压力容器爆炸危害及超压泄放装置
压力容器爆炸危害及超压泄放装置
一、爆炸及其分类
爆炸是指物质右一种状态迅速转变成另一种状态，并在瞬间放出大量能力、产生巨大声响的现象。爆炸也可以认为是气体或蒸汽在瞬间剧烈膨胀的现象。爆炸的真正本质是压力的急剧上升。根据爆炸传播的速度，分为轻爆、爆炸和爆轰。
按照爆炸的性质不同，爆炸可分为物理性爆炸、化学性爆炸和核爆炸。
物理性爆炸：物理性爆炸是由物理变化(温度、体积和压力等因素)引起的，在爆炸的前后，爆炸物质的性质及化学成分均不改变。
化学性爆炸：化学爆炸是由化学变化造成的。化学爆炸的物质不论是可燃物质与空气的混合物，还是爆炸性物质(如炸药)，都是一种相对不稳定的系统，在外界一定强度的能量作用下，能产生剧烈的放热反应，产生高温高压和冲击波，从而引起强烈的破坏作用。
二、压力容器爆破的特点
多数压力容器的爆炸虽然不像炸药那样在瞬间形成3000～5000℃的高温和数十万大气压的高压。但是，如果容器的压力较高，容积较大，则爆炸能量也是非常巨大的，而且爆炸、火灾持续的时间可能很长。
容器爆破时，气体膨胀释放大量的能量，其中一部分能量使容器进一步开裂，甚至使整个容器或容器开裂形成的碎片以较高的速度和能量向四周飞溅，从而造成人身伤亡或周围设备、建筑物受损。另一方面，气体膨胀释放的能量对周围的空气作功，产生冲击波，冲击波的破坏力更大，会造成更为严重的后果。
如果容器内的介质是有毒的，则随着容器的破裂，大量的有毒物质向周围扩散，造成大气污染，便可能形成大范围的中毒区。
安全泄放装置的设置范本
第 1 页 共 10 页 安全泄放装置的设置范本
一、设施简介
安全泄放装置是用于控制和保护工业设备的一种重要设备。其主要功能是在发生设备故障或异常情况时，迅速将设备中的压力、温度等参数降低到安全范围内，以避免事故发生，保护生产设备和人员安全。
二、设备分类
根据不同的工艺要求和风险评估结果，可以将安全泄放装置分为以下几个分类：
1. 压力泄放装置：用于控制和减轻设备中的压力，防止压力超过设备或管道的承受能力。
2. 温度泄放装置：用于控制和降低设备中的温度，以避免设备过热造成危险。
3. 流量泄放装置：用于控制和降低设备中的流量，避免液体或气体过量流入设备引起事故。
4. 液位泄放装置：用于控制和降低设备中的液位，以避免液体溢出或泄漏导致事故发生。
三、设置原则
在设置安全泄放装置时，应遵循以下原则：
1. 设备的安全性和可靠性是首要考虑因素，必须保证设备在任何情况下都能正常工作。 第 2 页 共 10 页 2. 根据设备的风险评估结果，合理设置泄放装置的参数，确保设备在正常工作范围内，并在超出范围时迅速泄放。
3. 考虑到设备运行过程中的变化和维护保养需要，设置泄放装置时应便于调试和检修。
4. 设备应具备报警和自动切断装置，以便在出现异常情况时及时发出警报并停止设备运行。
5. 对于高风险设备和场所，应设置多重安全泄放装置以提高设备的安全性和可靠性。
四、设计要点
在设置安全泄放装置时，应注意以下要点：
1. 泄放装置的设置位置应合理，便于操作和维护，同时也要考虑到设备周围环境的安全因素。
2. 设置泄放装置时要根据实际情况选择合适的设备类型和规格，确保其能够满足设备的工作要求。
3. 设备的压力、温度、流量、液位等参数的监控和控制应能及时反映到泄放装置上，以保证其能够准确地进行泄放操作。
