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1、危化品安全技術加工過程安全技術開停車、維修安全技術加工裝置與設備安全技術,第八章 危險物質加工裝置與設備安全技術,一.裝置材料安全設計二.容器及設備安全技術三.管道及管系安全技術四.鍋爐與輔機安全技術,第一節 裝置材料安全設計,一、材料的選擇1、確定使用條件 弄清裝置在正常運行和特殊狀況下,與設備材料接觸的各種工藝物料對設備材質的影響作用.考慮流速、物料中的水分、微量組分等條件對材料的腐蝕性。2.材料的耐腐蝕性(1)化學親和力大小。(2)材料與環境間的能差低于某一限度,使得相互間的反應難以進行。(3)材料所具有的能量與環境能量之間的能差大于一定的限度,使材料表面形成穩定的化合物薄膜。,3.材料2、強度和加工性 化工材料的強度主要指張力強度；加工性主要指焊接性。4.材料的選擇 選材的基本原則：從能滿足耐腐蝕性、強度和加工性的材料中選擇最為經濟的材料。選材的評價標準:使用壽命相同材料的制造費用評價標準；使用壽命不同材料時評價標準。,二、安全設計條件的確定 1、最高使用條件 在設計時要以可能的最苛刻的工況為設計條件。用水或空氣作冷卻劑的冷卻器,要根據設計原則給定的最高溫度進行 設計。對加熱器,除工藝所需的熱量外,還要加設備熱損失。冷凍機也是如此。由于反應裝置的使用條件較分離裝置的變動幅度大,所以要把控制低于 該條件或反應能達到的使用條件作為最高條件。2、設計條件的確定 一般要以最高工作壓力和3、最高工作溫度為準并留出一定的裕量。設計壓力:為工作壓力的1.1倍或以工作壓力為準再加一定余度。設計溫度:為工作溫度再加上1020。,第二節 容器及設備安全技術,1.塔、槽類設備安全設計：確定塔徑時要考慮預期的操作范圍。2.換熱器類安全設計：確定換熱器主要是確定管徑和管長。3.反應器類安全設計：考慮催化劑活性等變化,還要考慮控制副反應的安全措施。避免發生壓力異常升高及爆炸等事故,安裝爆破板及其他保安設施。另外,為使反應器內工藝流體的流動狀態以及加熱或冷卻用的熱介質的流動狀態保持一定的均勻穩定性,要特別注意反應器主要尺寸的確定。4.泵、壓縮機類安全設計：選用泵和壓縮機,主要確定輸出壓力、揚程等。從4、經濟性角度出發,應盡量選用標準產品,其特有的性能曲線上能進行自動控制的設備。5.加熱爐類安全設計：在確定加熱爐熱負荷時要考慮熱損失；加熱爐的形式根據工藝要求確定；爐管直徑要根據爐管并聯路數來定。,7.設計壓力的確定 在滿足安全要求的基礎上,盡可能做到既經濟又合理。確定設備的設計壓力,應將其放到系統中,結合系統前后的管道壓力降或者靜壓力來考慮,用最高壓力加上(或減去)這個管道壓力降或者靜壓力,才能得到可靠的設計壓力。,8.設計溫度的確定 指在正常工作過程中,用來確定設備設計壓力的最高壓力相對應的設備 材料達到的溫度。,6.工廠布置的基本模式：(1)工藝設備(塔、槽、換熱器)單行布置,泵、鼓風機與5、其平行布置。(2)工藝設備(塔、槽、換熱器)用管廊隔開兩行布置,泵、鼓風機布置在管廊的下面。(3)各種塔排成一行;槽和換熱器類布置在框架上面;泵、鼓風機布置在框架下面。,9.系統安全分析 1）物性分析 特殊物料如:劇毒和貴重的物料,為防止泄露,一般把這些設備的壓力定得高于一般容器的安全系數。