第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全第一節(jié)工廠的定位、選址和布局第二節(jié)化工工藝設(shè)計(jì)第三節(jié)化工單元區(qū)域規(guī)劃第四節(jié)壓力容器的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)第五節(jié)化工裝置維護(hù)第六節(jié)公用工程設(shè)施安全第一節(jié)工廠的定位、選址和布局一、危險(xiǎn)和防護(hù)的一般考慮危險(xiǎn)按潛在或直接的危害分一級危險(xiǎn)和二級危險(xiǎn)。1.典型一級危險(xiǎn)有：有易燃物質(zhì)存在有火源存在有壓縮物質(zhì)存在人員失誤的可能性人員、物料和車輛在廠區(qū)的流動(dòng)由于蒸氣云降低能見度等。有熱源存在有富氧存在有毒性物質(zhì)存在機(jī)械故障的可能性對一級危險(xiǎn)，在正常條件下不會(huì)造成人身或財(cái)產(chǎn)的損害，只有觸發(fā)事故時(shí)才會(huì)引起損傷、火災(zāi)或爆炸。2.典型的二級危險(xiǎn)有火災(zāi)游離毒性物質(zhì)的釋放跌傷爆炸倒塌碰撞二級危險(xiǎn)是在一級危險(xiǎn)失去控制后發(fā)展成的，會(huì)造成人身或財(cái)產(chǎn)的直接損失。3.防護(hù)危險(xiǎn)的措施對于所有上述兩級危險(xiǎn)，可設(shè)置三道防護(hù)線。(1)第一道防護(hù)線：為了解決一級危險(xiǎn)，并防止二級危險(xiǎn)的發(fā)生。在工廠的布局和規(guī)劃中可考慮：根據(jù)主導(dǎo)風(fēng)的風(fēng)向，把火源置于易燃物質(zhì)可能釋放點(diǎn)的上風(fēng)側(cè)；為人員、物料和車輛的流動(dòng)提供充分的通道等。(2)第二道防護(hù)線：當(dāng)二級危險(xiǎn)發(fā)生時(shí)，將人身和財(cái)產(chǎn)損失降至最小程度。在工廠的選址和規(guī)劃方面可考慮：把最危險(xiǎn)的區(qū)域與人員最常在的區(qū)域隔離開；在關(guān)鍵部位安放滅火器材等。(3)第三道防護(hù)線：發(fā)生人身傷害事故時(shí)，提供有效的急救和醫(yī)療設(shè)施，使受到傷害的人員得到迅速救治。二、工廠的定位問題工廠定位，面對的是一個(gè)計(jì)劃中的工廠和一個(gè)現(xiàn)實(shí)的環(huán)境，要解決的問題是把工廠建于何處?；S定位，一般遵循以下基本原則：(1)有原料、燃料供應(yīng)和產(chǎn)品銷售的良好的流通條件；(2)有儲運(yùn)、公用工程和生活設(shè)施等方面良好的協(xié)作環(huán)境；(3)靠近水量充足，水質(zhì)優(yōu)良的水源；(4)有便利的交通條件；(5)有良好的工程地址和水文氣象條件。工廠應(yīng)避免定位在下列地區(qū)：(1)震斷層地區(qū)和基本烈度9度以上的地震區(qū)；(2)厚度較大的III級自重濕陷性黃土地區(qū)；(3)易遭受洪水、泥石流、滑坡等危害的山區(qū)；(4)有開采價(jià)值的礦藏地區(qū)；(5)對機(jī)場、電臺等使用有影響的地區(qū)；(6)國家規(guī)定的歷史文物、生物保護(hù)和風(fēng)景游覽地區(qū)；(7)城鎮(zhèn)等人口密集的地區(qū)。需注意的是，工廠定位除考慮以上因素外，考慮的更多的是經(jīng)濟(jì)問題。三、工廠選址的安全問題工廠選址仍然是一種工廠相對于其環(huán)境的定位問題?？紤]如下方面：隔開距離，把廠址選擇在一個(gè)孤立地區(qū)。如果客觀條件不允許，可以依據(jù)主導(dǎo)風(fēng)，把工廠置于社區(qū)的下風(fēng)區(qū)。工廠的高建、構(gòu)筑物要留有一定的間距，防止物體砸傷行人、汽車司乘人員或臨近的設(shè)施。工廠產(chǎn)生的廢液要經(jīng)處理后排放。工廠的出入口要格外小心，避免嚴(yán)重的交通事故，或車輛離開高速公路沖入工廠。臨近有釋放毒性或易燃?xì)怏w的工廠，則建在其上風(fēng)側(cè)。保證有充足的水源。最好附近有河流、湖泊，至少保證有消防管網(wǎng)。地形方面，廠區(qū)內(nèi)不應(yīng)有低洼地，否則會(huì)形成毒性或易燃蒸氣或液體的積聚。四、工廠布局的安全問題工廠布局是一種工廠內(nèi)部組件之間相對位置的定位問題，其基本任務(wù)是結(jié)合廠區(qū)的內(nèi)外條件確定生產(chǎn)過程中各種機(jī)器設(shè)備的空間位置．獲得最合理的物料和人員的流動(dòng)路線。化工廠布局普遍采用留有一定間距的區(qū)塊化的方法。工廠廠區(qū)一般可劃分為以下六個(gè)區(qū)塊：工藝裝置區(qū)；罐區(qū)；公用設(shè)施區(qū)；運(yùn)輸裝卸區(qū)；輔助生產(chǎn)區(qū)；管理區(qū)。對各個(gè)區(qū)塊的安全要求如下。

加工單元可能是工廠中最危險(xiǎn)的區(qū)域。首先應(yīng)該匯集這個(gè)區(qū)域的一級危險(xiǎn)，找出毒性或易燃物質(zhì)、高溫、高壓、火源等。這些地方有很多機(jī)械設(shè)備，容易發(fā)生故障，加上人員可能的失誤而使其充滿危險(xiǎn)。在安全方面惟一可取之處是通常過程單元人員較少。加工單元應(yīng)該離開工廠邊界一定的距離，應(yīng)該是集中而不是分散的分布。后者有助于加工單元作為危險(xiǎn)區(qū)的識別，杜絕或減少無關(guān)車輛的通過。要注意廠區(qū)內(nèi)主要的火源和主要的人口密集區(qū)，由于易燃或毒性物質(zhì)釋放的可能性，加工單元應(yīng)該置于上述兩者的下風(fēng)區(qū)。過程區(qū)和主要罐區(qū)有交互危險(xiǎn)性，兩者最好保持相當(dāng)?shù)木嚯x。1．工藝裝置區(qū)過程單單元除除應(yīng)該該集中中分布布外，，還應(yīng)應(yīng)注意意區(qū)域域不宜宜太擁擁擠。。因?yàn)椴煌^過程單元間間可能會(huì)有有交互危險(xiǎn)險(xiǎn)性。過程單元間間要隔開一一定的距離離。特別是是對于各單單元不是一一體化過程程的情形，，完全有可可能一個(gè)單單元滿負(fù)荷荷運(yùn)轉(zhuǎn)，而而鄰近的另另一個(gè)單元元正在停車車大修，從從而使?jié)撛谠谖ｋU(xiǎn)增加加。危險(xiǎn)區(qū)區(qū)的火源、、大型作業(yè)業(yè)、機(jī)器的的移動(dòng)、人人員的密集集等都是應(yīng)應(yīng)該特別注注意的事項(xiàng)項(xiàng)。目前在化學(xué)工工業(yè)中，過程單元間的的間距仍然是是安全評價(jià)的的重要內(nèi)容。對于過程單元本身身的安全評價(jià)價(jià)，比較重要要的因素有：：①操作溫度；②操作壓力；③單元中物料料的類型；④單元中物料料的量；⑤單元中設(shè)備備的類型；⑥單元的相對對投資額；⑦救火或其它它緊急操作需需要的空間。2.罐區(qū)貯存容器，比如貯罐，，是需要特別重視視的裝置。每個(gè)這樣的的容器都是巨巨大的能量或或毒性物質(zhì)的的貯存器。容器能夠釋放放出大量的毒毒性或易燃性性的物質(zhì)，需需置于工廠的的下風(fēng)區(qū)域。。貯罐應(yīng)該安置在工廠中的專用區(qū)域，加強(qiáng)其作為為危險(xiǎn)區(qū)的標(biāo)識，使通過該區(qū)區(qū)域的無關(guān)車車輛降至最低低限度。罐區(qū)和辦公室室、輔助生產(chǎn)產(chǎn)區(qū)之間要保保持足夠的安全距距離。罐區(qū)和工藝裝裝置區(qū)、公公路之間要留留出有效的間距。罐區(qū)應(yīng)設(shè)在地勢比比工藝裝置區(qū)區(qū)略低的區(qū)域域，決不能設(shè)在在高坡上。通路問題。每一罐體至至少可以在一一邊由通路到到達(dá)，最好是是可以在相反反的兩邊由通通路到達(dá)。3.