4. 泄放装置的操作和控制系统应与设备的自动化控制系统相配合，实现自动化监控和控制。
5. 设备的泄放装置应经过密封性和可靠性测试，确保其在高压、高温等恶劣环境下能够正常工作。
爆 破 片 装 置
爆 破 片 装 置
爆破片简介
爆破片是压力容器、管道的重要安全装置。它能在规定的温度和压力下爆破，
泄放压力，保障人民生命和国家财产的安全。
爆破片装置由爆破片和夹持器两部分组成。爆破片是在标定爆破压力及温度下爆破泄压的元件，夹持器则是在容器的适当部位装接夹持爆破片的辅助元件。
爆破片安全装置具有结构简单、灵敏、准确、无泄漏、泄放能力强等优点。 能够在粘稠、高温、低温、腐蚀的环境下可靠地工作，还是超高压容器的理想安全装置。
爆破片是防止压力设备发生超压破坏的重要安全装置，广泛应用于化工、石油、轻工、冶金、核电、除尘、消防、航空等工业部门。
爆破片工作原理
爆破片装置是不能重复闭合的泄压装置，由入口处的静压力启动，通过受压膜片的破裂来泄放压力。
简单的说就是一次性的泄压装置，在设定的爆破温度下，爆破片两侧压力差打到预定值时，爆破片即可动作（破裂或脱落），并泄放出流体。
爆破片的特点
（1）适用于浆状、有黏性、腐蚀性工艺介质，这种情况下安全阀不起作用
（2）惯性小，可对急剧升高的压力迅速作出反应
（3）在发生火灾或其他意外时，在主泄压装置打开后，可用爆破片作为附加泄压装置
（4）严密无泄漏，适用于盛装昂贵或有毒介质的压力容器
（5）规格型号多，可用各种材料制造，适应性强
（6）便于维护、更换 爆破片的适用场所
（1）压力容器或管道内的工作介质具有粘性或易于结晶、聚合，容易将安全阀阀瓣和和底座黏住或堵塞安全阀的场所；
（2）压力容器内的物料化学反应可能使容器内压力瞬间急剧上升安全阀不能及时打开泄压的场所；
（3）压力容器或管道内的工作介质为剧毒气体或昂贵气体，用安全阀可能会存在泄漏导致环境污染和浪费的场所；
（4）压力容器和压力管道要求全部泄放或全部泄放时毫无阻碍的场所；
（5）其他不适用于安全阀而适用于爆破片的场所。
爆破片的分类
1.按照型式来分
（1）正拱型：
系统压力作用于爆破片的凹面。
超压泄放装置计算
超压泄放装置计算例题
新《容规》中3.4设计文件一节，对压力容器安全泄放提出了更明确的计算要求。但现状是因超压泄放装置计算条件的多样性，设备人员对工艺参数选择的生疏，所以每次计算都象是一次重新入门。本文结合多年来的设计实践，编制了相应的软件与实例，力求能帮助容器及管道专业设计人员熟悉计算过程，提高设计质量和效率。对手工或权威电算也有提示、校对和协助作用。
例1：一空气储罐最高工作压力为0.8MPa，工作温度为30℃，进口管为φ57x3.5，确定安全阀尺寸。
解：根据题意：介质：空气—查得参数：k=1.4，C=356，M=28.96，Z=1
选用全启式安全阀，排放系数K取0.7（在0.6~0.7范围可选）
工作压力Pw=0.8MPa，设计压力取 P=1.1Pw=0.88 MPa
出口侧压力p0（绝压）：0.103MPa（近似为0.1 MPa）
pd-安全阀泄放压力（绝压）：
Pd=1.1Pw+0.1+0.1P=1.068 MPa (GB150附录B4.2.1)
泄放温度取30℃,（本例取与工作温度相同）
此温度下的密度ρ= 121.87 * M * Pd / Tk=12.44kg/m3
进口管为φ57x3.5(d=50mm) ，进气流速选：15 m/s.
