除氧装置的安全设计

(湖北省武汉市中国地质大学(武汉) 湖北 武汉 430074)

除氧装置的安全设计

杨康

(湖北省武汉市中国地质大学(武汉)湖北武汉430074)

安全在人们的日常生活和工作中具有举足轻重的地位，关系到万家千户的生命财产健康以及幸福，而近几年来压力容器的爆炸事故是威胁人们工作生活的主要危险源之一，从多次的压力容器爆炸事故的调查结果可以看出压力容器造成的事故与人们的密切相关。在压力容器安全中压力容器的安全设计是主要环节，假如一个压力容器的设计在安全方面存在问题，即使存在一个小问题，但是在后面的研究制造过程中，这一风险因素的扩大几率是相当大的，因此我们必须对压力容器的安全设计予以足够的重视。本设计是针对RCY—240/60型除氧装置从本质安全的角度来进行安全设计。

除氧装置；安全设计

一、引言

在压力容器运作过程中具有可靠性以及安全性是压力容器设计必须要保证的，化工生产过程中有很多工作介质都具有腐蚀性以及毒性，有一部分介质还具有一定易燃性，很容易造成爆炸以及火灾，因此对压力容器在其本身使用过程中耐高低温、抗腐蚀性、疲劳作业及安全性等等进行综合考虑是压力容器的设计必须要考虑的。

在设计压力容器的过程中，不仅必须要对今后制造、安装以及维修工序之中便于操作方便以及简单，还要考虑压力容器各个部件的强度安全，从本质上保证安全，只有这样，才能充分保证压力容器使用过程中的安全性。

二、压力容器设计遵循的规范标准

本文是针对RCY—240/60型除氧装置从本质安全角度来进行的安全设计，虽然除氧装置具有一定程度上的标准化，但标准化程度较低，个性化设计成分占压力容器总设计的比重较大。在除氧器功能确定的前提下仍具有许多的可选项，目前在除氧器行业仍然没有统一的标准。除氧器设计选项主要包括筒身、主加热装置、辅加热装置高加接管、封头、接管、支座和垫板等。在设计的过程中还要保证受压元件具有充分的强度以及安全度，我国的《设计压力规定》以及《容器监察规定》明确叙述了计算压力容器强度的公式以及要求，依据压力容器所遵循的结构规则以及国内设计规范标准，从本质安全的角度，计算各个部件的强度，保证强度在安全范围内，从而达到除氧装置的安全设计。

三、RCY-240/60型除氧装置的安全设计

除氧装置的安全设计，首先应根据其技术特性和结构参数来选择材料，然后再依据一些压力容器结构需要遵循的原则，最后再进行设计。

(一)RCY-240/60型除氧装置设计材料选用

1.除氧器的材料选用

壳体：Q245R不锈钢 封头：Q245R不锈钢 喷嘴：XCrNiMo18.1

2.分离器的材料选用

常用复合材料：16MnR

A：按形状分：钢板、棒料、管状、铸件、锻件

B：按成分分：

(1)碳素钢：20号钢、20R、Q235

(2)低合金钢：16MnR、16Mn锻件、20MnMo锻件

(3)高合金钢：0Cr13、0CrNi9、0CrNi10Ti

3.水箱的材料选用

不锈钢板：SUS304、SUS444、SUS201

(二)RCY-240/60型除氧装置的强度计算

本章是针对YYL-2200/240型除氧器、YYX-3000/60型除氧水箱和卧式容器(水箱)各相关部件的强度计算和校核。

1.YYL-2200/240型除氧器的相关强度计算

(1)设计条件

表1 除氧器的设计条件

(2)水压试验时的压力校核

水压试验是压力试验的一种。压力容器制成后、新装容器使用前或检修后，为了检验容器宏观强度(是否出现裂纹，是否变形过大)及密封点和焊缝的密封情况，在容器中加入适量的水。

表2 水压试验的相关计算

2.YYX-3000/60型除氧水箱的相关强度计算

(1)设计条件

表3 除氧水箱的设计条件

(三)应力校核

鞍座应力校核:

通过给定参数，计算出鞍座有效断面的平均应力和鞍座材料的许用应力，如平均应力小于2/3倍的许用应力，则安全。

表4 鞍座应力校核

四、结论

压力容器设计合理的决定了压力容器的固有安全性，而压力容器的合理设计取决于压力容器组件的强度，实现压力容器的安全性的全过程，不仅要实现其内在的安全，要做到其本质安全，同时在压力容器异常情况处理时，应当全面、谨慎的考虑事故的潜在性和突发性。设计的过程中一定要具有一定程度上的安全性，其安全性对除氧器设计的质量和要求具有很大的影响，不仅要确定合理的结构外，在设计的过程中还要保证受压元件具有充分的强度以及安全度。依据《设计压力规定》以及《容器监察规定》中规定的计算压力容器强度的公式，在根据压力容器所遵循的结构规则以及国内设计规范标准，从本质安全的角度，计算各个部件的强度，保证强度在安全范围内，从而最终达到除氧装置的安全设计。

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