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压力容器的爆炸及预防
压力容器分为非直接火压力容器和直接火压力容器。在非直接火压力容器中又把气瓶、液化气槽车等移动式容器单独列出,以区别于其他固定式容器。凡以水为介质产生蒸汽的直接火压力容器称为蒸汽锅炉。下面就固定式非直接火压力容器、蒸汽锅炉、气瓶槽车的爆炸预防分别叙述。
    1 压力容器
    1.1 压力容器分类
    按压力大小分级可分为4个压力等级:低压(0.1MPa≤P〈1.6MPa)、中压(1.6MPa≤P〈100MPa)、高压(10MPa≤P〈100MPa)、超高压(P≥100MPa)。
 按工艺用途分类可分为反应容器、换热容器、分离容器和液化气储罐4类。
按介质可分为易燃介质、极度危害、高度危害、中度危害、轻度危害等几种。易燃介质指与空气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%的气体。介质的毒性程度按最高容许浓度确定: ①极度危害(I)〈0.1mg/m ②高度危害(II)0.1~1.0mg/m
 ③中度危害(III)1.0~10mg/m  ④轻度危害(IV)≥10mg/m按危险程度分类,根据其工作压力的高低、介质的危险性和危害程度、压力和容积的乘积以及在生产过程中的作用,将压力容器分为三类,见表1。
 1.2 压力容器事故及分类
 锅炉、压力容器既是工业生产中常用的设备,又是一种比较容易发生恶性事故的特殊设备。压力容器事故的特点是发生频度高,后果严重。
压力容器事故分为一般事故:损坏程度不严重,勿需停止运行进行修理;重大事故:锅炉、压力容器由于受压部件严重损坏(如变形、渗漏),附件损坏或炉膛爆炸等 被迫停止运行,必须进行修理;爆炸事故:锅炉、压力容器在使用中或试压时发生破裂、压力瞬时降至等于外界大气压力的事故。
1.3 压力容器的安全附件
 压力容器安全附件包括安全阀、爆破片、紧急放空阀之类的安全泄压装置以及液位计、压力表、单向阀、限流阀、温度计、紧急切断装置等保证设备正常、安全运行的一类装置。
安全泄放装置是一种保证压力容器安全运行、防止超压的保护装置。当容器内压力一旦超过规定,它能自动、迅速地把容器内的介质排出,使设备内的压力始终保持在最高许可压力范围内。 安全阀的结构比较简单,它基本上由3个部分组成:阀座、阀瓣和加载机构。当设备内压力超过规定的最高工作压力并达到安全阀的开启压力时,内压作用于阀瓣上的力大于加载机构施加在它上面的力,于是安全阀开启,设备内的介质即通过阀座与阀瓣之间的空隙排出。
  爆破片又称防爆膜、防爆片、爆破膜等,是一种断裂式安全泄放装置。如果发生超压膜片自行破裂,介质迅速外泄,压力很快下降,使容器受到保护。爆破片一般适用 于下列场合:存在爆燃或异常反应可能使压力骤增的场合;盛装着剧毒介质,不允许有任何泄漏的场合;工作介质不洁净,运行中会产生大量沉淀或粉状粘附物,会妨碍安全阀运作的场合。
爆破帽又称防爆帽,也是一种断裂型的安全泄放装置。爆破帽的特点是结构简单、制造比较容易,且爆破压力误差较小,比较容易控制。
 1.4 压力容器的使用及安全管理
 ①压力容器的安全操作   正确、合理地使用压力容器,也是保证安全运行的一项重要措施。因为即使容器的设计、制造都符合要求,也会因操作不当造成事故。压力容器是工艺装置的一部分,它的操作方法要根据工艺要求确定。此外从压力容器的特点出发,在操作上应做到以下几点:平稳操作。主要指要缓慢地加载和卸载,并保持运行期间载荷的相对稳定; 防止超载。压力容器的超载主要指超压;经常检查。压力容器的破坏大多有先期征兆,只要勤于检查、仔细观察,是能够及时发现异常现象的。容器运行期间应定时、定点进行检查并如实做好记录。检查的内容包括工艺条件、设备状况和安全附件等。;紧急刹车。运行过程中,如遇到严重威胁压力容器的安全时,操作人员应立即采取紧急停车措施,同时报告有关领导。
 ②压力容器的维护保养与检验  做好维护保养,使压力容器处于完好状态,不但延长容器的使用寿命,而且有助于安全生产和节约能源。运行期间的维护主要是经常检查腐蚀和“跑、冒、滴、漏”的情况,发现问题及时采取妥善措施。定期检验。必须根据国家法规和有关标准,对压力容器进行定期检验,检验中若发现缺陷,要及时采取相应措施。在检验和修理压力容器时,必须严格执行操作规程。
 ③压力容器的安全管理
要保证压力容器的安全运行,有效的管理是必不可少的。压力容器的管理主要包括技术档案和技术管理制度两大部分。设备技术档案是正确使用压力容器的主要依据, 它可以使我们全面掌握设备情况。技术档案应包括容器的原始技术资料和使用、检验记录。技术管理制度是安全使用压力容器的保证。应设专职或兼职技术人员负责 容器的技术管理工作,负责执行国家有关压力容器的管理规范和安全技术规定,负责新增压力容器的验收、试运行及压力容器的日常管理等,还应负责制定相应的安 全操作规程等技术要求。
