【正文】 性不明顯。為了降低殼體開孔邊緣的局部應(yīng)力．在開孔處應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。 殼體上所有開孔都應(yīng)與焊縫錯(cuò)開。平板角焊封頭一般不宜用于壓力容器。無折邊球形封頭 使筒體產(chǎn)生較大的附加彎曲應(yīng)力，因而只適用于直徑較小、壓力較低、無毒非易燃流體的容器。用的比較多的是橢圓形封頭。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 60/105 壓力容器封頭從力學(xué)的角度分析球形最理想在相同的直徑和壓力下，球形封頭所需壁厚最小。 在壓力容器中，總是不可避免地存在一些局部應(yīng)力較高或?qū)Σ考?qiáng)度有所削弱的結(jié)構(gòu)，如開孔 、 轉(zhuǎn)角、焊縫等部位。受壓殼體的幾何形狀突變或其他結(jié)構(gòu)上的不連續(xù)．都會(huì)產(chǎn)生較高的不連續(xù)應(yīng)力。鍋爐總圖上應(yīng)該有勞動(dòng)部門鍋爐壓力容器安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)的審批標(biāo)記，無審批標(biāo)記的總圖不得流通。 全國性鍋爐定型設(shè)計(jì)，須經(jīng)國務(wù)院主管部門和國家勞動(dòng)人事部門審批。設(shè)計(jì)總圖除上述要求外，還必須有單位技術(shù)負(fù)責(zé)人簽字和《壓力容器設(shè)計(jì)單位批準(zhǔn)書》的編號(hào)和批準(zhǔn)日期。 壓力容器設(shè)計(jì)，應(yīng)由設(shè)計(jì)單位技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。發(fā)給 設(shè)計(jì)許可證書 ，方可承擔(dān)設(shè)計(jì)任務(wù)。 (5)安全系數(shù)：安全系數(shù)是承壓設(shè)備設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)基本因素，是為了在設(shè)備使用期間對(duì)可能損害設(shè)備安全的各種閑素提供適當(dāng)?shù)陌踩６取? (4)硬度：是指材料抵抗硬物侵入的能力。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 57/105 (3)韌性：又稱沖擊韌性，是指材料抵抗沖擊載荷的能力。 ?延伸率： 材料在拉伸斷裂后，總伸長與原始標(biāo)距長度的百分比。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 56/105 (2)塑性：塑性是指材料在外力作用下產(chǎn)生塑性形變的能力 。但屈強(qiáng)比太?。牧系膹?qiáng)度水平就不能充分發(fā)揮。屈強(qiáng)比是表征材料機(jī)械性能的特征參數(shù)。一般作校核數(shù)據(jù)。所謂屈服是指材料在拉伸實(shí)驗(yàn)中，載荷不再增加甚至有所減少時(shí)仍繼續(xù)塑性變形的現(xiàn)象。其數(shù)值等于拉斷前試樣所承受的最大拉力與試樣原始橫截面面積的比。 (1)強(qiáng)度 :常用的強(qiáng)度指標(biāo)有抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、疲勞極限和屈強(qiáng)比。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 55/105 3．結(jié)構(gòu)材料的機(jī)械性能 結(jié)構(gòu)材料在受到外力作用時(shí)，會(huì)有抵抗變形和斷裂的能力 ,稱為結(jié)構(gòu)材料的機(jī)械性能。易燃或有毒介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器和低壓貯運(yùn)容器；內(nèi)徑＜ 1m的低壓廢熱鍋爐；一般介質(zhì)的中壓容器。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 54/105 ?壓力容器按照設(shè)計(jì)壓力 p和容積 V， 結(jié)合容器的工藝功能和其中物料的危險(xiǎn)性 ,劃分為以下三個(gè)類型： (1)第一類容器：非易燃或無毒介質(zhì)的低壓容器；易燃或有毒介質(zhì)的低壓換熱容器和低壓分離容器。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 53/105 ?