公用設(shè)施區(qū)公用設(shè)施區(qū)應(yīng)應(yīng)該遠(yuǎn)離工藝藝裝置區(qū)、罐罐區(qū)和其他危危險(xiǎn)區(qū)，以便便遇到緊急情情況時(shí)仍能保保證水、電、、汽等的正常常供應(yīng)。由廠外進(jìn)入廠廠區(qū)的公用工工程干管,也不應(yīng)該通過過危險(xiǎn)區(qū)，如如果難以避免免，則應(yīng)該采采取必要的保保護(hù)措施。工廠布局應(yīng)該該盡量減少地地面管線穿越越道路。管線配置的一一個(gè)重要特點(diǎn)點(diǎn)是在一些裝裝置中配置回回路管線?；鼗芈废到y(tǒng)的任任何一點(diǎn)出現(xiàn)現(xiàn)故障即可關(guān)關(guān)閉閥門將其其隔離開。并并把裝置與系系統(tǒng)的其余部部分接通。要要做到這一點(diǎn)點(diǎn)，就必須保證這些裝置至少能從兩個(gè)個(gè)方向接近工工廠的關(guān)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)。為了加強(qiáng)安安全，特別是是在緊急情況況下，這些裝裝置的管線對對于如消防用用水、電力或或加熱用蒸汽汽等的傳輸必必須是回路的的。鍋爐設(shè)備和配配電設(shè)備應(yīng)該設(shè)置在易燃液體設(shè)備備的上風(fēng)區(qū)域域。鍋爐房和泵站站應(yīng)該設(shè)置在工工廠中其他設(shè)設(shè)施的火災(zāi)或爆炸不不會(huì)危及的地地區(qū)。管線在道路上上方穿過要引引起特別注意意。高架的間隙隙應(yīng)留有如起起重機(jī)等重型型設(shè)備的方便便通路，減少少碰到的危險(xiǎn)險(xiǎn)。管路一定不能能穿過圍堰區(qū)區(qū)，圍堰區(qū)的火火災(zāi)有可能毀毀壞管路。冷卻塔釋放出出的煙霧會(huì)影影響人的視線線，冷卻塔不宜靠靠近鐵路、公公路或其他公公用設(shè)施。大型冷卻塔塔會(huì)產(chǎn)生很大大噪聲，應(yīng)該該與居民區(qū)有有較大的距距離。4.運(yùn)輸裝卸區(qū)良好的工廠布布局不允許鐵鐵路支線通過過廠區(qū)，可以以把鐵路支線線規(guī)劃在工廠廠邊緣地區(qū)解解決這個(gè)問題題。對于罐車和罐罐車的裝卸設(shè)設(shè)施常做類似似的考慮。在裝卸臺上可可能會(huì)發(fā)生毒毒性或易燃物物的濺灑，裝卸設(shè)施應(yīng)該該設(shè)置在工廠廠的下風(fēng)區(qū)域域，最好是在在邊緣地區(qū)。。原料庫、成品品庫和裝卸站站等機(jī)動(dòng)車輛進(jìn)出出頻繁的設(shè)施施，不得設(shè)在在必須通過工工藝裝置區(qū)和和罐區(qū)的地帶帶，與居民區(qū)、公公路和鐵路要要保持一定的的安全距離。。5.輔助生產(chǎn)區(qū)維修車間和研研究室要遠(yuǎn)離離工藝裝置區(qū)區(qū)和罐區(qū)。維修車間是重要的火源源，同時(shí)人員員密集，應(yīng)該置于工廠廠的上風(fēng)區(qū)域域。研究室與其他他管理機(jī)構(gòu)，，直接連接是是不恰當(dāng)?shù)?。廢水處理裝置置是工廠各處流流出的毒性或或易燃物匯集集的終點(diǎn)，應(yīng)該置于工廠廠的下風(fēng)遠(yuǎn)程程區(qū)域。高溫煅燒爐的的安全考慮呈呈現(xiàn)出矛盾。作為火源，，應(yīng)將其置于于工廠的上風(fēng)風(fēng)區(qū)，但是嚴(yán)嚴(yán)重的操作失失誤會(huì)使煅燒燒爐噴射出相相當(dāng)量的易燃燃物，對此則則應(yīng)將其置置于工廠的下下風(fēng)區(qū)。作為折中方案案，可以把鍛鍛燒爐置于工工廠的側(cè)面風(fēng)風(fēng)區(qū)域。與其他設(shè)施隔隔開一定的距距離也是可行行的方案。6．管理區(qū)主要辦事機(jī)構(gòu)構(gòu)應(yīng)該設(shè)置在在工廠的邊邊緣區(qū)域，并并盡可能與工工廠的危險(xiǎn)區(qū)區(qū)隔離。這樣做有以下下理由：首先，銷售和供應(yīng)人人員以及必須到工工廠辦理業(yè)務(wù)務(wù)的其他人員員，沒有必要進(jìn)入入廠區(qū)。因因?yàn)闉檫@這些些人人員員不不熟熟悉悉工工廠廠危危險(xiǎn)險(xiǎn)的的性性質(zhì)質(zhì)和和區(qū)區(qū)域域，，而而他他們們的的普通通習(xí)習(xí)慣慣如在在危危險(xiǎn)險(xiǎn)區(qū)區(qū)無無意意中中吸吸煙煙，，就就有有可可能能危危及及工工廠廠的的安安全全。。其次次，辦公公室室人人員員的的密密度度在全全廠廠可可能能是是最大大的，，把把這這些些人人員員和和危危險(xiǎn)險(xiǎn)分分開開會(huì)會(huì)改改善善工工廠廠的的安安全全狀狀況況。。第二二節(jié)節(jié)化化工工工工藝藝設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)一、工工藝流流程圖圖工藝流流程圖圖繪制制是化化工廠廠設(shè)計(jì)計(jì)初始始階段段的工工作。。這些些流程圖經(jīng)經(jīng)過提煉煉和修改改，最后后成為繪繪制管線線配置圖圖、平面面圖、設(shè)設(shè)備圖等等的基礎(chǔ)礎(chǔ)。因?yàn)樵缭缙陔A段段做出的的決定嚴(yán)嚴(yán)重影響響著后續(xù)續(xù)階段，，在流程圖繪繪制中始終都都要對安全全給予充充分注意意。在設(shè)計(jì)程程序中，，憑借文文獻(xiàn)、實(shí)實(shí)驗(yàn)室實(shí)實(shí)驗(yàn)和中中試工廠廠模試的的有關(guān)資資料進(jìn)行行設(shè)計(jì)是是慣常的的做法。。工藝流程程圖的繪繪制是從基本本的過程程計(jì)算開開始的。。由于過過程是高高度整體體化的，，過程的的每一步步驟都影影響著其其他步驟驟的操作作。所以以，過程可以以劃分為為若干個(gè)個(gè)子區(qū)間間，對每一一子區(qū)間間內(nèi)部的的安全操操作及其其對其他他子區(qū)間間安全的的影響都都要進(jìn)行行分析。。方便的的子區(qū)間間劃分是是：(1)反反應(yīng)(決定整整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)的動(dòng)力力學(xué))；；(2)分分離，如蒸餾、、吸收、、吸附、、液體萃萃取;(3)貯貯存，如固體、液液體和氣體物物料的貯存。。工藝流程圖是是描述過程的的主要文件，它表示出了了主要設(shè)備、主要物流路線和控制點(diǎn)。對于正常操操作預(yù)期的主要溫度和壓壓力，物料的的流動(dòng)和組成成以及主要設(shè)設(shè)備的設(shè)計(jì)能能力都做了說說明。二、管線配置置圖管線配置圖是是指管路和儀儀表的線路圖圖，又稱工程線路圖，是設(shè)計(jì)和施施工的基本工工作文件，一般包括：(1)開啟、、關(guān)閉、緊急急和普通操作作需要的所有有過程設(shè)施，如閥門、盲盲板、可移動(dòng)動(dòng)的柱塞等；；(2)施工材料的鑒鑒定序號和鑒鑒定人，每條條管路的直徑徑和絕熱要求求;(3)物流的方向；(4)主要過程和起起始管路的識識別；(5)所有儀表、控控制點(diǎn)和有儀儀表失靈顯示示功能的連鎖鎖裝置；(6)所有設(shè)設(shè)備的主要尺寸和負(fù)負(fù)荷；(7)容器、、反應(yīng)器的操作和設(shè)計(jì)溫溫度；(8)裝置的的標(biāo)高；(9)釋放閥閥、安全膜等等的設(shè)定壓力；(10)排水要求；(11)必要要時(shí)要有管路路配置的特殊備忘錄。。三、過程物料料的安全評價(jià)價(jià)過程物料的選選擇，應(yīng)該就就物料的物性性和危險(xiǎn)性進(jìn)進(jìn)行詳細(xì)地評評估，對一切切可能的過程程物料做總體體考慮。過程物料可以以劃分為過程內(nèi)物料和過程輔助物料料兩大類型。過程內(nèi)物料是指從原料到產(chǎn)品品的整個(gè)工藝藝流程線上的的物料，如原料、催催化劑、中間間體、產(chǎn)物、、副產(chǎn)物、溶溶劑、添加劑劑等。過程輔助物料料是指實(shí)現(xiàn)過程條件件所用的物料料，如傳熱流體體、重復(fù)循環(huán)環(huán)物、冷凍劑劑、滅火劑等等。