第 5 章实验室特种设备的安全管理

第5章实验室特种设备的安全管理 南京工业大学张礼敬

5.1概述 • 5.1.1 特种设备的定义和分类 • 根据《特种设备安全监察条例》，特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶，以下同）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道和大型游乐设施。

承压类特种设备是指承载一定压力的密闭设备或管状设备，包括锅炉、压力容器、压力管道。承压类特种设备是指承载一定压力的密闭设备或管状设备，包括锅炉、压力容器、压力管道。 • 机电类特种设备是指必须由电力牵引或驱动的设备，包括电梯、起重机械、客运索道和大型游乐设施。 • 实验室主要用到：锅炉、压力容器和钢瓶

5.1.2 特种设备安全管理的要求和依据 • 2003年6月1日，国务院第373号令《特种设备安全监察条例》及其监察规程和标准规范的颁布与实施，明确了特种设备所包括的范围和监管原则，进一步完善了特种设备安全监督管理法律制度，对于加强特种设备安全监察工作，切实防范和减少特种设备事故的发生，保障人民群众生命财产安全和经济运行安全有着十分重要的意义。

1.《特种设备安全监察条例》（中华人民共和国国务院令第373号）1.《特种设备安全监察条例》（中华人民共和国国务院令第373号） • 2.《特种设备质量监督与安全监察规定》（国家质量技术监督局令第13号） • 3.《特种设备作业人员监督管理办法》（国家质量监督检验检疫总局令第70号） • 4.《特种设备目录》（国质检锅[2004]31号） • 5.《小型和常压热水锅炉安全监察规定》（国家质量技术监督局令第11号） • 6.《热水锅炉安全技术监察规程》（劳锅字[1991]8号） • 7.《压力容器安全技术监察规程》（质技监局锅发[1999]154号） • 8.《气瓶安全监察规程》（质技监局锅发[2000]250号） • 9.《气瓶安全监察规定》（国家质量监督检验检疫总局令第46号）

5.1.3 特种设备安全管理 • （1）加强法规标准建设 • 近些年来，国家制定了一些规章、规范性文件和标准，如《特种设备质量监督和安全监察规定》、《特种设备注册登记和使用管理规则》和《特种设备作业人员培训考核管理规则》及一些技术标准等，这些法规和标准，已发挥和正在发挥其应有的作用。

（2）加强特种设备的使用与运营管理 • 使用单位必须对特种设备的使用运营安全负责，必须指定专人负责特种设备的安全管理工作，必须制定安全管理制度。 • （3）加强特种设备作业人员的培训考核 • 对人的不安全行为，应通过培训教育来纠正。对特种设备的作业人员，包括安装、维保、操作等人员，应经过专业的培训和考核，取得《特种设备作业人员资格证书》后，方能从事相应的工作。

（4）实行特种设备安全检验制度 • 国家对特种设备实行安全检验制度，其目的是从第三方（既不是制造者，也不是使用者）的立场，公平、公正地进行检验，以确保其安全。 • （5）加强特种设备的监察管理 • 鉴于特种设备安全的特殊性，国家政府部门对其应加大监察管理力度。我国《安全生产法》已界定了综合监管与专项监管的关系。

5.1.4 特种设备安全技术 • 特种设备的安全技术主要包括两个方面： • （1）设计、制造与安装环节的安全技术 • （2）特种设备的使用和维修安全技术

如果本单位没有维保能力，则应该委托有资质的单位代为维保。需要强调的是：一定要委托有维保资质的单位；使用单位与维保单位一定要签定合同，明确维保单位要对特种设备的维保质量和安全负责，要保证设备处于良好状况，一旦出现故障，应保证在限定的时间内排除故障，恢复正常运行。使用单位须和维保单位建立技术档案，要有日常运行记录及维保记录，以备查证。如果本单位没有维保能力，则应该委托有资质的单位代为维保。需要强调的是：一定要委托有维保资质的单位；使用单位与维保单位一定要签定合同，明确维保单位要对特种设备的维保质量和安全负责，要保证设备处于良好状况，一旦出现故障，应保证在限定的时间内排除故障，恢复正常运行。使用单位须和维保单位建立技术档案，要有日常运行记录及维保记录，以备查证。

