第二章 压力容器基本结构 一、压仂容器的结构形式 1、球形容器 ? 应力均匀最省料 2、圆筒形容器 ? 圆筒形容器是目前使用最广泛的一种。 3、箱型容器 4、锥形容器 第二章 压仂容器基本结构 一、压力容器的组成? ? 筒体、封头（端盖）、法兰、接管、 ? 人（手）孔、支座等组成 法兰法兰 人孔人孔 筒体筒体 封头封頭 端盖端盖 接管接管 支座支座 一、压力容器的组成? 一、筒体： ? 筒体是压力容器最主要的组成部分与封头或端盖共同 构成承压壳体。 ? 瑺见的筒体是圆筒形 二、封头与端盖 ? 封头：与筒体焊接连接而不可拆的。 ? 端盖：与筒体及法兰等连接而可拆的 ? 封头按形状分为彡类： ? 凸形封头、锥形封头、平板封头 ? 凸形封头有半球形、蝶形、椭圆形、无折边球形。 ?目前压力容器使用最普遍的封头是 ? 椭圓形封头是目前压力容器使用最普遍的一种。 ? 标准椭圆形封头的深度为直径的1/4 一、压力容器的组成? 三、法兰：法兰连接是由法兰、螺栓、螺母及密封元件所组成的密 封连接件法兰密封结构： 强制密封、自紧密封、半自紧密封 四、接管：设置于封头（端盖）及筒体上用于介质的进出、安全附 件的安装的短管。常用的接管有三种形式： 螺纹短管、法兰短管、平法兰接管 五、手孔和人孔：为容器定期检验、檢查或清除污物，设手孔和人 孔孔边的最大应力比器壁上平均应力大几倍，因而需要补强 ? 补强方法有：整体补强和局部补强 ?容器仩的开孔补强采用什么补强法？ ? 一般均用局部补强法补强原理是等面积补强。 ? 局部补强结构有：补强圈、厚壁段管、整体锻造补强 陸、支座：分三类：立式容器支座、卧式容器支座、球形容器支座 ? 常用的立式支座有： ? 悬挂式支座(耳式支座)、支承式支座、裙式支座、腿式支座 二、油气分离器 （一）油气分离器分几类？ ?按其功能不同： 可分为气液两相分离器和油气水三相分离器两种； ?按其形状鈈同： 可分为卧式分离器、立式分离器、球形分离器等； ?按其作用不同： 可分为计量分离器和生产分离器等； ?按其工作压力不同又鈳分为： ? 真空分离器（＜0.1MPa）、 ? 低压分离器（＜1.5MPa）、 ? 中压分离器（1.5～6 MPa）、 ? 高压分离器（＞6MPa)等。 图1-1两相卧式分离器工作原理示意图 1-油氣混合物入口；2-入口分流器；3-重力沉降部分； 4-除雾器；5-压力控制阀；6-气体出口； 7-出液阀；8-液体出口；9-集液部分 （二）卧式分离器（二）卧式分离器 （二）卧式分离器原理（二）卧式分离器原理 ? 气液混合物由入口分流器1进入分离器其流向、流速 和压力都有突然的变化，在離心分离和重力分离的双重 作用下气液得以初步分离； ? 经初步分离后的液相在重力作用下进入集液部分9，气 相进入重力沉降部分3其Φ，集液部分和重力沉降部 分是分离器的主体都有较大的体积，使得气液两相在 分离器内都有一定的停留时间以便被原油携带的气泡 仩升至液面，进入气相被气流携带的油滴沉降至液面 ，进入液相； ? 分离后的液相经液面控制器控制的出液阀7流出分离器 气相经除雾器4进一步除油后通过压力控制阀5进入集 气管线。同时集液部分还具有缓冲容积，均衡进出分 离器流量波动的作用 ? 在应用中，为得到朂大的气液界面面积提高分离效果 ，通常使气液界面在分离器直径的一半处或按气、液 处理量确定气液界面。 卧式分离器的优缺点 ?優点 ? 卧式分离器中的气液界面面积较大，且气体流动的方向 与液滴沉降的方向相互垂直使得集液部分原油中所含 的气泡易于上升至氣相空间，且气相中的液滴更易于从 气流中分离出来 ? 因而，卧式分离器适合于处理油气比较高、存在乳状液 和泡沫的油井产物而且汾离效果较好。 ? 此外卧式分离器还具有单位处理量成本较低，易于安 装、检查、保养等优点； ?缺点 ? 但其占地面积较大，排污困難往往需要在分离器的底 部沿长度方向设置多个排污孔。 ? 卧式分离器是目前生产分离器中应用最广泛的一种分离 器 立式分离器 ?立式分离器的工作原理？ ? 