在過程設(shè)計(jì)中中，需要匯編出過過程物料的目目錄，記錄下下過程物料在在全部過程條條件范圍內(nèi)的的有關(guān)性質(zhì)資資料，作為過程危險(xiǎn)評價(jià)價(jià)和安全設(shè)計(jì)計(jì)的重要依據(jù)據(jù)。(1)一般性性說明資料物料名稱和別別名、分子結(jié)結(jié)構(gòu)式和相對對分子質(zhì)量、、物理狀態(tài)、、純度、外觀觀、氣味或味味道、腐蝕性性、主要用途途、危險(xiǎn)性和和防護(hù)措施、、污染因素等等(2)基礎(chǔ)物物性資料蒸氣密度、相相對密度、熔熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、、溶解度和互互溶性、粘度度、粒度及其其分布、臨界界參數(shù)、膨脹脹系數(shù)、表面面張力、Joule-Thompson系數(shù)等。(3)易燃性性資料閃點(diǎn)、著火點(diǎn)點(diǎn)、燃燒極限限、自熱、蒸蒸氣壓、介電電常數(shù)、電阻阻、粉塵爆炸炸性質(zhì)、火災(zāi)災(zāi)中的毒性熱熱分解產(chǎn)物等等。(4)反應(yīng)性性資料高速量熱、差差熱分析、撞撞擊實(shí)驗(yàn)、熱熱穩(wěn)定性、熱熱分析試驗(yàn)、、爆炸引起的的爆炸擴(kuò)散、、自燃性等。。(5)毒性資資料毒性危險(xiǎn)等級級、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)、最大允許許濃度、半致致死濃度或半半致死劑量等等。(6)暴露作作用吸入或食入危危險(xiǎn)、呼吸刺刺激、皮膚刺刺激、眼睛刺刺激、皮膚或或呼吸的敏感感度等。(7)放射性性資料放射性測試，，α、β、γ、中子射線暴露露及其危害等等。四、過程路線線的選擇過程路線的選選擇是在工藝藝設(shè)計(jì)的最初初階段完成的的。過程程路線線的安安全評評價(jià)，，應(yīng)該該考慮慮過程程本身身是否否具有有潛在在危險(xiǎn)險(xiǎn)，以以及為為了特特定目目的把把物料料加入入過程程是否否會(huì)增增加危危險(xiǎn)。。1．有有潛在在危險(xiǎn)險(xiǎn)的過過程這些過過程一一旦失失去控控制就就有可可能造造成災(zāi)災(zāi)難性性的后后果，，如發(fā)發(fā)生火火災(zāi)、、爆炸炸或毒毒性物物質(zhì)的的釋放放等。。有潛在在危險(xiǎn)險(xiǎn)的過過程有有：(1)爆炸炸、爆爆燃或或強(qiáng)放放熱過過程；；(2)有粉粉塵或或煙霧霧生成成的過過程；；(3)在物物料的的爆炸炸范圍圍或近近區(qū)操操作的的過程程；(4)在高高溫、、高壓壓或冷冷凍條條件下下操作作的過過程(5)含有有易燃燃物料料的過過程；；(6)含含有有不不穩(wěn)穩(wěn)定定化化合合物物的的過過程程；；(7)含含有有高高毒毒性性物物料料的的過過程程；；(8)有有大大量量貯貯存存壓壓力力負(fù)負(fù)荷荷能能的的過過程程。。2．．反反應(yīng)應(yīng)過過程程的的安安全全分分析析反應(yīng)應(yīng)過過程程常常因因反反應(yīng)應(yīng)條條件件的的微微小小變變化化而而偏偏離離預(yù)預(yù)期期的的反反應(yīng)應(yīng)途途徑徑，，化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)過過程程有有較較多多的的危危險(xiǎn)險(xiǎn)性性。。充分分評評估估反反應(yīng)應(yīng)過過程程的的危危險(xiǎn)險(xiǎn)性性，，有有助助于于改改善善過過程程的的安安全全。。(1)對對潛潛在在的的不不穩(wěn)穩(wěn)定定的的反反應(yīng)應(yīng)和和副副反反應(yīng)應(yīng)，如如自自燃燃或或聚聚合合等等進(jìn)進(jìn)行行考考察察，，考慮慮改改變變反反應(yīng)應(yīng)物物的的相相對對濃濃度度或或其其他他操操作作條條件件是是否否會(huì)會(huì)使使反反應(yīng)應(yīng)的的危危險(xiǎn)險(xiǎn)程程度度減減小小。。(2)考考慮慮混混合合、、反反應(yīng)應(yīng)物物和和熱熱源源的的低低效效配配置置、、操操作作故故障障、、設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)失失誤誤、、發(fā)發(fā)生生不不需需要要的的副副反反應(yīng)應(yīng)、、熱熱量量、、反反應(yīng)應(yīng)器器失失控控、、結(jié)結(jié)垢垢等等引引起起的的危危險(xiǎn)險(xiǎn)。。(3)評評價(jià)副反反應(yīng)是否否生成毒毒性或爆爆炸性物物質(zhì)，是是否會(huì)有有危險(xiǎn)垢垢層形成成。(4)考考察物料料是否吸吸收空氣氣中的水水分變潮潮，表面面粘附形形成毒性性或腐蝕蝕性液液體或氣氣體。(5)確確定所有有雜質(zhì)對對化學(xué)反反應(yīng)和過過程混合合物性質(zhì)質(zhì)的影響響。(6)確確保結(jié)構(gòu)構(gòu)材料彼彼此相容容并與過過程物料料相容。。(7)考考慮過程程中危險(xiǎn)險(xiǎn)物質(zhì)的的積累，，如可燃燃物、毒毒性中間間體。(8)考考慮催化化劑行為為的各個(gè)個(gè)方面，，如老化化、中毒毒、粉碎碎、活化化、再生生等。3．有潛潛在危險(xiǎn)險(xiǎn)的操作作有些操作作本身具具有潛在在危險(xiǎn)。。分析和確確定這些些操作的的危險(xiǎn)件件，是過過程安全全評價(jià)的的重要內(nèi)內(nèi)容。常見的有有潛在危危險(xiǎn)的操操作：(1)易易燃或毒毒性液體體或氣體體的蒸發(fā)發(fā)和擴(kuò)散散；(2)可可燃或毒毒性固體體的粉碎碎和分散散；(3)易易燃物質(zhì)質(zhì)或強(qiáng)氧氧化劑的的霧化；；(4)易燃燃物質(zhì)和強(qiáng)強(qiáng)氧化劑的的混合；(5)危險(xiǎn)險(xiǎn)化學(xué)品與與惰性組分分或稀釋劑劑的分離;(6)不穩(wěn)穩(wěn)定液體的的溫度或壓壓力的升高高。4．間歇過過程和連續(xù)續(xù)過程比較較工藝設(shè)計(jì)中中，需要在在間歇過程程和連續(xù)過過程之間做做出選擇。。大批量的操操作，從經(jīng)經(jīng)濟(jì)上考慮慮，連續(xù)過程更更具有優(yōu)勢勢。間歇和連續(xù)續(xù)兩種過程程方式的比較：(1)間歇過程各操作單元元之間易于隔絕，單元設(shè)備備過程物料料持有量較較大。連續(xù)過程各操作單元元連通，過程物料料持有量較較少；(2)間歇過程勞勞動(dòng)強(qiáng)度較較大，緊急情況況下操作者有較多的機(jī)會(huì)介入入，連續(xù)過程更更多地依靠靠自動(dòng)控制制；(3)間歇過程產(chǎn)產(chǎn)物純度容容易控制，過程物料料易于識別別。連續(xù)過程不不穩(wěn)狀態(tài)或或周期性波波動(dòng)（如開開車或停車車）較少；(4)間歇過程有詳盡的指指令和操作作規(guī)程，可以減少操操作失誤或或設(shè)備的損損壞。連續(xù)過程的的容器或設(shè)設(shè)備很少需需要清洗，，不穩(wěn)態(tài)的的物料輸入入也較少；(5)間歇過程有有較長的暴暴露時(shí)間。在連續(xù)過程程中，有潛潛在危險(xiǎn)的的中間體無無須貯存加加工。五、工藝設(shè)設(shè)計(jì)安全校校核機(jī)械設(shè)計(jì)、、過程和布布局的微小小變化都有有可能出出現(xiàn)預(yù)想不不到的問題題。工廠和其其中的各項(xiàng)項(xiàng)設(shè)備是為為了維持操操作參數(shù)允允許范圍內(nèi)內(nèi)的正常操操作設(shè)計(jì)的的，在開車車、試車或或停車操作作中會(huì)有不不同的條件件，因而會(huì)會(huì)產(chǎn)生與正正常操作的的偏離。為了了確確保保過過程程安安全全，，有有必必要要對對設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)和和操操作作的的每每一一細(xì)細(xì)節(jié)節(jié)逐逐一一枚枚核核。