压力容器安全管理工程第五章.ppt
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第五章 压力容器的超压泄放装置
王江云
中国石油大学
压力容器安全管理工程
第五章 压力容器的超压泄放装置主 要 内 容
第一节、超压泄放装置与安全泄放量
第二节、超压泄放装置——安全阀
第三节、爆破片
第四节、爆破片和安全阀的组合使用
第一节 超压泄放装置与安全泄放量
超压泄放装置的作用
压力容器通常在正常的工作压力下是可以安全运行的。但由于某些物理化学过程或化学反应过程等因素使容器内的压力升高,超过了容器允许承受的压力,使它可能失效并由此造成更大事故。
超压―压力容器内的实际压力超过设计压力(或超过最大工作压力)。
第一节 超压泄放装置与安全泄放量
可能产生超压的情况:
(1)自身不产生压力的容器
输入气量 输出气量,压力上升→超压;
管道被异物堵塞(包括腐蚀产物),压力上升;
阀门操作失误(出口阀关闭),压力上升。
(2)较高压力系统的介质经减压阀进入较低压力系统的容器,因减压阀失灵而形成超压。
换热中的管子渗漏使高压侧介质流入低压壳层等情况,导致超压。
第一节 超压泄放装置与安全泄放量
可能产生超压的情况:
(3)容器装料过量,如球形贮罐物料安全线为85﹪,其余为气压区。
(4)反应器中产物体积有增加的化学反应剧烈,失控→超压。
为保证压力容器的安全操作,防止超压事故的发生,在压力容器上装设超压泄放装置。超压泄放装置是一种为保证压力容器安全操作,防止产生过量超压的安全附件。
第一节 超压泄放装置与安全泄放量
安全泄放装置的性能要求:
(1)当容器在正常操作压力下运行时,它不影响容器的工作;
(2)一旦容器内的压力超过规定时,它能自动开启,把容器内部分介质或气体迅速喷出,使容器内的压力保持在容许的范围之内,达到保护容器的目的;
(3)具备自动报警的作用。
第一节 超压泄放装置与安全泄放量
一、超压泄放装置的设置原则
(1)在生产过程中因物料的化学反应,可能使压力增加的容器应单独设置超压泄放装置(如反应器、高压聚合设备等);
(2)容器内的介质压力因受热而升压较高,且容器与其它设备连接处装有阀门,应单设泄放装置(如换热器等);
(3)液化气容器(如球形贮罐);
(4)压力源经过减压后进入容器,P设压力源P,在容器上线进口处设泄压装置;
第一节 超压泄放装置与安全泄放量
不用设置或单独设置泄放装置的情况
(1)P工(最大允许承受压力)≥P(压力源压力);
(2)系统中,有多个设计压力相同的容器,连接无阀门,流阻小,可视为一个容器系统,只需在该系统中容器承压最危险的部位装超压泄放装置。
第一节 超压泄放装置与安全泄放量
二、超压泄放装置的性能
1、安全阀
通过阀瓣的开启而泄放出流体介质,以降低容器内压力的一种特殊阀门。它不借助于外力而利用介质本身的力来排出额定数量的流体,以防止压力超过额定的安全值。当压力回复正常后,阀门再行关闭并阻止介质继续流出。
优点
仅排放压力容器内高于规定的部分压力;
自动关闭;
重复多次使用,安装调整也比较容易。
缺点
密封性比较差,会有轻微的泄露;
阀的开启有滞后现象,因此泄压反应较慢;
介质为不洁净气体时,阀有被堵塞和阀瓣有被黏住的可能。
第一节 超压泄放装置与安全泄放量
二、超压泄放装置的性能
1、安全阀
适用范围
适用于介质比较洁净的气体;
密封要求不高的情形;
具有毒性和易燃、易爆介质的设备一般不能采用。
选用
排放量必须大于设备的安全泄放量;
根据设备的工艺条件和工作介质特性选用安全阀的结构形式;
第一节 超压泄放装置与安全泄放量
二、超压泄放装置的性能
2、爆破片
能够因超压而迅速动作的压力敏感元件为爆破片。由爆破片和支持器等装配组成
原理:当爆破片两侧压力差达到预定温度下的预定值时,爆破片即可动作,泄放出压力介质。
优点
密封性能好;泄压反应速度快;
适用范围广;压力容器内介质所含污染物对爆破片的影响小
缺点
爆破片不能重复使用;破裂后压力容器必须停止运行;
爆破元件长期处于高应力状态,容易因疲劳而过早失效,因而元件寿命较短,需定期更换。
第一节 超压泄放装置与安全泄放量
二、超压泄放装置的性能
2、爆破片
适用范围
-253~480℃甚至更高;
7kPa~800MPa;
开孔8mm~10m,甚至更大;
酸碱盐类腐蚀介质都适用。
选用
容器内可能发生压力急剧升高的化学反应,或介质具有剧毒性的容器;
压力波动大,超压机会多的容器不易采用;
第一节 超压泄放装置与安全泄放量
二、超压泄放装置的性能
3、安全阀——爆破片组合装置
具有阀型和断裂型的优点,可以防止单独使用安全阀的泄露问题,又可以在完成排放过高压力的动作后恢复容器的继续使用。
选用
介质具有腐蚀性的液化气体,或剧毒、稀有气体的容器;
安全阀有滞后,不能用于器内升压速度极高的反应容器。
第一
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