電站壓力容器安全監(jiān)督管理
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希望通過交流和學(xué)習(xí) 能夠了解下面幾個問題 1、壓力容器基礎(chǔ)知識 2、電站哪些容器要按照壓力容器進(jìn)行安全管理 3、不同種類的壓力容器的不同管理方法和要求 4、全過程安全管理各個環(huán)節(jié)的管理內(nèi)容,電站壓力容器安全監(jiān)督管理 第一部分 概述 第二部分 壓力容器基礎(chǔ)知識,第一部分 概述 一、發(fā)電企業(yè)(使用單位)在壓力容器管理方面應(yīng)做的工作 二、做好壓力容器管理工作的必要性和意義,一、發(fā)電企業(yè)(使用單位)在壓力容器管理方面應(yīng)做的工作 ——在壓力容器設(shè)計、制造(含現(xiàn)場組焊)、安裝(調(diào)試)、改造、維修、使用(運行)、檢驗檢測等七個環(huán)節(jié)實施全過程監(jiān)督管理。 七個環(huán)節(jié) 主要包括9個方面的具體工作。,,1、新建或更換壓力容器的采購合同談判及設(shè) 計監(jiān)督 (1)設(shè)計單位資質(zhì)審查; (2)技術(shù)協(xié)議內(nèi)容監(jiān)督; (3)設(shè)計質(zhì)量監(jiān)督。 2、制造質(zhì)量的監(jiān)督 (1)制造單位資質(zhì)審查; (2)制造質(zhì)量監(jiān)檢。,3、安裝質(zhì)量的監(jiān)督 (1)安裝單位資質(zhì)審查; (2)向有關(guān)部門告知或報裝; (3)安裝質(zhì)量監(jiān)檢。 4、使用登記管理 (1)新容器申報登記和變更登記; (2)退役和停用后重新啟用; (3)報廢容器管理。,5、在役壓力容器的運行監(jiān)督 (1)投運前的準(zhǔn)備; (2)安全操作; (3)運行中的檢查; (4)維護(hù)保養(yǎng)。,6、在役壓力容器的定期檢驗 (1)檢驗周期和檢驗計劃; (2)檢驗單位和人員資質(zhì); (3)合同及協(xié)議; (4)檢驗報告。,7、壓力容器修理改造 (1)修理改造單位和人員資質(zhì); (2)方案及驗收標(biāo)準(zhǔn); (3)修理改造質(zhì)量監(jiān)督; (4)修理改造質(zhì)量證明文件和監(jiān)督檢驗報告。,8、壓力容器事故處理 (1)事故調(diào)查; (2)事故分析; (3)事故處理。,9、壓力容器的基礎(chǔ)管理工作 (1)建立組織機(jī)構(gòu)和管理網(wǎng)絡(luò); (2)制定管理制度; (3)檔案、臺帳管理; (4)人員培訓(xùn); (5)計劃、分析報告和總結(jié)。,二、做好壓力容器管理工作的必要性和意義,壓力容器是被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的具有爆炸危險性的一類特殊設(shè)備。壓力容器若質(zhì)量不佳、管理不善或使用不當(dāng),就可能發(fā)生泄漏或者爆炸性事故;一旦發(fā)生爆炸或泄漏,會造成生命財產(chǎn)的重大損失,甚至可能帶來環(huán)境災(zāi)難。 在電力系統(tǒng),遼寧某電廠#7除氧器1981年1月11日發(fā)生爆炸,造成了9人死亡5人受傷和廠房坍塌的重大事故,電力職工至今還記憶猶新。,為了確保壓力容器的安全性,西方工業(yè)化國家早已把它納入政府安全監(jiān)察體系內(nèi)進(jìn)行法治化管理。我們國家自國發(fā)[1982]22號《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》和原勞動部[1990]8號《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(簡稱“容規(guī)”)和勞鍋字[1990]3號 [壓力容器定期檢驗規(guī)則]先后頒布,以及勞部發(fā)[1993]442號 《壓力容器使用登記管理規(guī)則》等一系列相關(guān)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)發(fā)布實施,壓力容器安全監(jiān)察與管理逐步進(jìn)入法治化管理的軌道。 電力系統(tǒng)從上個世紀(jì)八十年代以來,在執(zhí)行政府鍋爐壓力容器安全監(jiān)察部門規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合電力行業(yè)生產(chǎn)用壓力容器的實際情況,出臺了具有行業(yè)特點的相關(guān)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定等,安全管理水平及其管理手段現(xiàn)代化有了長足的進(jìn)步。,八十年代以來電站壓力容器爆破事故 1981年1月11日遼寧某電廠除氧器爆炸造成九死五傷事故。 1986年吉林某電廠除氧器水箱臨時人孔爆炸,死2人。 1986年山西某電廠儲氧罐爆炸,車間主任1人被砸死亡。 1989年天津某電廠發(fā)生氫罐爆炸事故(氧氣串入氫罐內(nèi))。 2006年云南某廠發(fā)生空壓機(jī)冷卻器爆炸。致使1名運行檢查人員死亡。 2008年6月3日,河南某電廠#4機(jī)組除氧器水箱高加疏水進(jìn)口堵板爆裂造 成停機(jī)。 2009年6月7日寧夏某電廠#1機(jī)組因除氧器人孔法蘭泄漏造成解列 。 哪個環(huán)節(jié)的工作稍有疏忽,就可能發(fā)生電站壓力容器爆炸事故! 此外,還多次出現(xiàn)過除氧器水箱裂紋,加熱器筒體鼓包變形,疏水管沖刷減薄,擴(kuò)容器超壓爆破等壓力容器損壞和失效等問題。為保障人身安全和設(shè)備安全,做好電站壓力容器的安全監(jiān)督管理工作非常必要。,根據(jù)資料介紹,國內(nèi)外電站除氧器發(fā)生爆破、漏泄和裂紋的還有: 西德某電廠發(fā)生過除氧器爆炸事故。 美國三臺造紙廠除氧器爆炸。 楊柳青電廠除氧器爆破。 武昌熱電廠除氧器爆破。 石嘴山電廠除氧器超壓爆破。 荊門熱電廠除氧頭下陷,運行中母材開裂漏汽。 北京二熱除氧頭焊縫開裂。 清河、錦州等電廠的除氧器水箱焊縫大面積裂紋。 朝陽電廠除氧頭與給水箱連接的角焊縫開裂漏汽。等等。,電站其他壓力容器發(fā)生缺陷及部位 高壓加熱器和低壓加熱器 進(jìn)汽管附近筒體壁厚沖刷減薄。裂紋和鼓包變形。 進(jìn)汽管、進(jìn)出水管與筒體的焊縫缺陷超標(biāo)。 進(jìn)汽管、進(jìn)出水管與筒體的角焊縫和短管對接焊縫開裂。 加熱器疏水管彎頭內(nèi)壁沖刷減薄爆破。 氫儲罐 封頭焊縫附近鼓包變形。,各類擴(kuò)容器 擴(kuò)容器筒體縱環(huán)焊縫開裂。 擴(kuò)容器內(nèi)擴(kuò)容箱焊縫開裂。 擴(kuò)容器進(jìn)口處,汽水對筒壁的沖刷減薄。 與擴(kuò)容器相連接的疏水管彎管壁厚受沖刷減薄。 擴(kuò)容器內(nèi)部擋板和汽水分離裝置碎裂,堵塞疏水口導(dǎo)致超壓爆破。 電除塵倉泵 北京某廠電除塵器倉泵運行中爆破,下部錐形封頭與筒體沿環(huán)焊縫整圈開裂。所幸未傷人。 原因:設(shè)計壓力偏低,結(jié)構(gòu)不合理(無折邊錐形封頭),焊接質(zhì)量差,未進(jìn)行探傷和水壓試驗。工作壓力為0.8Mpa,設(shè)計壓力僅0.6Mpa,無折邊錐形封頭,電站壓力容器由于其大部分工作參數(shù)(壓力、溫度、介質(zhì))與鍋爐承壓部件比較相對較低,很容易被忽視。但做為使用單位負(fù)責(zé)壓力容器管理的技術(shù)人員——鍋監(jiān)工程師,對受監(jiān)范圍內(nèi)的壓力容器要認(rèn)真的管理起來,按照規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)的要求,該做的工作一定要做好。 