物料料和和反反應(yīng)應(yīng)的的安安全全校校核核。如如查查詢詢過過程程物物料料的的毒毒性性，，確確定定過過程程物物料料在在所所有有過過程程條條件件下下的的有有關(guān)關(guān)物物性性，，鑒鑒別別一一切切可可能能的的化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)，，對對預(yù)預(yù)期期的的和和意意外外的的化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)都都要要考考慮慮。。過程程安安全全的的總總體體規(guī)規(guī)范范。如如過過程程的的規(guī)規(guī)模模、、類類型型和和整整體體性性是是否否恰恰當(dāng)當(dāng)。。過過程程的的放放大大是是否否正正確確。。非正正常常操操作作的的安安全全問問題題。如如考考慮慮偏偏離離正正常常操操作作會(huì)會(huì)發(fā)發(fā)生生什什么么情情況況，，對對于于這這些些情情況況是是否否采采取取了了適適當(dāng)當(dāng)?shù)牡念A(yù)預(yù)防防措措施施。第三三節(jié)節(jié)化化工工單單元元區(qū)區(qū)域域規(guī)規(guī)劃劃化工工單單元元區(qū)區(qū)域域規(guī)規(guī)劃劃是是定定出出各各單單元元邊邊界界內(nèi)內(nèi)不不同同設(shè)設(shè)備備的的相相對對物物理理位位置置。。一般來來說，單單元排列列越緊密密，配管管、泵送送和地皮皮不動(dòng)產(chǎn)產(chǎn)的費(fèi)用用越低。。但是出出于安全全考慮，，需要把把危險(xiǎn)隔隔開，單單元排列列應(yīng)該比比較分散散，同時(shí)也為為救火或或其他緊緊急操作作留有充充分的空空間。綜合考慮慮表明，，留有自自由活動(dòng)動(dòng)空間的的開放的的區(qū)域規(guī)規(guī)劃更合合理一些些。過分分擁擠嚴(yán)嚴(yán)重影響響施工和和維修效效率，會(huì)會(huì)增加初初始的和和繼續(xù)的的投資費(fèi)費(fèi)用。一、加工工單元區(qū)區(qū)域的規(guī)規(guī)劃1．設(shè)備備配置的的直線排排列試圖平衡衡區(qū)域規(guī)規(guī)劃中互互相矛盾盾的各種種因素的的多年實(shí)實(shí)踐，產(chǎn)產(chǎn)生了一一種為加加工工業(yè)業(yè)普遍接受受的區(qū)域域規(guī)劃方方法：單元中大大多數(shù)塔塔器、筒筒體、換換熱器、、泵和主主要管管線成直直線狹長長排列。。這種設(shè)備備排列方方法的主要特征征是；(1)設(shè)設(shè)備配置置直線的的兩邊都都與廠區(qū)區(qū)道路連連接。這樣，在在救火或或其他緊緊急情況況時(shí)，設(shè)設(shè)備配置置線的主主要部分分的兩邊邊都有方方便的通通路。連連接道路路可以作作為阻火火堤，把把設(shè)備配配置線與與廠區(qū)其其余部分分隔離。(2)鋼鋼制框架架與道路路鄰接。。熱交換器器設(shè)置在在框架上上部，冷冷卻水箱箱設(shè)置在在框架下下部。吊吊車可以以方便地地駛?cè)耄?，安全裝裝運(yùn)熱交交換器的的管束、、管件和和較重的的組件。。冷卻水水箱設(shè)置置在框架架上使得得整個(gè)冷冷卻水系系統(tǒng)的維維修極為為方便，，而不必必挖掘裝裝置周圍圍和裝置置之下的的地基。。(3)設(shè)設(shè)備配置置直線上上的精餾餾塔、熱熱交換器器、餾出出液接受受器、回回流筒等等裝置，，一般采采用框架架結(jié)構(gòu)平平坡式布布局方式式?？蚣芙Y(jié)構(gòu)構(gòu)在精餾餾塔旁邊邊提供了了開放區(qū)區(qū)域，塔塔板和其其他塔內(nèi)內(nèi)件易于于拆卸裝裝車運(yùn)至至維修區(qū)區(qū)。在線線的塔器器、回流流筒、熱熱交換器器之下的的平坡低低洼部分分，對于于易燃或或毒性溢溢流物可可以起截截流的作作用，防防止污水水管將其其排凈前前擴(kuò)散至至單元的的其他區(qū)區(qū)域。(4)管管架也設(shè)設(shè)置在設(shè)設(shè)備配置置直線上上。管架的合合理排布布可以消消除過頂頂間距太太小或是是僅敷設(shè)設(shè)在平坡坡上的管管束，而而且可以以避免管管溝，而而管溝常常常是危危險(xiǎn)液體體或蒸氣氣的良好好的載體體。(5)泵泵排設(shè)置置在設(shè)備備配置直直線的旁旁邊，與與道路鄰鄰接。泵排上面面不得有有任何障障礙物，，使得泵泵和傳動(dòng)動(dòng)裝置維維修時(shí)便便于移動(dòng)動(dòng)。(6)筒筒體、泵泵、裝配配有觀測測平臺的的蒸餾塔塔以及需需要橋式式吊車鋼鋼梁導(dǎo)軌軌吊人的的設(shè)備，，按序定定在設(shè)備備配置線線上，從從而把相相關(guān)的危危險(xiǎn)操作作集中在在一起。。設(shè)備以安安裝在地地平面上上為宜。。但是由于過程程原因，，如蒸餾餾或吸收收塔，噴噴霧干燥燥塔或立立式反應(yīng)應(yīng)器，需需要提供供重力自自流或泵泵的負(fù)壓壓壓頭的的設(shè)備等等，設(shè)備備提升升是不可可避免的的。重的設(shè)備備應(yīng)盡量量避免高高位安裝裝，最好和和其他設(shè)設(shè)備在同同一水平平線上或或者有堅(jiān)堅(jiān)實(shí)的基基座。2.非非直直線線排排列列設(shè)設(shè)施施的的配配置置直線線排排列列的的設(shè)設(shè)備備構(gòu)構(gòu)成成了了單單元元區(qū)區(qū)域域的的骨骨架架，，單元元的的其其他他組組件件，，如控控制制室室、、壓壓縮縮機(jī)機(jī)、、反反應(yīng)應(yīng)器器、、溢溢流流槽槽、、加加熱熱爐爐等等，，可以以設(shè)設(shè)置置在在直直線線排排列列的的兩兩邊邊。。應(yīng)用這種方法法一般可以達(dá)到近乎乎方形的最大大面積規(guī)劃。。控制室是單元元的神經(jīng)中樞樞，是單元中中最重要的部部位。最好是是把控制室設(shè)設(shè)置在單元的的周邊區(qū)域。。對于處理毒性性物質(zhì)的單元元，控制室應(yīng)應(yīng)該設(shè)置在單單元的上風(fēng)區(qū)區(qū)域。此外，，控制室應(yīng)該該和高溫或高高壓容器、盛盛有相當(dāng)量的的易燃或毒性性液體的容器器隔離。加熱爐有兩個(gè)個(gè)基本問題，，作為為明明顯顯的的火火源源，，加加熱熱爐爐應(yīng)應(yīng)該該設(shè)設(shè)置置在在單單元元其其余余部部分分的的上上風(fēng)風(fēng)區(qū)區(qū)域域，，但但是是這這會(huì)會(huì)引引起起煙煙道道氣氣飄飄過過塔塔器器的的高高架架平平臺臺或或其其他他建建筑筑物物的的問問題題。。最好好的的解解決決辦辦法法是是采采取取折折中中方方案案，把加加熱熱爐爐設(shè)設(shè)置置在在側(cè)側(cè)面面風(fēng)風(fēng)區(qū)區(qū)域域。。應(yīng)應(yīng)該該盡盡量量保保持持加加熱熱爐爐與與其其他他危危險(xiǎn)險(xiǎn)設(shè)設(shè)備備的的適適度度分分離離。。壓縮縮機(jī)機(jī)劇劇烈烈運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，，應(yīng)應(yīng)該該注注意意與與其其他他危危險(xiǎn)險(xiǎn)設(shè)設(shè)備備適適當(dāng)當(dāng)隔隔離離。。壓縮縮機(jī)機(jī)容容易易泄泄漏漏氣氣體體，，應(yīng)應(yīng)該該置置于于單單元元的的下下風(fēng)風(fēng)區(qū)區(qū)域域。。壓壓縮縮機(jī)機(jī)或或泵泵一一般般安安裝裝在在室室外外。。對于反應(yīng)器器，主要考考慮的是提提供充分的的空間、反反應(yīng)器內(nèi)件件安全操作作的設(shè)施以以及有關(guān)的的催化劑。。有些高熱運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)的反應(yīng)應(yīng)器，可以以作為火源源來處理。。