第三章特种设备安全技术.doc
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1、要点1 特种设备特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器(含气瓶)、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场(厂)内专用机动车辆。特种设备依据其主要工作特点,分为承压类特种设备和机电类特种设备。要点2 承压类特种设备:是指承载一定压力的密闭设备或管状设备,包括锅炉、压力容器(含气瓶)、压力管道。1)锅炉.容积大于或者等于30L的承压蒸汽锅炉;出口水压大于或者等于0.1MPa(表压),且额定功率大于或者等于0。1MW的承压热水锅炉;有机热载体锅炉. 2)压力容器。最高工作压力大于或者等于0。1MPa(表压),且压力与容积的乘积大于或者等于2。5MpL的气体、液化气体和最高
2、工作温度高于或者 等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器;盛装公称工作压力大于或者等于0。2Mp(表压),且压力与容积的乘积大于或者等于1。0MPaL的气 体、液化气体和标准沸点等于或者低于60液体的气瓶;氧舱等。3)压力管道.最高工作压力大于或者等于0.1MPa(表压)的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质,且公称直径大于25mm的管道。要点3 机电类特种设备:是指必须由电力牵引或驱动的设备。包括电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场(厂)内专用机动车辆。1) 电梯。包括载人(货)电梯、自动扶梯、自动人行道等.2)起重机械
3、。起重量大于或者等于0.5t的升降机;额定起重量大于或者等于lt,且提升高度大于或者于2m的起重机和承重形式固定的电动葫芦等。3)客运索道。4)大型游乐设施。设计最大运行线速度大于或者等于2m/s,或者运行高度距地面高于或者等于2m的载人大型游乐设施。5)场(厂)内专用机动车辆。要点4 锅炉 工作特性:(1)爆炸危害性;(2)易于损坏性;(3)使用广泛性;(4)连续运行性要点5压力容器工作特性1、压力1)最高工作压力.多指在正常操作情况下,容器顶部可能出现的最高压力。2)设计压力。系指在相应设计温度下用以确定容器壳体厚度及其元件尺寸的压力,即标注在容器铭牌上的设计压力.压力容器的设计压力值不得
4、低于最高工作压力。2、温度1)工作温度.是指容器内部工作介质在正常操作过程中的温度,即介质温度。2)金属温度.系指容器受压元件沿截面厚度的平均温度。任何情况下,元件金属的表面温度不得超过钢材的允许使用温度.3)设计温度.壳壁或元件金属可能达到的最高或最低温度。当壳壁或元件金属的温度低于20,按最低温度确定设计温度;除此之外,设计温度一律按最高温度选取。要点6 压力容器分类压力容器的分类1、按压力等级划分,划分为低压、中压、高压和超高压四个压力等级:1)低压容器,0.1MPaP1.6MPa;2)中压容器,1。6MPaP10。0MPa;3)高压容器,10.0MPaP100。0MPa;4)超高压容器
