1、Safe Operation Of High Pressure Steam 高壓蒸汽的安全操作,從技術上講，蒸汽是水的蒸氣形式，無色無味。如果在絕熱的蒸汽管道上開一個觀察窗口并向里面看，你可能認為管道里是空的。我們平常看到的所謂蒸汽是由無色蒸汽帶動的云團，云團里面是蒸汽冷凝出來的小水滴。在動力房工作的人知道，高壓蒸汽泄漏往往是被聽見的而不是看見的。,在鍋爐里，燃料和空氣被鼓到燃燒爐里燃燒，燃燒后產生的氣體帶著大量的熱流過蒸發器，鍋爐中的水吸收足夠的熱量最終變成氣態蒸汽。,當在海平面的大氣壓力下對水進行加熱時，溫度達到100度時，水會沸騰。只要在該壓力下繼續對水進行加熱，則水將繼續在100度下沸
2、騰，所產生的蒸汽也具有100度溫度。如果限制蒸汽的擴散，在沒有沸騰水的情況下進一步加熱蒸汽，將成為“過熱”蒸汽。,在一定壓力和一定溫度下，水面蒸發的分子數與凝結的分子數相等，宏觀上的蒸發過程停止，這個狀態叫飽和狀態；飽和狀態下的水和蒸汽叫飽和水、飽和蒸汽，飽和狀態的壓力和溫度叫飽和壓力、飽和溫度。飽和蒸汽與飽和水的混合物叫濕飽和蒸汽，簡稱濕蒸汽，不含飽和水的飽和蒸汽叫干飽和蒸汽。如果知道了蒸汽的壓力，就可以預測它的飽和溫度。干飽和蒸汽可以繼續加熱形成過熱蒸汽。,飽和蒸汽溫度和壓力成一一對應關系，知道溫度就知道壓力，兩者知道其一就可以了。而過熱蒸汽則不存在這種對應關系。（見焓熵圖）,過熱蒸汽密度
3、表,飽和蒸汽密度表,蒸汽的應用,熱膨脹 超壓蒸汽冷凝 形成真空對設備的熱應力 設備破裂、損壞靜態電荷 起火花水錘 損壞管道高溫燙傷其他危險因素阻礙視線，能見度差使電路短路高壓蒸汽泄漏具有切削能力,熱膨脹-超壓,蒸汽給封閉的換熱器加熱或給充滿液體的設備及管道伴熱，介質受熱膨脹會產生很高的壓力使設備超壓。,熱膨脹-超壓（2）,蒸汽冷凝 形成真空,眾所周知，蒸汽會冷凝。為了防止損壞設備或者產生危害，必須時刻牢記！在大氣壓下工作的容器和管線會進入空氣，在啟動前會用蒸汽吹掃，吹掃結束后一定要充入燃料氣或其它合適的氣體，從而置換里面蒸汽，以避免蒸汽冷凝形成真空。如果容器里充滿蒸汽，閥門全部關掉，蒸汽冷凝形
4、成真空足以導致容器設備塌陷。,案例1,停車前，把蒸汽通入了排污系統（blowdown tank），通了兩三個小時的蒸汽后，把排污罐隔離（高溫蒸汽還在里面），關掉所有的閥門。蒸汽冷凝后，容器被明顯地壓扁了。,案例2,一輛鐵路罐車在檢查前用蒸汽吹掃，隔離時把高溫蒸汽留在了罐里，結果就如上圖。,對設備的熱應力 設備破裂、損壞,蒸汽的高溫對設備是個考驗。水管、氣管、消防管設計時都不能承受高溫，如果用在蒸汽上，這些軟管很快就會失去強度，發生超壓破壞。即使是設計給蒸汽用的軟管如果壓力太高也會發生破損。,事故：上圖是在一次交接班時發生的緊急事件引起的后果。在沒有打開排放閥的情況下，打開了蒸汽透平膨脹機的進口