瀝青、石蠟等常溫下會凝固的物料,它們的設備和管道必須設計可靠的伴熱管。2)安全閥 對有安全閥存在的系統,安全閥的上下游設備的設計壓力確定的原則是不同的,要具體分析后才能確定。3)泵系統 4)壓縮機系統,5)壓力容器事故的預防 為防止壓力容器發生爆炸,應采取措施(1)在設計上,采用合理的結構；選用塑性、韌性較6、好的材料;(2)制造、修理、安裝、改造時,加強焊接管理,提高焊接質量，并按規范進行熱處理和探傷；避免使用缺陷材料；(3)在鍋爐使用過程中,加強鍋爐運行管理,保證鍋爐安全附件和保護裝置靈活,齊全；加強水質管理，提高司爐工技術素質，防止缺水、誤判、誤操作。(4)在壓力容器使用中,加強使用管理,避免操作失誤,避免超溫、超壓、超負荷運行，避免失檢、失修及安全裝置失靈。(5)加強檢驗工作,及時發現缺陷并采取有效措施。,6)液化氣容器 7)冷凍系統 冷凍系統在正常工作時分為高壓側和低壓側,在停車后高壓側壓力將降低而低壓側壓力將升高,最后兩側壓力相等,這時的壓力即是“停車壓力”。“停車壓力”按高壓側至低壓側7、等焓節流來計算等。高壓側的最大工作壓力通常是工藝規定的壓力,一般高于停車壓力。低壓側的最大工作壓力為停車壓力加上一定的裕量;或者就取最高預期環境溫度下冷凍劑的平衡壓力。,一、配管系統基礎安全設計 管道不僅連接各設備，而且還是輸送物料、能量的通道，它保證了工藝過程中的物理、化學變化得以進行，管道及管線的安全設計是化工生產整個裝置安全的核心問題之一。二、管道設計壓力的確定原則 1、適用范圍：2、管道設計壓力的確定原則 a、管道設計壓力不得低于最大工作壓力。b、裝有安全泄壓裝置的管道,其設計壓力不得低于安全泄壓裝置的開啟壓力(或爆破壓力)。c、所有與設備相連接的管道,其設計壓力不應低于所連接設備的設8、計壓力。d、輸送制冷劑、液化氣等沸點低的介質的管道,按閥被關閉或介質不流動時可能達到的最大飽和蒸氣壓力作為設計壓力。,第三節 管道及管系安全技術,3.管道設計壓力的取值 a、設安全閥的壓力管道,管道設計壓力=安全閥開啟壓力。b、不設安全閥的壓力管道,管道設計壓力=設備設計壓力。c、離心泵出口管道,管道設計壓力=泵的關閉壓力。d、往復泵出口管道,管道設計壓力=泵出口安全閥開啟壓力。e、壓縮機排出管道,管道設計壓力=安全閥開啟壓力+壓縮機出口至安全閥管道內最大正常流量下的壓力降。f、真空管道,管道設計壓力=全真空。,三、管道設計溫度的確定 工藝系統專業根據化工工藝專業提出的正常工作過程中的工作溫度9、,按最苛刻條件下的壓力溫度組合來選取管道設計溫度。四、管道水力學的設計 管道水力學設計的目的,是求得在已有條件下比較合理的管道直徑。五、管徑的確定 最初階段,通常是由實際操作中所得到的各種流體的管內流速作為基準來初步確定管子的直徑。對于特殊的流體或特殊部分的配管系統,可以先按事先確定的容許流速來設定管徑。六、廠內配管安全 1.配管的基本規劃要符合用途目的和流體的使用條件；2.配管通道和其他設備布置時綜合分析，具體考慮；,第四節 鍋爐與輔機安全技術,一、鍋爐安全設計條件 國家對鍋爐的設計制造有嚴格的要求,實行定點生產制度。鍋爐制造單位,必需具備保證產品質量所必需的加工設備、技術力量、檢驗手段和管10、理水平。購置、選用的鍋爐應是定點廠家的合格產品,并有齊全的技術文件、質量證明書和產品竣工圖。鍋爐安全附件：安全閥（每年檢驗、定壓一次并鉛封完好，每月自動排放試驗一次，每周手動排放試驗一次）、水位表、壓力表。