非直線排列列設(shè)備的配配置還包括括許多的公公用工程設(shè)設(shè)施。電力線路必須從地下下進(jìn)入加工工單元，適當(dāng)安排入入口點(diǎn)，避免在整整個(gè)單元的的電力系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)置人孔孔。如果單單元裝配有有緊急釋放閥閥或煙氣管管線，這些設(shè)施施應(yīng)靠近控制制室，遠(yuǎn)離離火險(xiǎn)或其其他危險(xiǎn)區(qū)區(qū)域。消防火栓栓或監(jiān)控器器必須與危危險(xiǎn)點(diǎn)足夠夠近，從而而能有效發(fā)發(fā)揮作用，，但也不能能離的太近近，危機(jī)時(shí)時(shí)無法靠近近。注意可可能會(huì)阻止止水流到達(dá)達(dá)危險(xiǎn)點(diǎn)的的隨礙物檢檢查有無必必要時(shí)迅速速撤退的通通路。水龍龍帶拖車或或安全噴射射器也作類類似的配置置。除非絕對必必要，鐵路路支線才引引入單元區(qū)區(qū)。當(dāng)鐵路支線線引人單元元區(qū)時(shí)，應(yīng)該提供貨貨車可能脫脫軌的充分分的空間。不宜把裝裝卸設(shè)備設(shè)設(shè)置在鐵路路支線終點(diǎn)點(diǎn)的延伸方方向，以避避免貨車的的過沖、扯扯脫貨車擋擋與裝卸設(shè)設(shè)備碰撞。。在完成區(qū)域域規(guī)劃時(shí)，，應(yīng)該充分分考慮將來來發(fā)展擴(kuò)建建添加設(shè)備備的可能性性。3．．室室內(nèi)內(nèi)裝裝置置的的配配置置對于于需需要要精精確確的的溫溫度度控控制制或或需需要要操操作作者者經(jīng)經(jīng)常常觀觀察察的的情情形形，，必必須須把把加加工工單單元元的的部部分分或或全全部部置置于于室室內(nèi)內(nèi)。。對可能釋釋放出毒毒性或易易燃蒸氣氣的情形形，設(shè)置置物理屏屏障等方方法。火火源和易易燃物源源隔離墻墻的門或或開口，，保持在在最小數(shù)數(shù)量。并并與像控控制中心心這樣的的經(jīng)常有有人員的的區(qū)域隔隔離開。。墻壁進(jìn)進(jìn)行強(qiáng)度度和耐火火設(shè)計(jì)。。容易經(jīng)經(jīng)受爆炸炸的隔離離間可以以有一面面或多面面有意設(shè)設(shè)計(jì)的強(qiáng)強(qiáng)度較弱弱的墻壁壁，以便便在避開開入員或或其他設(shè)設(shè)施的方方向卸掉掉爆炸力力。多層或或階梯梯式建建筑有有本身身持有有的地地勢問問題。。易燃或或毒性性液體體源不不應(yīng)該該設(shè)置置在火火源或或人員員之上上。如果包包含蒸蒸氣，，火源源或人人員的的位置置則取取決于于蒸氣氣的密密度比比空氣氣大還還是比比空氣氣小。。與室外外設(shè)施施相比比，需需要更更加嚴(yán)嚴(yán)格地地規(guī)范范從室室內(nèi)裝裝置撤撤退的的通路路。在室內(nèi)內(nèi)，很很難過過分強(qiáng)強(qiáng)調(diào)精精細(xì)設(shè)設(shè)計(jì)的的平臺臺、扶扶梯、、人行行道、、出入入口或或滑運(yùn)運(yùn)斜道道系統(tǒng)統(tǒng)的需需要。。永久久平臺臺應(yīng)該該供作作單元元中所所有無無法拾拾階而而上的的操作作點(diǎn)的的進(jìn)出出口，，所有操操作平平臺(塔器器平臺臺可能能例外外)都都應(yīng)該該有兩兩種下下行方方法，，防止止緊急急狀態(tài)態(tài)時(shí)截截流操操作人人員。。從高架架平臺臺向下下的所有扶扶梯和和滑梯梯孔道道，都都應(yīng)設(shè)設(shè)在最最小可可能遭遭受火火險(xiǎn)或或毒物物泄漏漏的地地點(diǎn)。。扶梯梯或滑滑梯的的著陸陸點(diǎn)應(yīng)應(yīng)該接接近易易于從從單元元撤退退的通通路。。塔器的的人孔孔平臺臺應(yīng)該該有塔塔內(nèi)件件安全全維護(hù)護(hù)的充充分的的工作作空間間，打開人人孔的的方向向應(yīng)該該避開開從平平臺向向下的的扶梯梯。二、單單元區(qū)區(qū)域的的管線線配置置1．管管線配配置的的防泄泄漏設(shè)設(shè)計(jì)工廠化化學(xué)品品的主主要泄泄漏與與以下下各項(xiàng)項(xiàng)成比比例：：(1)管線線的長度；；(2)排放放口的數(shù)量量；(3)管線線的復(fù)雜性性。管線的復(fù)雜雜性，一般般反映在連連接的泵的數(shù)量以及再循環(huán)物流流的數(shù)量兩個(gè)方面。。減少管件泄泄漏的簡單單的設(shè)計(jì)規(guī)則如下：(1)減少少分支和死死角的數(shù)量量。(2)減少少小排放口口的數(shù)量。。管道配置應(yīng)應(yīng)該做到，，在少數(shù)幾幾處容易接接近、容易易觀察的位位置排放。。(3)按照照相同的規(guī)規(guī)范設(shè)計(jì)小小口徑的支支管和主管管一樣進(jìn)行行嚴(yán)格的檢檢驗(yàn)確保小小的支管在在交叉點(diǎn)得得到加強(qiáng)，，并有充分分的支撐。。(4)考慮慮到管件或或容器的熱熱膨脹，管管線需要有有一定的伸伸縮性。在短管管架架上，需要要恰當(dāng)?shù)嘏渑渲貌y管管。這些波波紋管應(yīng)該該只是做軸軸向移動(dòng)，，還需要襯襯內(nèi)套管．．以免在波波紋管的褶褶溝中充入入固體沉積積物。(5)直接接卸料的排排放口，應(yīng)應(yīng)該設(shè)在操操作者能夠夠觀察到的的地方。工作系統(tǒng)統(tǒng)對這些些排放口口應(yīng)該進(jìn)進(jìn)行定期期核查和和報(bào)告。。(6)保證密封封墊與管管內(nèi)流體體在最大大可能的的操作溫溫度下完完全互容容，在最最大內(nèi)壓壓下也能能夠緊縮縮密封。。(7)減減少真空空管線(如真空空蒸餾塔塔上的冷冷凝器)上的法法蘭盤數(shù)數(shù)量。(8)在在閥閥式式取取樣樣點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)應(yīng)該該配配置置可可移移動(dòng)動(dòng)的的插插頭頭。。(9)要有有充分的管管道支撐，，從放料或或從安全閥閥檢驗(yàn)管道道的作用力力。(10)設(shè)設(shè)置管道應(yīng)應(yīng)該避免通通過可能使使其受到機(jī)機(jī)械損傷的的地方。(11)應(yīng)應(yīng)該有充分分的通道、、扶梯等，，以免攀越越管件。(12)緊緊固承受高高溫的大法法蘭盤。應(yīng)應(yīng)該采用高高強(qiáng)度的螺螺栓。2．軟管系系統(tǒng)的配置置對于油船、、罐車等的的液體物料料的裝卸，，軟管的選選擇和應(yīng)用用需格外謹(jǐn)謹(jǐn)慎。應(yīng)考慮的是是：(1)軟軟管的適適用性，，并結(jié)合合有關(guān)軟軟管的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。(2)設(shè)設(shè)置緊急急狀態(tài)下下迅速隔隔離的設(shè)設(shè)施，如如對于油油船卸貨貨，在軟軟管的一一端要設(shè)設(shè)緊急隔隔離閥，，在另一一端要設(shè)設(shè)止逆閥閥，用過過流閥替替代遠(yuǎn)程程隔離閥閥等。(3)應(yīng)應(yīng)該使用用螺栓固固定的軟軟管夾，，不宜使使用側(cè)卸卸式的軟軟管夾。。(4)軟軟管系統(tǒng)統(tǒng)應(yīng)用時(shí)時(shí)要有充充分的保保護(hù)和支支撐設(shè)施施，不用用時(shí)要防防止軟管管的壓破破或損壞壞。(5)所所有高于于大氣壓壓操作的的可移動(dòng)動(dòng)軟管，，都應(yīng)設(shè)設(shè)置排空空閥，以以便降壓壓時(shí)防止止軟管的的折斷。。3.管線配置置的安全全考慮通常用于于管道工工程的橡橡膠支撐撐物不能能用于設(shè)設(shè)備，設(shè)備重心心之下的的水平連連接法蘭蘭需要用用鋼性板板支撐。柱塞閥閥的鄰近近也需要要有支撐撐物。聚聚四氟乙乙烯波紋紋管不能能用來連連接不同同心的管管道。管件和閥閥門配置置的簡單單和易于于識別，，是安全全操作的的重要因因素。