压力容器安全附件与仪表应用及标准要求

答：压力容器用的安全附件有：直接连接在压力容器上的安全阀、爆破片装置、石熔塞、紧急切断装置、安全联锁装置。压力容器仪表有压力、温度、液位等测量仪表。

参照TSG 21—2016《固定式压力容器安全技术监察规程》，具体如下。

1.安全附件

（1）通用要求

1）制造安全阀、爆破片装置的单位应当持有相应的特种设备制造许可证。

2）安全阀、爆破片、紧急切断阀等需要型式试验的安全附件，应当经过国家质检总局核准的型式试验机构进行型式试验并且取得型式试验证明文件。

3）安全附件的设计、制造，应当符合相关安全技术规范的规定。

4）安全附件出厂时应当随带产品质量证明文件，并且在产品上装设牢固的金属铭牌。

5）安全附件实行定期检验制度，安全附件的定期检验按照本规程与相关安全技术规范的规定进行。

（2）超压泄放装置的装设要求

1）压力容器应当根据设计要求装设超压泄放装置，压力源来自压力容器外部，并且得到可靠控制时，超压泄放装置可以不直接安装在压力容器上。

2）采用爆破片装置与安全阀组合结构时，应当符合压力容器产品标准的有关规定，凡串联在组合结构中的爆破片在动作时不允许产生碎片。

3）易爆介质或者毒性危害程度为极度、高度或者中度危害介质的压力容器，应当在安全阀或者爆破片的排出口装设导管，将排放介质引至安全地点，并且进行妥善处理，毒性介质不得直接排入大气。

4）压力容器设计压力低于压力源压力时，在通向压力容器进口的管道上应当装设减压阀，如因介质条件减压阀无法保证可靠工作时，可用调节阀代替减压阀，在减压阀或者调节阀的低压侧，应当装设安全阀和压力表。

5）使用单位应当保证压力容器使用前已经按照设计要求装设了超压泄放装置。

（3）超压泄放装置的安装要求

1）超压泄放装置应当安装在压力容器液面以上的气相空间部分，或者安装在与压力容器气相空间相连的管道上；安全阀应铅直安装。

2）压力容器与超压泄放装置之间的连接管和管件的通孔，其截面积不得小于超压泄放装置的进口截面积，其接管应当尽量短而直。

3）压力容器一个连接口上安装两个或者两个以上的超压泄放装置时，则该连接口入口的截面积，应当至少等于这些超压泄放装置的进口截面积总和。

4）超压泄放装置与压力容器之间一般不宜安装截止阀门；为实现安全阀的在线校验，可在安全阀与压力容器之间安装爆破片装置；对于盛装毒性危害程度为极度、高度、中底危害介质，易爆介质，腐蚀、黏性介质或者贵重介质的压力容器，为便于安全阀的清洗与更换，经过使用单位安全管理负责人批准，并且制定可靠的防范措施，方可在超压泄放装置与压力容器之间安装截止阀门，压力容器正常运行期间截止阀门必须保证全开（加铅封或者锁定），截止阀门的结构和通径不得妨碍超压泄放装置的安全泄放。

5）新安全阀应当校验合格后才能安装使用。

（4）安全阀、爆破片

1）安全阀、爆破片的排放能力。安全阀、爆破片的排放能力，应当大于或者等于压力容器的安全泄放量。排放能力和安全泄放量按照相应标准的规定进行计算，必要时还应当进行试验验证。对于充装处于饱和状态或者过热状态的气液混合介质的压力容器，设计爆破片装置时应当计算泄放口径，确保不产生空间爆炸。

2）安全阀的整定压力。安全阀的整定压力一般不大于该压力容器的设计压力。设计图样或者铭牌上标注有最高允许工作压力的，也可以采用最高允许工作压力确定安全阀的整定压力。