二、燃油鍋爐安全 1.燃油的火災危險特性 用作鍋爐燃料的重油火災危險性比燃煤要大,不可忽視。2.燃油系統的防火要求 燃油貯罐區必須有良好的避雷裝置,特別要健全并嚴格執行油罐區檢修作業的動火制度。此外,燃油鍋爐應重點抓住點火油罐的防火、油槍防漏、爐膛防爆和防止鍋爐尾部燃燒四個方面。,三、燃煤鍋爐安全 1、全面檢查:汽、水系統的受熱、受壓元件；燃燒系統；安全附件；鍋爐構架、樓梯、平臺，是否完好；11、輔機、儀表是否完好。2、上 水：全部上水時間：夏季不小于1h，冬季不小于2h。3、烘 爐：上水后、啟動前要烘干爐膛和煙道。4、煮 爐：清除蒸發受熱面中的鐵銹、油污等污物，提高鍋水或蒸汽的品質。5、點火與升壓：此間要注意：防止爐膛內爆炸;防止熱應力和熱膨脹造成破壞;監視和調整各種變化。6、暖管與并汽：鍋爐運行中,保護裝置與聯鎖不得停用。安全閥每天人為排汽試驗一次。定期進行排污試驗。7、停爐：鍋爐停爐分正常停爐和緊急停爐兩種。,八種情況緊急停爐:鍋爐水位低于水位表的下部可見邊緣;不斷加大向鍋爐給水及采取其他措施,但水位仍繼續下降;鍋爐水位超過最高可見水位(滿水),經放水仍不能見到水位;給水泵全部失12、效或給水系統故障,不能向鍋爐進水;水位表或安全閥全部失效;鍋爐元件損壞,危及運行人員安全;燃燒設備損壞,爐墻倒塌或鍋爐構架被燒紅等,嚴重威脅鍋爐安全運行;其他異常情況危及鍋爐安全運行。,緊急停爐的操作次序：a、立即停止添加燃料和送風,減弱引風。b、同時,設法熄滅爐膛內的燃料,對于一般層燃爐可以用砂土或濕灰滅火。c、滅火后即把爐門、灰門及煙道接板打開,以加強通風冷卻。d、鍋內可以較快降壓并更換鍋水,鍋水冷卻至70左右允許排水。但因缺水緊急停爐時,嚴禁給爐上水,并不得開啟空氣閥及安全閥快速降壓。,四、鍋爐爆炸危險性分析 1.水蒸氣爆炸：若鍋爐容器破裂,爐內過飽和水瞬時汽化,體積驟然膨脹許多倍,在容13、器周圍空間形成爆炸。2.超壓爆炸：鍋爐主要承壓部件筒體如封頭、管板、爐膽等承受的壓力超過其承載能力限度而造成的鍋爐爆炸。3.缺陷導致爆炸因鍋爐主要承壓部件出現裂.紋、嚴重變形、腐蝕、組織變化等情況,導致主要承壓部件喪失承載能力,突然大面積破.裂爆炸。4.嚴重缺水導致爆炸：鍋爐一旦嚴重缺水,主要受壓部件得不到正常冷卻,其強度降低，若此時給鍋爐上水，則釀成爆炸事故。,五、鍋爐重大事故分析 1.缺水事故:缺水事故原因 a、運行人員疏忽大意；b、水位表故障造成假水位；c、水位報警器或給水自動調節器失靈；d、給水設備或給水管路故障；e、運行人員排污后忘記關排污閥或者排污閥泄漏；f、水冷壁、對流管束或省煤14、器管子爆破漏水等。鍋 爐缺水的處理 發現鍋爐缺水時,應首先判斷是輕微缺水還是嚴重缺水,然后酌 情予以不同的處理。,2.滿水事故：鍋爐滿水的原因：運行人員疏忽大意或擅離職守,對水位監視不嚴,放棄了對水位表的監視;水位表故障造成假水位而運行人員未及時發現;水位報警器及給水自動調節器失靈而又未能及時發現等。鍋爐滿水的處理：發現鍋爐滿水后,應沖洗水位表,檢查水位表有無故障;一旦確認滿水,立即關閉給水閥停止向鍋爐上水,啟用省煤器再循環管路,減弱燃燒,開啟排污閥及過熱器、蒸汽管道上的疏水閥;待水位恢復正常后,關閉排污閥及各疏水閥;恢復正常運行。,3.汽水共騰(1)汽水共騰原因：a、鍋水品質太差;b、負荷增15、加和壓力降低過快。