壓力容器按照其設(shè)計(jì)壓力 p的大小，可以劃分為低壓容器、中壓容器、高壓容器和超高壓容器四個(gè)類型。 (4)貯運(yùn)容器：主要用來完成流體物料的盛裝、貯存或運(yùn)輸。 (3)分離容器：主要用來完成物料基于熱力學(xué)或流體力學(xué)的組元或相的分離。 (2)換熱容器：主要用來完成物料和介質(zhì)問的熱量交換。 (1)反應(yīng)容器：主要用來完成物料的化學(xué)轉(zhuǎn)化。非燃火壓力容器有多種分類力法。 在我國，原國家勞動(dòng)總局 1979年頒布了《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》 ； 1980年頒布了《蒸汽鍋爐安全監(jiān)察規(guī)程》； 1981年頒布了《壓力容 器安全監(jiān)察規(guī)程》。 1911年美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)成立了一個(gè)專門委員會(huì)，后來被稱為鍋爐規(guī)范委員會(huì)。這些血的教訓(xùn)使人們對(duì)壓力容器制造和安裝的規(guī)范化有了更清醒的認(rèn)識(shí)。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 51/105 第四節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn) 一、壓力容器械述 1．壓力容器規(guī)范化 早在 19世紀(jì)末就有了對(duì)鍋爐和壓力容器規(guī)范化的要求。這既可以有助于氣體或蒸氣泄漏物的擴(kuò)散通風(fēng) ， 又可以提供最大可能的爆炸排放面積，而且還有利于救火。對(duì)于情性氣體，既要保證日常操作和緊急狀態(tài)下充足的供應(yīng)量，又要防止被污染。壓縮空氣的過程污染可以應(yīng)用物理隔離的方法避免。 裝置的 抗污染 也是重要的。 排水系統(tǒng) 的恰當(dāng)設(shè)計(jì)是必要的。也推薦采用自動(dòng)閉合閥或 遙 控隔離 閥 。 對(duì)于泵體或設(shè)備極有可能泄漏以及大量物料從設(shè)備無限制流出的情形，應(yīng)該考慮安裝遠(yuǎn)程操作的 緊急隔離閥。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 48/105 在設(shè)備管線上應(yīng)該 安裝止逆閥， 以防止管線中流體的回流。對(duì)于不穩(wěn)定液體的傳遞，管件、閥門和控制儀表的配置應(yīng)該防止液體靜止在運(yùn)轉(zhuǎn)的泵中。聚四氟乙烯波紋管不能用來連接不同心的管道。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 47/105 3．管線配置的安全考慮 通常用于管道工程的橡膠支撐物不能用于設(shè)備，設(shè)備重心之下的水平連接法蘭需要用鋼性板支撐 。 (4)軟管系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)要有充分的保護(hù)和支撐設(shè)施，不用時(shí)要防止軟管的壓破或損壞。 (2)設(shè)置緊急狀態(tài)下迅速隔離的設(shè)施，如對(duì)于油船卸貨，在軟管的一端要設(shè)緊急隔離閥，在另一端要設(shè)止逆閥，用過流閥替代遠(yuǎn)程隔離閥等。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 46/105 2．軟管系統(tǒng)的配置 對(duì)于油船、罐車等的液體物料的裝卸，軟管的選擇和應(yīng)用需格外謹(jǐn)慎。 (11)應(yīng)該有充分的通道、扶梯等，以免攀越管件。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 45/105 (9)要有充分的管道支撐，從放料或從安全閥檢驗(yàn)管道的作用力。 (7)減少真空管線 (如真空蒸餾塔上的冷凝器 )上的法蘭盤數(shù)量。工作系統(tǒng)對(duì)這些排放口應(yīng)該進(jìn)行定期核查和報(bào)告。這些波紋管應(yīng)該只是做軸向移動(dòng)，還需要襯內(nèi)套管．以免在波紋管的褶溝中充入固體沉積物。 (4)考慮到管件或容器的熱膨脹，管線需要有一定的伸縮性。管道配置應(yīng)該做到，在少數(shù)幾處容易接近、容易觀察的位置排放。 (1)減少分支和死角的數(shù)量。 