如果工作不到位或者出現(xiàn)工作失誤,將會發(fā)生設(shè)備事故和各類缺陷,造成壓力容器爆炸,漏泄,損壞。 發(fā)生事故后,國家和人民的生命財產(chǎn)受到損失,要分析原因,按照國家法律、行政規(guī)章、企業(yè)制度的規(guī)定,依法追究各級責(zé)任人員的刑事責(zé)任,包括操作人員、檢驗人員、安全管理人員、主管領(lǐng)導(dǎo)和行政負(fù)責(zé)人等。 頻繁發(fā)生設(shè)備裂紋、減薄等設(shè)備漏泄缺陷,企業(yè)的安全經(jīng)濟(jì)指標(biāo),個人的工作業(yè)績、收入都會受到影響。,壓力容器監(jiān)督管理工作是安全監(jiān)督管理工作中一項非常重要的工作之一。 做好壓力容器安全監(jiān)督全過程管理工作 ——應(yīng)須建立健全組織機(jī)構(gòu)、監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)、完善管理制度,做好設(shè)備管理和作業(yè)人員的管理工作。,1981年原國家勞動總局首次頒布了《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》,于1982年4月正式執(zhí)行。 1990年進(jìn)行第1次修訂,由原勞動部頒布了《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》,于1991年1月正式執(zhí)行。 1999年進(jìn)行第2次修訂,原國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局以(質(zhì)技監(jiān)局鍋發(fā){1999}54號)正式頒布,于2000年1月1日起正式執(zhí)行。 2009年修訂為第3次修訂,于2007年5月開始,2008年10月完成報批稿,2009年12月18日正式執(zhí)行。 《壓力容器》納入特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范(TSG)體系。拆分為如: TSG R0001-2005《非金屬壓力容器安全監(jiān)察規(guī)》; TSG R0002-2005《超高壓壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》; TSG R0003-2007《簡單壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》; TSG R0004-2009《固定式壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》; TSG R0005-2012《移動式壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》。,第二部分 壓力容器基礎(chǔ)知識 (監(jiān)督范圍、內(nèi)容、方法),第二部分:壓力容器基礎(chǔ)知識與安全監(jiān)督管理** 第一章 電站壓力容器安全監(jiān)督概述 第二章 壓力容器基礎(chǔ)知識* 第三章 壓力容器設(shè)計* 第四章 壓力容器制造* 第五章 壓力容器安裝 第六章 壓力容器使用登記* 第七章 壓力容器安全運行和維護(hù)保養(yǎng) 第八章 壓力容器定期檢驗* 第九章 壓力容器的修理改造* 第十章 壓力容器的破壞型式與事故處理* 第十一章 壓力容器的基礎(chǔ)管理工作*,第一章 電站壓力容器安全監(jiān)督概述 第一節(jié) 電站壓力容器安全監(jiān)督的必要性 第二節(jié) 電站壓力容器安全監(jiān)督的設(shè)備范圍 第三節(jié) 電站壓力容器安全監(jiān)督的內(nèi)容和依據(jù) 培訓(xùn)教材上冊P65頁,第一節(jié) 電站壓力容器安全監(jiān)督的必要性 (略),第二節(jié) 電站壓力容器安全監(jiān)督的設(shè)備范圍 電站壓力容器(受容規(guī)監(jiān)督管理的容器) 電力容器(不受容規(guī)監(jiān)督管理的容器) 電力容器參照電站壓力容器進(jìn)行監(jiān)督管理 其分類 見培訓(xùn)教材上冊P66頁表3-1-1。,第三節(jié) 電站壓力容器安全監(jiān)督的內(nèi)容和依據(jù) 國務(wù)院令[2009]第549號 《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》(簡稱“條例”)、TSG R0004-2009 《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(簡稱“容規(guī)”)、國電總[2000]465號《電力鍋爐壓力容器安全監(jiān)督管理工作規(guī)定》(簡稱“電力監(jiān)督規(guī)定”)、DL612-1996《電力工業(yè)鍋爐壓力容器監(jiān)察規(guī)程》、DL647-2004《電站鍋爐壓力容器檢驗規(guī)程》對壓力容器安全監(jiān)督的內(nèi)容都做了具體規(guī)定。 電站壓力容器安全監(jiān)督管理工作主要包括9個方面的具體工作: 電站壓力容器安全監(jiān)督的內(nèi)容和依據(jù)見表1-2(見培訓(xùn)教材上冊P66頁)。,電站壓力容器安全監(jiān)督管理工作主要包括9個方面的具體工作: 1.新建或更換壓力容器的采購合同談判及設(shè)計監(jiān)督 2.制造質(zhì)量的監(jiān)督 3.安裝質(zhì)量的監(jiān)督 4.使用登記管理 5.在役壓力容器的運行監(jiān)督 6.在役壓力容器的定期檢驗 7.壓力容器改造與維修 8.壓力容器事故處理 9.壓力容器的基礎(chǔ)管理工作,第二章 壓力容器基礎(chǔ)知識 第一節(jié) 壓力容器概述 第二節(jié) 壓力容器工藝參數(shù) 第三節(jié) 壓力容器的分類 第四節(jié) 壓力容器安全裝置 培訓(xùn)教材上冊68頁,第一節(jié)、壓力容器概述 一、壓力容器的定義 工業(yè)生產(chǎn)裝置一般分二大類:運動的裝置稱為機(jī)器,靜止的裝置稱為設(shè)備。容器是指工業(yè)生產(chǎn)中所有各種設(shè)備外部殼體的總稱,是由曲面構(gòu)成用于盛裝物料的空間構(gòu)件。 壓力容器是指承受介質(zhì)壓力的密閉容器。 我們通常所說的壓力容器是特指滿足《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(簡稱 “容規(guī)”)第1.3條規(guī)定的容器。即同時滿足下列三個條件的容器為壓力容器。 培訓(xùn)教材上冊68頁,(1)工作壓力大于或者等于0.1MPa (注1-2); (2)工作壓力與容積的乘積大于或者等于 2.5MPa·L(注1-3); (3)盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體和最高工 作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體 (注1-4)。 有關(guān)注釋見培訓(xùn)教材上冊68頁表2-1。,一些特殊用途的壓力容器和一些小型的壓力容器,簡化了安裝改造與維修、使用管理的要求,可不按“容規(guī)”要求進(jìn)行使用管理(不必注冊登記、定期檢驗),但其他要求仍應(yīng)滿足。 不屬于簡單壓力容器的移動式空壓機(jī)的儲氣罐,量大面廣,但因容積小,潛在危險性小,更新快。 電容壓力容器充裝絕緣介質(zhì)用于滅弧,介質(zhì)一般為SF6,壓力為0.3~0.65MPa,容積為200~1800L。這類設(shè)備連續(xù)運轉(zhuǎn)時間長(10年),且開孔超過圓筒直徑的1/2,因此不能按“容規(guī)”要求進(jìn)行定期檢驗,但設(shè)計、制造要求仍應(yīng)滿足。 