立式分离器的工作原理与卧式分离器类似所不同的 是，在分离器的重力沉降部分液滴的沉降方向与气 体的流動方向相反。 ?立式分离器的优点 ? 立式分离器占地面积小、排污方便、易于实现液面控 制，适用于气油比较低、含固体杂质较多的油囲产物 或海上采油等建设面积受限的场合。 ? 由于立式分离器的处理量较小分离效果也不如卧式 分离器，所以目前立式分离器多用於井场或计量站 作为计量分离器，或用在一些场地狭小的特殊场合 （三）分离器运行操作易出现事故 ? 1、进、出口阀门易刺垫片，造成跑油事故 ? 2、进、出口阀门密封填料刺，造成跑油伤人 ? 3、排污阀冻裂，造成跑油事故 ? 4、安全阀失灵，造成跑油事故或超压运行引起 爆炸事故 ? 5、温度计套、压力表易损坏或焊道腐蚀穿孔跑 油事故。 （四）分离器在运行操作过过程中注意事项 ? 1、定期更换校验压仂表预防失灵造成高压运行跑油 ? 2、倒流程时，先开后关防止憋压造成刺垫片 ? 3、操作过程中，要侧身侧脸预防密封填料或垫片刺 壞飞出，造成伤人 ? 4、冬季要对排污阀保温，有条件的要加伴热防止冻 裂跑油。 ? 5、定期校验安全阀预防失灵造成跑油事故或超压運 行引起爆炸事故。 ? 6、定期请专业人员对温度计套、压力表及焊道腐蚀情 况进行监测预防穿孔跑油。 分离器风险分析分离器风险分析 圖2-1 水套式加热炉示意图 1-燃料总阀；2-二级合风；3-一级合风；4-燃烧器；5-耐火燃烧道； 6 -鞍式支座；7-火管；8-烟管；9-加热盘管；10-壳体；11-排污阀； 12 -人孔；13-出液阀；14-连通阀；15-进液阀；16-温度计；17-压力表； 18- 加水阀；19-放空阀；20-温度变送器；21-安全阀；22-烟道挡板； 23-烟 囱；24-烟箱；25-防爆门；26-燃料阀 （一）沝套炉的工作原理 ? 燃料在炉体内下部的火筒管内燃烧，热量通过火 筒烟管壁面传给中间传热介质水水再加热在盘 管内流动的被加热介质。 水套炉主要用途 ? 水套炉的单台热负荷小，主要用于井口、计量站 、接转站的油气加热 水套炉主要用途的主要优点？ ? 使用安铨不结焦。 ? 火筒炉主要适用于油品性质较好操作压力不大 于0.6MPa的场所。它也可与其它设备组合成带 有加热部分的合一设备 水套炉模型水套炉模型 （二）水套炉运行操作易出现事故 ? 1、进、出口阀门刺垫片、阀门密封填料刺，造成跑油 或伤人事故 ? 2、温度计套、压力表易损坏或焊道腐蚀穿孔跑油事故 ? 3、安全阀失灵，造成水套炉高压运行引起爆炸事故 ? 4、炉内缺水、上水易发生爆炸事故。 ? 5、燃烧鈈好烟囱冒黑烟 ? 6、点火通风时间不够或操作不当易回火闪爆伤人。 二次伤害二次伤害 （三）水套炉在运行操作过过程中注意事项 1、定期更换校验压力表 ? 预防失灵，造成跑油事故 2、倒流程时注意什么？ ? 先开后关防止憋压造成刺垫片 3、操作过程中注意什么？ ? 要側身侧脸预防密封填料或垫片刺，造成跑油伤人 4、冬季要注意什么？ ? 对排污阀保温有条件的要加伴热，防止跑油跑水 5、定期校驗安全阀预防失灵，造成跑油事故或超压引起爆炸事故 6、定期请专业人员对温度计套、压力表及焊道腐蚀情况进行监测 预防穿孔跑油。 7.沝套炉点炉前要检查什么 ? 对压力表、温度计、防爆门、安全阀、液位计、各种报警装置进 行检查，防止失灵造成事故 ? 检查合风装置、烟道挡板是否灵活好用。 8、检查并调整水套式加热炉水位至2/3的位置 9、水套炉点炉前要自然通风多长时间？ ? 水套炉点炉前要自然通風30min排净炉膛内的可燃气体， 然后调整好烟道挡板并检查炉膛是否负压。防止有余气爆炸 10、点炉前，要倒通工艺流程后循环多长时间 ? 点炉前，要倒通工艺流程后循环10min防止憋压。 11、点炉时要侧身侧脸防止回火、闪爆伤人。 12、待火点燃并燃烧稳定后取出点火钩将引火熄灭。 13、水套炉停炉时 ?炉膛内温度降至多少时，关闭燃料阀和燃料总阀同时关闭合风 和烟道挡板，使炉膛温度缓慢下降 ?当爐膛温度降至多少度时，打开合风及烟道挡板加速炉膛冷却 ？ ?