5、,P100.0MPa。外压容器中,当容器内压力小于1个绝对大气压(0。1MPa)时,称为真空容器.按生产作用分:(1)反应压力容器;(2)换热压力容器;(3)分离压力容器 ;(4)储存压力容器.按安装方式分:(1)固定式容器;(2)移动式容器;2、按制造许可划分.以制造难度、结构特点、设备能力、工艺水平、人员条件等为基础,将压力容器划分为A、B、C、D共4个许可级别。1)制造许可A级:超高压容器、高压容器(A1),第三类低、中压容器(A2),球形储罐现场组焊或球壳板制造(A3),非金属压力容器(A4),医用氧舱(A5)。2)制造许可B级:无缝气瓶(B1),焊接气瓶(B2),特种气瓶(B3)。3
6、)制造许可C级:铁路罐车(C1),汽车罐车或长管拖车(C2),罐式集装箱(C3)。4)制造许可D级:第一类压力容器(D1),第二类低、中压容器(D2)。要点7 起重机械1起重机械基础知识起重机械,是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的机电设备。其范围规定为额定起重量大于或者等于0.5t的升降机,额定起重量大于或等于1t,且提升高度大于或等于 2m的起重机和承重形式固定的电动葫芦。2起重机械工作特点(1)起重机械通常具有庞大的结构和比较复杂的机构,能完成一次起升运动、一次或几次水平运动。(2)所吊运的重物多种多样,载荷是变化的。(3)大多数起重机械,需要在较大的范围内运行,活动空间较大。(
7、4)有些起重机械,需要直接载运人员在导轨、平台或钢丝绳上做升降运动(如电梯、升降平台等),其可靠性直接影响人身安全.(5)暴露的、活动的零部件较多,且常与吊运作业人员直接接触(如吊钩、钢丝绳等),潜在许多偶发的危险因素.(6)作业环境复杂。(7)作业中常常需要多人配合,共同进行一个操作要点8 起重机械分类起重机械分类1、轻小型起重设备。2、升降机。3、起重机。分为桥架类型起重机和臂架类型起重机两大类别。1)桥架类型起重机.a)桥式起重机.b)门式起重机。c)绳索起重机。2)臂架类型起重机。a)流动式起重机。b)塔式起重机。c)门座式起重机。要点9 安全正常工作条件为了保证起重机的安全正常工作,
8、起重机设计时应满足下列3个基本条件.(1)金属结构和机械零部件应具有足够的强度、刚性和抗屈曲能力.(2)整机必须具有必要的抗倾覆稳定性。(3)原动机具有满足作业性能要求的功率,制动装置提供必需的制动力矩。要点10 专用机动车辆场内机动车辆,是指利用动力装置驱动或牵引的,在特定区域内作业和行驶,最大行驶速度(设计值)超过5km/h的;或者具有起升、回转、翻转、搬运等功能的专用车辆。受道路交通管理部门和农业管理部门管理的车辆除外。按照功能、结构特征分类 1)汽车.为机场、港口、游览场所、工矿企业等场内载货、载客运行的车辆。 2)轨道式搬运车辆.应用于工厂、矿山、建筑工地、铁路和港口货场、林区等处对
9、成件货物进行短距离运输.主要包括工矿内燃机车、工矿电机车和电动平车. 3)工程建筑机械 工业搬运车辆 挖掘机械, 铲土运输机械, 工程起重机械, 压实机械, 桩工机械, 装修车辆, 凿岩机械, 路面机械,混凝土机械 ,11)市政工程机械, 要点11 锅炉事故特定(1)锅炉事故特点1)锅炉在运行中受高温、压力和腐蚀等的影响,容易造成事故,且事故种类呈现出多种多样的形式。2)锅炉一旦发生故障,将造成停电、停产、设备损坏,其损失非常严重。3)锅炉是一种密闭的压力容器,在高温和高压下工作一旦发生爆炸,将摧毁设备和建筑物,造成人身伤亡。要点12 锅炉事故发生原因 锅炉事故发生原因1、超压运行。2、超温运