(2)汽水共騰的處理。a、發現汽水共騰時,應減弱燃燒,降低負荷,關小主汽閥;b、加強蒸汽管道和過熱器的疏水;c、全開連續排污閥,并打開定期排污閥放水,同時上水,以改善鍋水品質;d、待水質改善、水位清晰時,可逐漸恢復正常運行。,4.鍋爐爆管(1)爆管原因：a、水質不良、管子結垢并超溫爆破;b、水循環故障;c、嚴重缺水;d、制造、運輸、安裝中管內落人異物,如鋼球、術塞等;e、煙氣磨損導致管壁減薄;f、運行或停爐的管壁因腐蝕而減薄;g、管子膨脹受阻礙,由于熱應力造成裂紋;h、吹灰不當造成管壁減薄;i、管樹缺陷或焊接缺陷在運行中發展擴大。(2)爆管處理：爐管爆破時,通常必須緊急停爐修16、理。,5.省煤器損壞(1)省煤器損壞原因 a、煙速過高或煙氣含灰量過大,飛灰磨損嚴重;b、給水品質不符合要求,特別是未進行除氧,管子水側被嚴重腐蝕;c、省煤器出口煙氣溫度低于其酸露點,在省煤器出口段煙氣側產 生酸性腐蝕;d、材質缺陷或制造安裝時的缺陷導致破裂;e、水擊或爐膛、煙道爆炸劇烈振動省煤器并使之損壞等。(2)省煤器損壞處理 省煤器損壞時,如能經直接上水管給鍋爐上水,并使煙氣經旁通煙 道流出，則可不停爐修理，否則必須停爐修理。6.過熱器損壞 過熱器損壞主要指過熱器爆管；過熱器損壞通常需要停爐修理；,7.水擊事故 水在管道中流動時,因速度突然變化導致壓力突然變化,形成壓力波并在管道中傳播的17、現象。發生水擊時管道承受的壓力驟然升高,發生猛烈振動并發出巨大聲響,造成管道、法蘭、閥門等的損壞。鍋爐中易于產生水擊的部位有:給水管道、省煤器、過熱器。為了預防水擊事故,給水管道和省煤器管道的閥門啟閉不應過于頻繁,啟閉速度要緩慢;對可分式省煤器的出口水溫要嚴格控制,使之低于同壓力下的飽和溫度40;防止滿水和汽水共騰事故,暖管之前應徹底疏水;上鍋筒進水速度應緩慢,下鍋筒進汽速度也應緩慢。發生水擊時,除立即采取措施使之消除外,還應認真檢查管道、閥門、法蘭、支撐等,如無異常情況,才能使鍋爐繼續運行。,8.爐膛爆炸 爐膛爆炸的主要原因：a、在設計上缺乏可靠的點火裝置及可靠的熄火保護裝置及聯鎖、報警和跳18、閘系統，b、在運行過程中操作人員誤判斷、誤操作。為防止爐膛爆炸事故的發生,應根據鍋爐的容量和大小,裝設可靠的爐膛安全保護裝置；同時,盡量提高爐膛及剛性梁的抗爆能力。此外,應加強使用管理,提高司爐工人技術水平。9.尾部煙道二次燃燒:(主要發生在燃油鍋爐上）引起尾部煙道二次燃燒條件：a、煙道上有可燃物堆積下來；b、達到一定的溫度；c、有一定量的空氣可供燃燒。防止尾部二次燃燒:提高燃燒效率,盡可能減少不完全燃燒損失,減少鍋爐的啟停次數;加強尾部受熱面的吹灰;保證煙道各種門孔及煙風擋板的密封良好;在燃油鍋爐的尾部煙道上應裝設滅火裝置。,10.鍋爐結渣：(燃煤鍋爐)結渣的原因主要是:a、煤的灰渣熔點低,b、燃燒設備設計不合理,c、運行操作不當等。預防結渣的主要措施:在設計上控制爐膛燃燒熱負荷,爐膛中足夠的受熱面,控制爐膛出口溫度等。在運行上要避免超負荷運行;控制火焰中心位置,避免火焰偏斜和火焰沖墻;合理控制過量空氣系數和減少漏風。對沸騰爐和層燃爐,要控制送煤量,均勻送煤,及時調整燃料層和煤層厚度。發現鍋爐結渣要及時清除。在負荷較低、燃燒穩定時進行,操作人員應注意防護和安全。,本章結束，祝您安全,THANKS,