,4）检测时，使用单位的主管技术人员必须到现场，当发现有偏离正常操作状况的迹象时，必须立即停止并采用相应措施。5）检测过程中，注意人身安全。6）做好在线检查和检测记录并存档。,五、安全阀的检验和检测,离线检测,1.离线检查工作需要基本要求：1）检查前，保证被保护设备的安全，防止阀体内残留有毒有害介质。2）获得上次检查后的异常记录。,五、安全阀的检验和检测,3）拆卸的每个安全阀，需要有个标签，标明设备号、工位号、整定压力、最后一次校验日期。4）安全阀拆卸下来时，最好计划，减少离线时间，做好工艺管线的安全措施。,五、安全阀的检验和检测,安全阀有下列情况时，应该停止使用或更换,1）阀瓣和阀座密封面损坏，无法修复。2）导向零件锈蚀严重，无法修复。3）调节圈锈蚀严重，无法调节。,五、安全阀的检验和检测,4）弹簧腐蚀，无法使用。5）附件不全无法配置。6）历史记录丢失。7）选型不当。,五、安全阀的检验和检测,安全阀校验,1.安全阀校验单位资质,五、安全阀的检验和检测,校验周期1.一般为一年2.经过解体、维修或更换部件的需要重新检验。3.延长周期:1）有清晰的历史记录，说明安全阀可靠；2）被保护设备的运行工艺稳定；3）安全阀在线检查和检测均符合使用要求；4）有完善的应急方案。,五、安全阀的检验和检测,容器安全阀校验压力设置,容规规定1.固定式压力容器只有一个安全阀，开启压力Pz不大于设计压力P，密封试验压力Pt大于压力容器最高工作压力Pw。即：PzP，PtPw。2.固定式有多个安全阀，其中一个开启压力不大于设计压力，其余安全阀开启压力可适当提高，但不得大于设计压力的1.05倍。,五、安全阀的检验和检测,3.移动式压力容器：开启压力为设计压力的1.051.10倍。额定排放压力不得高于设计压力的1.2倍，回座压力不低于开启压力的0.8倍。4.采用系统最高工作压力作为开启压力时，系统中每个容器的工作压力应相适应。5.若采用最大工作压力作为安全阀调整依据时，在设计图纸和铭牌上注明。,五、安全阀的检验和检测,锅炉安全阀校验压力设置,五、安全阀的检验和检测,注：1.锅炉上必须有一个安全阀，按表中较低的整定压力进行询整。对有过热器的锅炉，按较低压力进行调整的安全阀，必须为过热器上的安全阀，以保证过热器上的安全阀先开启。2.表中的工作压力，对于脉冲式安全阀系指冲量接出地点的工作压力，对其他类型的安全阀系指安全阀装置地点的工作压力。,五、安全阀的检验和检测,3.省煤器、再热器、直流锅炉启动分离器上安全阀为装设地点的工作压力的1.1倍。4.安全阀启闭压差一般应为整定压力的4%7%，最大不超过10% 。当整定压力小于0.3MPa 时，最大启闭压差为0.03Mpa 。,五、安全阀的检验和检测,1.泄漏1）阀座和阀瓣密封面损伤。2）安装不当，进口安装不均匀，无法保证铅直。3）高温引起。4）安全阀选用不当。5）脏物夹在密封面上。,六、安全阀故障及排除,2.安全阀动作不灵活1）运动部件有碰伤、拉伤、铁锈或毛刺等缺陷，没有及时清除。2）设备中的脏物如电焊渣、铁锈等随安全阀排放冲到运动部件间隙引起。3）长期未动作又未维修检测造成运动部件生锈、腐蚀引起。,六、安全阀故障及排除,3.开启压力变化1）整定压力误差：定压介质与实际不符合；定压所有压力表与实际使用的压力表精度不同；操作人员的度数出现误差。2）环境温度变化，引起弹簧变软，引起开启压力降低。3）背压发生变化。4）调整螺杆与锁紧螺母松动。,六、安全阀故障及排除,4.安全阀频跳1）安全阀通径选用太大。2）进口管道阻力太大。3）出口管道阻力太大4）弹簧刚度太大5）调节圈位置不当。