过程装备安全技术（魏新利）

 

本书从人、机、环境安全工程理念出发，首先分析过程装备特点及过程装备安全的重要性，接着分别从技术手段和制度管理两个方面介绍保障过程装备安全运行之策，随后针对典型过程装备的具体工况和条件，介绍过程装备安全运行措施，*后对可能发生的过程装备事故分析及处理进行介绍。全书结构合理、逻辑性强，内容充实，针对性强，覆盖面广，建立了完整的过程装备安全技术体系。可以使过程装备与控制工程专业的学生全面掌握过程装备工程安全技术方面的知识，树立其安全生产观念，培养其工程安全素质。

魏新利，郑州大学化工与能源学院，国务院应急救援专家组专家、国家安全生产协会安全评价委员会委员、河南省职业安全健康协会副理事长等，教授、博导。历任郑州大学化工与能源学院院长等。全国高等学校教学名师，国家 级教学团队负责人，全国化工系统首批跨世纪优 秀拔尖人才，科技部“科技经济专家委员会”专家，“感动中原”年度教育人物，享受国务院政府特殊津贴。主要从事低温余热利用技术、高效热泵技术、高效制冷技术、多能源建筑空调系统等研究与开发工作。先后承担并完成国家自然科学基金、河南省杰出人才基金、河南省重大公益性科研攻关、河南省重点攻关等数十项科研项目。公开发表论文150余篇。获得国家发明专利7项，实用新型专利8项。主编参编正式出版教材著作11部。获国家科技进步二等奖1项、国家教学成果二等奖1项、河南省科技进步二等奖多项。兼任 “*高等学校机械学科教学指导委员会过程装备与控制工程专业教学指导分委员会”委员、国家安全生产协会安全评价委员会委员、河南省人民政府安全生产专家委员会专家、中国动力工程学会理事、河南省制冷学会常务理事、河南省石油和化工协会高级副会长、河南省职业安全健康协会副理事长等职。

第1章概论1

1.1过程工业生产特点1

1.1.1过程工业的概念1

1.1.2过程工业生产特点1

1.1.3过程工业安全生产3

1.2过程装备安全的特点3

1.2.1过程装备概念及分类3

1.2.2影响过程装备安全的主要因素4

1.2.3过程装备失效的主要原因5

1.2.4过程装备安全的基本要求7

1.2.5过程装备事故的预防8

1.3过程装备事故及危害10

1.3.1过程装备常见事故10

1.3.2过程装备事故的危害11

1.4过程装备安全人机工程13

1.4.1安全人机工程学概念13

1.4.2影响过程装备安全的人机因素14

第2章过程装备安全检测17

2.1过程装备的无损检测17

2.1.1射线检测17

2.1.2超声检测20

2.1.3磁粉检测23

2.1.4渗透检测25

2.1.5磁记忆检测27

2.1.6声发射检测29

2.1.7红外检测31

2.2运行参数的检测34

2.3生产环境的检测36

第3章过程装备安全装置39

3.1承压设备的安全泄放装置39

3.2罐区的安全装置42

3.3安全联锁装置44

3.4紧急停车装置44

第4章承压设备的安全监察管理46

4.1承压设备安全管理规范46

4.1.1法律法规体系46

4.1.2安全监察机构48

4.2承压设备设计的安全监察管理49

4.2.1设计单位管理49

4.2.2设计文件管理50

4.2.3设计人员管理51

4.2.4监督检查52

4.3承压设备制造的安全监察管理53

4.3.1制造单位的管理53

4.3.2制造文件的管理53

4.3.3制造人员的管理54

4.3.4制造质量的监督管理55

4.4承压设备安装、改造、维修的安全监察管理55

4.4.1安装单位的资质管理55

4.4.2安装、改造、维修文件管理56

4.4.3安装、改造、维修人员管理56

4.4.4安装、改造、维修质量的监督管理56

4.5承压设备使用的安全监察管理57

4.5.1安全运行管理57

4.5.2运行档案管理58

4.5.3操作人员管理59

4.5.4运行设备的监督管理59

4.6承压设备的检验管理59

4.6.1检验机构的资质管理59

4.6.2检验仪器设备的管理60

4.6.3检验档案管理60

4.6.4检验人员的管理60

第5章典型过程装备安全技术61

5.1锅炉安全技术61

5.1.1锅炉结构及特点61

5.1.2锅炉设备安全62

5.1.3锅炉设备的安全运行与管理64

5.2承压设备安全技术68

5.2.1压力容器安全技术68

5.2.2反应设备安全技术71

5.2.3换热设备安全技术73

5.3油气储运设备安全技术76

5.3.1油气储运设备结构特点及安全76

5.3.2油气储运设备的安全运行与管理80

5.4过程流体机械安全技术81

5.4.1过程流体机械的种类与特点81

5.4.2压缩机安全技术82

5.4.3离心机安全技术83

5.4.4过程流体机械的安全运行与管理85

第6章过程装备结构完整性评定技术89

6.1结构完整性评定基础89

6.1.1结构完整性评定概念89

6.1.2结构完整性评定原理90

6.1.3结构完整性评定的力学基础91

6.1.4结构完整性评定的基本程序95

6.2结构完整性评定方法96

6.2.1概述96

6.2.2国际主要的结构完整性评定方法97

6.2.3我国结构完整性评定方法98

6.2.4结构完整性评定的概率方法99

第7章过程装备事故分析及处理102

7.1概述102

7.1.1基本概念102

7.1.2承压设备常见失效模式102

7.1.3承压设备常见失效机理103

7.2事故调查分析程序109

7.2.1事故分类109

7.2.2事故报告110

7.2.3事故现场紧急处理111

7.2.4事故调查111

7.2.5事故处理112

7.3设备事故鉴定分析方法112

7.3.1现场调查112

7.3.2事故过程调查113

7.3.3制造与服役历史的调查113

7.3.4技术检验与鉴定114

7.3.5综合分析115

7.4流体机械故障及处理119

7.4.1压缩机119

7.4.2风机124

7.4.3机泵电机125

7.4.4泵126

7.5案例分析127

参考文献129

随着过程装备的大型化，流程工业生产装置日益复杂，许多装备互相连接，形成一条很长的连续生产线，装备间互相作用、互相制约。而且大量有毒有害化学物质存在于工艺过程中，一旦某些薄弱环节出现故障，就可能造成重大事故，给生命和财产造成巨大损失。因此，为了确保流程工业生产装置的正常运转并生产出符合质量标准的产品，要特别重视过程装备的安全可靠性。在工程教育专业认证的标准中，对本科毕业生明确提出：“能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素”，“能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任”。这就要求过程装备与控制工程及相关专业的本科生，应当掌握必要的装备与工程安全知识，具备必要的装备与工程安全技术能力。本书根据过程工业与装备特点，分别从过程装备安全检测、过程装备安全装置、承压设备的监察管理、典型过程装备安全技术、过程装备结构完整性评价、过程装备事故分析与处理等几个方面介绍了过程装备安全知识。本书可以作为高等学校机械类、化工类等相关专业本科专业教材或参考书，也可供相关工程技术人员学习与参考。本书第1章、第6章由郑州大学的魏新利编写，第4章、第7章由郑州大学的刘华东编写，第2章、第3章、第5章由郑州大学的张东伟编写，全书由魏新利统稿。山东大学的王威强主审。由于编写时间仓促和水平所限，书中不妥之处在所难免，敬请各位读者批评指正。编者2018.01