10、行。3、锅炉水位过低会引起严重缺水事故;锅炉水位过高会引起满水事故。4、水质管理不善。5、水循环被破坏。6、违章操作。要点13 锅炉爆炸事故1.锅炉爆炸事故1)、水蒸气爆炸 2)、超压爆炸3)、缺陷导致爆炸4)、严重缺水导致爆炸要点14 锅炉缺水事故 (1)、 锅炉缺水的后果。当锅炉水位低于水位表最低安全水位刻度线时,即形成了锅炉缺水事故。锅炉缺水时,水位表内往往看不到水位,表内发白发亮;低水位警报器动 作并发出警报;过热蒸汽温度升高;给水流量不正常地小于蒸汽流量。锅炉缺水是锅炉运行中最常见的事故之一,常常造成严重后果。严重缺水会使锅炉蒸发受热面 管子过热变形甚至烧塌,胀口渗漏,胀管脱落,受热
11、面钢材过热或过烧,降低或丧失承载能力,管子爆破,炉墙损坏。锅炉缺水万一处理不当,甚至导致锅炉爆炸事 故.(2)、常见的缺水原因有以下几种。运行人员疏忽大意,对水位监视不严;或者运行人员擅离职守,放弃了对水位及其他仪表的监视;水位表故障造成假水位而运行人员未及时发现; 水位报警器或给水自动调节器失灵而又未及时发现;给水设备或给水管路故障,无法给水或水量不足;运行人员排污后忘记关排污阀,或者排污阀泄漏;水冷壁、对流管束或省煤器管子爆破漏水。(3)、 锅炉缺水的处理。发现锅炉缺水时,应首先判断是轻微缺水还是严重缺水,然后酌情予以不同的处理.通常判断缺的方法是“叫水。 轻微缺水时,可以立即向锅炉上水,
12、使水位恢复正常。如果上水后水位仍不能恢复正常,即应立即停炉检查。 严重缺水时,必须紧急停炉。在未判定缺水程度或者已判定属于严重缺水的情况下,严禁给锅炉上水,以免造成锅炉爆炸事故。 要点15 满水事故(1)、 锅炉满水的后果。锅炉水位高于水位表最高安全水位刻度线的现象,称为锅炉满水。锅炉满水时,水位表内也往往看不到水位,但表内发暗,这是满水与缺水的重要 区别。满水发生后,高水位报警器动作并发出警报,过热蒸汽温度降低,给水流量不正常地大于蒸汽流量.严重满水时,锅水可进入蒸汽管道和过热器,造成水击及 过热器结垢.因而满水的主要危害是降低蒸汽品质,损害以致破坏过热器。(2)、常见的满水原因.运行人员疏
13、忽大意,对水位监视不严,或者运行人员擅离职守,放弃了对水位及其他仪表的监视;水位表故障造成假水位而运行人员未及时发现;水位报警器及给水自动调节器失灵而又未能及时发现等。(3)、 锅炉满水的处理。发现锅炉满水后,应冲洗水位表,检查水位表有无故障;一旦确认满水,应立即关闭给水阀停止向锅炉上水,启用省煤器再循环管路,减弱燃烧, 开启排污阀及过热器、蒸汽管道上的疏水阀;待水位恢复正常后,关闭排污阀及各疏水阀;查清事故原因并予以消除,恢复正常运行。如果满水时出现水击,则在恢 复正常水位后,还须检查蒸汽管道、附件、支架等,确定无异常情况,才可恢复正常运行。要点16 汽水共腾(1)、汽水共腾的 后果。锅炉蒸
14、发表面(水面)、汽水共同升起,产生大量泡沫并上下波动翻腾的现象,叫汽水共腾。发生汽水共腾时,水位表内也出现泡沫,水位急剧波动,汽水界 线难以分清;过热蒸汽温度急剧下降;严重时,蒸汽管道内发生水冲击。汽水共腾与满水一样,会使蒸汽带水,降低蒸汽品质,造成过热器结垢及水击振动,损坏过 热器或影响用气设备的安全运行。(2)、形成汽水共腾原因。形成汽水共腾有两个方面的原因。一是锅水品质太差.由于给水品质差、排污不当 等原因,造成锅水中悬浮物或含盐量太高,碱度过高。由于汽水分离,锅水表面层附近含盐浓度更高,锅水粘度很大,气泡上升阻力增大。在负荷增加、汽化加剧 时,大量气泡被粘阻在锅水表面层附近来不及分离出