3）爆破片的爆破压力。压力容器上装有爆破片装置时，爆破片的设计爆破压力一般大于该容器的设计压力，并且爆破片的最小爆破压力不得小于该容器的工作压力。当设计图样或者铭牌上标注有最高允许工作压力时，爆破片的设计爆破压力不得大于压力容器的最高允许工作压力。

4）安全阀的动作机构。杠杆式安全阀应当有防止重锤自由移动的装置和限制杠杆越出的导架，弹簧式安全阀应当有防止随便拧动调整螺钉的铅封装置，静重式安全阀应当有防止重片飞脱的装置。

5）安全阀的校验单位。安全阀校验单位应当具有与校验工作相适应的校验技术人员、校验装置、仪器和场地，并且建立必要的规章制度。校验人员应当取得安全阀校验人员资格。校验合格后，校验单位应当出具校验报告并且对校验合格的安全阀加装铅封。

带调节圈的全启式安全阀如图5-4所示；脉冲式安全阀如图5-5所示。

图5-4 带调节圈的全启式安全阀

a）带上、下调节圈的全启式安全阀 b）带调节圈的简化全启式安全阀(www.xing528.com)

图5-5 脉冲式安全阀

a）主阀 b）脉冲阀

2.仪表

（1）压力表

1）压力表选用：a.选用的压力表，应当与压力容器内的介质相适应；b.设计压力小于1.6MPa压力容器使用的压力表的精度不得低于2.5级，设计压力大于或者等于1.6MPa压力容器使用的压力表的精度不得低于1.6级；c.压力表表盘刻度极限应当为工作压力的1.5～3.0倍。

2）压力表检定。压力表的检定和维护应当符合国家计量部门的有关规定，压力表安装前应当进行检定，在刻度盘上应当划出指示工作压力的红线，注明下次检定日期。压力表检定后应当加铅封。

3）压力表安装：a.安装位置应当便于操作人员观察和清洗，并且应当避免受到辐射热、冻结或者振动等不利影响；b.压力表与压力容器之间，应当装设三通旋塞或者针形阀（三通旋塞或者针形阀上应有开启标记和锁紧装置），并且不得连接其他用途的任何配件或者接管；c.用于蒸汽介质的压力表，在压力表与压力容器之间应当装有存水弯管；d.用于具有腐蚀性或者高黏度介质的压力表，在压力表与压力容器之间应当安装能隔离介质的缓冲装置。

波纹平膜式压力表如图5-6所示。

（2）液位计

1）压力容器用液位计应当符合以下要求：a.根据压力容器的介质、设计压力（或者最高允许工作压力）和设计温度选用；b.在安装使用前，设计压力小于10MPa的压力容器用液位计，以1.5倍的液位计公称压力进行液压试验；设计压力大于或者等于10MPa的压力容器用液位计，以1.25倍的液位计公称压力进行液压试验；c.贮存0℃以下介质的压力容器，选用防霜液位计；d.寒冷地区室外使用的液位计，选用夹套型或者保温型结构的液位计；e.用于易爆、毒性危害程度为极度或者高度危害介质及液化气体压力容器上的液位计，有防止泄漏的保护装置；f.要求液面指示平稳的，不允许采用浮子（标）式液位计。

2）液位计安装。液位计应当安装在便于观察的位置，否则应当增加其他辅助设施。大型压力容器还应当有集中控制的设施和警报装置。液位计上最高和最低安全液位，应当做出明显的标志。

图5-6 波纹平膜式压力表

1—平面薄膜 2—刻度盘 3—表壳 4—游丝 5—指针 6—小齿轮 7—锥齿轮 8—拉杆 9—销柱 10—上法兰 11—下法兰 12—接头

3）液位计安装使用应符合有关标准和要求。液位计是用来测量液化气体或物料的液位、流量、充装量、投料量等的一种计量仪表，如储罐、球罐、液化气体汽车槽车、铁路槽车等都需装设液位计。压力容器操作人员根据其指示的液位高低来调节或控制充装量，从而保证压力容器内介质的液位始终在正常范围内，避免发生因超装过量而导致的事故或由于投料过量而造成物料反应不平衡的现象。由于液位计失灵，或未按规定安装液位计，或操作人员误操作，导致压力容器空装或投料过量的事故是很多的，液位计又称为液计。