5.2 锅炉 • 5.2.1 锅炉基础知识 • 5.2.1.1 锅炉概述 • 锅炉，顾名思义包括“锅”和“炉”两个主要部分。“锅”是锅炉中盛水和蒸汽的承压部分，它的作用是吸收“炉”中燃料燃烧放出来的热量，使水加热到一定的温度和压力，或者转变成蒸汽。“炉”是指锅炉中燃料燃烧的部分，它的作用是尽量地把燃料的热能全部释放出来，传递给“锅”内介质，即将燃料燃烧产生的热能供“锅”吸收。

5.2.1.2 锅炉分类 • 按蒸汽压力可以分为低压锅炉(压力<2.45MPa)、中压锅炉(压力为2.94MPa~4.90MPa)、高压锅炉(压力为7.84MPa~10.8MPa)、亚临界锅炉(压力为15.7MPa~19.6MPa)和超临界锅炉(压力超过22.1MPa)。

5.2.1.3 锅炉设备特点 • 1）具有爆炸危险而且破坏性极大 • 2）具有易损坏的恶劣工作环境 • 3）使用广泛并要求连续运行

5.2.2 锅炉安全管理 • （1）使用定点厂家的合格产品 • （2）登记档案 • （3）专责管理 • （4）持证上岗 • （5）照章运行 • （6）定期检验 • （7）监控水质 • （8）报告事故

5.2.3 锅炉常见事故原因及控制措施 • 5.2.3.1 锅炉事故特点 • 1）锅炉在运行中受高温、压力和腐蚀等的影响，容易造成事故，且事故种类呈现出多种多样的形式。 • 2）锅炉一旦发生故障，将造成停电、停产、设备损坏，其损失非常严重。 • 3）锅炉是一种密闭的压力容器，在高温和高压下工作，一旦发生事故，将摧毁设备和建筑物，造成人身伤亡。

5.2.3.2 锅炉事故原因分析 • 1）超压运行 • 2）超温运行 • 3）锅炉水位过低会引起严重缺水事故；锅炉水位过高会引起满水事故。 • 4）水质管理不善。锅炉水垢太厚；给水中呈酸性；碱性过高。 • 5）水循环被破坏 • 6）锅炉工的误操作

5.2.3.3 锅炉事故应急措施 • 1）锅炉一旦发生事故，启动应急预案，保护现场，并及时报告有关领导和监察机构。 • 2）发生锅炉爆炸事故时，必须设法躲避爆炸物和高温水、汽，在可能的情况下尽快将人员撤离现场。 • 3）发生锅炉重大事故时，要停止供给燃料和送风，减弱引风；熄灭和消除炉膛内的燃料。

5.3 压力容器 • 5.3.1 压力容器基础知识 • 5.3.1.1 压力容器概述 • 压力容器，泛指在工业生产中用于完成反应、传质、传热、分离和储存等生产工艺过程，并能承受压力的密闭容器。

5.3.1.2 压力容器分类 • （1）按压力分类 • ①低压容器：0.1 MPa≤P＜1.6MPa。 • ②中压容器：1.6 MPa≤P＜10MPa。 • ③高压容器：10 MPa≤P＜l00 MPa。 • ④超高压容器：P≥100 MPa。

（2）按安全技术管理角度分类 • ①固定式容器 • 系指有固定的安装和使用地点，工艺条件和使用操作人员也比较固定，一般不是单独装设，而是用管道与其它设备相连接的容器。 • ②移动式容器 • 系指一种储装容器。其主要用途是装运有压力的气体或液化气体。

（3）压力容器的安全综合分类 • 根据容器的压力高低、介质的危害程度以及在生产过程中的重要作用，可将压力容器划分为三类。

①三类压力容器 • 1）高压容器。 • 2）中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）。 • 3）中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且PV乘积大于等于10 MPa•m3）。 • 4）中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且PV乘积大于等于0.5MPa•m3）。 • 5）低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且PV乘积大于等于0.2MPa·m3）。