5、閥，結果引起殼體破裂。,案例,靜態電荷 起火花,蒸汽噴射時能產生大量靜電。從噴嘴產生的靜電會傳到某個絕緣體上，這個絕緣體放電時能夠產生火花，從而引燃易燃混合物。絕緣體不必在蒸汽云中充電。如果一個儲罐中碳氫化合物積聚并且與空氣形成可燃混合物，充蒸汽前要采取足夠的措施以避免引燃可燃混合物。,案例,事故：幾年前，一艘油輪上有個裝石腦油（一種石油餾分）的儲槽發生爆炸。這個儲槽大小是64.59米，正準備利用一臺儲槽清洗機用水清洗，這臺機器有一套旋轉噴嘴，這次接了一條新的、干燥的水管，水管伸到儲槽中大約6米深。跟通常做法相反，在水清洗機啟動前就把儲槽的蒸汽吹掃系統投上了。蒸汽往里噴射了大約10分鐘。在清洗
6、機的水閥打開前，儲槽就爆炸了。蒸汽中的電荷聚集到了清洗機這個絕緣體上了。,對策：在做清潔處理時經常會用到蒸汽，因為蒸汽清洗很有效。但是，必須提高警惕防止靜電帶來的危險。在做清洗前，要仔細檢查所有的設備和蒸汽軟管都要接地。軟管噴嘴必須由外部單獨接地，否則就要用經過檢驗的金屬編織軟管。編織軟管要定期檢查以確保金屬編織條能夠形成連續的電路通路。平時與地絕緣的容器這時也必須接地。有了這些預防措施，蒸汽清洗時靜電帶來的風險就會顯著降低。,水錘 損壞管道,水錘(更一般地叫流體錘)是指流動的流體由于受外力作用突然停止或突然改變方向而引起的壓力波。一般來說，管路系統末端的閥門突然關閉會引起水錘，壓力波在管路里
7、傳播。,蒸汽輸送系統也容易受到類似水錘的傷害，稱為蒸汽錘。蒸汽系統里的水平蒸汽管段，蒸汽冷凝水常會引起水錘。水被蒸汽帶起，就像子彈一樣高速沖擊管件，對管道形成重壓，發出很大的錘擊聲。這種情況往往是由于冷凝水排放不好引起的。,給蒸汽管線充壓時要非常小心，防止水錘對管線和連接的設備造成損壞。往里通蒸汽時，要把排水閥和放氣閥都打開，以便加速排氣，幫助控制加溫的速度。如果環境很冷，這些閥門要一直保持開的狀態，以避免管道里可能的水對管線閥門造成破壞。排放閥或放空閥前都不要站人，因為一旦蒸汽冒出來會燙傷人。如果蒸汽充入冷的系統太快的話，蒸汽會馬上充滿整個系統，大部分蒸汽都會接觸到冷的金屬管壁。一些蒸汽會接
8、觸到前面蒸汽中的水，金屬管壁和水都會從蒸汽中吸熱。金屬比水吸熱快，但是水比金屬單位吸熱量大。蒸汽放掉大量的熱，就會有很大一部分蒸汽冷凝成水，蒸汽體積大大減小。0.85立方米的蒸汽冷凝后只有一小杯水。由于蒸汽冷凝成水體積顯著減小，更多的蒸汽會沖入系統，形成高速蒸汽流。高速流動的蒸汽夾帶管線中的冷凝水猛烈沖擊管件，直管道就會彎曲或發生其他的變化。這些水珠就像子彈一樣對管道形成破壞。,正確操作方法：首先要緩慢的把蒸汽通入管線中。在主要的蒸汽隔斷閥旁邊要裝一個旁通閥，用來控制開始暖管時的蒸汽流量。如果主隔斷閥沒有旁通閥，則需要小心地控制隔斷閥的開度，來限制蒸汽充壓的速度。充入蒸汽過程要連續，直到暖管結
9、束，所有的空氣也都排干凈。,案例 1,事故:在事故發生前一段時間,中壓蒸汽管線有一段死區,因為管線南端已經隔離同時被端是通著的。這使得主管道的蒸汽可以連續進入這段管路。由于在南端沒有流通，中壓蒸汽逐漸冷卻并且冷凝。蒸汽冷凝導致體積顯著減小，使更多蒸汽進入這段管道冷卻、冷凝。這就導致蒸汽不斷進入死區并且形成大量冷凝水。,案例 2,由于蒸汽管線系統的一個低點排放已經被隔離，所以冷凝水可以積聚到這里。導致一段中壓蒸汽管線發生突然破裂。這起事故發生得非常突然，沒有任何先兆，使一段直徑450mm的操作壓力為14barg的管線T型接頭破裂。,幾點結論-非常重要,（1）臨時性的隔離是造成不流動管段（死區）的