1）计算安全泄放量：(按压缩气或蒸气公式(B1)计算)
Ws=2.83x10-3ρνd2 =0.00283x12.44x15x502=1320.2 kg/h （B1）
2）计算安全泄放面积：
确定气体的状态条件
P0/Pd=0.103/1.068=0.0936
（2/（k+1））k/(k-1)= （2/（1.4+1））1.4/(1.4-1)=0.53
∵P0/Pd<（2/（k+1））k/(k-1)是属于临界状态条件，∴安全泄放面积A按（B5）计算
A≥Ws/（0.076CKPd（M/Z/T）0.5） （B5）
压力容器超压泄放装置的辅助计算
压力容器超压泄放装置
的辅助计算
陈卫红 汪琴ｚ （１、常州冠铭机电有限公司，江苏常州２１３００２）
（２、常州化工机械厂。江苏常州２１３０００）
【摘 要】介绍了一个用于压力容器安全泄放装置计算的简易应用程序， 借以替代繁琐的手工计算。实践表明，程序满足ＧＢ１５０－１９９８标准的要
求，提高了计算精度与速度，提高了工效，可以用来作为手＿Ｔ－计算的替
代。 【关键词】超压泄放装置 计算程序
在压力容器设计工作中，
经常需要确定安全阀或爆破片
的数量。该数量需要经过几次 试算才能准确确定。由于计算
公式繁琐，所需参数多，手工计
算往往费时费力易错，因此，开
发了一个简易应用程序Ｉ 。程
序基于Ａｕｔ ＯＣＡＤ平台，所引用 的计算公式全部按ＧＢ１ ５０—１９９８
《钢制压力容器》附录Ｂ 的要
求。程序采用菜单式输入界面，
便于数据输入，并可对运算结
果进行保存。
１ 程序介绍
１。１程序的适用范围 应用环境：ＡＵｔＯＣＡＤ ２０００
以上版本；
程序适用对象：全启式安
全阀或爆破片
计算类型：数量设计或校核。
１．２计算方法
按ＧＢ １ ５０—１ ９９８附录Ｂ的要
求进行计算。对全启式安全阀
的额定泄放系数Ｋ，按《压力容
器安全技术监察规程》 附件五
的要求，取中间值Ｋ＝０．６５；爆
破片的额定泄放系数按
ＧＢ １ ５ ０—１ ９９ ８的要求，取值Ｋ’
＝０．６２。程序运行界面中涉及的
符号及含义均与Ｇ Ｂ １ ５ ０—１ ９ ９ ８
附录Ｂ保持一致。
１．３程序源代码及加载启动
首先将文章附带的应用程序
（程序文件名：Ｓ ａｆｅ ｖ ａｌ ｖ ｅ．ｖＩ ｘ）
拷贝至Ａ Ｕ ｔ Ｏ Ｃ Ａ Ｄ目录下的
＼Ｓ ｕ Ｐ Ｐ Ｏ ｒ ｔ目录中。启动
Ａ Ｕ ｔ Ｏ Ｃ Ａ Ｄ，在命令行中输入
ｏ０。 ．石油和化工设备Ｉ ３９
（Ｌｏａｄ”ｓａｆｅｖａｌｖｅ．ｖｌｘ”），或者在“工
具”菜单中的“加载应用程序”栏 中进行加载操作。成功后在命令
安全阀允许超压的规定(3篇)
第1篇
一、引言
安全阀是压力容器、管道、锅炉等设备中的一种重要安全装置，主要用于在设备或系统内部压力超过规定值时自动开启，以排放部分介质，降低压力，防止设备或系统发生爆炸或损坏。安全阀的允许超压规定是为了确保设备安全运行，保障人民生命财产安全，防止环境污染的重要措施。本文将详细阐述安全阀允许超压的相关规定。
二、安全阀允许超压的定义
安全阀允许超压是指安全阀在正常工作条件下，在设备或系统内部压力超过设计压力时，安全阀能够正常开启，泄放部分介质，使压力降至规定范围内的压力值。
三、安全阀允许超压的规定依据
1. 国家标准：《压力容器安全技术监察规程》（GB 150.1-2011）规定了安全阀的允许超压应符合以下要求：
（1）安全阀的整定压力不应大于容器的设计压力；
（2）容器的超压限度不应大于设计压力的10%或20KPa，二者取较大值；