,六、安全阀故障及排除,5.排气后压力继续上升选用的安全阀排气截面积不够大，排气量小于设备产气量。阀杆中线不正或弹簧生锈，也会使阀芯达不到应有高度，影响排气量。,六、安全阀故障及排除,参考书籍,工业锅炉检验第三章第四/八节、第四章第十二节，压力容器检验第九章新容规安全附件蒸规安全附件,六、安全阀故障及排除,第3节 爆破片,安全泄压装置-爆破片,爆破片装置由爆破片与夹持器组成，爆破片是其爆破元件，又称防爆膜；夹持器起固定爆破片的作用。爆破片装置属于一种断裂型安全泄压装置。,安全泄压装置-爆破片,爆破片装置 优点： 密封性好、反应迅速，灵敏度高，泄放量大，能适应黏性大、腐蚀性强的介质，特别是因化学反应导致压力瞬间急剧升高或达到燃爆的场合。 缺点：不可逆，不能回复原来状态，造成操作中断。,一、爆破片的种类与特点,爆破片包括平板型、正拱型、反拱型三大类。1、平板型爆破片 爆破片呈平板状态，有平板开缝形和平板带槽形两种。这种爆破片结构简单、安装方便，但抗疲劳性能较差，常因器壁受压后，产生拉伸破坏。用于压力不高或压力较平稳场合，已很少用。,一、爆破片的种类与特点,2、正拱型爆破片 爆破片安装后，拱的凹面处于高压侧，动作时爆破片发生拉伸破裂。与平板形爆破片相比，耐疲劳性能好，使用寿命长，爆破压力精度高。（1）普通正拱型爆破片由单层塑性金属材料制成，适用于静载中压或高压容器。,一、爆破片的种类与特点,2、正拱型爆破片（2）开缝正拱型爆破片 由两片曲率相同的普通正拱性爆破片组成，与介质接触的一面由耐腐蚀的金属或非金属材料组成，不开缝槽。另一片由金属材料制成，开设若干条穿透的槽缝（两端有小孔），通过变动槽孔的疏密条件爆破压力，适用于中、高压静载或介质有腐蚀性的容器。（3）槽形正拱型爆破片，拱面上带有槽形结构。,一、爆破片的种类与特点,3、反拱型爆破片 拱的凸面处于高压侧，动作时爆破片发生压缩失稳，失稳翻转后被在原凹面得刀具切破。优点：反拱形爆破片抗疲劳性能良好，适用于承受脉动荷载且介质为其他的压力容器，如反应釜。,4 压力容器的安全装置,爆破片的主要形式和特点,二、爆破片的选用、安装与更换,1、爆破片选用通常选用安全阀作为泄压设施。在下列场合考虑选用爆破片： 在物料的化学反应或其它原因使内压瞬间急剧上升的情况。 泄放的工艺介质剧毒或极为昂贵的场合（安全阀一般在正常工作时也总会有微量的泄漏）。 泄放的工艺介质含有颗粒,易于结晶,聚合,或粘性很大的场合（这种介质容易使安全阀的阀瓣和阀座粘住）。 对于一次性使用的管路系统，如开车前吹扫的管路放空系统.爆破片的破裂不影响操作和生产的场合。 爆破片在下述情况下不宜采用：1,经常超压的场合.2,温度波动很大的场台。,二、爆破片的选用、安装与更换,（1）爆破片类型的选择 考虑介质在工作温度下对爆破片得腐蚀作用，如果材质不耐腐，则需在金属膜片接触腐蚀性介质的一侧覆盖或喷涂氟塑料膜。 如果介质是可燃气体，则不宜选用铸铁或碳钢等材料爆破片，以免开裂产生火花，引燃可燃气体。 采用爆破片和安全阀组合结构时，须选择无碎片的爆破片，如正拱带槽形，正拱开缝形。 介质为液体得容器，不宜选用反拱形爆破片，因超压液体的能量不足以使反拱形爆破片翻转。 承受脉动荷载的容器，宜选用反拱形爆破片。 承受高温的容器，应保证操作温度下膜片材料强度符合要求,二、爆破片的选用、安装与更换,（2）爆破压力的确定 人为设置在压力容器的薄弱环节。正常工作时，不应破裂，应大于正常工作压力，小于设计压力。爆破片爆破压力的影响因素 爆破压力影响因素很多（材料、类型、直径等）。