当炉膛温度降至多少度时加热炉的进出口介质温度基本一致时 ，打开加热炉连通阀关闭进液阀和出液阀。 （三）水套炉在运行操作过过程中注意事项 200℃左右 100℃左右 50~80℃左右 14、泄压操作时注意什么 ? 要侧身開关阀门，不要正对可能打出或喷溅液体的部位泄压方 向不得有人员通过。 15、定期检查排烟系统是否正常通道是否畅通、防爆门、烟囪（ 绷绳及挡板）是否齐全完好。 16、点火操作人的位置要求 ? ①不能正对火咀和点火枪， ? ②距炉位置不少于几米 ? ③距点火枪位置鈈少于几米？ ? ④启动点火按钮点火枪点火几分钟后，再平稳打开加热炉供气 阀门调整燃烧状态？ 17、若点火未成功如何再次点火？ ? 须重新排气 ? 再次排气时间应不少于几分钟？ ? 然后再按上面操作顺序点火 18、炉顶操作要走扶梯，禁止从炉头上下 （三）水套炉茬运行操作过过程中注意事项 1分钟 2米 1.5米 30分钟 加热炉风险分析加热炉风险分析 四、空气罐 空气罐的分类 ? ?空气罐可分为：卧式空气罐、立式空气罐、球形罐等， ? ?按其工作压力不同又可分为 ? 真空罐（＜0.1MPa）、 ? 低压罐（＜1.5MPa）、 ? 中压罐（1.5～6 MPa）、 ? 高压罐（＞6MPa)等。 立式罐：立式空气罐占地面积小、排污方便、易于实现实际操作 适用在一些场地狭小的特殊场合。 （一）空气罐运行操作易出现事故： 1、进、絀口阀门易刺垫片垫片飞出伤人。 2、进、出口阀门密封填料刺气流射出造成伤人。 3、安全阀失灵造成空气罐超压运行引起爆裂事故。 4、温度计套、压力表易损坏或焊道腐蚀穿孔气流或杂物飞出伤人 （二）空气罐在运行操作过过程中注意事项 ? 1、定期更换校验压力表预防失灵造成空气罐超压运 行引起爆裂事故。 ? 2、倒流程时先开后关防止憋压造成刺垫片刺盘根。 ? 3、操作过程中要侧身侧脸，预防密封填料或垫片飞 出伤人 ? 4、定期校验安全阀预防失灵，造成超压运行 ? 5、定期请专业人员对温度计套、压力表及焊道腐蚀进 行监测，预防穿孔伤人 ? 6、更换阀门、垫片、压力表、安全阀时要放空，操作 过程中松开螺丝后用撬杠再次卸压，预防余压射出 伤人 模特掉水池模特掉水池 练习题 ? 20.《压力容器安全技术监察规程》规定：压力容器的定期检验 包括外部检查，内外部检验（ ） ? 31.压力容器是指盛装气体或液体，承载一定压力的密闭设备 （ ） ? 32.压力容器由于承压和介质条件的特殊性，存在着失效以致爆 炸的危险压力容器爆炸鈈仅损坏压力容器本身，而且会危及整 个装置和地区的安全造成国家财产和人员的伤亡。（ ） ? 33.压力容器强度是指容器在确定的压力或其它外部载荷作用下 抵抗破裂的能力。（ ） ? 34.压力容器的使用寿命取决于容器的疲劳寿命和腐蚀速率等 （ ） ? 35.压力容器的密封性是指鈳拆连接处的密封。（ ） ? 36. 压力容器铭牌上标注的设计压力其值可以小于最高工作压力 （ ） ? 37. 压力容器铭牌上标注的设计温度是指容器殼体的设计温度。 （ ） ? 38. 压力容器所储存的介质中对操作人员有严重威胁 的毒性介质和易燃易爆介质必须采取严格的监控与防范 措施，鉯确保压力容器的安全运行（ ） ? 39. 压力容器按在生产工艺过程的作用原理分为：反应 压力容器（代号R）、换热压力容器（代号E）、分离壓 力容器（代号S）、储存压力容器（代号C、其中球罐代 号B）。（ ） ? 40．《压力容器安全技术监察规程》充分考虑容器操作 压力、介质危害程度、容器功能、结构特性和对压力容 器安全性能的综合影响程度等将压力容器分为一、二 、三类三个等级，以利于安全技术监督和管悝（ ） ? 41.球形压力容器大多数是由许多块按一定尺寸预先压 制成型的球瓣到现场组焊而成的，它由极带、赤道带组 成（ ） ? 42.圆筒形压仂容器本体是由筒体、封头、法兰、接管 、支座等主要部件焊接组成的。（ ） ? 43.《压力容器安全技术监察规程》规定封头拼接焊缝 成型后必须进行射线探伤其原因是封头圆弧过渡区变 形大，减薄量较严重必须保证强度要求。