移動式壓縮機(jī)儲罐,可不執(zhí)行定期檢驗的要求,但設(shè)計制造要求應(yīng)當(dāng)滿足。,容積大于1L并且小于25L,或者內(nèi)直徑(對非圓形截面,指截面內(nèi)邊界的最大幾何尺寸,例如矩形為對角線,橢圓為長軸)小于150mm的壓力容器,只需要滿足“容規(guī)”總則和3.1、4.1.1(設(shè)計和制造許可)的規(guī)定,其設(shè)計、制造按照相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。容積小于或者等于1L的壓力容器,只需要滿足“容規(guī)”總則和4.1.1(制造許可)的規(guī)定,其設(shè)計、制造按相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。 “容規(guī)”第1.4.1條范圍內(nèi)的壓力容器統(tǒng)一劃分為第Ⅰ類壓力容器,不需要安裝告知,不需要辦理使用登記手續(xù),容規(guī)”第1.4.2和1.4.3條范圍內(nèi)的壓力容器統(tǒng)一劃分為第Ⅰ類壓力容器,不需要制造監(jiān)督檢驗,不需要辦理使用登記手續(xù),在設(shè)計使用年限內(nèi)使用時(或者未規(guī)定設(shè)計使用年限,使用不超過20年的)不需要按《壓力容器定期檢驗規(guī)則》進(jìn)行定期檢驗,超過設(shè)計使用年限(或者未規(guī)定設(shè)計使用年限,使用超過20年的)的壓力容器應(yīng)當(dāng)報廢,如需繼續(xù)使用的,應(yīng)當(dāng)參照“容規(guī)”第6.10的規(guī)定辦理。,“按容規(guī)第一、三、四章要求管理的容器” (總則—第一章,設(shè)計—第三章,制造—第四章) 電廠里容易見到的消防系統(tǒng)用的穩(wěn)壓罐,氣壓罐,小型壓縮機(jī)儲氣罐,水處理中的離子交換和過濾的壓力容器,GIS高壓組合電器罐體,首先是否滿足3個條件,不滿足,不受監(jiān)察,滿足,受監(jiān)察。 是否劃類,設(shè)計制造單位是否要求有資質(zhì),總圖是否蓋設(shè)計章,是否監(jiān)檢,是否安裝告知,是否辦使用證,是否進(jìn)行定期檢驗? 其他要求都要滿足,只是不必執(zhí)行第五、六章安裝、改造與維修和使用管理(注冊、定期檢驗)的要求,但不是說不用定期檢驗,安全要保證,如何檢驗,如何評定,由使用單位和檢驗單位根據(jù)安全狀況確定。不做統(tǒng)一要求。,壓力容器本體除了殼體外,還包括它的安全附件和保護(hù)裝置,同樣應(yīng)按“容規(guī)”有關(guān)要求進(jìn)行管理,具體見培訓(xùn)教材上冊69頁表3-2-3。,壓力容器的管理范圍,除了本體范圍內(nèi),還外延到與其它部、器件的接口,具體見《培訓(xùn)教材》上冊70頁表3-2-4。,一些特殊的壓力容器,如超高壓容器、各類氣瓶和非金屬制壓力容器,已有專門的安全監(jiān)察規(guī)程,所以不列入“容規(guī)”監(jiān)察范圍; 核壓力容器、軍事裝備用的壓力容器,國家已設(shè)立專門機(jī)構(gòu)管理,所以也不列入“容規(guī)”監(jiān)察范圍(核壓力容器是指介質(zhì)具有放射性的承壓容器); 機(jī)器上非獨立的承壓部件,按其行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)管理,波紋板換熱器由于結(jié)構(gòu)特殊且事故的危險性小,所以未列入監(jiān)察范圍; 冷卻排管、無殼體的套管換熱器屬壓力管道范圍亦未列入。不適用于“容規(guī)”監(jiān)察范圍的壓力容器見培訓(xùn)教材上冊70頁表3-2-5。,電除塵用倉泵和空壓機(jī)輔助壓力容器 容規(guī)不適用范圍:正常運行工作壓力小于0.1MPa的容器(包括在進(jìn)料或出料過程中需要瞬時承受壓力大于等于0.1MPa的容器) 釋義:此處的“瞬時”指不屬于正常工作狀態(tài)。 壓縮機(jī)的附屬壓力容器,符合“容規(guī)”范圍的均屬壓力容器。 如果容器的介質(zhì)為帶有干灰、含塵的壓縮空氣,這種容器能否作為簡單壓力容器? 壓縮空氣中的干灰、細(xì)塵會產(chǎn)生容器的磨損腐蝕,因此該類介質(zhì)的容器不能作為簡單壓力容器。(簡單壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》常見問題答疑) 如地方有規(guī)定,則按地方規(guī)定執(zhí)行。,需要說明的一點 鍋爐范圍內(nèi)的聯(lián)箱、汽包、啟動汽水分離器,包括疏水聯(lián)箱屬于鍋爐部件,不是壓力容器。 輔汽系統(tǒng)的減溫減壓器按鍋爐部件管理 輔汽聯(lián)箱按壓力容器管理 鍋爐疏水?dāng)U容器和疏水箱是壓力容器 汽機(jī)油系統(tǒng)蓄能器要按容規(guī)第一、三、四章要求管理,?國務(wù)院令[2003]第373號《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》2003年6月1日2003年6月1日起施行。國務(wù)院令[2009]第549號《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》經(jīng)修改后,2009年5月1日起施行 ※壓力容器,是指盛裝氣體或者液體,承載一定壓力的密閉設(shè)備,其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于0.1MPa(表壓),且壓力與容積的乘積大于或者等于2.5MPa·L的氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體的固定式容器和移動式容器;盛裝公稱工作壓力大于或者等于0.2MPa(表壓),且壓力與容積的乘積大于或者等于1.0MPa·L的氣體、液化氣體和標(biāo)準(zhǔn)沸點等于或者低于60℃液體的氣瓶;氧艙等。 與《99版容規(guī)》定義的范圍有所不同(新版容規(guī)按條例修改),TSGR0003-2007《簡單壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》 2007年7月1日起執(zhí)行(結(jié)構(gòu)簡單,危險性較小,簡化程序,降低成本) ※簡單壓力容器——同時滿足下列8條的壓力容器: 1、容器由筒體和平封頭、凸形封頭(不包括球冠形封頭),或者由兩個凸形封頭組成; 2、筒體、封頭和接管等主要受壓元件的材料為碳素鋼、奧氏體不銹鋼; 3、設(shè)計壓力小于或者等于1.6MPa; 4、容積小于或者等于1000L; 5、工作壓力與容積的乘積大于或者等于2.5MPa·L,并且小于或者等于1000MPa·L; 6、介質(zhì)為空氣、氮氣和醫(yī)用蒸餾水蒸發(fā)而成的水蒸氣; 7、設(shè)計溫度大于或者等于-20℃,最高工作溫度小于或者等于150℃。 8、非直接火焰的焊接容器。,簡單壓力容器如何監(jiān)督管理 設(shè)計、制造、監(jiān)檢都要求有資質(zhì),但具體要求設(shè)計制造和檢驗的要求有所降低。合格證、使用說明書、竣工圖(復(fù)印件)、監(jiān)檢報告、壓力容器銘牌都不能缺少。 使用管理不同: 不需要辦理安裝告知和使用登記,在推薦的使用壽命內(nèi)的簡單壓力容器,不需要按照《壓力容器定期檢驗規(guī)則》進(jìn)行定期檢驗。 使用單位應(yīng)建立檔案,定期保養(yǎng)和檢查并記錄存檔,發(fā)現(xiàn)異常,應(yīng)及時申請檢驗。達(dá)到使用壽命,應(yīng)當(dāng)報廢,如繼續(xù)使用,應(yīng)按照《壓力容器定期檢驗規(guī)則》進(jìn)行定期檢驗。 