對于不穩(wěn)穩(wěn)定液體體的傳遞遞，管件件、閥門門和控制制儀表的的配置應(yīng)應(yīng)該防止止液體靜靜止在運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)的泵泵中。對于常設(shè)設(shè)的設(shè)備備管線，，如果設(shè)設(shè)備壓力力降低至過程正正常壓力力之下，，管線應(yīng)該該有低壓壓報(bào)警；如果設(shè)設(shè)備壓力力升高至過程正正常壓力力之上，，則應(yīng)該該有高壓報(bào)警警。在設(shè)備管管線上應(yīng)應(yīng)該安裝裝止逆閥閥，以防防止管線線中流體體的回流流。如果回流流的結(jié)果果導(dǎo)致劇劇烈的反反應(yīng)或設(shè)設(shè)備的過過壓，止止逆閥不不足以提提供可靠靠的保證證，這時(shí)時(shí)需要高高度可靠靠的斷開開或關(guān)閉閉系統(tǒng)。。對于泵體體或設(shè)備備極有可可能泄漏漏以及大大量物料料從設(shè)備備無限制制流出的的情形，，應(yīng)該考考慮安裝裝遠(yuǎn)程操操作的緊緊急隔離離閥。液化石油油氣容器器的所有有過程排排放管線線。也推推薦采用用自動(dòng)閉閉合閥或或遙控隔隔離閥。。三、單元元裝置和和設(shè)施的的安全設(shè)設(shè)計(jì)考慮設(shè)施施的可靠靠性，以以及關(guān)閉閉時(shí)備用用設(shè)備或或緊急貯貯存器的的提供。。排水系統(tǒng)統(tǒng)的恰當(dāng)當(dāng)設(shè)計(jì)是是必要的的。排水系統(tǒng)統(tǒng)的優(yōu)化化設(shè)計(jì)應(yīng)應(yīng)該是，，一旦易易燃液體體泄漏出出來，就就立即排排離加工工單元，，導(dǎo)入蓄蓄污池。。裝置的抗抗污染也也是重要要的。例如，應(yīng)應(yīng)用蒸汽汽滅火一一般是起起稀釋泄泄出物的的作用，，消防蒸蒸汽供應(yīng)應(yīng)線應(yīng)該該與正常常蒸汽供供應(yīng)線隔隔離開，，消除烴烴類泄出出物滲入入正常蒸蒸汽的任任何可能能性。壓壓縮空氣氣的過程程污染可可以應(yīng)用用物理隔隔離的方方法避免免。地面水和和污水也也必須隔隔離排放放。對于情性性氣體，，既要保保證日常常操作和和緊急狀狀態(tài)下充充足的供供應(yīng)量，，又要防防止被污污染。對于加工易燃燃液體或氣體體的區(qū)域，應(yīng)應(yīng)該盡可能采采用敞開結(jié)構(gòu)構(gòu)。這既可以有助助于氣體或蒸蒸氣泄漏物的的擴(kuò)散通風(fēng)，又可以提供最最大可能的爆爆炸排放面積積，而且還有有利于救火。。粉塵捕集裝裝置和過濾器器也應(yīng)該設(shè)置置于沒有其他他過程的敞開開區(qū)域。第四節(jié)壓壓力容器的設(shè)設(shè)計(jì)、制造和和檢驗(yàn)一、壓力容器器概述1．壓力容器器規(guī)范化早在19世紀(jì)紀(jì)末就有了對對鍋爐和壓力力容器規(guī)范化化的要求。20世紀(jì)最初初的十年，發(fā)發(fā)生了近一萬萬起鍋爐爆炸炸，造成了約約一萬人的死死亡和約一萬萬五千人的傷傷殘。這些血血的教訓(xùn)使人人們對壓力容容器制造和安安裝的規(guī)范化化有了更清醒醒的認(rèn)識。1907年，，美國Massachusetts州提出了世界界上第一部鍋鍋爐制造和安安裝的法規(guī)。。1911年美美國機(jī)械工程程師協(xié)會(huì)成立立了一個(gè)專門門委員會(huì)，后后來被稱為鍋鍋爐規(guī)范委員員會(huì)。規(guī)范壓壓力容器的設(shè)設(shè)計(jì)、制造、、檢驗(yàn)和鑒定定。在我國，原國國家勞動(dòng)總局局1979年年頒布了《氣氣瓶安全監(jiān)察察規(guī)程》；1980年頒布了《蒸蒸汽鍋爐安全全監(jiān)察規(guī)程》》；1981年頒布了《《壓力容器安安全監(jiān)察規(guī)程程》。2.非燃火壓力容容器分類壓力容器可以粗分為蒸汽鍋爐和非燃火壓力容容器兩大類型。非非燃火壓力容容器有多種分分類方法。壓力容器按照照其工藝功能可以劃分為四個(gè)類型：(1)反應(yīng)容容器：主要用來完成物料的化化學(xué)轉(zhuǎn)化。如反應(yīng)器、、發(fā)生器、聚聚合釜、合成成塔、變換爐爐等。(2)換熱容容器：主要用來完成物料和介介質(zhì)間的熱量量交換。如熱交換器器、冷卻器、、加熱器、蒸蒸發(fā)器、廢熱熱鍋爐等。(3)分離容容器：主要用來完成物料基于于熱力學(xué)或流流體力學(xué)的組組元或相的分分離。如分離器器、過濾器器、蒸餾塔塔、吸收塔塔、干燥塔塔、萃取器器等。(4)貯運(yùn)運(yùn)容器：主要用來完成流體物物料的盛裝裝、貯存或或運(yùn)輸。如如貯罐、貯貯槽和槽車車等。壓力容器按按照其設(shè)計(jì)壓力p的大小，可以劃分分為低壓容器、中壓容器、高壓容器和超高壓容器器四個(gè)類型。。(1)低壓壓容器，0.1MPa≤p＜1.6MPa；(2)中壓容器器：1.6MPa≤p＜10MPa;(3)高高壓容器器：10MPa≤p＜100MPa;(4)超高壓容器器：p＞100MPa。。壓力容器按照設(shè)計(jì)壓壓力p和容積V，結(jié)合容器的的工藝功能能和其中物物料的危險(xiǎn)險(xiǎn)性,劃分為以以下三個(gè)類類型：(1)第一一類容器：非易燃或或無毒介質(zhì)質(zhì)的低壓容容器；易燃燃或有毒介介質(zhì)的低壓壓換熱容器器和低壓分分離容器。。(2)第二二類容器：pV＜196.2kJ劇毒介質(zhì)的的低壓容器器;易燃或或有毒介質(zhì)質(zhì)的低壓反反應(yīng)容器和和低壓貯運(yùn)運(yùn)容器；內(nèi)內(nèi)徑＜1m的低壓廢熱熱鍋爐；一一般介質(zhì)的的中壓容器器。(3)第三三類容器：pV≥l96.2kJ、劇毒介質(zhì)的的低壓容器器；內(nèi)徑＞＞1m的低壓廢熱熱鍋爐；中中壓廢熱鍋鍋爐；pV≥490.5kJ、易燃或有毒毒介質(zhì)的中中壓反應(yīng)容容器；pV≥490.5kJ、易燃或有毒毒介質(zhì)的低低壓貯運(yùn)容容器；劇毒毒介質(zhì)的中中壓容器；；高壓或超超高壓容器器。3．結(jié)構(gòu)材材料的機(jī)械械性能結(jié)構(gòu)材料在在受到外力力作用時(shí)，，會(huì)有抵抗抗變形和斷斷裂的能力力,稱為結(jié)構(gòu)材料的的機(jī)械性能能。主要包括強(qiáng)度、塑性、韌性、硬度等。(1)強(qiáng)度度:常用的強(qiáng)強(qiáng)度指標(biāo)有有抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、疲勞極限和屈強(qiáng)比。抗拉強(qiáng)度是是指材料在在拉伸試驗(yàn)驗(yàn)中所能承承受的最大大表觀應(yīng)力力。其其數(shù)數(shù)值值等等于于拉拉斷斷前前試試樣樣所所承承受受的的最最大大拉拉力力與與試試樣樣原原始始橫橫截截面面面面積積的的比比。。屈服強(qiáng)度又稱為屈服極限，是指材料在拉伸伸實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)現(xiàn)屈服現(xiàn)象時(shí)時(shí)的應(yīng)力值。。所謂屈服是指指材料在拉伸伸實(shí)驗(yàn)中，載載荷不再增加加甚至有所減減少時(shí)仍繼續(xù)續(xù)塑性變形的的現(xiàn)象。疲勞極限是指指材料經(jīng)一千千萬次循環(huán)而而承發(fā)生破壞壞的最大應(yīng)力力值。一般作校核數(shù)數(shù)據(jù)。屈強(qiáng)比是指屈屈服強(qiáng)度與抗抗拉強(qiáng)度的比比值。屈強(qiáng)比是表征征材料機(jī)械性性能的特征參參數(shù)。屈強(qiáng)比比越小，發(fā)生生脆性破壞的的可能性越小小。但屈強(qiáng)比比太小。材料料的強(qiáng)度水平平就不能充分分發(fā)揮。屈強(qiáng)強(qiáng)比越大，承承載能力越強(qiáng)強(qiáng)，但塑性下下降，容器易易發(fā)生脆性破破壞。