（3）当容器上装有一个以上的安全阀时，应按实际需要确定每个安全阀的允许超压。
2. 行业标准：《安全阀设置和选用》（HG/T 20570.2-95）规定了安全阀的允许超压应符合以下要求：
（1）安全阀的整定压力不应大于容器的设计压力；
（2）安全阀的超压限度应根据设备或系统的工作压力、材料强度以及运行环境等因素来确定；
（3）安全阀的超压限度应满足以下要求：
a）工作压力：安全阀的超压限度必须大于设备或系统的工作压力；
b）材料强度：安全阀的超压限度必须小于设备或系统材料的强度；
c）运行环境：安全阀的超压限度必须适应设备或系统的运行环境。 四、安全阀允许超压的规定内容
1. 整定压力：安全阀的整定压力应不大于容器的设计压力。整定压力是指安全阀在正常工作条件下，开启压力的设定值。
2. 超压限度：安全阀的超压限度应不大于设计压力的10%或20KPa，二者取较大值。超压限度是指安全阀在正常工作条件下，允许的最大超压值。
3. 安全阀的设置数量：当压力容器上装有一个以上的安全阀时，应根据设备或系统的实际需要确定每个安全阀的允许超压。一般而言，安全阀的设置数量应满足以下要求：
环氧乙烷系统的安全泄放及爆炸事故后果分析
环氧乙烷系统的安全泄放及爆炸事故后果分析
摘要：针对环氧乙烷这种重点监管的危险化学品，从基本特性和危险特点方面进行了详细论述，并进一步阐述了安全泄放设施的设计，并对TNT当量与爆炸事故后果进行了计算方法的合理选择和定量分析，可保证爆炸状态下人员及周围设施的安全。
关键词：环氧乙烷；安全泄放；爆炸；模拟
环氧乙烷具有易燃易爆、易聚合的特点，是国家安监局首批重点监管的危险化学品。由于近年来安全事故频发，环氧乙烷的安全性受到国家相关部门的高度重视。
1.环氧乙烷的基本特性和危险特点
环氧乙烷属于重点监管的危险化学品，具有易燃易爆、易聚合的特点，主要用于制造甲硝唑、苯酰甲硝唑、表面活性剂、增塑剂等产品。闭杯闪点-17.8℃，沸点10.7℃，爆炸体积分数为3%-100%，其火灾危险性为甲A类（液化烃类）。环氧乙烷急性毒性为类别3，气相属于类别1易燃气体。环氧乙烷属于高度危害的化学介质，在40℃以上易发生快速聚合，在40℃以下也会发生缓慢聚合，若遇高温热源可发生剧烈分解，引起储罐或反应罐破裂酿成火灾或爆炸事故，当接触锡和铝的无水氯化物、铁和铝的氧化物、碱金属、氢氧化物或高活性催化剂时可大量放热并引起爆炸。
2.环氧乙烷安全泄放设施的设计 环氧乙烷储罐和反应罐的安全泄放系统包括安全阀与爆破片，靠罐进口静压驱动，在出现自动排气阀损坏且釜内超压时开启，以防止内部流体压力的上升造成罐损坏而引发事故。
安全阀的阀型分为全启式和微启式两种，对于环氧乙烷储罐和反应罐而言，应选用全启式安全阀。安全阀的结构选择除需要考虑到温度、介质、工作压力、背压力等诸多方面因素的影响外，还要考虑环氧乙烷易聚合堵塞安全阀入口的特点。我们在安全阀前串联了爆破片，这样做可以充分体现两种泄放装置各自的优势，也能弥补两种泄放装置各自的不足。在爆破片前设置了氮气吹扫以方便定期对爆破片前聚合的环氧乙烷进行吹扫。要求爆破片带有远传功能，在爆破后开启氮气自控阀对环氧乙烷气体进行稀释，也方便通知管理人员进行处理。
各种压力容器强制性技术要求汇总全
盛装极度、高度危害(
第一组)
介质的
压力容器强制性要求 1.
厚度大于或者等于12mm
的碳素钢和低合金钢钢板(不包括多层压力容器
的层板
)
用于制造压力容器主要受压元件时，应按
NB/T 47013.3-2015逐
张进行超声检测，合格等级不低于Ⅱ级。[TSG 21-2016 p8 2.2.1.4] 2.
