储罐区压力容器安全设计说明书.doc

储罐区压力容器安全设计说明书第一部分压力容器安全设计的重要性一． 压力容器引起的事故西安液化气爆炸事故（一） 事故介绍1998年3月5日傍晚18:45，随着一声惊天动地的巨响，西安市建国以来最大的一起事故发生了储罐区共有１６个液化石油气储罐（其中１０００ｍ３球罐２个 ,４００ｍ３球罐２个 ,１００ｍ３卧罐１０个 ,残液储罐２个）　　当天下午15:45左右，西安煤气公司液化石油气管理所的一容积为400M3、储存170吨液化气的11号球罐根部发生泄漏，该站工作人员在经过一个多小时的处置后，仍无法堵住球罐内20个大气压的液化气外泄的强大气流泄漏越来越严重，液化所此时感觉已无力自救16:51该站职工打向119报警救助6分钟后，西安市消防队赶到现场，用水枪驱散泄漏的液化气然而，由于液化气的气化温度很低，以致喷出的消防水变成了水雾，驱散液化气的效果不明显，还降低了能见度与此同时，现场指挥部还采取了切断电源、清除一切火源、禁止在现场附近行驶车辆等措施在用去80条棉被对泄漏部位加厚堵源层，并对泄漏的储罐进行了注水后，18:40，堵漏取得了明显效果就在救援人员看到胜利的曙光时，18:45，泄漏的液化气为生了第一次闪爆。

闪爆点位于距罐区38米处的配电房随着爆炸，从罐区防护堤内火海里跑出30多人，很多人身上已没有一点衣物，全身烧伤，惨不忍睹受伤的人员很快地被送往附近的医院整个抢救过程用了5分钟　　大约过了10分钟，更为强烈的第一次燃爆发生了这次爆炸点是与之相邻的另一个40OM3的12号球罐，所幸的是人员已后撤，没有造成伤亡此时，大火从11、12号球罐顶部爆裂的口子直冲而出，又相继发生了两次爆炸，这两次爆炸是泄漏出的液化气发生燃爆指挥部决定对未爆炸的储罐实施冷却保护，控制火势蔓延同时，在连接管道中插入盲板以防止管道内窜火，危及其它储罐经过8个小时的激战，险情得到了控制第二天上午7:00，将残液引到空地，实施了点燃大火在控制下稳定燃烧了37个小时后，于3月7日下午7:05完全熄灭　 整个救援行动，共投入300余名消防战士，50多辆消防车7名消防战士和5名液化气站工作人员牺牲，伤32人直接经济损失480万元，社会影响极大二）原因剖析这起液化气泄漏事故是由于法兰的固定螺栓松紧不均匀，使得法兰间的垫圈长时间受到不均匀的压力，而受压较高一侧的垫圈迅速老化，因而引起泄露　　自救不力，缺乏相应的堵漏工具，未能在第一时间内采取有效措施实施堵漏是导致事故进一步扩大的主要原因。

其次是现场指挥不当，延误了救援时机在危险尚未完全消除的情况下接通电源，从而导致了爆炸缺乏专业队伍、缺乏必要的监测仪器和没有科学的预案，也是事故未得到及时控制的原因三）几式启示这是一起由化学物品泄漏而造成火灾的典型案例化学事故救援不同于一般事故，有其特殊性因此，必须由受过专业训练的队伍实施救援并需有必要的救援器材和装备同时必须要有预案，科学的、可操作性强的化救预案是迅速而有效地将事故造成的损失减至最少或将事故消灭在萌芽状态的重要保证类似事故有1995年初冬，长春市煤气公司液化气厂球罐泄漏事故；青岛某化工厂爆炸事故；吉林煤气公司球罐爆炸事故二． 防止同类事故的措施如今随着科学技术的发达设备的自动化程度越来越高，自动控制的压力容器设备越来越多下表是仅仅长春市锅炉压力容器压力管道气瓶的状况长春市锅炉压力容器压力管道气瓶的状况名 称总 数2006.1.1---现在锅炉7232台1997台压力容器9304台4730台压力管道254条254条工业气瓶25万只10万只液化气钢瓶60万只60万只车载气瓶1.2万只1.2万只 因此，压力容器的安全设计关系到社会的和谐以及千千万万个家庭的幸福所以在生产制造压力容器之前一定要对压力容器的安全设计做到安分谨慎，以下是部分减少压力容器事故的措施1．在球罐设计、制造、安装中要把住质量关，特别是要保证焊接质量。

2球罐投用后，使用单位的领导要提高安全意识，重视球罐的安全 3．要建立健全必要的规章制度，提高管理人员和操作人员的素质第二部分压力容器安全基础知识一．压力容器定义广义的压力容器的定义：压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备《特种设备安全监察条例》中压力容器的定义：压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPaL的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器 注：《固定容规》监察范围已经完全符合《条例》的规定，但不包含移动式压力容器一）《条例》中压力容器监察的范围同时具备以下条件的压力容器：1.最高工作压力P≥0.1MPa，2.压力与容积的乘积值PV≥2.5MPaL，3.介质：气体、液化气体、气体与液体的混合体二）各类容规适用范围《固定容规》适用于同时具备下列条件的压力容器：(1)工作压力大于或者等于0.1MPa（注1-2）；(2)工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPaL (注1-3)；(3)盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体。

