快开门压力容器安全联锁装置设计研究

周小平，喻颖

（湖南省特种设备检验检测研究院湘潭分院，湖南 湘潭 411204）

1 前言

快开门式压力容器，是指进出容器的端盖或者封头和主体间带有相互嵌套的快速密封锁紧装置的容器。快开门压力容器由于开关时间短、装卸方便，在频繁间隙式生产的行业（如化工、轻工、纺织、建材和医药卫生等行业）应用广泛。

快开门式压力容器开启、闭合快捷轻便，但因各种原因，近年来，快开门式压力容器爆炸事故频繁发生。据统计，快开门式压力容器的事故率占我国压力容器爆炸事故的1/3。如2017 年3 月23 日湖南省沅江市某管桩科技有限公司，2018 年10 月13 日湖南省桃江县某墙材有限公司两年内连续发生了两起蒸压釜爆炸事故，严重损害了人民群众的生命财产安全，影响了企业的正常生产秩序。

快开门式压力容器爆炸事故发生的原因，除设计、制造、管理等原因外，安全联锁装置失效是主要原因之一。为实现能在最大程度上保证快开门式压力容器的稳定性和安全性，保证企业生产的顺利进行，笔者研究设计了一种安全、可靠的双插销式快开门安全联锁装置。该装置结构如图1、2 所示。

图1 手动插销控制机构示意图

该装置在安装使用时，手动插销控制机构、自动插销控制机构并联安装。

2 工作原理及其合规性

2.1 基本工作原理

手动插销连接控制机构，控制压力容器进气阀门的启闭。控制器机构可根据进气阀门的种类（电动阀、气/液动阀、手动阀），设置不同的装置。

图2 自动插销控制机构示意图

快开门合拢旋转，当啮齿啮合后，手动插销插入插板，此时，手动插销带动进气阀门的控制机构，开启进气阀门，压力容器开始升压运行；升压后脱离“零压”状态，进入“有压”状态，此时，自动插销在压力作用下，自动插入插板，快开门无法开启。

在保压或降压，不需要进气时，拨出手动插销，手动插销带动进气阀门的控制机构，关闭进气阀门。当压力容器内部存在压力时，虽然手动插销已拨出，但自动插销仍会牢牢地插在插板内，快开门无法打开。只当压力容器内部压力全部完全释放，自动插销在弹簧的作用下，自动拨出插板，方能打开快开门。

2.2 合规性

《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG21-2016）规定：快开门式压力容器安全联锁装置应当满足以下要求：

（1）当快开门达到预定关闭部位，方能进行升压运行；

（2）当压力容器内部压力全部完全释放，方能打开快开门。

这种双插销式快开门安全联锁装置，完全满足《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG21-2016）之规定。

3 该快开门安全联锁装置的主要特点

该装置纯机械控制，避免了因电气元件老化导致快开门安全联锁装置失效。

当前在用的一些快开门安全联锁装置，误差大，虽然快开门达到预定关闭部位，但啮齿并未完全啮合，仍然存在安全隐患。本设计插板痤与快开门法兰之间由螺丝固定，在插板痤上开有椭圆孔，可在快开门法兰周向微调插板位置，能使啮齿完全啮合。

本设计在自动插销上装有调节螺母，通过调节螺母，调节弹簧压力，能基本达到压力容器内部压力完全释放的要求。

本设计采用的插销能避免因快开门漏气产生振动或因温差应力，导致快开门产生位移，啮齿错开，留下安全隐患。

综上所述，本设计的主要特点可归纳如下：

（1）安全、可靠；

（2）结构简单，便于维修、操作；

（3）制造成本低，寿命长，易于推广；

（4）适用于啮齿式快开门压力容器。

4 结语

快开门式压力容器广泛应用于化工、轻工、纺织、建材和医药卫生等行业，为改变近年来快开门式压力容器爆炸事故频繁发生的现状，尽量减少事故隐患，预防事故发生，在设计时，快开门式压力容器应当考虑疲劳载荷的影响；在使用中，应强化使用单位的主体责任，建立健全操作规程，加强操作人员培训，强化快开门式压力容器检验工作，保障快开门式压力容器安全联锁装置灵敏、安全可靠。