受压元件不得采用铸铁。[TSG 21-2016 p10 2.2.3.1] 3.
受压元件不得采用铸钢。[TSG 21-2016 p10 2.2.4.1] 4. 耐压试验合格后，应当进行泄漏试验，泄漏试验的种类、压力、技术要求
等由设计者在设计文件中予以规定。[TSG 21-2016 p19 3.1.18] 5.
接管(
凸缘)与壳体之间的焊接接头以及夹套容器的焊接接头，应当采用全
焊透结构。[TSG 21-2016 p21 3.2.2.2] 6.
制备产品焊接试件。[TSG 21-2016 p21 3.2.4.1] 7.
管法兰应当按照HG/T 20592
～HG/T 20635系列标准的规定，并且选用
带颈对焊法兰、
带加强环的金属缠绕垫片和专用级高强度螺柱组合。[TSG 21-2016 p22 3.2.5] 8.
容器壳体A
、B
类对接接头，进行全部无损检测(RT/UT)
。[TSG 21-2016 p23 3.2.10.2.2.2] 9.
所有焊接接头，需要对其表面进行磁粉(MT)
或者渗透(PT)
检测。[TSG 21-2016 p24 3.2.10.2.2.4] 10. 盛装极度危害介质的碳钢和低合金钢制压力容器及其受压元件，应当进行
焊后热处理。[TSG 21-2016 p25 3.2.11(2)] 11.
石墨制压力容器的试验压力不得低于1.75
倍设计压力。[TSG 21-2016 p29 3.3.1.4] 12. 石墨制压力容器应当在不低于设计压力的试验压力下，进行所有接头和连
接处的泄漏试验，试验方法由设计者规定。[TSG 21-2016 p30 3.3.1.5] 13. 石墨制压力容器，设计者应当在设计文件中提出粘接试件的制作要求，并且规定试样的数量、制备方式、检验与试验方法、合格指标、不合格复验
移动式压力容器常见风险分析
移动式压力容器常见风险分析
危险源 事件描述 原因分析
设备本体 泄漏 本体（母材、焊缝、瓶体）开裂导致介质泄漏
密封失效
瓶体转动
燃烧 可燃介质泄漏后遇到火源
中毒 毒性为极度、高度介质泄漏
爆炸 超压、错装（低压车装高压介质）
可燃介质泄漏后遇到火源
真空层失效
管路 泄漏 外力撞击
连接失效
装卸软管折弯、重物压伤导致装卸管爆裂
安全泄放装置异常动作
部件、部位动力气源 泄漏 安全泄放装置排放超装导致
装卸管路紧急切断阀、装卸阀、盲法兰的密封失效
氮封失效 气瓶内压力不足
装卸作业 泄漏 装卸用管失效
装卸管密封圈失效
装卸用管拉断
装卸用管脱钩
接口连接失效
手动阀门被冰封住，无法操作关闭
充装完毕，装卸管未脱钩，发动汽车导致管路拉断，介质泄漏
燃烧 可燃介质泄漏后遇到火源
介质混装不相容
氧气放空或泄漏
闪爆 静电接地线断裂或接触不良导致
错装导致介质不相容、超装等
超装 影响运输过程安全和罐体本体安全
爆炸 充装前压力低于 0.2 MPa，充装无法确认罐体是否混入空气或其他介质
冲击受伤 泄液软管带压操作，残余的气液没有排净
冻伤 防护不当导致冻伤
运输 管路泄漏 运输过程中被追尾，导致管路泄漏
安全阀破裂 外力碰撞
燃烧 刹车引起轮胎燃烧，危及罐体安全
轮胎冷脆 冷冻液体飞溅到轮胎，造成橡胶冷脆
停放 塌垛 堆码超过限重要求
压力容器安全技术
1、简述压力容器安全的重要性和压力容器安全工程学的任务。
重要性：压力容器是内部或外部承受气体或液体压力，并对安全性有较高要求的密闭容器，一般泛指在工业生产中用于完成反应、传质、传热、分离和储存等生产工艺过程的设备。