(2)塑性：：塑性是指材材料在外力作作用下產(chǎn)生塑塑性形變的能能力。代表塑性指標(biāo)標(biāo)的是延伸率和斷面收縮率。延伸率：材料在拉伸伸斷裂后，總總伸長與原始始標(biāo)距長度的的百分比。斷面收縮率：材料在拉伸伸斷裂后、斷斷面最大縮小小面積與原斷斷面積百分比比。(3)韌性：又稱沖擊韌韌性，是指材料抵抗沖沖擊載荷的能能力。從能量觀點(diǎn)點(diǎn)認(rèn)為材料在在變形過程中中，當(dāng)吸收的的能量達(dá)到某某一數(shù)值時(shí)便便發(fā)生斷裂，，利用斷裂前前吸收的能量量的大小來衡衡量材料的韌韌性。(4)硬度：是指材料抵抵抗硬物侵入入的能力。由于測定方方法不同，表示硬度指標(biāo)標(biāo)的方法有多種，如用金剛石壓入入法，稱為洛氏硬度度；用鋼球壓入法法，稱為布氏硬度度。(5)安全系系數(shù)：安全系數(shù)是是承壓設(shè)備設(shè)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)項(xiàng)基本因素，，是為了在設(shè)備備使用期間對對可能損害設(shè)設(shè)備安全的各各種因素提供供適當(dāng)?shù)陌踩６?。二、壓力容器器設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)的一一般要求(1)設(shè)計(jì)單單位資格為確保壓力容容器的設(shè)計(jì)質(zhì)質(zhì)量，國家規(guī)規(guī)定凡設(shè)計(jì)鍋鍋爐、壓力容容器的專業(yè)單單位，須經(jīng)主主管部門和勞勞動(dòng)部門的審審查、批準(zhǔn)。。發(fā)給設(shè)計(jì)許可可證書，方可可承擔(dān)設(shè)計(jì)任任務(wù)。無證單位不得得自行設(shè)計(jì)壓壓力容器。壓力容器設(shè)計(jì)計(jì)，應(yīng)由設(shè)計(jì)計(jì)單位技術(shù)負(fù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。。設(shè)計(jì)圖紙上應(yīng)應(yīng)該有設(shè)計(jì)、、校對和審批批人員三級簽簽字。設(shè)計(jì)總總圖除上述要要求外，還必必須有單位技技術(shù)負(fù)責(zé)人簽簽字和《壓力力容器設(shè)計(jì)單單位批準(zhǔn)書》》的編號和批批準(zhǔn)日期。沒沒有設(shè)計(jì)單位位批準(zhǔn)書的編編號和批準(zhǔn)日日期的圖紙不不得在社會(huì)上上流通，制造造單位可以拒拒絕加工。全國性性鍋爐爐定型型設(shè)計(jì)計(jì)，須須經(jīng)國國務(wù)院院主管管部門門和國國家勞勞動(dòng)人人事部部門審審批。。非全國國性鍋鍋爐定定型設(shè)設(shè)計(jì)則則要經(jīng)經(jīng)過省省、自自治區(qū)區(qū)、直直轄市市主管管部門門和同同級勞勞動(dòng)部部門審審批。。鍋爐爐總圖圖上應(yīng)應(yīng)該有有勞動(dòng)動(dòng)部門門鍋爐爐壓力力容器器安全全監(jiān)察察機(jī)構(gòu)構(gòu)的審審批標(biāo)標(biāo)記，，無審審批標(biāo)標(biāo)記的的總圖圖不得得流通通。(2)壓力力容器結(jié)構(gòu)構(gòu)壓力容器設(shè)設(shè)計(jì)應(yīng)該盡盡可能避免免應(yīng)力的集集中或局部部受力狀況況的惡化。。受壓殼體的的幾何形狀狀突變或其其他結(jié)構(gòu)上上的不連續(xù)續(xù)，都會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生較高的的不連續(xù)應(yīng)應(yīng)力。因此此，應(yīng)該力求結(jié)構(gòu)上上的形狀變變化平緩，，避免不連連續(xù)性。在壓力容器器中，總是是不可避免免地存在一一些局部應(yīng)應(yīng)力較高或或?qū)Σ考?qiáng)強(qiáng)度有所削削弱的結(jié)構(gòu)構(gòu)，如開孔孔、轉(zhuǎn)角、焊縫縫等部位。。能夠引起應(yīng)應(yīng)力集中或或削弱強(qiáng)度度的結(jié)構(gòu)應(yīng)應(yīng)該互相錯(cuò)錯(cuò)開。壓力容器封封頭從力學(xué)學(xué)的角度分分析球形最最理想。在相同的的直徑和壓壓力下，球球形封頭所所需壁厚最最小，但是由于它的深深度太大，，加工制造造比較困難難，一般很很少采用。。用的比較多多的是橢圓圓形封頭。。在封頭半徑徑與高度的的比值相同的的情況下，碟形封頭比比橢圓形封封頭存在較較大的彎曲曲應(yīng)力，故故應(yīng)盡量少少采用碟形形封頭。無折邊球形形封頭使筒體產(chǎn)生生較大的附附加彎曲應(yīng)應(yīng)力，因而而只適用于直徑徑較小、壓壓力較低、、無毒非易易燃流體的的容器。錐形封頭只只在工藝條條件確實(shí)需需要的情況況下才采用用。平平板板角角焊焊封封頭頭一一般般不不宜宜用用于于壓壓力力容容器器。。壓力力容容器器殼殼體體上上的的開開孔孔，如人人孔孔、、手手孔孔和和檢檢查查孔孔等等，，一一般般應(yīng)應(yīng)為為圓圓形形、、橢橢圓圓形形或或長長圓圓形形。。殼體上上所有有開孔孔都應(yīng)應(yīng)與焊焊縫錯(cuò)錯(cuò)開。。容器器開孔孔，受受壓殼殼體因因結(jié)構(gòu)構(gòu)不連連續(xù)而而引起起應(yīng)力力集中中，在在孔的的邊緣緣產(chǎn)生生很高高的局局部應(yīng)應(yīng)力。。為了降低殼體體開孔邊緣的的局部應(yīng)力，，在開孔處應(yīng)應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。。球形封頭橢圓形封頭碟形封頭錐形封頭(3)材料的的選用材料的質(zhì)量和和規(guī)格應(yīng)該符符合國標(biāo)、部部標(biāo)和有關(guān)的的技術(shù)要求。。選用的鋼材要要有良好的機(jī)機(jī)械性能，即強(qiáng)度高、、塑性和韌性性好、冷脆傾傾向較低、缺缺口和時(shí)效敏敏感性不明顯顯。鋼板的分分層和夾渣等等缺陷較少，，無白點(diǎn)和裂裂紋。承壓元件必須須采用鎮(zhèn)靜鋼鋼，不宜采用用沸騰鋼。由于沸騰鋼是在不完全脫脫氧的條件下下煉得的，含氧量較高，，硫、磷等雜雜質(zhì)分布不均均勻，焊接時(shí)裂紋傾傾向較大，厚厚板焊接時(shí)有有層狀撕裂傾傾向。同時(shí)沸沸騰鋼在鋼水水澆模時(shí)殘留留氧與鋼中的的碳化合為一一氧化碳，氣氣體排出時(shí)使使鋼呈沸騰狀狀態(tài)，極易在鋼錠內(nèi)內(nèi)形成小氣泡泡，成為鋼材材內(nèi)部缺陷。而鎮(zhèn)靜鋼脫氧氧完全，組織織均勻，沖擊擊韌性也較好好。選用的鋼材要要有良好的工工藝性能，即軋制、成型型、鍛造、焊焊接等冷熱加加工件能。選用的鋼材材要有對介質(zhì)的的耐腐蝕性。低溫容器器用鋼的的突出問問題是低低溫下的的脆性破破裂。高溫下材材料的強(qiáng)強(qiáng)度是溫溫度和時(shí)時(shí)間的函函數(shù)。材料的高高溫強(qiáng)度度指標(biāo)主主要是蠕蠕變限和和持久強(qiáng)強(qiáng)度。蠕變限是是指材料料在某確確定的高高溫下工工作十萬萬個(gè)小時(shí)時(shí)引起允允許的總總變形的的應(yīng)力。。持久強(qiáng)度度是指在在一定的的工作溫溫度下經(jīng)經(jīng)歷指定定工作期期限后，，不引起起蠕變破破壞的最最大應(yīng)力力。另外，高溫下材料的抗氧化能能力和抗腐蝕能能力都明顯下降降。2.設(shè)計(jì)基礎(chǔ)礎(chǔ)(1)設(shè)設(shè)計(jì)壓力力和設(shè)計(jì)計(jì)溫度對于非旋旋轉(zhuǎn)容器器，設(shè)計(jì)計(jì)壓力一一般要高高出操作作壓力0.1MPa或10％％；而旋轉(zhuǎn)容容器的設(shè)設(shè)計(jì)壓力力則要高高出預(yù)期期的最高高壓力的的5％一一10％％。