超高压容器应当符合《超高压容器安全技术监察规程》的规定；非金属压力容器应当符合《非金属压力容器安全技术监察规程》的规定；简单压力容器应当符合《简单压力容器安全技术监察规程》的规定二．压力容器术语（一）压力（物体单位面积上所承受的力）（1）工作压力Pw：在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力2）设计压力P：指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力3）计算压力PC：指在相应设计温度下，用以确定组件厚度的压力，其中包括液柱静压力当组件所承受的液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略不计4）试验压力PT：在压力试验时，容器顶部的压力5）最大允许工作压力[Pw]：指在设计温度下，容器顶部所允许承受的最大表压力该压力是根据容器壳体的有效厚度计算所得，且取最小值最大允许工作压力可作为确定保护容器的安全泄放装置动作压力（安全阀开启压力或爆破片设计爆破压力）的依据6）安全阀的开启压力PZ：安全阀阀瓣开始离开阀座，介质呈连续排出状态时，在安全阀进口测得的压力7）爆破片的标定爆破压力Pb：爆破片铭牌上标明的爆破压力二）温度（1）温度 金属温度：容器组件沿截面厚度的温度平均值。

工作温度：容器在正常工作情况下介质温度2）最高、最低工作温度：容器在正常工作情况下可能出现介质最高、最低温度3）设计温度：压力容器在正常工作情况，设定的组件的金属温度（沿组件金属截面的温度平均值）设计温度与设计压力一起作为压力容器的设计载荷条件4）试验温度：系指压力试验时容器壳体的金属温度 设计常温储存压力容器时，应当充分考虑在正常工作状态下大气环境温度条件对容器壳体金属温度的影响，其最低设计金属温度不得高于历年来月平均最低气温（是指当月各天的最低气温值相加后除以当月的天数）的最低值三）厚度（1）计算厚度δ：容器受压组件为满足强度及稳定性要求，按相应公式计算得到的不包括厚度附加量的厚度2）设计厚度δd：计算厚度与腐蚀裕量之和3）名义厚度δn（即图样标注厚度）：设计厚度加上钢材厚度负偏差后，向上圆整至钢材（钢板或钢管）标准规格的厚度4）有效厚度δe：名义厚度减去厚度附加量（腐蚀裕量与钢材厚度负偏差之和）5）最小实测厚度：实际测量的容器壳体厚度的最小值6）厚度附加量：设计容器受压组件时所必须考虑的附加厚度，包括钢板（或钢管）厚度负偏差C1及腐蚀裕量C2<制造减薄量C3>注意：容器壳体加工成型后不包括腐蚀裕量的最小厚度δmin： 对碳素钢、低合金钢，不小于3mm 对高合金钢，不小于2mm（四）常见压力容器介质压缩气体：空气、氮气、氧气、氩气、氢气、一氧化碳、甲烷等液化气体：液化石油气、丙烷、丁烷、丙烯、液氨、液氯、二氧化碳等超低温液化气体：液氧、液氮、液氩、液化天然气等。

超过标准沸点的液体：高温水等五）介质对容器带来的危害1、压力：爆炸、开裂、泄漏、失稳等2、温度：高温强度下降、蠕变，低温脆断等3、腐蚀：壁厚减薄、材质劣化等4、冲击：增加冲击载荷5、磨损：壁厚减薄6、振动：附加应力，疲劳六）相关参数对容器安全的影响超压会导致承载容器发生开裂或者爆炸而失效，负压会导致大容积薄壁容器失稳（瘪了）高温会导致材料强度下降，失去承载能力；低温会使材料失去延性（塑性），产生无预变的破坏壁厚不足或者减少会使容器承载能力下降可能导致失效过厚导致浪费三．压力容器的分类1.按压力为四级：低压L、中压M、高压H、超高压U；2、按工艺中的作用即品种分四种： 储存容器C、换热容器E、分离容器S、反应容器R3、按照PV积及危险程度分三类：I、II、III类容器4. 其它分类方法：1）．按形状分类,如圆筒形、球形、组合型(前者均为回转壳体)以及方形、矩形等;2）．按筒体结构分为整体式、组合式.3）． 按制造方法分为焊接(最为普通)、锻焊、锻造(主要用于超高压)、铸造(主要优点是方便制造),但因其质量问题需加大安全系数,多用于小型、低压.4）．固定式、移动式5）．立式、卧式6）．按材料分为金属与非金属两大类,其中: 金属中分为钢、铸铁、有色金属与合金.其中有色金属与合金主要用于腐蚀等特殊工况,在生产条件、生产装备、原材料验收与堆放、吊装、运输包装，尤其是焊接等环节有一系列特殊要求。

钢中以其化学成份又分为碳素钢、低合金钢（前两者主要是强度钢）及高合金钢（主要用于腐蚀、低温、高温等特殊工况）一）分类的目的划分类别、品种目的：便于分级进行安全技术管理和监察，实施有目的性的分类监管；按不同类别对压力容器材料选用、设计、制造、使用管理分别提出不同要求；便于上报、统计 （二） 压力等级划分压力容器的设计压力（p）划分为低压、中压、高压和超高压四个压力等级： (1)低压(代号L)，0.1MPa≤p＜1.6MPa； (2)中压(代号M)，1.6MPa≤p＜10.0MPa； (3)高压(代号H)，10.0MPa≤p＜100.0MPa； (4)超高压(代号U)，p≥100.0MPa三）压力容器品种划分压力容器按照在生产工艺过程中的作用原理，划分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器、储存压力容器具体划分如下：(1)反应压力容器（代号R），主要是用于完成介质的物理、化学反应的压力容器，例如各种反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、变换炉、煤气发生炉等；(2)换热压力容器（代号E），主要是用于完成介质的热量交换的压力容器，例如各种热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器等；(3)分离压力容器（代号S），主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压力容器，例如各种分离器、过滤器、集油器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等； (4)储存压力容器（代号C，其中球罐代号B），主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器，例如各种型式的储罐、缓冲罐、消毒锅、印染机、烘缸、蒸锅等。