(湖北省武漢市中國地質(zhì)大學(xué)(武漢) 湖北 武漢 430074)

除氧裝置的安全設(shè)計

楊康

(湖北省武漢市中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)湖北武漢430074)

安全在人們的日常生活和工作中具有舉足輕重的地位，關(guān)系到萬家千戶的生命財產(chǎn)健康以及幸福，而近幾年來壓力容器的爆炸事故是威脅人們工作生活的主要危險源之一，從多次的壓力容器爆炸事故的調(diào)查結(jié)果可以看出壓力容器造成的事故與人們的密切相關(guān)。在壓力容器安全中壓力容器的安全設(shè)計是主要環(huán)節(jié)，假如一個壓力容器的設(shè)計在安全方面存在問題，即使存在一個小問題，但是在后面的研究制造過程中，這一風(fēng)險因素的擴大幾率是相當(dāng)大的，因此我們必須對壓力容器的安全設(shè)計予以足夠的重視。本設(shè)計是針對RCY—240/60型除氧裝置從本質(zhì)安全的角度來進行安全設(shè)計。

除氧裝置；安全設(shè)計

一、引言

在壓力容器運作過程中具有可靠性以及安全性是壓力容器設(shè)計必須要保證的，化工生產(chǎn)過程中有很多工作介質(zhì)都具有腐蝕性以及毒性，有一部分介質(zhì)還具有一定易燃性，很容易造成爆炸以及火災(zāi)，因此對壓力容器在其本身使用過程中耐高低溫、抗腐蝕性、疲勞作業(yè)及安全性等等進行綜合考慮是壓力容器的設(shè)計必須要考慮的。

在設(shè)計壓力容器的過程中，不僅必須要對今后制造、安裝以及維修工序之中便于操作方便以及簡單，還要考慮壓力容器各個部件的強度安全，從本質(zhì)上保證安全，只有這樣，才能充分保證壓力容器使用過程中的安全性。

二、壓力容器設(shè)計遵循的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

本文是針對RCY—240/60型除氧裝置從本質(zhì)安全角度來進行的安全設(shè)計，雖然除氧裝置具有一定程度上的標(biāo)準(zhǔn)化，但標(biāo)準(zhǔn)化程度較低，個性化設(shè)計成分占壓力容器總設(shè)計的比重較大。在除氧器功能確定的前提下仍具有許多的可選項，目前在除氧器行業(yè)仍然沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。除氧器設(shè)計選項主要包括筒身、主加熱裝置、輔加熱裝置高加接管、封頭、接管、支座和墊板等。在設(shè)計的過程中還要保證受壓元件具有充分的強度以及安全度，我國的《設(shè)計壓力規(guī)定》以及《容器監(jiān)察規(guī)定》明確敘述了計算壓力容器強度的公式以及要求，依據(jù)壓力容器所遵循的結(jié)構(gòu)規(guī)則以及國內(nèi)設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，從本質(zhì)安全的角度，計算各個部件的強度，保證強度在安全范圍內(nèi)，從而達到除氧裝置的安全設(shè)計。

三、RCY-240/60型除氧裝置的安全設(shè)計

除氧裝置的安全設(shè)計，首先應(yīng)根據(jù)其技術(shù)特性和結(jié)構(gòu)參數(shù)來選擇材料，然后再依據(jù)一些壓力容器結(jié)構(gòu)需要遵循的原則，最后再進行設(shè)計。

(一)RCY-240/60型除氧裝置設(shè)計材料選用

1.除氧器的材料選用

殼體：Q245R不銹鋼 封頭：Q245R不銹鋼 噴嘴：XCrNiMo18.1

2.分離器的材料選用

常用復(fù)合材料：16MnR

A：按形狀分：鋼板、棒料、管狀、鑄件、鍛件

B：按成分分：

(1)碳素鋼：20號鋼、20R、Q235

(2)低合金鋼：16MnR、16Mn鍛件、20MnMo鍛件

(3)高合金鋼：0Cr13、0CrNi9、0CrNi10Ti

3.水箱的材料選用

不銹鋼板：SUS304、SUS444、SUS201

(二)RCY-240/60型除氧裝置的強度計算

本章是針對YYL-2200/240型除氧器、YYX-3000/60型除氧水箱和臥式容器(水箱)各相關(guān)部件的強度計算和校核。

1.YYL-2200/240型除氧器的相關(guān)強度計算

(1)設(shè)計條件

表1 除氧器的設(shè)計條件

(2)水壓試驗時的壓力校核

水壓試驗是壓力試驗的一種。壓力容器制成后、新裝容器使用前或檢修后，為了檢驗容器宏觀強度(是否出現(xiàn)裂紋，是否變形過大)及密封點和焊縫的密封情況，在容器中加入適量的水。

表2 水壓試驗的相關(guān)計算

2.YYX-3000/60型除氧水箱的相關(guān)強度計算

(1)設(shè)計條件

表3 除氧水箱的設(shè)計條件

(三)應(yīng)力校核

鞍座應(yīng)力校核:

通過給定參數(shù)，計算出鞍座有效斷面的平均應(yīng)力和鞍座材料的許用應(yīng)力，如平均應(yīng)力小于2/3倍的許用應(yīng)力，則安全。

表4 鞍座應(yīng)力校核

四、結(jié)論

壓力容器設(shè)計合理的決定了壓力容器的固有安全性，而壓力容器的合理設(shè)計取決于壓力容器組件的強度，實現(xiàn)壓力容器的安全性的全過程，不僅要實現(xiàn)其內(nèi)在的安全，要做到其本質(zhì)安全，同時在壓力容器異常情況處理時，應(yīng)當(dāng)全面、謹(jǐn)慎的考慮事故的潛在性和突發(fā)性。設(shè)計的過程中一定要具有一定程度上的安全性，其安全性對除氧器設(shè)計的質(zhì)量和要求具有很大的影響，不僅要確定合理的結(jié)構(gòu)外，在設(shè)計的過程中還要保證受壓元件具有充分的強度以及安全度。依據(jù)《設(shè)計壓力規(guī)定》以及《容器監(jiān)察規(guī)定》中規(guī)定的計算壓力容器強度的公式，在根據(jù)壓力容器所遵循的結(jié)構(gòu)規(guī)則以及國內(nèi)設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，從本質(zhì)安全的角度，計算各個部件的強度，保證強度在安全范圍內(nèi)，從而最終達到除氧裝置的安全設(shè)計。

[1]王志斌.壓力容器制造與結(jié)構(gòu)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2009

[2]曾金傳.焊接質(zhì)量管理與檢驗[M].機械工業(yè)出版社，2008

[3]李莉.焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)[M].機械工業(yè)出版社，2008

[4]唐玉江.壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計若干問題的探析[J].石油化工設(shè)計，2003

[5]楊海濤.壓力容器的安全與強度計算[M].天津科學(xué)技術(shù)出版社，1985