10、眾多原因中的一個；（2）一旦蒸汽氣泡被隔離，就好比槍已經上好子彈拉好栓，如果采取措施不當，就會發生水錘；（3）在特定的條件下（在附近有隔離），蒸汽管道存水彎也會變成一個安全隱患。操作員和工程師要能夠識別哪些系統容易受到水錘沖擊并且能夠識別什么時候能夠形成不流動管段。相關閥門要通過掛牌和上鎖來確保閥門不會被隨意動作；（4）只有去現場查看管線才能確認易受水錘攻擊的系統，流程圖上看不到這個細節。,高溫燙傷,蒸汽非常熱！沒有做保溫的蒸汽管線會把人嚴重燙傷！如果吸入蒸汽會引起肺部燙傷或窒息！因此，在通蒸汽的泵房或其他任何區域，只要有人員在里面，就不要通入蒸汽；等到確認所有人員都撤離后再通入蒸汽。,其他危
11、險因素-阻礙視線，能見度差,其他危險因素-使電路短路,危險：電氣設備不要用蒸汽,其他危險因素-高壓蒸汽泄漏具有切削能力,高壓蒸汽泄漏是看不見的，它能切割阻擋它的物體。圖中演示的是從一個噴嘴出來的83barg的蒸汽正在切割一塊板子。在檢查蒸汽管路是否泄漏時一定要小心，記住，你看不見的東西，最容易傷害你！,高壓蒸汽泄漏檢查,蒸汽泄漏事故的發生，一般都有個由小到大，然后突然爆發的發展過程。在運行中要定期對高壓蒸汽管道、保溫層以及管道的支吊架進行巡視檢查，發現異常情況如管道的保溫層有漏水現象、管道變形大、滑動支架偏離或者有漏汽異常時，要及時查明原因，采取措施消除缺陷，以防止發展成嚴重的蒸汽泄漏事故。,
12、高壓蒸汽泄漏時，首先聽出大概位置，然后用紅外點溫槍、掛上布條的木棍或用裝有水的塑料瓶進行檢查。找到泄漏源后，立即將此區域隔離，并懸掛警示標志，人員及時撤離。及時匯報工廠經理和設備工程師，做好記錄，停車后處理。,蒸汽的吹掃 吹掃壓力為設計工作壓力的75%，最低不得低于設計工作壓力的25%；吹掃結果的檢查：用鋁板制成的靶板（寬度約為排汽管內徑的8%，長度縱貫管道內徑）置于排汽口處，連續兩次更換靶板檢查，靶板上沖擊斑痕的粒度不得大于0.8mm，且斑痕不得多于8個點即為合格。蒸汽管道壓力在升至0.30.5MPa時，應對所有法蘭連接情況檢查一次；蒸汽吹掃主蒸汽管時，要緩慢暖管，不能升溫太快并打開疏水閥，
13、防止破壞管道。管道吹掃合格后，應填寫管道蒸汽吹掃記錄。,管道保溫 主蒸汽管道保溫結構應滿足下列要求：以硅酸鹽為主要層，管道保溫應作到表面平整、保溫材料填充密實無空隙，保護層的橫向接口應錯開，縱向接縫嚴密不漏水，表面無明顯的凹凸現象。國家電力工業技術管理法規明確規定：“:溫度高于50的蒸汽管、水管以及管路上的法蘭或截止門等均應保溫。”為了節約能源，減少熱力設備、管道及其附件向周圍環境散失熱量，國標GB4272-84規定，火電廠保溫物體的表面溫度不允許超過50.,蒸汽閥門的操作和站位,操作蒸汽閥門時，應按要求穿戴好個人防護用品，站在蒸汽閥門的側面進行操作。,正確地穿戴一直以來都是必須的。無論蒸汽壓力的高低，從事作業前都必須確保你已經正確地佩戴足夠的個人防護用品,安全防護一個都不能少,安全第一,以人為本,
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