爆破压力正比膜片厚度，反比直径。因影响因素很多，计算结果常常是近似的。 一般以同材料、同厚度、同工艺、同夹持条件的批量抽查试样实测的值为准。,二、爆破片的选用、安装与更换,爆破压力与容器设计压力 在设计爆破温度下都应有一个标定得爆破压力。铭牌标定得爆破压力是其在进行批量抽样爆破试验，所得爆破压力的算术平均值（一个允许变动范围）。 爆破片的最低标定爆破压力Pbmin，可根据容器的最大工作压力Pw确定，见表5-7。 爆破片的标定爆破压力Pb，等于Pbmin加上其制造范围的下限（绝对值）； 容器的设计压力P，等于Pb加上相应爆破片制造范围的上限。,二、爆破片的选用、安装与更换,（3）排放面积的确定 介质为气体 临界条件： 亚临界条件：pB爆破片设计压力，K-与爆破片入口形状有关的系统,二、爆破片的选用、安装与更换,（3）排放面积的确定 介质为液体,二、爆破片的选用、安装与更换,2、爆破片的安装1）安装形式爆破片单独用做泄压装置时，有时需要及时更换，爆破片的入口管设置一切断阀。切断阀应在开启状态加铅封。当爆破压力过高时，还要考虑爆破时的反冲力与振动问题。使用两个或两个以上爆破片时，根据需要可以串联或并联使用，串联时，两个爆破片间之间设置压力表和放空阀。,二、爆破片的选用、安装与更换,1）安装形式爆破片与安全阀串联使用时。爆破片可以设置安全阀入口（常见），或出口。设在进口时，可以隔开介质和安全阀接触，现场检验安全阀时不必拆下安全阀，直接向安全阀和爆破片充气即口。设在出口，适用于比较昂贵气体或剧毒气体场所，避免浪费或污染环境。,爆破片与安全阀串联时，爆破片碎片不能影响安全阀工作，应在两者间设置压力表和放空阀或报警指示器,二、爆破片的选用、安装与更换,1）安装形式爆破片与安全阀并联使用为防止在异常工况下压力容器内的压力迅速升高，或增加在火灾情况下的泄放面积，安装一个或几个爆破片与安全阀并联使用。安全阀是主要泄压工具，爆破片则在意外情况下辅助泄压。爆破片的标定爆破压力略高于安全阀的设定压力，并不得大于容器的设计压力。爆破片要有足够的泄放面积，以达到保护容器的要求。,二、爆破片的选用、安装与更换,1）安装形式爆破片与安全阀串、并联使用并联的爆破片爆破压力应稍高，系统超压时，串联的爆破片爆破，如果容器压力继续升高，并联的爆破片也爆破泄压。,二、爆破片的选用、安装与更换,2）安装注意事项爆破片在安装时应保持清洁，并检验有无破损、锈蚀、气泡和夹渣。压边损伤会影响密封，拱顶损伤会影响爆破压力。爆破片的入口管道应短而直，管径不小于爆破片的公称直径。破裂时有碎片产生，则应设拦网避免碎片堵塞管道。爆破片的出口管道应泄向安全场所或密闭回收系统。出口管道应有足够的支撑。要考虑爆破时的反冲力和震动。出口管道的管径要保证管内流速不大于0.5马赫数。对易燃、毒性为极度、高度或中度危害介质的压力容器，应将排放介质引至安全地点，进行妥善处理，不得直接排入大气。,二、爆破片的选用、安装与更换,3）爆破片得更换经常检查爆破片装置有无渗漏和异常；定期更换（时间由使用单位根据情况定）。超过爆破片定为爆破压力未爆破时，应及时更换。,第4节 压力表,一、压力表的分类与结构,1、液柱式压力表 2、弹性元件式压力表 3、活塞式压力表：利用加在活塞上的力与被测压力的平衡。 4、电量式压力表：不同压力下产生物理量（电量）的变化，这类压力表可以测量快速变化的压力和超高压力。,二、压力表选用及使用注意事项,（1）量程：最大量程（表盘上刻度极限值）应与设备的工作压力相适应。压力表的量程一般为工作压力的153倍，最好取2倍。