①液位计的形式有：a.玻璃管式液位计的结构简单，由上阀体、下阀体、玻璃管和放水阀等构件组成；安装维修方便，通常用在工作压力为0.6MPa和介质为非易燃易爆或无毒的压力容器中；用于压力容器上的玻璃管式液位计有定型产品，如玻璃管的公称直径为15mm和25mm；b.玻璃板式液位计主要由上阀体、下阀体、框盒、平板玻璃等构件组成，具有读数直观、结构简单、价格便宜的优点；由于玻璃板式液位计比玻璃管式液面计耐压高，安全可靠性好，所以凡介质是易燃、剧毒、有毒、压力和温度较高的压力容器，采用板式液位计比较安全可靠；c.浮球液位计，又称浮球磁力式液位计，其工作原理是当压力容器内液位升降时，以浮球为感受元件，带动连杆机构通过一对齿轮使互为隔绝的一组门形磁钢转动，并带动指针使得刻度盘上指示出压力容器内的充装量，一般安装在各类液化气体汽车槽车和油品汽车槽车；d.旋转管式液位计主要由旋转管、刻度盘、指针、阀芯等组成，一般用于液化石油气汽车槽车和活动罐上；e.滑管式液位计主要由套管、带刻度的滑管、阀门和护罩等组成，一般用于液化石油气汽车槽车、火车槽车和地下储罐。测量液位时，将带有刻度的滑管拔出，当有液态液化石油气流出时，即知液位高度。

②压力容器用液位计应符合有关标准的规定，并应符合下列要求：a.应根据压力容器的介质、最高工作压力和温度正确选用；b.在安装使用前，低、中压容器用液位计，应进行1.5倍液位计公称压力的液压试验；高压容器的液位计，应进行1.25倍液位计公称压力的液压试验；c.盛装0℃以下介质的压力容器，应选用防霜液位计；d.寒冷地区室外使用的液位计，应选用夹套形或保温形结构的液位计；e.用于易燃、毒性程度为极度、高度危害介质的液化气体压力容器上，应有防止泄漏的保护装置；f.要求液位指示平稳的，不应采用浮子（标）式液位计；g.移动式压力容器不得使用玻璃板式液位计。

③液位计应安装在便于观察的位置，如液位计的安装位置不便于观察，则应增加其他辅助设施。大型压力容器还应有集中控制的设施和警报装置。液位计上最高和最低安全液位，应做出明显的标志。

④压力容器运行操作人员，应加强对液位计的维护管理，保持完好和清晰。使用单位应对液位计实行定期检修制度，可根据运行实际情况，规定检修周期，但不应超过压力容器内外部检验周期。

⑤液位计有下列情况之一的，应停止使用并更换：a.超过检修周期；b.玻璃板（管）有裂纹、破碎；c.阀件固死；d.出现假液位；e.液位计指示模糊不清。

（3）壁温测试仪表 需要控制壁温的压力容器，应当设测试壁温的测温仪表（或者温度计）。测温仪表应当定期校准。

测温仪表使用应符合有关标准和要求。压力容器在操作运行中，对温度的控制一般都比压力控制更严格，因为温度对工业生产中的大部分反应物料或储运介质的压力升降具有决定性作用，特别是压力容器内的物料或反应物会由于温度的变化而发生质量上的变化。而压力容器温度剧烈变化，造成压力突然升高，可能会引起压力容器爆炸事故发生。