②二类压力容器 • 符合下列情况之一且不在第1款之内者为二类压力容器： • 1）中压容器。 • 2）低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）。 • 3）低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害质）。

③一类压力容器 • 低压容器且不在第1、第2款之内者。

5.3.1.3 压力容器结构 • 压力容器的本体结构形式多样，最常用的是球形和圆筒形壳体。 • （1）球壳 • 球形容器的本体是一个球壳，一般都是焊接结构。球形容器最适宜作液化气体贮罐。 • （2）圆筒壳 • 圆筒形容器是使用得最为普遍的一种压力容器。广泛用作反应、换热和分离容器。

5.3.1.4 压力容器特点 • （1）冲击波及其破坏作用 • 压力容器因严重超压而爆炸时，其爆炸能量远大于按工作压力估算的爆炸能量，破坏和伤害情况也严重得多。 • （2）爆破碎片的破坏作用 • 压力容器破裂爆炸时，高速喷出的气流可将壳体反向推出，有些壳体破裂成块或片向四周飞散。碎片可致人重伤或死亡。碎片还可能损坏附近的设备和管道，引起连续爆炸或火灾，造成更大的危害。

（3）介质伤害 • 介质伤害主要是有毒介质的毒害。 • 盛装这些介质的容器破裂时，大量液体瞬间气化并向周围大气中扩散，会造成大面积的毒害，不但造成人员中毒，致死致病，也严重破坏生态环境，危及中毒区的动植物。 • （4）二次爆炸及燃烧 • 当容器所盛装的介质为可燃液化气体时，容器破裂爆炸在现场形成大量可燃蒸气，并迅即与空气混合形成可爆性混合气，在扩散中遇明火即形成二次爆炸。

5.3.2 压力容器的安全管理 • （1）容器技术档案 • 1）容器原始技术资料。包括容器的设计资料和容器的制造资料。 • 2）容器使用记录。

①容器的实际操作条件。 • ②容器的使用情况，包括开始使用日期、每次开停日期及变更使用条件的记录等。 • ③容器的检验和修理记录。 • 由设备管理人员或容器操作人员负责按时填写并妥善保管。

（2）技术管理制度 • 1）容器的专责管理。 • 容器专责管理人员的职责是： • ①贯彻执行国家有关压力容器的管理规范和安全技术规定。 • ②参加新建容器的验收和试运行工作。 • ③监督检查容器的操作和维护情况。

④根据定期检验制度，编制压力容器检验计划，并负责组织贯彻执行。④根据定期检验制度，编制压力容器检验计划，并负责组织贯彻执行。 • ⑤负责制定主要容器的维护检修规程和容器改造、检验、修理及报废等技术审查工作。 • ⑥负责容器的登记、建档及技术资料的管理工作。 • ⑦组织容器事故调查，并按规定上报。 • ⑧定期向有关部门报送容器的定期检验计划和执行情况，以及容器存在的缺陷等情况。 • ⑨对容器的检验人员、操作人员和焊工等维修人员进行安全技术教育和技术考核。

2）安全操作规程，应包括以下内容： • ①容器的正常操作方法。 • ②容器的最高工作压力和温度。 • ③开、停车的操作程序和注意事项。 • ④容器运行中的检查项目和部位，可能出现异常现象及其判断方法和应采取的紧急措施。 • ⑤容器停用时的维护和检查。

5.3.3 压力容器安全技术 • 5.3.3.1 压力容器的安全操作 • （1）基本要求 • ①平稳操作。加载和卸载应缓慢，并保持运行期间载荷的相对稳定。 • ②防止超载。防止压力容器过载主要是防止超压。

（2）容器运行期间的检查 • 在工艺条件方面，主要检查操作压力、操作温度、液位是否在安全操作规程规定的范围内；检查容器工作介质的化学组成，特别是那些影响容器安全（如产生应力腐蚀、使压力升高等）的成分是否符合要求。 • 在设备状况方面，主要检查各连接部位有无泄漏、渗漏现象，容器的部件和附件有无塑性变形、腐蚀以及其它缺陷或可疑迹象，容器及其连接管道有无振动、磨损等现象。 • 在安全装置方面，主要检查安全装置以及与安全有关的计量器具是否保持完好状态。 • （3）容器的紧急停止运行

