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压力容器安全装置
一、安全装置定义
压力容器的安全装置是指为保证压力容器安全运行，而装设在设备上的一种附属装置，又称安全附件。其重要性有以下三点：
1、压力容器的安全装置必须配置齐全才能投用。
2、压力容器使用过程中，必须注意安全装置的维护和定期校验，保证安全装置完好、灵敏、可靠。
3、压力容器定期检验中，安全装置的检查是必须进行的重要项目之一。
二、安全装置分类及选用原则
（一）安全装置按其功能分类
1、计量显示装置——主要用以显示容器运行时内部介质的实际状况。
2、控制或控制+显示组合装置——为保证设备的工艺参数能稳定在一定范围，该装置能依照设定的工艺参数自行调节，同时还能显示介质的实际情况。
3、安全泄压装置——当容器或系统内介质压力超过额定压力时，该装置能自动泄放部分或全部气体，以防止压力持续升高而威胁到容器的正常使用。
（二）安全泄压装置按其结构形式分类
1、阀型安全泄压装置（安全阀）
2、断裂型安全泄压装置（常见的有爆破片和爆破帽）
3、熔化型安全泄压装置（易熔塞）
4、组合型安全泄压装置（爆破片+安全阀）
三、安全装置的设置原则
1、凡《固定式压力容器安全技术监察规程》适用范围内的压力容器，应当根据设计要求装设超压泄放装置（安全阀或者爆破片装置）。压力源来自压力容器外部，且得到可靠控制时，超压泄放装置可以不直接安装在压力容器上。
2、在容器上，若安全阀安装后不能可靠地工作时，应装设爆破片装置或采用爆破片装置与安全阀装置组合结构。采用爆破片装置与安全阀装置组合的结构时，应当符合GB 150的有关规定。凡串联在组合结构中的爆破片在动作时不允许产生碎片。
3、压力容器最高工作压力低于压力源压力时，在通向压力容器进口的管道上必须装设减压阀；如介质条件影响减压阀工作可靠性时，可用调节阀代替减压阀。在减压阀或调节阀的低压侧，必须装设安全阀和压力表。
4、对易燃介质或者毒性程度为极度、高度或者中度危害介质的压力容器，应当在安全阀或者爆破片的排出口装设导管，将排放介质引至安全地点，并且进行妥善处理，不得直接排入大气。
5、装设安全阀、爆破片装置的压力容器，设计单位应向使用单位提供压力容器安全泄放量、安全阀排量和爆破片泄放面积的计算书。无法计算时，设计单位应当会同设计委托单位或者使用单位意见，协商选用安全泄放装置
6、有以下几种情况时，一般应单独装设安全泄压装置：
（1）液化气体贮存容器；
（2）在容器内进行放热或分解等能使压力升高的化学反应的反应容器；
（3）空压机附属的气体贮罐；
（4）高分子聚合设备；
（5）由载热物料加热，使容器内液体蒸发气化的换热容器；
（6）用减压阀降压后进气，且其许用压力小于压力源的设备的容器。
（7） 与压力源直通，而压力源未设置安全阀的容器。
四、常用的安全装置
（一）安全泄压装置
安全泄压装置是压力容器的最终保护装置,它具有这样的功能:当容器在正常的工作压力下运行时,保持密封不漏,一旦容器内的压力超过规定,它能自动迅速地排泄出容器内的介质,使容器 内的 压 力始终保持在最高许用压力范围内。安全泄压装置主要有下列几种。
(l) 安全阀
它是通过阀的开启排气来降低容器内的压力的。当容器内的压 力降至正常操作压力时便又自动关闭,以避免一旦容器超压就把全部气体排出而造成浪费和生产中断。装置本身可重复使用,安装调整方 便,性能较为可靠。
但是,即使是合格的安全阀,在正常工作压力下也难免有轻散泄漏,另外,由于弹簧的惯性作用,阀的开启有滞后现象,因而泄 压反 应较慢。而且,若介质不洁净,阀口有被堵塞或阀瓣有被粘住的可能。
因此,安全阀主要用于贮存较洁净的气体(如空气、水 蒸 汽等 ) 的容器,不能用于剧毒介质容器或有可能产生燃烧、爆炸或化学反应 而急速升压的容器。
为保证压力容器安全运行,安全阀应满足如下基本要求:
1) 在工作压力下保持严密不漏;
2) 当压力达到开启压力时,能自动迅速开启,顺利地排出气体；
3) 在开启状态下,阀瓣应稳定,无振荡现象;
4) 在排放压力下,阀瓣处在全开位置,并达到额定排放量；
5) 泄压关闭后能继续保持良好的密封状态。