1）温度计的种类有：a.膨胀式温度计，这是根据对汞、乙醇、甲苯等感温液体具有热胀冷缩的物理特性制成的；感温包中储有感温液体，当感温包插入被测介质中受其温度的作用，感温液体便膨胀或收缩而沿着毛细管上升或下降，在刻度标尺上直接显示温度的变化值；压力容器中常用的是玻璃水银温度计和电接点水银温度计；b.压力式温度计，适用于对非腐蚀性气体、液体或蒸气的温度进行远距离测量，被测介质压力不超过6MPa，温度不超过400℃；压力式温度计常用于液化气体槽车及球罐上。它的优点是使用方便，能将多处测温点集中指示；c.热电偶温度计，它利用两种不同金属导体的接点受热产生热电势的原理制成的热电偶温度计。热电偶温度计的优点是灵敏度高、测量范围大，便于远距离测量和自动记录等；缺点是需要补偿导线，安装费用较高；d.热电阻温度计，它利用金属、半导体的电阻随温度变化的特性而制成的热电阻温度计。通过测量其电阻值，即可得到被测温度的数值。它由测量元件热电阻和电气测量仪表组成。优点是远距离测量和自动记录，既能测高温又能测低温，其测温范围通常为-200～650℃；缺点是维护工作量较热电偶温度计大，有振动场合易损坏。

2）测温仪表的使用：a.应选择合理的测温点，使测温点的情况具有代表性，并尽可能减少外界因素（如辐射散热等）的影响；其安装位置要便于操作人员观察，并配备防爆照明；b.温度计应尽量伸入压力容器或紧贴于压力容器器壁上，同时压力容器外露的部分应尽可能短些，确保能测准压力容器内介质的温度；c.对于压力容器内介质的温度变化剧烈的工况，进行温度测量时应考虑到滞后效应，即温度计的读数来不及反映压力容器内温度变化的真实情况；为此除选择合适的温度计形式外，还应注意安装的要求；如用导热性强的材料做温度计保护套管，在水银温度计套管中注油，在电阻式温度计保护套管中充填金属屑等，以减少传热的阻力；d.温度计应安装在便于工作、不受碰撞、振动较小的地点，安装内标式玻璃温度计时，应有金属保护套，保护套的连接要求应符合规定；e.需要控制壁温的压力容器，必须装设测试壁温的测温仪表（或温度计），严防超温。

3.紧急切断装置的使用

紧急切断装置通常装设在液化石油气储罐或液化气汽车槽车、火车槽车的出口管道上，当管道及其附件破裂、误操作或压力容器附近发生火灾事故时，为了防止事故蔓延和扩大，需立即紧急关闭阀门，以迅速切断气源，杜绝事故的继续发生，此时紧急切断装置，应立即投入发挥作用，避免事故发生。

（1）紧急切断装置 又称为紧急切断阀。紧急切断阀按其切断方式分为液压式、气压式、电动式和手动式4种类型。液压式紧急切断阀是利用液压泵将油压送到紧急切断阀的上部液压缸中，把液压缸中的活塞压下，通过活塞杆带动阀芯下降而开启阀门，液化石油气通过紧急切断阀流出。当发生事故需要紧急切断时，即把液压缸中的油放出。活塞在弹簧作用后向上移动，从而带动阀芯向上关闭阀门，达到紧急切断的目的。同时，紧急切断阀的上部还装有易熔合金塞，发生火灾时由于温度急剧升高，易熔合金迅速熔化，使液压缸中的油漏出而关闭阀门；气压式紧急切断阀则是利用压缩空气压入阀内，使阀开启，事故发生时放掉压缩空气使阀门自行关闭；电动式紧急切断阀通电时，由于电磁阀吸引使阀门开启，断电时阀门即自行关闭。所有紧急切断阀的切断物料的时间，应在规定时间内完成。

（2）紧急切断阀分类 按安装方式可分为内装式和外装式两种。内装式紧急切断阀主要由阀盖、液压缸、O形密封圈组成，通常安装在储罐上。外装式紧急切断阀由阀座、阀瓣、弹簧、液压缸、活塞、外壳等部件组成，安装于接管上。液化气体槽车专用的紧急切断阀由阀体、凸轮、液压缸、弹簧等部件组成，安装时应根据槽车的特点，做成135°角接式，并带有过流关闭装置。