設(shè)計(jì)溫度度通常要要高出不不會(huì)引起起規(guī)范許許可應(yīng)力力減少的的最高溫溫度30℃。。比如，在在180℃操操作的碳碳鋼容器器，其設(shè)設(shè)計(jì)溫度度為350℃℃而不是是210℃。。容器設(shè)計(jì)計(jì)壓力應(yīng)應(yīng)該標(biāo)記記基于部部件最小小壁厚的的最大允允許工作作壓力，，而不能能標(biāo)記用用于計(jì)算算最小壁壁厚的壓壓力。(2)最最小板材材厚度設(shè)計(jì)規(guī)范范規(guī)定，，大直徑徑壓力容容器的板板材厚度度不應(yīng)小小于(D－2.54)／／1000，其中，D是筒體的的最小直直徑(單單位m)，焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)的最小小板厚度度許多組組織規(guī)定定為5mm或6mm。(3)外外壓或真真空許多過程程容器是是在外壓壓或真空空下，或或偶爾是是在這些些條件下下操作。。設(shè)計(jì)規(guī)范范規(guī)定規(guī)規(guī)范容器器，偶爾爾承受0.1MPa及其以下下的外壓壓，無需需考慮外外壓結(jié)構(gòu)構(gòu)的規(guī)范范要求。。在應(yīng)用用這項(xiàng)規(guī)規(guī)范時(shí)，，應(yīng)該充充分考慮慮到各種種可能的的后果，如罐體破破裂時(shí)的的人員危危險(xiǎn)，更更換容器器的費(fèi)用用，內(nèi)容容物泄出出的財(cái)產(chǎn)產(chǎn)損失和和危險(xiǎn)等等。(4)材材料選擇擇材料在設(shè)設(shè)計(jì)壓力力和溫度度下的允允許應(yīng)力力并不需需要過量量的壁厚厚。一些材料料，如銅銅、鋁、、它們的的合金和和鑄鐵都都有具體體的溫度度限度。。過程容器器結(jié)構(gòu)材材料預(yù)期期的腐蝕蝕阻力，，可以在在容器操操作同樣樣的條件件下近似似測出。。高純度的的需要可可能會(huì)限限制材料料的選擇擇，但是是這并不不意味著著最昂貴貴的材料料是最好好的。當(dāng)壓力和和溫度條條件允許許時(shí)，可可以采用用金屬鍍鍍層、玻玻璃、橡橡膠、鉛鉛板、塑塑料襯套套等，而而不必采采用貴重重的合金金。要求制造造商提出出替代建建議，例如，，不銹鋼鋼與鋁比比較以及及金屬包包層材料料與固體體合金比比較等。。(5)非非壓力負(fù)負(fù)荷容器及其其支架的的設(shè)計(jì)必必須與以以下各項(xiàng)項(xiàng)負(fù)荷匹匹配：容器及其其內(nèi)容物物的重量量；料盤盤、隔板板、蛇管管等內(nèi)件件的重量量；裝置置、攪拌拌器、交交換器、、轉(zhuǎn)筒等等外件的的重量；；建筑物物、扶梯梯、平臺臺、配管管等外部部設(shè)施的的重量；；固定負(fù)負(fù)載和移移動(dòng)負(fù)載載的重量量；隔離離板和防防火墻的的重量；；風(fēng)力和和地震負(fù)負(fù)荷；支支撐耳柄柄、環(huán)形形加強(qiáng)肋肋以及熱熱梯度的的作用。。這些負(fù)負(fù)荷都可可以引起起過量的的局部應(yīng)應(yīng)力。(6)支支架立式容器器—船用用立柱和和耳柄支支撐，有有時(shí)還會(huì)會(huì)用到環(huán)環(huán)形槽鋼鋼或折邊邊。大型臥式式容器常常用三個(gè)個(gè)或更多多的鞍形形托架支支撐。對于小型容器器，不管是是臥式的的還是立立式的，，其支架架的設(shè)計(jì)計(jì)由于支支撐附件件造成的的二次應(yīng)應(yīng)力、扭扭矩和剪剪切力，，可能會(huì)比大型型容器復(fù)復(fù)雜得多多。(7)封封頭壓力容器器封頭有半球形、、橢球形形、錐形形、準(zhǔn)球球形、平平板形等幾種類類型。在材料、、直徑和和壓力負(fù)負(fù)荷都相相同的條條件下，，前四種種類型封封頭的壁壁厚按序序增加，，而平板板形封頭頭的壁厚厚還沒有有簡單的的計(jì)算關(guān)關(guān)系。半球形封封頭在各各種類型型封頭中中應(yīng)力分分布最好好、而且且一定的的容積所所需要的的材料最最少。但是球形形封頭會(huì)會(huì)使筒體體產(chǎn)生較較大的附附加彎曲曲應(yīng)力，，因而只只適用于于直徑較較小、壓壓力較低低的無毒毒、非易易燃介質(zhì)質(zhì)的容器器。長短軸之之比為2的橢球球形封頭頭與準(zhǔn)球球形封頭頭比較，，前者的的應(yīng)力分分布要好好一些；；直徑超超過1.5m、壓力負(fù)荷荷在1MPa以上，前前者的制制造也要要經(jīng)濟(jì)一一些。與凸面形形和碟形形封頭一一樣，橢橢球形封封頭的大大小也是是由其內(nèi)內(nèi)徑而不不是由其其外徑來來決定。。錐形封頭一般是沖壓、、而不是滾壓壓或旋壓制造造，其制造費(fèi)費(fèi)用相當(dāng)高。。錐形封頭常常用于蒸煮或或提煉容器，，有時(shí)用于排排除固體或濃濃稠物料。截截頭錐形封頭頭常用做容器器直徑不同的的兩部分之間間的過渡段。。設(shè)計(jì)規(guī)范允允許在某些情情況下，可以以應(yīng)用無過渡渡轉(zhuǎn)向節(jié)的錐錐形封頭，但但這些封頭只能能在在低低溫溫、、低低壓壓條條件件下下使使用用。。標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)折折邊邊碟碟形形封封頭頭的的碟碟形形曲曲面面半半徑徑應(yīng)應(yīng)該該等等于于或或小小于于封封頭頭折折邊邊的的外外徑徑，，但但凸凸面面和和折折邊邊間間的的過過渡渡轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向節(jié)節(jié)的的半半徑徑應(yīng)應(yīng)不不小小于于封封頭頭折折邊邊外外徑徑的的6％％，，而而且且不不小小于于封封頭頭壁壁厚厚的的三三倍倍。。平板板焊焊接接封封頭頭除除小小型型低低壓壓容容器器密密封封外外，，一一般般壓壓力力容容器器不不宜宜采采用用。。平板板封封頭頭會(huì)會(huì)把把嚴(yán)嚴(yán)重重不不連連續(xù)續(xù)的的應(yīng)應(yīng)力力引引入入圓圓柱柱形形殼殼體體，，如如確確需需應(yīng)應(yīng)用用，，殼殼體體和和封封頭頭應(yīng)應(yīng)該該有有足足夠夠的的厚厚度度，，而而且且要要采采用用全全焊焊透透的的焊焊接接結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)。。三、、壓壓力力容容器器的的制制造造和和安安裝裝1.壓力力容容器器制制造造為了了確確保保壓壓力力容容器器的的制制造造質(zhì)質(zhì)量量，，國國家家規(guī)規(guī)定定凡制制造造鍋鍋爐爐、、壓壓力力容容器器的的專專業(yè)業(yè)單單位位，，須須經(jīng)經(jīng)主主管管部部門門和和勞勞動(dòng)動(dòng)部部門門的的審審查查、、批批準(zhǔn)準(zhǔn)，發(fā)給給制制造造許許可可證證書書，，無證證單單位位不不準(zhǔn)準(zhǔn)制制造造承承壓壓設(shè)設(shè)備備。。非專專業(yè)業(yè)單單位位若若自自制制自自用用壓壓力力容容器器，，須須辦辦理理申申請請、、審審查查和和批批準(zhǔn)準(zhǔn)手手續(xù)續(xù)。。2．．壓壓力力容容器器安安裝裝鍋爐爐和和壓壓力力容容器器的的專專業(yè)業(yè)安安裝裝單單位位須須經(jīng)經(jīng)勞勞動(dòng)動(dòng)部部門門審審核核批批準(zhǔn)準(zhǔn)方方可可從從事事承承壓壓設(shè)設(shè)備備的的安安裝裝工工作作。。安裝裝作作業(yè)業(yè)必必須須嚴(yán)嚴(yán)格格執(zhí)執(zhí)行行國國家家規(guī)規(guī)范范，，按按安安裝裝規(guī)規(guī)程程的的要要求求施施工工。。安裝裝過過程程應(yīng)應(yīng)該該對對安安裝裝質(zhì)質(zhì)量量分分段段驗(yàn)驗(yàn)收收和和總總體體驗(yàn)驗(yàn)收收。。驗(yàn)收收由由使使用用單單位位和和安安裝裝單單位位共共同同進(jìn)進(jìn)行行，，總總體體驗(yàn)驗(yàn)收收應(yīng)應(yīng)有有上上級級主主管管部部門門