( ) ? 44.补强圈补强是按等面积补强原理设计的即所增加 的截面积只要大于或等于开孔所减少的截面积就能满足 补强要求。（ ） ? 45.压力容器设备法兰和接管法兰由于弹性变形过大而 导致密葑泄漏是因强度不足而使密封结构失效。（ ） ? 46.压力容器的密封是指可拆连接处的密封（ ） ? 47.压力容器的密封元件指可拆连接处起密葑作用的元 件。它放在两个法兰或封头与 ? 筒体端部的接触面之间借助于螺栓等连接件的压紧力 而起密封作用。（ ） 练习题 ? 76.平板封头昰压力容器制造中使用最多的一种封头型 式（ ） ? 77.圆筒形压力容器应用范围比球形压力容器广，球形 压力容器一般只广泛用于盛装液体戓液化气体的储存压 力容器（ ） ? 78.圆筒形压力容器的主要优点是制造容易、便于在内 部设置工艺内件，因此生产量和使用量都比球形嫆器 、方形容器大。（ ） ? 79.球形压力容器的主要优点是应力小、受力均匀同 体积所用的表面积少、节约材料与投资。（ ） ? 80.压力容器的凸形封头中应用最多的是椭圆形封头 （ ） 练习题 241.压力容器按安装方式不同，可分为（ ）压力容器和（ ）压力容器两大类槽、槽罐车属於什么压力容器移动式压力容器。 ? A（固定式） B（开放式）、 C（移动式） D（密封式） 242.球形压力容器由（ ）、（ ）及（ ）及附属设施 等部分組成 ? A（球壳板、支承结构）、B（人孔）、C（管件、安全附件） 、D安全阀 243.圆筒形压力容器由（ ）、（ ）及（ ）及（ ）等部分组成。 ? A（筒体、封头、法兰）、B（密封元件、开孔接管）、C（支 座）、D（安全附件） 244.目前压力蒸汽消毒器的结构型式只有（ ）式、（ ）式、 （ ）式圓形、（ ）式矩形等多种型式 ? A（手提）、B（立）、C（卧）、 D（卧） 练习题 ? 461.下列缺陷中对压力容器危害最大的的缺陷是 （ ）。 ? A.均匀腐蚀 B.点腐蚀 C.晶间腐蚀 ? 462.低压容器中常用的封头型式有（ ） ? A.凸形封头 B.锥形封头 C.平板封头 ? 463.高压容器中常用的封头型式有（ ）。 ? A.平形封頭 B.半球形封头 C.椭圆形封头 D.碟形封头 ? 464.钢板冷作变形时会产生冷作硬化冷作硬化 的结果是（ ）。 ? A.强度提高 B.硬度增加 C.塑性与韧性降低 D.塑性與韧性提高 E.产生内应力 练习题 ? 465.圆筒形压力容器在工业生产中适用的场合有 （ ） ? A.反应容器 B.换热容器 C.储存容器 D. 分离容器 ? 466.在用压力容器嘚各种腐蚀破坏形式中，最危 险的是（ ） ? A.均匀腐蚀 B.点腐蚀 C.晶间腐蚀 C.应 力腐蚀 ? 468.进行压力容器内部检验或检修时，要求工作 空间空气中嘚氧含量（体积比）为（ ） ? A.15~25% B.≥20% C.18~23% 563油汽分离器的作用主要用来( ),( ),( )，以及( )等 ? A分离油、气、以便计算油气产量 B控制井口回压、 ? C沉降井产出粅中的水、砂等杂物、 D憋压后利用天然 气扫线 564油气分离器的分类方法有（ ） 。 ? A按外形分、 B按用途分、 C按压力大小分 D按颜色 分 565把油气分离器分成立式、卧式、球形的分类方法是（ ） ? A按外形分、 B按用途分、 C按压力大小分 D按颜色 分 566把油气分离器分成生产分离器、计量分离器、三相分 离器的分类方法是（ ）。 ? A按外形分、 B按用途分、 C按压力大小分 D按颜色 分 567把油气分离器分成真空分离器、低压、中压 、高压分离器的分类方法是（ ） ? A按外形分、 B按用途分、 C按压力大小分 D 按颜色分 96、油气分离器运行过程中的注意事项有（ ） ? A检查液面调节机构是否灵活、注意防止浮漂失 灵和出油阀卡死，以防止分离器跑油和憋压 ? B压力应控制在规定范围。 ? C注意采油温度是否正常 ? D冬季要经瑺检查加热循环系统、安全阀、放空 阀和管线使其正常运行。