5.3.3.2 压力容器的维护保养 • （1）保持完好的防腐层 • （2）消除产生腐蚀的因素 • （3）消灭容器的“跑、冒、滴、漏”，经常保持容器的完好状态 • （4）加强容器在停用期间的维护 • （5）经常保持容器的完好状态

5.3.4 压力容器常见事故原因及控制措施 • 5.3.4.1 压力容器事故特点 • 1）压力容器在运行中由于超压、过热，或腐蚀、磨损，而使受压元件难以承受，发生爆炸、撕裂等事故。 • 2）压力容器发生爆炸事故后，不但会造成设备损坏，而且还波及到周围的设备、建筑和人群。 • 3）压力容器发生爆炸、撕裂等重大事故后，有毒物质的大量外溢会造成人畜中毒的恶性事故。而可燃性物质的大量泄漏，还会引起重大火灾和二次爆炸事故，后果也十分严重。

5.3.4.2 压力容器事故原因分析 • 1）结构不合理，材质不符合要求，焊接质量不好，受压元件强度不够以及其它设计制造方面的原因。 • 2）安装不符合技术要求，安全附件规格不对，质量不好，以及其它安装、改造或修理方面的原因。 • 3）在运行中超压、超负荷、超温，违反劳动纪律，违章作业，超过检验期限没有进行定期检验，操作人员不懂技术，以及其它运行管理不善方面的原因。

5.3.4.3 压力容器事故应急措施 • 1）发生重大事故时应启动应急预案，保护现场，并及时报告有关领导和监察机构。 • 2）压力容器发生超压超温时要马上切断进汽阀门；对于无毒非易燃介质，要打开排空管排汽；对于有毒易燃易爆介质要打开放空管，将介质通过接管排至安全地点。

3）如果属超温引起的超压，除采取上述措施外，还要通过水喷淋冷却以降温。3）如果属超温引起的超压，除采取上述措施外，还要通过水喷淋冷却以降温。 • 4）压力容器发生泄漏时，要马上切断进料阀及泄漏处前端阀门。 • 5）易燃易爆介质泄漏时，要对周边明火进行控制，切断电源，严禁一切用电设备运行，防止火灾、爆炸事故产生。

5.3.4.4 压力容器事故预防处理措施 • 1）在设计上，应采用合理的结构；针对设备使用工况，选用塑性、韧性较好的材料；强度计算及安全阀排量计算符合标准。 • 2）制造，修理、安装、改造时，提高焊接质量并按规范要求进行热处理和探伤；加强材料管理，避免采用有缺陷的材料或用错钢材、焊接材料。

3）在使用过程中，加强运行管理，保证安全附件和保护装置灵活，齐全；提高操作工人素质，防止产生误操作等现象。3）在使用过程中，加强运行管理，保证安全附件和保护装置灵活，齐全；提高操作工人素质，防止产生误操作等现象。 • 4）在压力容器使用中，加强使用管理，避免操作失误，超温、超压、超负荷运行，失检、失修、安全装置失灵等。 • 5）加强检验工作，及时发现缺陷并采取有效措施。

5.4 气瓶安全管理 • 5.4.1 气瓶安全管理 • （1）气体充装 • （2）气瓶使用和维护

1）防止气瓶受热升温。 • 2）正确操作、合理使用。开阀时要慢慢开启，防止产生静电；开阀时不能用钢搬手敲击瓶阀，以防产生火花。氧气瓶的瓶阀及其它附件都禁止沾染油脂；手或手套上和工具上沾染有油脂时不要操作氧气瓶。氧气和可燃气体的减压器不能互相换用。气瓶使用到最后时应留有余气，以防混入其它气体或杂质。 • 3）加强维护。瓶内混有水分常会加速气体对气瓶内壁的腐蚀，特别是氧、氯、一氧化碳等气体，盛装这些气体的气瓶在装气前，尤其是在进厂水压试验以后，应该进行干燥。