安全由仍然由使用單位負(fù)責(zé),如對安全狀況有懷疑,應(yīng)安排檢驗,原有按容規(guī)制造的簡單壓力容器 如何監(jiān)督管理? 在用容器 簡單容規(guī)頒布以前生產(chǎn)的簡單壓力容器,未投入使用 簡單容器銘牌與其他容器有何不同(使用壽命,“簡”字樣),按《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》設(shè)計制造的簡單壓力容器如何進(jìn)行安全監(jiān)察 2007年7月1日前按《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》設(shè)計制造的簡單壓力容器,在《簡規(guī)》實行后,在用的該類容器繼續(xù)按原來的管理方法進(jìn)行管理使用,并按《壓力容器定期檢驗規(guī)則》進(jìn)行定期檢驗。 尚未投入使用的,按《容規(guī)》生產(chǎn)的簡單容器,可以按《簡規(guī)》管理?!度菀?guī)》釋義。 有部分簡易容器不屬于《容規(guī)》范圍,但符合《條例》的規(guī)定,當(dāng)時無相應(yīng)的規(guī)范,出廠資料不符合《簡規(guī)》的規(guī)定,也沒有經(jīng)過監(jiān)檢,如何處理? 在役的該類容器繼續(xù)按原來的管理方法進(jìn)行管理使用。以后要生產(chǎn)該類容器,則要符合《簡規(guī)》的規(guī)定。 (國家質(zhì)檢總局特種設(shè)備安全監(jiān)察局 常見問題答疑 二〇〇七年十月九日),關(guān)于《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的實施意見(質(zhì)檢特函〔2009〕89號) 新容規(guī)的過渡時間定為2009年12月1日-2010年11月30日 ,2010年11月30日之前完成制造的壓力容器以及在用壓力容器,其類別不再重新劃分,仍按原設(shè)計規(guī)定的類別進(jìn)行監(jiān)督管理;,條例管轄外的壓力容器(低級壓力容器、電力能源容器) 設(shè)計、制造、監(jiān)檢、注冊登記、定期檢驗都不必按壓力容器的規(guī)定進(jìn)行管理,但要保證安全使用,企業(yè)自行管理。 重要的容器(大氣式除氧器、低加、疏水?dāng)U容器等)參照壓力容器進(jìn)行管理,《條例》定義的壓力容器、《容規(guī)》定義的壓力容器、“簡單壓力容器”三者之間的關(guān)系,,條例,容規(guī),簡單 壓力容器,,按1、3、4章,,按總則、設(shè)計制造許可,,,按總則、 制造許可,氣瓶的管理,質(zhì)技監(jiān)局鍋發(fā)[2000]250號 《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局令 2003第46號《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)定》 TSG R5001-2005 《氣瓶使用登記管理規(guī)則》,一、氣瓶的監(jiān)督管理 采購和使用有制造許可證的企業(yè)的合格氣瓶產(chǎn)品,不得使用超期未檢的氣瓶;必須到已辦理充裝注冊的單位或經(jīng)銷注冊的單位購氣,嚴(yán)禁私自對氣瓶進(jìn)行罐裝作業(yè)。 自有氣瓶管理,自有氣瓶應(yīng)按照質(zhì)技監(jiān)局鍋發(fā)[2000]250號《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定,辦理注冊登記或者委托管理,按規(guī)定進(jìn)行定期檢驗。,二、使用過程中的監(jiān)督管理 氣瓶使用前應(yīng)進(jìn)行安全狀況檢查,檢查氣瓶的標(biāo)記(制造合格標(biāo)記,定期檢驗標(biāo)記),對盛裝氣體進(jìn)行確認(rèn),不符合安全技術(shù)要求的氣瓶嚴(yán)禁入庫和使用;使用時必須嚴(yán)格按照使用說明書的要求使用氣瓶。 使用中的氣瓶嚴(yán)禁改變涂色,嚴(yán)防錯裝,錯用;嚴(yán)禁氧氣瓶與氫氣瓶、乙炔瓶等內(nèi)盛可燃介質(zhì)的氣瓶混放在同一房間內(nèi),使用過程中應(yīng)保證安全距離;氣瓶立放時應(yīng)采取防止傾倒的措施;放置液氮、液氨鋼瓶和溶解乙炔氣瓶等場所的溫度要符合要求;氣瓶存放處應(yīng)嚴(yán)防火災(zāi);乙炔氣瓶在使用時必須配置防止回火裝置。,三、運輸及儲存 氣瓶運輸、存放、搬動時,必須帶上保護(hù)鋼帽、防震膠圈,輕拿輕放。 使用氣瓶時嚴(yán)禁直接搬動氣瓶減壓閥,氣瓶應(yīng)遠(yuǎn)離高溫處,不得在陽光下曝曬;氧氣瓶減壓閥密封墊必須所有特制專用的鋼紙墊或無油、潔凈的牛皮墊,嚴(yán)禁使用橡膠墊;氧氣帶必須專用,不允許與其它可燃性氣體膠帶互換使用,嚴(yán)禁在有壓力的氣瓶上進(jìn)行任何修理與緊固工作。 使用溶解乙炔氣瓶時對環(huán)境的安全要求,應(yīng)符合有關(guān)的規(guī)定。,壓力容器的基本構(gòu)成 殼體(筒體、封頭) 連接件 密封元件 接管和人孔(手孔) 支座,1-接管;2-端蓋;3-法蘭;4-筒體; 5-加強(qiáng)圈;6-人孔;7-封頭;8-支座,第二節(jié) 壓力容器工藝參數(shù) 工藝參數(shù)是由生產(chǎn)工藝要求確定的,是進(jìn)行壓力容器強(qiáng)度計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計和安全操作的主要依據(jù)。 一、壓力 二、溫度 三、直徑,容積,介質(zhì) 四、厚度 (見培訓(xùn)教材上冊77頁),一、壓力 介質(zhì)的壓力,是壓力容器在工作時所承受的主要外力。 物理學(xué)中,壓力是指垂直作用于物體表面上的力,把垂直作用于物體單位面積上的力,稱為壓強(qiáng)。工程上,習(xí)慣于把物理學(xué)中的壓強(qiáng)稱為壓力。 壓力容器中的壓力是用壓力表來測量的,壓力表上標(biāo)識的壓力叫做表壓力,它表示容器內(nèi)部介質(zhì)壓力超過周圍大氣壓力的差值。容器內(nèi)的絕對壓力應(yīng)為表壓力加上周圍的大氣壓力。 壓力的分類和意義見(見培訓(xùn)教材上冊78頁)表3-2-17。,二、溫度 溫度分為: 工作溫度 金屬溫度 設(shè)計溫度 試驗溫度 金屬溫度的分類和選取原則 見(見培訓(xùn)教材上冊79頁)表3-2-20。,三、直徑;容積;介質(zhì) 壓力容器公稱直徑、 容積、 介質(zhì)的含義 見(見培訓(xùn)教材上冊80頁)表3-2-21。,四、厚度 計算厚度 設(shè)計厚度 名義厚度 有效厚度 最小厚度 GB150中規(guī)定的壓力容器厚度和意義及相互關(guān)系見(見培訓(xùn)教材上冊80頁)表3-2-22。 ※壁厚測量的結(jié)論:合格-不合格? 能否安全運行?,第三節(jié) 壓力容器的分類 壓力容器一般有11種分類方法,(見培訓(xùn)教材上冊81頁) 見表3-2-23。,關(guān)于壓力容器實測壁厚的評定問題 新容器: 實測厚度不得小于其名義厚度減鋼板負(fù)偏差。局部修磨的深度應(yīng)不大于該部位鋼材厚度的5%且不大于2mm。 封頭實測的最小厚度不小于圖樣標(biāo)注的最小厚度 在役容器: 資料完整——剩余腐蝕裕量是否大于至下次 檢驗期的腐蝕量。 資料不完整——強(qiáng)度校核 裂紋、損傷等打磨后的凹坑——按容檢規(guī)第40條評定,實際檢驗中關(guān)于厚度的問題處理實例 內(nèi)蒙上都電廠擴(kuò)容器實際壁厚不足名義壁厚的一半 ?——退貨 赤峰熱電廠除氧器筒體和封頭實測壁厚小于名義厚度 ?——廠家出具強(qiáng)度計算書和質(zhì)量保證函。 莊河電廠低加封頭實測壁厚小于名義厚度 ?——廠家出具強(qiáng)度計算書和質(zhì)量保證函。 ——修改圖紙 ——標(biāo)注封頭最小壁厚 定檢中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)壁厚減薄 ? ——修理或更換,壓力容器的分類 劃類依據(jù): 危害程度、壓力等級、介質(zhì)的易燃程度和毒性程度、作用原理、壓力和容積,劃分容器類別時,首先要考慮容器的設(shè)計壓力,例如低壓的劃為Ⅰ類,中壓的劃為Ⅱ類、高壓的劃為Ⅲ類(超高壓容器不屬《容規(guī)》管理)。 但是,如果將容器的設(shè)計壓力作為劃類的唯一依據(jù)是不妥的,因為同屬低壓容器,但盛裝介質(zhì)可以不同,容器的容積不同,容器在工作時蓄積的能量和危害程度也可以不同,所以這些不同之處,都會影響容器的劃類。 所以同是低壓容器,還有Ⅰ類低壓, Ⅱ類低壓和Ⅲ類低壓的區(qū)別。 見教材83頁表A-1和表A-2。,介質(zhì)分組 第一組介質(zhì),毒性程度為極度危害、高度危害的化學(xué)介質(zhì),易爆介質(zhì),液化氣體。 第二組介質(zhì),除第一組以外的介質(zhì)。,不同類別的壓力容器劃類舉例 搞清楚 --哪些容器不按壓力容器管理 --哪些壓力容器是容規(guī)管轄的 --哪些容器按容規(guī)1、3、4章管理和只須符合設(shè)計制造許可 --哪些容器按簡單壓力容器管理 --哪些容器參照壓力容器管理,壓力容器劃類舉例1,容器A:雖然為高壓,但不符合“氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體”,既不符合“容規(guī)”,也不符合“條例”,不劃類,不按“壓力容器”進(jìn)行管理。 容器B:最高工作壓力小于0.1MPa,雖然設(shè)計壓力大于0.1MPa,仍然既不符合“容規(guī)”,也不符合“條例”,不劃類,不按“壓力容器”進(jìn)行管理。 容器C:容積小于25L, 但符合 壓力與容器乘積大于2.5MPa·L ,不符合“簡單壓力容器”定義。劃Ⅰ類,只須符合設(shè)計制造許可。 容器D:最大內(nèi)徑小于150mm,但符合 壓力與容器乘積大于2.5MPa·L ,按“小型壓力容器”管理,同時又符合“簡單壓力容器”定義。劃Ⅰ類,只須符合設(shè)計制造許可。 如按簡單壓力容器設(shè)計制造,不劃類,如按容規(guī)設(shè)計制造,則劃類。如量小,按容規(guī)比較經(jīng)濟(jì)。,壓力容器劃類舉例2,容器A:不符合“氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體”,既不符合“容規(guī)”,也不符合“條例”,不劃類,不按“壓力容器”進(jìn)行管理?!瘜W(xué)水處理設(shè)備 容器B:Ⅱ類容器——啟動擴(kuò)容器 容器C: Ⅰ類容器——較大儲氣罐 容器D: Ⅰ類容器,符合“簡單壓力容器” 定義——小型空氣罐,消防氣壓罐,壓力容器劃類舉例3,容器A:Ⅲ類,第二組介質(zhì),設(shè)計壓力與容積的乘積大于 5×104MPa·L。 容器B:Ⅱ類,第二組介質(zhì),設(shè)計壓力與容積的乘積大于 5×104MPa·L。 容器C: Ⅱ類,不符合“簡單壓力容器” 定 義。 容器D: Ⅰ類,除氧器,按照殼程參數(shù),劃為Ⅱ類 按照管程參數(shù),劃為Ⅲ類 綜合劃類,Ⅲ類容器,最高工作溫度低于標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體的容器,既不符合“容規(guī)”,也不符合“條例”,不按“壓力容器”管理。 能源容器——不屬于《條例》和《容規(guī)》的監(jiān)督范圍 指工作壓力低于0.1MPa,但事故發(fā)生率較高的發(fā)電用容器——大氣式除氧器、定期排污擴(kuò)容器、低壓加熱器、熱交換器等?!獏⒄针娬緣毫θ萜鬟M(jìn)行管理,可以參考遼寧省電力公司Q/100-004-2002《電站在用壓力容器監(jiān)督檢驗規(guī)則》,能源安保1990[609]號《關(guān)于抓緊完成壓力容器使用登記工作的通知》 附件1第2條 電力生產(chǎn)中有些壓力容器如大氣式除氧器、部分疏水?dāng)U容器、熱交換器、定期排污擴(kuò)容器等不屬于勞動部《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定的范圍,但歷年的事故教訓(xùn)說明,這些容器的安全不容忽視,因此安全監(jiān)察、定期檢驗、使用登記應(yīng)包括這些容器。,低級壓力容器 勞動人事部關(guān)于頒發(fā)試行《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》實施細(xì)則的通知(1982.8.7) 說明:低級壓力容器是指: (1)容積小于25升的壓力容器; (2)容積大于或等于25升,但壓力與容積乘積小于200升×公斤力/平方厘米的壓力容器; (3)介質(zhì)的最高溫度低于其標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體壓力容器。 現(xiàn)已作廢,電站壓力容器 電站熱力系統(tǒng)壓力容器 輔助系統(tǒng)壓力容器 其他壓力容器 條例管轄外的壓力容器(低級壓力容器、能源容器、常壓容器) 常壓容器:設(shè)計壓力低于0.1MPa,真空度低于0.02MPa(pv=pb-p) pv-真空度 pb- 大氣壓力 p-絕對壓力,電站壓力容器: 條例和容規(guī)都管轄的壓力容器 高加、氫罐,除氧器、低加、擴(kuò)容器、空氣罐 容規(guī)第1、3、4章適用的壓力容器 給水和消防裝置中的氣壓罐,電容壓力容器 只須符合設(shè)計制造許可 容積大于1L并且小于25L,或者內(nèi)直徑(對非圓形截面,指截面內(nèi)邊界的最大幾何尺寸,例如矩形為對角線, 橢圓為長軸)小于150mm的壓力容器 容積小于或者等于1L的壓力容器 簡單壓力容器: 小型空氣罐 條例管轄外的容器(低級壓力容器、能源容器、 常壓容器)水處理設(shè)備 大氣式除氧器,低加等。,第四節(jié) 壓力容器安全裝置 常用的有: 一、安全閥 二、壓力表 三、液面計 四、溫度計 培訓(xùn)教材上冊84頁,一、安全閥,第十七條 安全閥一般每年至少校驗一次。對于彈簧直接截荷式安全閥,當(dāng)滿足本條所規(guī)定的條件時,經(jīng)過使用單位技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)可以適當(dāng)延長校驗周期。 (一)滿足以下全部條件的彈簧直接載荷式安全閥,其校驗周期最長可以延長至3年: 1、安全閥制造企業(yè)已取得國家質(zhì)檢部門頒發(fā)的制造許可證; 2、安全閥制造企業(yè)能提供證明,證明其所用彈簧按GB/T 12243—1989《彈簧直接載荷式安全閥》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了強(qiáng)壓處理或者加溫強(qiáng)壓處理,并且同一熱處理爐同規(guī)格的彈簧取10%(但不得少于2個)測定規(guī)定負(fù)荷下的變形量或者剛度,其變形量或者剛度的偏差不大于15%; 3、安全閥內(nèi)件的材料耐介質(zhì)腐蝕; 4、安全閥在使用過程中未發(fā)生過開啟; 5、壓力容器及安全閥閥體在使用時無明顯銹蝕; 6、壓力容器內(nèi)盛裝非粘性及毒性程度中度及中度以下的介質(zhì)。,(二)使用單位建立、實施了健全的設(shè)備使用、管理與維修保養(yǎng)制度,并且能滿足以下各項條件也可以延長3年; (1)在連續(xù)2次的運行檢查中,所用的安全閥未發(fā)現(xiàn)第十六條(五)2中所列的任何問題; (2)使用單位建立了符合附件三要求的安全閥校驗站,自行進(jìn)行安全閥校驗; (3)使用單位建有可靠的壓力控制與調(diào)節(jié)裝置或者超壓報警裝置。 (三)滿足本條(1)款中1、3、4、5和(二)款要求的彈簧直接載荷式安全閥,如果同時滿足以下各項條件,其校驗周期最長可以延長至5年: 1、安全閥制造企業(yè)能提供證明,證明其所用彈簧按GB/T 12243—1989《彈簧直接載荷式安全閥》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了強(qiáng)壓處理或者加溫強(qiáng)壓處理,并且同一熱處理爐同規(guī)格的彈簧取20%(但不得少于4個)測定規(guī)定負(fù)荷下的變形量和剛度,其變形量或者剛度的偏差不大于10%; 2、壓力容器內(nèi)盛裝毒性程度低度以及低度以下的氣體介質(zhì),工作溫度不大于200℃。 (四)凡是校驗周期延長的安全閥,使用單位應(yīng)當(dāng)將延期校驗情況書面告知發(fā)證機(jī)構(gòu)。,二、壓力表 1、低壓容器使用的壓力表精度不應(yīng)低于2.5級;中壓及高壓容器使用的壓力表精度不應(yīng)低于1.5級。 2、壓力表盤刻度極限值應(yīng)為最高工作壓力的1.5~3.0倍,表盤直徑不應(yīng)小于100mm。 3、壓力表的校驗和維護(hù)應(yīng)符合國家計量部門的有關(guān)規(guī)定。壓力表安裝前應(yīng)進(jìn)行校驗,在刻度盤上應(yīng)劃出指示最高工作壓力的紅線,注明下次校驗日期。壓力表校驗后應(yīng)加鉛封。,三、液面計 1、在安裝使用前,低、中壓容器用液面計,應(yīng)進(jìn)行1.5倍液面計公稱壓力的液壓試驗;高壓容器的液面計,應(yīng)進(jìn)行1.25倍液面計公稱壓力的液壓試驗。 2、液面計上最高和最低安全液位,應(yīng)作出明顯的標(biāo)志。,四、溫度計 需要控制壁溫的壓力容器,必須裝設(shè)測試壁溫的測溫儀表(或溫度計),嚴(yán)防超溫。測溫儀表應(yīng)定期校驗。,第三章 壓力容器設(shè)計 第一節(jié) 壓力容器設(shè)計基礎(chǔ)知識 第二節(jié) 壓力容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 第三節(jié) 壓力容器用鋼材的選用原則 第四節(jié) 電站壓力容器設(shè)計 第五節(jié) 壓力容器設(shè)計管理 第六節(jié) 壓力容器使用單位設(shè)計監(jiān)督內(nèi)容 培訓(xùn)教材上冊96頁,第一節(jié) 壓力容器設(shè)計基礎(chǔ)知 一、壓力容器設(shè)計的基本要求 二、設(shè)計準(zhǔn)則 三、強(qiáng)度理論 四、設(shè)計方法 五、載荷 培訓(xùn)教材上冊96頁,一、壓力容器設(shè)計的基本要求 壓力容器設(shè)計必須保證所設(shè)計的壓力容器安全穩(wěn)定運行。設(shè)計產(chǎn)品應(yīng)符合相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求,應(yīng)做到強(qiáng)度上得到滿足,應(yīng)力分布合理,制造工藝正確,檢驗嚴(yán)格。 盡量使所設(shè)計的產(chǎn)品達(dá)到安全可靠,技術(shù)先進(jìn),經(jīng)濟(jì)合理。 壓力容器設(shè)計是壓力容器質(zhì)量保證的第一個環(huán)節(jié),在這個環(huán)節(jié)中要全面地考慮到制造、檢驗、監(jiān)控等相關(guān)環(huán)節(jié)的相關(guān)問題和技術(shù)措施。 首先應(yīng)分析所設(shè)計容器在工藝系統(tǒng)中的作用,以及用戶提出的設(shè)計要求,以便全面確定壓力容器所承受的各種載荷工作條件,包括載荷性質(zhì)、壓力和溫度狀況、介質(zhì)特性、規(guī)格尺寸等基本特征,明確容器的正常工況和非正常工況,從而合理地確定容器設(shè)計的工藝參數(shù)。,在上述基礎(chǔ)上,要決定應(yīng)用何種設(shè)計規(guī)范進(jìn)行設(shè)計,并根據(jù)規(guī)范的要求選擇材料和確定結(jié)構(gòu)。所選材料既要滿足容器的抗失效能力,又要適應(yīng)制造工藝。合理的結(jié)構(gòu)和正確選用安全附件是容器安全的重要保證。 最后,設(shè)計者需正確無誤地完成包括強(qiáng)度計算書、施工圖、技術(shù)說明書在內(nèi)的壓力容器設(shè)計文件。這些文件把壓力容器的材料、制造、檢驗、監(jiān)控等質(zhì)量保證的各個環(huán)節(jié)聯(lián)結(jié)成為統(tǒng)一整體。 ?壓力容器設(shè)計的基本要求 見教材上冊97頁表3-3-1。,二、設(shè)計準(zhǔn)則 彈性失效 塑性失效 爆破失效 三種設(shè)計準(zhǔn)則都以各自失效形式而認(rèn)定失效極限,且賦予相應(yīng)的安全裕度,作為壓力容器的許用工作壓力值。 我國目前采用彈性失效設(shè)計準(zhǔn)則。 詳見教材上冊97頁表3-3-2。,三、強(qiáng)度理論 第一強(qiáng)度理論(最大主應(yīng)力理論) 第二強(qiáng)度理論(最大主應(yīng)變理論) 第三強(qiáng)度理論(最大剪應(yīng)力理論) 第四強(qiáng)度理論(最大應(yīng)變能理論) 各強(qiáng)度理論從不同角度近似地反映出材料破壞條件,但設(shè)計基點都把容器承載后殼體的變形限制在彈性范圍內(nèi)。見教材上冊98頁表3-3-3。,四、設(shè)計方法 規(guī)則設(shè)計方法 分析設(shè)計方法 試驗方法 可對比的經(jīng)驗設(shè)計方法 ? 見教材上冊98頁表3-3-4。,五、載荷 靜載荷 動載荷 其他載荷 壓力容器的載荷及設(shè)計載荷 見教材上冊99頁表3-3-5。,第二節(jié) 壓力容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 壓力容器的結(jié)構(gòu)反映了容器的綜合特性,是壓力容器設(shè)計的一項重要內(nèi)容。 良好的結(jié)構(gòu)不但能滿足生產(chǎn)工藝過程的要求,方便制造和檢驗,有利于保證容器的質(zhì)量,避免或減少缺陷產(chǎn)生的可能性,而且能減少局部附加應(yīng)力和應(yīng)力集中程度,使受壓元件具有良好的應(yīng)力分布,在同等強(qiáng)度條件下有著更大的安全裕度。 結(jié)構(gòu)設(shè)計對于目前大多數(shù)尚按常規(guī)設(shè)計的壓力容器而言尤為重要,實際生產(chǎn)中確有相當(dāng)一部分壓力容器的破壞是由于結(jié)構(gòu)不合理而造成的。 容器結(jié)構(gòu)設(shè)計一般要求見教材上冊100頁表3-3-6。,第三節(jié) 壓力容器用鋼材的選用原則 容器的使用及操作條件 (如設(shè)計壓力、設(shè)計溫度、介質(zhì)特性及操作特點等) 材料的焊接及冷熱加工性能 設(shè)備結(jié)構(gòu)及制造工藝 材料的來源及經(jīng)濟(jì)性等 見教材上冊103頁表3-3-8。