管線的復(fù)雜性，一般反映在連接的 泵的數(shù)量以及再循環(huán)物流的數(shù)量兩個(gè) 方 面。塔器的人孔平臺(tái)應(yīng)該有塔內(nèi)件安全維護(hù)的充分的工作空間 ， 打開人孔的方向應(yīng)該避開從平臺(tái)向下的扶梯 。 從高架平臺(tái)向下的 所有扶梯和滑梯孔道 ，都應(yīng)設(shè)在最小可能遭受火險(xiǎn)或毒物泄漏的地點(diǎn) 。 在室內(nèi) ， 很難過分強(qiáng)調(diào)精細(xì)設(shè)計(jì)的平臺(tái) 、 扶梯 、 人行道 、 出入口或滑運(yùn)斜道系統(tǒng)的需要 。如果包含蒸氣，火源或人員的位置則取決于蒸氣的密度比空氣大還是比空氣小。 多層或階梯式建筑有本身持有的地勢(shì)問題。墻壁進(jìn)行強(qiáng)度和耐火設(shè)計(jì)。火源和易燃物源隔離墻的門或開口，保持在最小數(shù)量。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 40/105 3．室內(nèi)裝置的配置 對(duì)于需要精確的溫度控制或需要操作者經(jīng)常觀察的情形，必須把加工單元的部分或全部置于室內(nèi)。不宜把裝卸設(shè)備設(shè)置在鐵路支線終點(diǎn)的延伸方向，以避免貨車的過沖、扯脫貨車擋與裝卸設(shè)備碰撞。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 39/105 除非絕對(duì)必要，鐵路支線才引入單元區(qū)。注意可能會(huì)阻止水流到達(dá)危險(xiǎn)點(diǎn)的隨礙物檢查有無必要時(shí)迅速撤退的通路。如果單元裝配有緊急釋放閥或煙氣管線，這些設(shè)施應(yīng)靠近控制室．遠(yuǎn)離火險(xiǎn)或其他危險(xiǎn)區(qū)域。 非直線排列設(shè)備的配置還包括許多的公用工程設(shè)施。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 38/105 對(duì)于反應(yīng)器，主要考慮的是提供充分的空間、反應(yīng)器內(nèi)件安全操作的設(shè)施以及有關(guān)的催化劑。壓縮機(jī)容易泄漏氣體，應(yīng)該置于單元的下風(fēng)區(qū)域。應(yīng)該盡量保持加熱爐與其他危險(xiǎn)設(shè)備的適度分離 。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 37/105 加熱爐有兩個(gè)基本問題，作為明顯的火源，加熱爐應(yīng)該設(shè)置在單元其余部分的上風(fēng)區(qū)域，但是這會(huì)引起煙道氣飄過塔器的高架平臺(tái)或其他建筑物的問題。對(duì)于處理毒性物質(zhì)的單元，控制室應(yīng)該設(shè)置在單元的上風(fēng)區(qū)域。 控制室是單元的神經(jīng)中樞，是單元中最重要的部位。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 36/105 直線排列的設(shè)備構(gòu)成了單元區(qū)域的骨架， 單元的其他組件， 如控制室、壓縮機(jī)、反應(yīng)器、溢流槽、加熱爐等，可以 設(shè)置在直線排列的兩邊。但是由于過程原因，如蒸餾或吸收塔，噴霧干燥塔或立式反應(yīng)器，需要提供重力自流或泵的負(fù)壓壓頭的設(shè)備等，設(shè)備 提升是不可避免的。 (6)筒體、泵、裝配有觀測(cè)平臺(tái)的蒸餾塔以及需要橋式吊車鋼梁導(dǎo)軌吊 人的設(shè)備，按序定在設(shè)備配置線上，從而把相關(guān)的危險(xiǎn)操作集中在一起。 (5)泵排設(shè)置在設(shè)備配置直線的旁邊，與道路鄰接。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 34/105 (4)管架也設(shè)置在設(shè)備配置直線上?？蚣芙Y(jié)構(gòu)在精餾塔旁邊提供了開放 區(qū)域，塔板和其他塔內(nèi)件易于拆卸裝車運(yùn)至維修區(qū)。冷卻水箱設(shè)置在框架上使得整個(gè)冷卻水系統(tǒng)的維修極為方便，而不必 挖掘裝置周圍和裝置之下的地基。熱交換器設(shè)置在框架上部，冷卻水箱設(shè)置在框架下部。連接道路可以作為阻火堤，把設(shè)備配置線與廠區(qū)其余部分隔離。 這種設(shè)備排列方法的主要特征是； (1)設(shè)備配置直線的兩邊都與廠區(qū)道路連接。