论文部分内容阅读
快开门式压力容器是常见压力容器之一,其安全运行关系到人民的生命与财产安全。目前,快开门式压力容器的安全性不容乐观,其爆炸事故约占国内压力容器爆炸事故的四分之一左右。为进一步提高快开门式压力容器运行的安全性,本文展开了快开门式压力容器爆炸事故分析与研究。对杭州、宁波、台州、嘉兴与绍兴等地区内的快开门压力容器进行了调研,分析了地区内快开门压力容器安全现状。对国内快开门式压力容器爆炸事故进行了资料收集,针对典型快开门结构(齿啮式与平移式),从结构及其安全联锁装置方面分析了爆炸事故原因。调研结果表明:实际操作中,安全联锁装置失效、误操作、未安装安全联锁装置等现象屡有发生,在此情况下,低啮合度升压和带余压开门是产生爆炸事故的主要原因,且卡箍式和齿啮式结构是快开门式压力容器爆炸事故发生的主要结构类型。针对低啮合度升压问题,本文采用有限元对两台试验容器展开了模拟分析,讨论了低啮合度时的承载能力。结果表明:随着啮合度的降低,承载能力逐渐下降,至某一值后,出现下降速度逐渐加大趋势;同时低啮合度时,应力集中现象加剧,设备的疲劳寿命也大幅降低。前者情况下,低啮合度升压,一旦超过设备承载能力,就可出现快开门门盖飞出,产生爆炸。后者情况下,存在卡齿疲劳断裂破坏进而产生爆炸的可能。针对带余压开门产生爆炸事故,本文测试了两台试验容器在不同余压(0.01-0.08MPa)开盖时升压爆炸时的爆炸后果,得出了门盖上飞高度随开门余压近似成线性关系的变化规律,同时进行了相应的数值仿真分析。结果表明,对于1#与2#试验容器,其带余压开门爆炸时,作用到门盖上的能量占总爆炸能的1%~2%。若将开门余压控制在小于0.02MPa时,开门时无危险,可以实现安全开门。在上述研究的基础上,本文针对典型快开门容器(硫化罐、蒸压釜等),从设计、制造、安装、使用和管理以及检验等方面提出了预防措施和要求。