压力容器是国民经济各个部门和人民生活中广泛使用的一类特种设备，它们大多数是在高温、高压、低温、疲劳及腐蚀性介质等苛刻工况下运行。
压力容器由于密封、承压及介质等原因，容易发生爆炸，燃烧起火而危及人员、设备和
财产的安全及污染环境的事故。压力容器爆炸时，可能造成以下严重后果。
压力容器由于失效而造成严重后果的称为压力容器事故，事故的后果包括人员伤亡、设备和厂房破坏等。
压力容器事故造成的破坏，不仅使工厂停产，污染环境和影响社会安定，而且还会使国家和人民的生命财产造成难以估计的损失。因此，压力容器安全问题的研究具有重要的意义。
任务：压力容器安全技术的任务就是要了解国内外的相关规范和标准，以压力容器的安全分析为中心，研究它的各种破坏形式和不安全因素，以及防止事故发生的具体措施和现代化的检测、评价方法。
2、简述压力容器超压的原因。
压力容器在运行过程中超载，主要有以下几方面的原因：
1）自身不产生压力的压力容器，由于以下情况可能产生超压，
（1）输入气量大于输出气量；
（2）管道被异物堵塞（包括腐蚀产物）；
（3）阀门操作失误。
2）较高压力系统的介质进入较低压力系统使压力容器形成超压。
3）压力容器装料过量产生超压，装液过量可能会使器内在较低的温度时即被液体所充满。随着环境温度升高，不仅使饱和蒸汽压增大，而且因液体体积增大，挤占气相空间，形成满液，并引起超压。
4） 反应器中产物的化学反应剧烈，当操作失控时可能产生超压。
3、简述压力容器事故率高的原因。
1、 工作条件恶劣
2 、局部应力比较复杂
3 、容易产生超压
4 、管理方面的原因
4、简述安全科学和安全工程。
压力容器爆炸的危害及预防
压力容器爆炸的危害与预防
1.冲击波及其破坏效应
冲击波超压会造成人员伤亡和建筑物损坏。
冲击波超压大于0．10 MPa时，在其直接冲击下大部分人员会死亡：0．05～0 .10MPa超压可能严重损坏人体内部器官或导致死亡；0.
03—0．05 MPa的超压会损伤人的听觉器官或产生骨折；超压0 .02～0．03 MPa也可使人体受到轻微伤害。
锅炉压力容器因严重超压而爆炸时，其爆炸能量远大于根据工作压力估算的爆炸能量，破坏和伤害情况也严重得多。
2.爆破碎片的破坏作用
锅炉压力容器破裂爆炸时，高速喷出的气流可将壳体反向推出，有些壳体破裂成块或片向四周飞散。这些碎片具有更高的速度或质量，在飞出过程中具有较大的动能，也可以造成较大的危害。
碎片对人的伤害程度取决于其动能，碎片的动能与其质量和速度的平方成正比。碎片在脱离壳体时常具有80—120 m／s的初速度，即使飞离爆炸中心较远时也常有20～30 m／s的速度。在此速度下，质量为1 kg的碎片动能即可达200～450 J，足可致人重伤或死亡。
碎片也可能损坏附近的设备和管道，引起连续爆炸或火灾，造成更大的危害。
3.中等伤害
中等伤害主要是有毒介质的毒害和高温水汽的烫伤。
压力容器中的许多液化气体是有毒介质，如液氨、液氯、二氧化硫、二氧化氮、氢氰酸等。盛装这些介质的容器破裂时，大量液体瞬间气化并向周围大气中扩散，会造成大面积的毒害，不但造成人员中毒，致死致病，也严重破坏生态环境，危及中毒区的动植物。 有毒介质由容器泄放气化后，体积约增大100～250倍。形成的毒性区域的大小和毒性程度，取决于容器内有毒介质的质量，容器破裂前的介质温度、压力及介质毒性。
锅炉爆炸释放的高温汽水混合物，会使爆炸中心附近的人员烫伤。其他高温介质的排放也会灼伤现场人员。
4．二次爆炸和燃烧
当容器中的介质为易燃液化气体时，容器破裂爆炸在现场形成大量可燃蒸气，并迅即与空气混合形成可爆性混合气，在扩散中遇明火即形成二次爆炸。