過分擁擠嚴(yán)重影響施工和維修效率，會(huì)增加初始的和繼續(xù) 的投資費(fèi)用。但是出于 安全考慮，需要把危險(xiǎn)隔開，單元排列應(yīng)該比較分散 ， 同時(shí)也為救火或其他 緊急操作留有充分的空間。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 31/105 第三節(jié) 化工單元區(qū)域規(guī)劃 化工單元區(qū)域規(guī)劃是定出各單元邊界內(nèi)不同設(shè)備的相對(duì)物理位置。 3．非正常操作的安全問題 。如 過程的規(guī)模、類型和整體性是否恰當(dāng)。如查詢過程物料的毒性，確定過程物料在所有過程條件下的有關(guān)物性，鑒別一切可能的化學(xué)反應(yīng)，對(duì)預(yù)期的和意外的化學(xué)反應(yīng)都要考慮。為了確保過程安全，有必要對(duì)設(shè)計(jì)和操作的每一 細(xì)節(jié)逐一枚核。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 30/105 五、工藝設(shè)計(jì)安全校核 機(jī)械設(shè)計(jì)、過程和布局的微小變化都有可 能出現(xiàn)預(yù)想不到的問題。連續(xù)過程的容器或設(shè)備很少需要清洗，不穩(wěn)態(tài)的物料輸入也較少； (5)間歇過程有較長的暴露時(shí)間。連續(xù)過程更多地依靠自動(dòng)控制； 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 29/105 (3)間歇過程產(chǎn)物純度容易控制，過程物料易于識(shí)別。連續(xù)過程各操作單元連通，過程物料持有量較少。 間歇和連 續(xù)兩種過程方式的比較。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 28/105 4．間歇過程和連續(xù)過程比較 工藝設(shè)計(jì)中，需要在間歇過程和連續(xù)過程之間做出選擇。 常見的有潛在危險(xiǎn)的操作。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 27/105 3．有潛在危險(xiǎn)的操作 有些操作本身具有潛在危險(xiǎn)。 (7)考慮過程中危險(xiǎn)物質(zhì)的積累，如可燃物、毒性中間體。 (5)確定所有雜質(zhì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)和過程混合物性質(zhì)的影響。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 26/105 (3)評(píng)價(jià)副反應(yīng)是否生成毒性或爆炸性物質(zhì)，是否會(huì)有危險(xiǎn)垢層形成。 (1)對(duì)潛在的不穩(wěn)定的反應(yīng)和副反應(yīng)，如自燃或聚合等進(jìn)行考察，考慮 改變反應(yīng)物的相對(duì)濃度或其他操作條件是否會(huì)使反應(yīng)的危險(xiǎn)程度減小。有潛在危險(xiǎn)的過 程有： (1)爆炸、爆燃或強(qiáng)放熱過程； (2)有粉塵或煙霧生成的過程； (3)在物料的爆炸范圍或近區(qū)操作的過程； (4)在高溫、高壓或冷凍條件下操作的過程 (5)含有易燃物料的過程； (6)含有不穩(wěn)定化合物的過程； (7)含有高毒性物料的過程； (8)有大量貯存壓力負(fù)荷能的過程 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 25/105 2．反應(yīng)過程的安全分析 反應(yīng)過程常因反應(yīng)條件的 微小變化而偏離預(yù)期的反應(yīng)途徑，化學(xué)反應(yīng)過程有較多的危險(xiǎn)性。過程路線的安全評(píng)價(jià)，應(yīng)該考慮過程本身是否具有潛在危險(xiǎn)，以及為了特定目的把物料加入過 程，是否會(huì)增加危險(xiǎn)。 (7)放射性資料 放射性測(cè)試。 (5)毒性資料 毒性危險(xiǎn)等級(jí)、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、最大允許濃度、半致死濃度或半致死劑量等。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 23/105 (3)易燃性資料 閃點(diǎn)、著火點(diǎn)、燃燒極限、自熱、蒸氣壓、