15、去,形成大量泡沫,使锅水表面上下翻腾。二是负荷增加和压力降低过快。当水位高、负荷增加过快、压力降低 过速时,会使水面汽化加剧,造成水面波动及蒸汽带水。(3)、汽水共腾的处理。发现汽水共腾时,应减弱燃烧,降低负荷,关小主汽阀;加强蒸汽管道和过热器的疏水;全开连续排污阎,并打开定期排污阀放水,同时上水,以改善锅水品质;待水质改善、水位清晰时,可逐渐恢复正常运行。要点17 锅炉爆管(1)、 爆管后果。炉管爆破指锅炉蒸发受热面管子在运行中爆破,包括水冷壁、对流管柬管子爆破及烟管爆破。炉管爆破时,往往能听到爆破声,随之水位降低,蒸汽及给 水压力下降,炉膛或烟道中有汽水喷出的声响,负压减小,燃烧不稳定,给
16、水流量明显地大于蒸汽流量,有时还有其他比较明显的症状。(2)、爆管原因.水质不良、管子结垢并超温爆破;水循环故障;严重缺水;制造、运输、安装中管内落入异物,如钢球、木塞等;烟气磨损导致管壁减薄;运行或停炉的管壁因腐蚀而减薄;管子膨胀受阻碍,由于热应力造成裂纹;吹灰不当造成管壁减薄;管树缺陷或焊接缺陷在运行中发展扩大.(3)、爆管处理。炉管爆破时,通常必须紧急停炉修理.由于导致炉管爆破的原因很多,有时往往是几方面的因素共同影响而造成事故,因而防止炉管爆破也必须从搞好锅炉设计、制造、安装、运行管理、检验等各个环节入手.要点18 省煤器损坏(1)、 省煤器损坏后果。省煤器损坏指由于省煤器管子破裂或省
17、煤器其他零件损坏所造成的事故。省煤器损坏时,给水流量不正常地大于蒸汽流量;严重时,锅炉水位下 降,过热蒸汽温度上升;省煤器烟道内有异常声响,烟道潮湿或漏水,排烟温度下降,烟气阻力增大,引风机电流增大。省煤器损坏会造成锅炉缺水而被迫停炉。(2)、省煤器损坏原因.烟速过高或烟气含灰量过大,飞灰磨损严重;给水品质不符合要求,特别是未进行除氧,管子水侧被严重腐蚀;省煤器出口烟气温度低于其酸露点,在省煤器出口段烟气侧产生酸性腐蚀;材质缺陷或制造安装时的缺陷导致破裂;水击或炉膛、烟道爆炸剧烈振动省煤器并使之损坏等。(3)、省煤器损坏处理。省煤器损坏时,如能经直接上水管给锅炉上水,并使烟气经旁通烟道流出,则
18、可不停炉进行省煤器修理,否则必须停炉进行修理。要点19 过热器损坏 过热器损坏主要指过热器爆管。这种事故发生后,蒸汽流量明显下降,且不正常地小于给水流量;过热蒸汽温度上升压力下降;过热器附近有明显声响,炉膛负压减小,过热器后的烟气温度降低.过热器损坏的原因是: 过热器损坏通常需要停炉修理.要点20 水击事故 水在管道中流动时,因速度突然变化导致压力突然变化,形成压力波并在管道中传播的现象,叫水击。发生水击时管道承受的压力骤然升高,发生猛烈振动并发出巨大声响,常常造成管道、法兰、阀门等的损坏。 锅炉中易于产生水击的部位有:给水管道、省煤器、过热器等.给水管道的水击常常是由于管道阀门关闭或开启过快