若选用的压力表量程过大，由于同样精度的压力表，量程越大，允许误差的绝对值和观察的偏差就越大，则会影响压力读数的准确性；反之，若选用的压力表量程过小，工作压力等于或接近压力表的刻度极限，则会使压力表中的弹性元件长期处于最大的变形状态，易产生永久变形，引起压力表的误差增大和使用寿命降低。另外，压力表的量程过小，万一超压，指针越过最大量程接近零位，而使操作人员产生错觉，造成更大的事故。因此，压力表使用范围，应不超过刻度极限的60-70,二、压力表选用及使用注意事项,（2）工作用压力表的精度是以允许误差占表盘刻度极限值的百分数来表示的。精度等级一般都标在表盘上，选用压力表时，应根据设备的压力等级和实际工作需要来确定精度。 （3）表盘直径为了使操作人员能准确地看清压力值，压力表的表盘直径不应过小，如果压力表装得较高或离岗位较远，表盘直径应增大。 （4）压力表用于测量的介质如果有腐蚀性，那么一定要根据腐蚀性介质的具体温度、浓度等参数来选用不同的弹性元件材料，否则达不到预期的目的。,二、压力表选用及使用注意事项,（5）日常重视使用维护，定期进行检查、清洗并做好使用情况记录。 （6）压力表一般检定周期为半年。强制检定是保障压力表技术性能可靠、量值传递准确、有效保证安全生产的法律措施。 每次检验合格后，必须加铅封并注明下次校验的日期。,第5节 水位表与液位计,1、玻璃管式水位表：有15mm、20mm两种规格，适用于低压。2、玻璃板水位表，适用于中高压系统。,3、低地位水位表，进行必要的转换，方便在地面观看。 重液式低地位水位表，指示液重 轻液式低地位水位表，指示液（比水）轻，U形管倒置。,1、水位表的装设数量(1)额定蒸发量小于或等于0.2吨时(th)的锅炉，可以装设1个水位表。 (2)额定蒸发量大于0.2吨时(th)的锅炉，至少应装2个彼此*的水位表。即各水位表的汽、水连接管分别接到锅筒上。(3)水位表距离操作地面高于6米(m)时，应加装低地位水位表。低地位水位表的连接管应单独接到锅筒上。 (4)用低地位水位表监视水位的锅炉，控制室内应有2个可靠的低地位水位表。,水位计安全使用和技术要求,2.水位表应有的标志和防护装置: (1)水位表应有指示最高、最低安全水位的明显标志。 (2)为防止水位表损坏时伤人，玻璃管式水位表应有防护罩，罩的开口大小应不妨碍观察真实水位。 (3)水位表应有放水旋塞和接到安全地点的放水管，以方便冲洗。 (4)水位表与锅筒之间的汽、水连接管的长度应尽可能地短，内径不得小于18毫米(mm)，按照图414所示的方法进行安装。汽连管中的凝结水应能自行流向水位表，水连管中的水应能自行流向锅筒，以防止形成假水位。,水位计安全使用和技术要求,3.水位表的安全使用 : (1)坚持每班冲洗1次水位表，以防止汽水管路堵塞。(2)水位表和锅筒之间的汽水连接管上，如装有阀门，在正常运行时必须将阀门全开。 (3)及时检修泄漏点。运行中如表体的上接口漏汽，则造成水位表上部汽压略低于锅筒内实际汽压，使水位表显示的水位要比实际水位高；如表体的下接口和放水阀门泄漏，则使水位表显示的水位比真实水位低。因此，若发现泄漏须及时维修。 (4)应有足够的照明，并保持水位表玻璃面的清洁，以便观察水位。水位计照明应使用36伏以下的安全电压,水位计安全使用和技术要求,第6节 锅炉保护装置,1、高低水位警报器。2、蒸汽超压连锁保护装置,第五章思考题,1、何谓锅炉压力容器的安全泄放量“说明它与安全泄压装置的关系。 2、比较安全阀与爆破片的优缺点？3、安全阀常见故障有哪些，如何排除？4、常用爆破片有那几种形式？各自特点？习题：10,