    2 锅炉
    锅炉是以水、蒸汽为介质的直接火压力容器。锅炉的设计、制造、安装、使用、检验、修理和改造,必须贯彻执行国务院、劳动部等部门颁发的规程、规范、规定、条例和标准。
    锅炉启动过程中,最先易产生各种事故。据统计,锅炉事故约有半数是在启动过程中发生的,因而对锅炉启动必须认真组织。此外,还应做好停炉和正常运行的安全管理。
    锅 炉运行过程中发生的事故大致可分为3类:(1)爆炸事故。锅炉的主要承压部件—锅筒、集箱、炉胆、管板等发生的破裂爆炸事故。这种事故常导致设备、厂房损 坏和人身伤亡,造成重大损失。(2)重大事故。锅炉无法维持正常运行而被迫停炉的事故。这类事故常造成设备损坏和人身伤亡,并使锅炉被迫停运,造成重大经 济损失。(3)一般事故。
    a.锅炉爆炸事故
    它包括超压爆炸、缺陷导致的爆炸和严重缺水导致的爆炸等几种情况。
    b.水位异常
    水位异常事故主要指缺水和满水事故。缺水事故是最常见的事故,处理不当和不及时,会烧坏锅炉甚至发生爆炸。针对造成水位异常的原因,采取相应的预防措施。
    c.汽水共腾与水击
    汽水共腾是指蒸发表面汽水共同升起,产生大量泡沫并上下波动翻腾的现象。防止产生汽水共腾的具体方法是:降低负荷;全部开启连续排污阀;降低锅水含盐量;适当增加下部排污量;增加给水,不断更新锅水等。
    d.烟道尾部二次燃烧
    燃料燃烧不完全时,部分可燃物随烟气进入烟道尾部,积存于烟道内,发生着火燃烧。防止方法是改善锅炉燃烧状况,提高燃烧效率;定期清除烟道内积灰或油垢;保持防爆门良好等。
    3 储罐与槽车
    液化气体储罐<与天然气运输车也是压力容器。但它们是移动式压力容器,有其特殊要求。除遵守《锅炉压力容器安全监察暂行条例》及其实施细则、《压力容器安全技术监察规程》,同 时还应分别遵循《气瓶安全监察规程》、《溶解乙炔气瓶安全监察规程》、《液化石油气汽车槽车安全管理规定》和《液化气体铁路罐车安全管理规程》等。
    3.1 过量充装的危险及预防
    通过气瓶爆炸事故的分析,导致气瓶物理爆炸的主要原因是过量充装;造成气瓶化学性爆炸的主要原因是物料倒罐和向存有禁忌物的容器充装物料。从全国气瓶事故的 统计结果看,气瓶事故中多数是由于充装环节失误造成的。故充装是安全工作的重点之一。为防止气瓶超装,应做好以下几个方面的工作:充装工作应由专人负责, 充装人员应定期接受安全教育和考核,认真操作,不得擅自离岗;抽空余液,核实重量;称量器具要定期校验;按瓶立卡,认真记录;重复过磅;自动计量,超量报 警等。
    3.2 气瓶的使用、运输和储存
    (1)在使用气瓶时,应遵守下列规定
    不得擅自更改气瓶的钢印和颜色标记;
    气瓶使用前应进行安全状况检查,对盛装气体进行认真确认;
    气瓶的放置地点,不得靠近热源,距明火10m以外。盛装易起聚合反应或分解反应气体的钢瓶,应避开放射性射线源;
    气瓶立放时应采取防倾倒措施;
    夏季应防止曝晒;
    严禁敲击、碰撞;
    严禁在气瓶上进行电焊引弧;
    严禁用温度超过40℃的热源对气瓶加热;
    瓶内气体不得用尽,必须留有余压;
    在可能造成回流的使用场合,使用设备上必须配置防止倒灌的装置,如单向阀、止回阀、缓冲罐等。
    液化石油气瓶用户,不得将气瓶内的液化石油气向其他气瓶倒装,不得自行处理气瓶内的残液;
    气瓶投入使用后,不得对瓶体进行控补、焊接修理。
    (2)运输和装卸气瓶时,应做到:
    运输工具上应有明显的安全标志;
    必须配戴好瓶帽(有防护罩的除外),轻装轻卸,严禁抛、滑、滚、碰;
    吊装时,严禁使用电磁起重机和链绳;
    瓶内气体相互接触能引起燃烧爆炸和产生毒物的气瓶,不得同车运输;
    气瓶装在车上,应妥善固定,且不得超高;
    夏季运输应有遮阳设施,避免曝晒,城市的繁华市区应避免白天运输;
    严禁烟火。运输可燃气体气瓶时,运输工具上应有灭火器材;
    运输气瓶的车、船不得在繁华市区、重要机关附近停靠;车、船停靠时,司机与押运人员不得同时离开;
    装有石油液化气的气瓶,不应长途运输。
    (3)储存气瓶时,应遵守下列要求:
    应置于专用仓库储存,气瓶仓库应符合《建筑设计防火规范》的有关规定;
    仓库内不得有地沟、暗道,严禁明火和其它热源;仓库内应通风、干燥,避免阳光直射;
    盛装易起聚合反应或分解反应气体的气瓶,必须规定储存期限,并应避开放射性射线源;
    空瓶与实瓶两者应分开放置,并有明显标志,毒性气体气瓶和瓶内气体相互接触能引起燃烧、爆炸或产生毒物的气瓶,应分室存放,并在附近设置防毒用具或灭火器材。
    气瓶放置应整齐,配戴好瓶帽。立放时,要妥善固定;横放时,头部朝向一方,垛高不宜超过5层。