19、造成的.比如阀门突然关闭,高速流动的水突然受阻,其动压在瞬时间转变为静压,造成对内门、管道的强烈冲击. 为了预防水击事故,给水管道和省煤器管道的阀门启闭不应过于频繁,启闭速度要缓慢;对可分式省煤器的出口水温要严格控制,使之低于同压力下的饱和温度40;防止满水和汽水共腾事故,暖管之前应彻底疏水;上锅筒进水速度应缓慢,下锅筒进汽速度也应缓慢。 发生水击时,除立即采取措施使之消除外,还应认真检查管道、阀门、法兰、支撑等,如无异常情况,才能使锅炉继续运行。要点21 炉膛爆炸 炉膛爆炸是指炉膛内积存的可燃性混合物瞬间同时爆燃,从而使炉膛烟气侧压力突然升高,超过了设计结构的允许值而造成水冷壁、刚性梁及炉顶
20、、炉墙破坏的现 象,即正压爆炸。此外还有负压爆炸,即在送风机突然停转时,引风机继续运转,烟气侧压力急降,造成炉膛、刚性梁及炉墙破坏的现象。本节中着重讨论正压爆 炸. 炉膛爆炸(外爆)、要有3个条件:一是燃料必须是以气态积存在炉膛中,二是燃料和空气的混合物达到爆燃的浓度,三是有足够的点火能源,三者缺一不可。炉膛爆炸常发生在燃油、燃气、燃煤粉的锅炉上。不同的可燃物的爆炸极限和爆炸范围各不相同。 由于爆炸过程中火焰传播速度非常快,每秒达数百米甚至数千米,火焰激波以球面向各方传播,近于燃料,同时被点燃,烟气容积突然增大,因来不及泄压而使炉膛内压力陡增而发生爆炸。 引起炉膛爆炸的主要原因有以下几种: 一
21、是在设计上缺乏可靠的点火装置及可靠的熄火保护装置及联锁、报警和跳闸系统,炉膛及刚性梁结构抗爆能力差,制粉系统及燃油雾化系统有缺陷; 二是在运行过程中操作人员误判断、误操作,此类事故占炉膛爆炸事故总数的90以上。有时因采用“爆燃法”点火而发生爆炸.此外还有因烟道闸板关闭而发生炉膛爆炸事故. 为防止炉膛爆炸事故的发生,应根据锅炉的容量和大小,装设可靠的炉膛安全保护装置,如:防爆门、炉膛火焰和压力检测装置,连锁、报警、跳闸系统及点 火程序、熄火程序控制系统。同时,尽量提高炉膛及刚性梁的抗爆能力。此外,应加强使用管理,提高司炉工人技术水平。在启动锅炉点火时要认真按操作规程进行 点火,严禁采用“爆燃法,
22、点火失败后先通风吹扫510min后才能重新点火;在燃烧不稳,炉膛负压波动较大时,如除大灰、燃料变更、制粉系统及雾化系 统发生故障、低负荷运行时,应精心控制燃烧,严格控制负压。要点22 尾部烟道二次燃烧 尾部烟道二次燃烧主要发生在燃油锅炉上。 尾部烟道二次燃烧易在停炉之后不久发生. 可燃物在尾部烟道积存, 可燃物着火的温度条件, 保持一定空气量的条件. 要防止产生尾部二次燃烧,就要组织好燃烧,提高燃烧效率,尽可能减少不完全燃烧损失,减少锅炉的启停次数;加强尾部受热面的吹灰:保证烟道各种门孔及烟风挡板的密封良好;在燃油锅炉的尾部烟道上应装设灭火装置。要点23 锅炉结渣 锅炉结渣,指灰渣在高温下粘结
23、于受热面、炉墙、炉排之上,并越积越多的现象。燃煤锅炉结渣是个普遍性的问题,层燃炉、沸腾炉、煤粉炉都有可能结渣。由于煤粉炉炉膛温度较高,煤粉燃烧后的细灰呈飞腾状态,因而更易在受热面上结渣. 产生结渣的原因主要是:煤的灰渣熔点低,燃烧设备设计不合理,运行操作不当等.预防结渣的主要措施有:在设计上要控制炉膛燃烧热负荷,在运行上要避免超负荷运行;对沸腾炉和层燃炉,要控制送煤量,均匀送煤,及时调整燃料层和煤层厚度。发现锅炉结渣要及时清除。要点24 压力容器事故特点(1)压力容器事故特点1)压力容器在运行中由于超压、过热,或腐蚀、磨损,而使受压元件难以承受,发生爆炸、撕裂等事故。2)压力容器发生爆炸事故后
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