,壓力容器的設(shè)計過程 設(shè)計準(zhǔn)備——充分了解用戶要求,工作條件 確定工藝參數(shù)——壓力、溫度、介質(zhì)、直徑和容積 選擇設(shè)計規(guī)范——GB150/GB151/除氧器技術(shù)規(guī)定、 JB4731/JB4732 選材和結(jié)構(gòu)設(shè)計——確定各部材料和結(jié)構(gòu)型式 強(qiáng)度計算——確定筒體和封頭壁厚 開孔補(bǔ)強(qiáng)計算——開孔補(bǔ)強(qiáng)方法、結(jié)構(gòu)和幾何尺寸 應(yīng)力校核——臥式容器和換熱器各典型部位局部應(yīng)力控制在 允許范圍內(nèi) 標(biāo)準(zhǔn)件選用——法蘭、人孔、支座、安全附件等 繪制總圖——容器特性參數(shù)、接管表和技術(shù)要求等 繪制零部件圖——滿足制造要求的全部圖紙 整理設(shè)計文件——圖紙、計算書、說明書和質(zhì)量控制記錄等,第四節(jié) 電站壓力容器設(shè)計 一、設(shè)計時應(yīng)采用的標(biāo)準(zhǔn) 二、結(jié)構(gòu)參數(shù)及設(shè)計要求 三、強(qiáng)度計算 四、安全閥計算,一、設(shè)計時應(yīng)采用的標(biāo)準(zhǔn) GB150-2011《鋼制壓力容器》 GB151-2012《熱交換器》 能源安保[1991]709號《電站壓力式除氧器安全技術(shù)規(guī)定》 JB2932-1999《水處理設(shè)備制造技術(shù)條件》 JB/T3343-1993 《高壓加熱器制造技術(shù)條件》 JB/T8184-1999《汽輪機(jī)低壓給水加熱器技術(shù)條件》 JB/T8190-1999 《高壓加熱器技術(shù)條件》等。,二、結(jié)構(gòu)參數(shù)及設(shè)計要求 1、除氧器 2、加熱器 3、擴(kuò)容器 4、氫儲罐,1.除氧器* (1)除氧器的作用 除氧器是熱力發(fā)電廠中主要的壓力容器,是回?zé)嵯到y(tǒng)中的一個混合式加熱器。 其作用是利用汽輪機(jī)抽汽做為加熱蒸汽,把凝結(jié)水泵來的凝結(jié)水和化學(xué)補(bǔ)水加熱到與除氧器運行壓力相對應(yīng)的飽和蒸汽溫度,以除去溶于水中的氧和二氧化碳等非冷凝氣體,使水中的含氧量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,以防止熱力設(shè)備的腐蝕和不冷凝氣體對傳熱的不良影響。 壓力式除氧器還用于把高壓加熱器的疏水、全廠合格的疏水、鍋爐排污等匯集在一起,以減少汽水損失。,(2)除氧器的工作原理 熱力除氧的方法建立在亨利定律和道爾頓定律的基礎(chǔ)上。 就是將給水加熱至除氧器工作壓力下的相應(yīng)飽和溫度,從而使水面上水蒸汽分壓Ps幾乎等于水面上氣體混合物的全壓P,使水面上其它氣體分壓ΣPj趨于零,在負(fù)的不平衡壓差作用下,把該氣體自水中完全除去。 要獲得滿意的除氧效果,必須做到以下幾點: 1) 迅速將水加熱至飽和溫度。要求對加熱蒸汽的投入和補(bǔ)補(bǔ)水量的變化要嚴(yán)格控制。 2) 要具有足夠的傳質(zhì)面積和傳質(zhì)不平衡壓差,并及時排出水中分離出來的不冷凝氣體。應(yīng)恰當(dāng)?shù)卣{(diào)整排氧門的開度。 3) 強(qiáng)化一級除氧,采用改變水的物理狀態(tài)、擴(kuò)大水的加熱面積和表面不斷更新等方法,盡可能在一級除氧中把氧氣除盡。,亨利定律和道爾頓定律 享利定律反映了氣體的溶解和離析規(guī)律。當(dāng)處于動態(tài)平衡時,單位體積中溶解的氣體量b與水面上該氣體分壓Pb成正比,即: Pb b=k—— mg/L Po 式中 K—該氣體的溶解系數(shù)mg/L Po—物理大氣壓MPa 道爾頓定律指出混合氣體全壓力等于各組成(汽)體分壓力之和。對于給水而言,水面上氣體混合物全壓力P應(yīng)等于水中溶解各氣體分壓力ΣPj和水蒸氣分壓力Ps之和: P=ΣPj+Ps MPa,(3)除氧器的分類* 熱力過程 工作壓力 結(jié)構(gòu) 布置形式 運行方式 見教材上冊104頁表3-3-9。,(4)除氧器的特點 ?各類除氧器的特點 見教材上冊105頁表3-3-10。 (5)設(shè)計參數(shù)的確定 按《電站壓力式除氧器安全技術(shù)規(guī)定》的規(guī)定 ?除氧器的設(shè)計參數(shù)選取 見教材上冊105頁表3-3-11。,(6)材料選用 壓力式除氧器殼體材料宜采用20g或20R(Q245R ),不應(yīng)采用16Mn和沸騰鋼。 16MnR(Q345R )目前大容量除氧器用的較多 對于匹配直流鍋爐的除氧器,除氧器殼體的材料宜采用不銹鋼與20g或20R的復(fù)合鋼板。 除氧器殼體的含碳量不宜大于0.25%。 碳鋼材料的焊條應(yīng)選用低氫型堿性焊條; 不銹鋼材料應(yīng)選用酸性焊條。,(7) 載荷 除氧器的強(qiáng)度計算按操作條件下和非操作條件下各種載荷最危險的組合 見教材上冊106頁表3-3-12。 (8) 其它要求 考慮到除氧器負(fù)荷變化、水溫變化、以及低負(fù)荷(30%負(fù)荷)時,能保證出水含氧量不超過正常運行時的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 除氧水箱應(yīng)力分布應(yīng)合理,避免發(fā)生水箱裂紋問題。 設(shè)備噪聲水平距設(shè)備1m處,小于85db(A)。除氧器排氣率小于1‰。 除氧器內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計采取增強(qiáng)除氧效果、防止給水泵汽蝕,使應(yīng)力分布均勻、方便維修等技術(shù)措施,并采用防沖蝕、松動、旋渦、振動和噪音的結(jié)構(gòu),以保證設(shè)備在鍋爐啟動、停機(jī)、變工況條件下以及給水加熱器停用時均能安全平穩(wěn)地運行。,除氧器容易出現(xiàn)的問題 溶解氧不合格 采用先進(jìn)的除氧方式,除氧核心元件的設(shè)計和加工質(zhì)量 除氧水箱裂紋 除氧器裂紋發(fā)生的部位 支座附近加強(qiáng)圈與筒體的間斷焊縫處(與角縫平行) 水箱汽水界面附近的焊縫(橫向裂紋與焊縫垂直), 120°以下區(qū)域 支座附近內(nèi)壁面上原因 應(yīng)力腐蝕 、腐蝕疲勞、 氫致延遲裂紋 材料性能不好 ,焊接工藝不好,設(shè)計結(jié)構(gòu)不合理,焊縫本身存在缺陷。對焊接應(yīng)力敏感,抗裂性差(16Mn、16MnR),雜質(zhì)含量高,加速氫致裂紋產(chǎn)生(A3F)。殘余應(yīng)力大,局部應(yīng)力超標(biāo)。 合理選材,采用適當(dāng)?shù)谋诤?,使各處的局部?yīng)力控制在合格范圍內(nèi)。焊條應(yīng)采用堿性低氫型焊條。 振動——淋水盤和噴霧填料除氧器由于汽水沖擊產(chǎn)生 采用新型結(jié)構(gòu),避免除氧器振動,(9)安全附件和保護(hù)裝置 按《電站壓力式除氧器設(shè)計技術(shù)規(guī)定》的規(guī)定。 除氧器的安全附件和保護(hù)裝置設(shè)置原則,見教材上冊106頁表3-3-13。,2.給水加熱器 (1)給水加熱器的作用 給水加熱器是熱力發(fā)電廠回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)的主要設(shè)備。利用汽輪機(jī)抽汽對給水進(jìn)行回?zé)峒訜幔軌驕p少冷源熱損失。 使汽輪機(jī)中做過部分功的蒸汽,從一些中間級抽出來導(dǎo)入給水加熱器,加熱給水和主凝結(jié)水,不再進(jìn)入凝汽器,這部分的熱焓被充分利用,而不被冷卻水帶走。 回?zé)峒訜崾且粋€最普遍、對提高機(jī)組和熱經(jīng)濟(jì)性最有效的手段,被當(dāng)前所有火電廠的汽輪機(jī)組所采用。,(2) 給水加熱器的結(jié)構(gòu)和分類* 傳熱方式不同——表面式和混合式 在系統(tǒng)中的位置和壓力——高壓加熱器和低壓加熱器 在凝結(jié)水泵出口壓力下工作,置于凝結(jié)水泵與除氧器之間的加熱器稱為低壓加熱器。在承受給水泵出口壓力下工作,置于給水泵與鍋爐之間的加熱器稱為高壓加熱器。 為了提高加熱器的傳熱性能,更有效的利用抽汽和疏水的余熱,常把傳熱面分成過熱蒸汽冷卻段、凝結(jié)段和疏水冷卻段。過熱蒸汽冷卻段和疏水冷卻段可以和凝結(jié)段一起設(shè)計在一個殼體內(nèi),也可以做成單獨的熱交換器。 給水加熱器按傳熱面配置方式,又可以分成一段式、兩段式或三段式加熱器。 布置形式——立式和臥式。 