（3）气瓶运输 • 1）防止气瓶受到剧烈振动或碰撞冲击 • 2）防止气瓶受热或着火

5.4.2 气瓶安全技术 • 一般把容积不超过l000升（常用的为35-60升），用来盛装压缩气体、液化气体或溶解气体的瓶式容器称作气瓶。 • 5.4.2.1 气瓶的充装

5.4.2.2 气瓶的运输与储存 • （1）气瓶运输 • （2）气瓶储存 • ①对气瓶库房的要求。库房的建筑，必须符合环保、防火、防爆等有关国家标准、规范、规程的要求。 • ②气瓶入库储存前的检查。对于储存多种气体的储存库，应按气体种类分别建立登记簿。 • ③气瓶入库储存。气瓶入库储存，应符合下列要求：

a）气瓶的储存应有专人负责管理。相关人员应经过安全技术培训。a）气瓶的储存应有专人负责管理。相关人员应经过安全技术培训。 • b）入库的空瓶与实瓶应分别放置，并有明显标志。 • c）毒性气体气瓶及瓶内气体相互接触能引起燃烧、爆炸、产生毒物的气瓶，应分室存放，并在附近设置防毒用具或灭火器材。 • d）气瓶入库后，一般应直立储存于指定的栅栏内，并用链条等物将气瓶加以固定，以防气瓶倾倒；对于卧放的气瓶，应妥善固定，防止其滚动；如需堆放，其堆放层数不应超过五层，且气瓶的头部朝向同一方向。 • e）为使先入库或临近定期检验日期的气瓶优先发放，应尽量将这些气瓶存放在一起，并在栅栏的牌子上注明入库或定期检验的日期。

f）对于限期储存的气体及不宜长期存放的气体，如氯乙烯、氯化氢、甲醚等，均应注明存放期限。对于容易起聚合反应或分解反应的气体，必须规定储存期限，并予以注明，同时应避免放射性放射源。f）对于限期储存的气体及不宜长期存放的气体，如氯乙烯、氯化氢、甲醚等，均应注明存放期限。对于容易起聚合反应或分解反应的气体，必须规定储存期限，并予以注明，同时应避免放射性放射源。 • g）气瓶在存放期间，特别是在夏季，应定时测试库内的温度和湿度，并作记录。 • h）气瓶在库房内应摆放整齐，数量、号位的标志要明显。 • i）毒性气体或可燃性气体气瓶入库后，要连续2~3天定时测定库内空气中毒性或可燃性气体的浓度。 • j）发现气瓶漏气，首先应根据气体性质做好相应的人体保护，关闭瓶阀。 • k）定期对库房内外的用电设备和库房通风设备，以及气瓶搬运工具和栅栏的牢固性进行检查。对库房用的防火和防毒器具也应定期进行检查。

5.4.2.3 气瓶的安全使用 • （1）气瓶使用前的检查。发现下列情况之一者，不得接受： • 1）气瓶上没有粘贴气体充装后检验合格证的。 • 2）气瓶的颜色标记与所需的气体不符，或者颜色标记模糊不清。 • 3）瓶体上有不能保证气瓶安全使用的缺陷。 • 4）瓶阀漏气、阀杆受损、侧接嘴螺纹旋向与所需的气体性质不符或螺纹受损的。 • 5）在氧气或氧化性气体气瓶上或瓶阀上有油脂物的。 • 6）气瓶不能直立、底座松动、倾斜的。 • 7）气瓶上未装瓶帽和防震圈。

（2）气瓶安全使用要点。 • 1）合理使用、正确操作 • a）使用单位应做到专瓶专用，不得擅自更改气瓶的钢印和颜色标记。 • b）气瓶使用时，一般应立放，并应有防止倾倒的措施。 • c）近距离移动气瓶，应手盘瓶后转动瓶底，移动距离较远时，可用轻便小车运送。气瓶在工地使用时，应将其放在专用车辆上或将其固定使用。

第 5 章 实验室特种设备的安全管理