安全阀的开启压力不得超过容器的设计压力。
安全阀的排放量必须大于容器的安全泄放量.所谓容器的安全 泄放量是指容器超压时,为保证其压力不继续升高而在单位时间内必须泄放的气体量。
(2) 爆破片和爆破帽
这类安全泄压装置是通过爆破元件(爆破膜)在较高压力下发生 断裂,排出气体以保护容器的。其中爆破片用于中低压容器爆破帽多用于超高压容器。它们的密封性好,泄压反应快,介质中的污物对装 置的影响较小。但是爆破元件完成泄压功能后不能继续使用,使生产必须中断:
长期在高应力作用下易产生疲劳破坏,因而元件寿命短。此外,膜片计算尚无成熟公式，可靠性较差。
此类安全装咒适用于升压速率大或剧毒介质的容器,不适用于液化气体贮罐及压力波动较大即超压机会较多的容器。
(3) 易熔塞
它是通过易熔合金遇到较高温岌即熔化,使容器内的气体从原来填充有易熔合金的孔口排出而泄压的。其结构简单,容易更换,由熔化 温度决定的动作压力较易控制,但完成泄压功能后不能继续 使用,使 生产必须中断。由于易熔合金强度低,泄放面积小,有时还可能因合 金受压脱落面发生意外事故,故只能用于气体压力的大小完全取决于 温度高低的小型容器,如气瓶等。
为了兼备安全阀和爆破片的优点,也有将两者联合使用的。但由于其结构复杂,一般只用于介质为剧毒或稀有气体的容器,又因为安全阀的滞后作用,不能用于升压速度较高的反应容器。
（二）压力表
压力表又称压力计,是容器上用以测量介质压力的仪表。
其安装使用要求如下:
(1)为了便于校验或更换以及便于对其接管的吹洗,压力表和容器的连接管上应装设有三通旋塞或针型阀,旋塞及阀门应有开启的 标记。压力表接管上不允许装设球型阀等弯曲通径的阀门。
(2)压力表应定期校验,每年至少一次。经计量部门校验合格 的压力表,应有铅封和出具校验合格证明。
(3)未经校验合格和铅封的压力表均不准使用。在使用过程中,如发现压力表指示失灵,刻度不清、表盘玻璃破裂、泄压后指针不回零位、铅封损坏等情况,均应立即更换。
(4)低压容器上的压力表,精度应不低于2.5 级,对于中压以上 的容器应不低于1.5 级。
(5)压力表的量程应为容器最高工作压力的1.5 -3倍,最 好 取2倍。压力表刻度盘上应有指示容器最高工作压力的红线。
(6)压力表表盘直径至少为100m m,且应装设在便于操作人员观 察的部位。装设压力表应避免辐射热和震动等因素的影响,以减小读误差。
（三）液面计
液面计是用来观察和测量容器内介质液位高低的装置或仪表。通 常根据容器的设计压力、设计温度、盛装的介质,以及根据工艺生产 的要求设置和选择液面计,并考虑如下因素:
(1) 盛装易燃或有毒、剧毒介质的容器,应采用玻璃板液面计或 自控液位指示器。
(2) 安装在寒冷地区室外的容器,或由于介质温度与环境温度 的差值较大,导致介质的粘度过大而不能及时和正确反应真实液面时,应选用带保温层的玻璃管或玻璃板液面计。
(3) 容器内的液位变化范围不大时,可选择视镜来指示液位。
(4) 选用视镜时,应尽量选用不带颈的,因其结构简单,不易结 料,便于窥视。对易燃、有毒或剧毒介质的容器,一般应选用带颈的视 镜或玻璃板液面计。有保温层的容器,应选择带颈的视镜和带颈的玻 璃板液面计。
(5) 在生产操作中,如因介质的结晶或水蒸汽冷凝等原因而影响 观察,应装设冲洗装置。需要观察设备内部情况或观察不明显的液相分层介面的,应配置两个视镜,其中一个供照明用
(6) 玻璃管、玻璃板液面计和视镜的最高使用温度受玻璃的最高 使用温度限制。一般玻璃管液压计的允许使用温度为0-200℃,玻璃板液面计的允许温度为0-250℃,且超过200 ℃时要降压使用。
（四）测温装置
测温装置由测温元件、接口、指示仪表组成。测温元件主要有热 电阻、热电偶和膨胀式温度计等。膨胀式温度计包括水银温度计、有 机液体温度计和双金属温度计。水银温度计一般只在一些反应釜及设 备比较低矮,不需要自动控制的场合使用。双金属温度计具有结构简 单、成本低、坚固耐用、耐震和读数指示明显等优点,它将取代大部分工业用水银温度计,但由于不利于远距离传送,不能自动控制,因此在压力容器上的应用越来越少。大部分压力容器都采用热电偶和热 电阻。