按傳熱方式、布置形式、結(jié)構(gòu)形式的分類 見教材上冊107頁表3-3-14。,(3)給水加熱器參數(shù)范圍 加熱器的參數(shù)范圍見108頁表3-3-15。 (4)給水加熱器的設(shè)計要求 加熱器的設(shè)計壓力、設(shè)計溫度應(yīng)與回?zé)嵯到y(tǒng)的設(shè)計參數(shù)相適應(yīng)。 應(yīng)有合適的換熱面積和良好的密封性能。 應(yīng)配備足夠的壓力、溫度、水位就地顯示儀表和控制室監(jiān)測儀表。 高壓加熱器應(yīng)配備安全閥和水位、壓力自動保護(hù)裝置。高壓加熱器的汽側(cè)應(yīng)設(shè)置安全閥,為防止水側(cè)高壓水泄漏,引起超壓。水側(cè)也應(yīng)設(shè)置安全閥,防止進(jìn)水和出水閥門全部關(guān)閉時,不會因為汽側(cè)溫度升高而引起水側(cè)超壓。,3.?dāng)U容器 (1)擴(kuò)容器的作用 機(jī)組在不同的工況下運行,鍋爐聯(lián)箱、汽輪機(jī)本體和管道或受加熱或被冷卻,如機(jī)組啟動、停機(jī)等工況、正常運行時的噴水減溫以及蒸汽在某些管段的死區(qū)等,這些情況都會使設(shè)備或管道系統(tǒng)中存有積水。 為保證機(jī)組安全運行,必須及時把這些凝結(jié)水疏放出去。 疏水進(jìn)入疏水?dāng)U容器進(jìn)行汽水分離,鍋爐定期排污和連續(xù)排污水也要進(jìn)入排污擴(kuò)容器進(jìn)行汽水分離,以便使汽水得到有效的回收利用。,(2)擴(kuò)容器的設(shè)計要求 疏水?dāng)U容器應(yīng)根據(jù)疏水的溫度、壓力和可能出現(xiàn)的最大疏水量,確定其容積和設(shè)計壓力及設(shè)計溫度。 排污擴(kuò)容器的強(qiáng)度設(shè)計應(yīng)考慮到各種工況下可能出現(xiàn)的最高壓力。 擴(kuò)容器的容積一般按分離2000m3/h蒸汽量采用1m3容積進(jìn)行設(shè)計。,4. 氫罐* 氫罐用來儲存汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)冷卻用的氫氣。 氫罐封頭鼓包變形: 研究結(jié)論認(rèn)為是由于氫損傷引起: (1)儲氫罐由于氫氣內(nèi)所含水份在內(nèi)表面形成微量水滴或水膜,通過電化學(xué)反應(yīng)在內(nèi)表面及表皮下產(chǎn)生氫原子。 (2)內(nèi)部的高壓促進(jìn)了生成氫原子的電化學(xué)反應(yīng)。 (3)儲氫罐表面及表皮下的鋼材微觀缺陷及應(yīng)力集中處有利于氫原子的偏聚,從而造成氫原子向鋼材內(nèi)部擴(kuò)散。 (4)材料內(nèi)部存在的氫在殘余應(yīng)力或外加拉應(yīng)力作用下造成晶格畸變而發(fā)生氫致?lián)p傷。 儲氫罐在設(shè)計上應(yīng)采取的措施見109頁表3-3-16。,三、強(qiáng)度計算 電站壓力容器承壓部件的強(qiáng)度計算方法按有關(guān)的規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計計算。 筒體和橢圓封頭的簡單計算按GB150的規(guī)定見表3-3-17。 四、安全閥選用計算 1.安全閥的選用 安全閥的選用根據(jù)下列因素綜合考慮。 安全閥的作用——除氧器、高加汽側(cè)水側(cè)、空氣罐 工作壓力 工作溫度 介質(zhì)特性(毒性、腐蝕性、粘性、清潔程度等)容器有無震動等因素。 2.壓力容器泄放量的計算見教材110頁表3-3-19 。,第五節(jié) 壓力容器設(shè)計管理 1、壓力容器設(shè)計的監(jiān)察管理 2、壓力容器設(shè)計單位的基本條件 3、設(shè)計資格審批和設(shè)計范圍 4、壓力容器的設(shè)計程序 5、壓力容器的設(shè)計文件 6、日常管理和監(jiān)督檢查,1.壓力容器設(shè)計的監(jiān)察管理 壓力容器設(shè)計管理是確保壓力容器使用安全可靠的首要環(huán)節(jié),國務(wù)院、原勞動部和技術(shù)監(jiān)督部門相繼頒發(fā)了一系列法規(guī)和制度,加強(qiáng)壓力容器設(shè)計的監(jiān)察管理。 主要有《條例》、《容規(guī)》、國質(zhì)檢鍋[2002]235號《壓力容器壓力管道設(shè)計單位資格許可與管理規(guī)則》(簡稱“設(shè)計管理規(guī)則”)等。 壓力容器設(shè)計單位必須具備一定的條件,并通過設(shè)計單位資格認(rèn)可審批,持有《壓力容器設(shè)計許可證》,才能從事批準(zhǔn)范圍內(nèi)的壓力容器設(shè)計。設(shè)計單位應(yīng)對設(shè)計文件的正確性和完整性負(fù)責(zé)。,2.壓力容器設(shè)計單位的基本條件法人資質(zhì) 一定資質(zhì)的設(shè)計人員配置 設(shè)計裝備條件設(shè)計場所 質(zhì)量保證體系 設(shè)計人員數(shù)量 初設(shè)計階段 ?見教材112頁表3-3-22。,3.設(shè)計資格審批和設(shè)計范圍 為加強(qiáng)壓力容器設(shè)計單位的管理,提高設(shè)計質(zhì)量,確保壓力容器的安全技術(shù)性能,實行壓力容器設(shè)計單位審批制度。 國家質(zhì)檢總局和省級質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門(以下簡稱批準(zhǔn)部門)負(fù)責(zé)《設(shè)計許可證》批準(zhǔn)、頒發(fā),并按分級管理的原則進(jìn)行審批。 設(shè)計審批人員的《設(shè)計審批員資格證書》由所在設(shè)計單位設(shè)計許可證批準(zhǔn)部門批準(zhǔn)、頒發(fā),有效期為4年。 設(shè)計單位設(shè)計資格許可的具體審查工作、設(shè)計審批人員的培訓(xùn)考核工作,由批準(zhǔn)部門委托經(jīng)備案的審查機(jī)構(gòu)承擔(dān)。 有效期滿當(dāng)年,持證單位必須按本規(guī)則的有關(guān)規(guī)定辦理換證手續(xù)。逾期不辦或未被批準(zhǔn)換證,取消設(shè)計資格,批準(zhǔn)部門注銷原《設(shè)計許可證》。 取得《設(shè)計許可證》的設(shè)計單位,可按批準(zhǔn)的類別、級別、品種在全國范圍內(nèi)進(jìn)行壓力容器的設(shè)計工作。,4.壓力容器的設(shè)計程序 壓力容器設(shè)計單位必須: 建立設(shè)計質(zhì)量管理和質(zhì)量保證體系 制定各項管理制度 按相應(yīng)的設(shè)計程序進(jìn)行設(shè)計 一般包括以下步驟, 見教材113-114頁表3-3-23~表3-3-24。,5.壓力容器的設(shè)計文件設(shè)計文件的編制依據(jù): 其工藝參數(shù)、結(jié)構(gòu)、選材、設(shè)計計算和制造技術(shù)條件應(yīng)符合《容規(guī)》、DL612、GB150、GB151、《電站壓力式除氧器安全技術(shù)規(guī)定》等規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)的要求 壓力容器設(shè)計文件的編制必須遵循現(xiàn)行規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)定 必要時,可參照國外有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。 ?設(shè)計文件的種類及內(nèi)容見表3-3-27。,
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