压力容器的压力来源有哪些？

前言

压力容器的压力来源可以分为两类：一类是压力在容器外产生或增大的；另一类是压力在容器内产生或增大的。

1.容器外

在容器外产生或增大压力的压力源一般为气体压缩机或蒸汽锅炉。压缩机通过机械方法提高气体压力。容积式压缩机通过缩小气体体积，增加气体密度来提高气体的压力，如：活塞式或螺杆式压缩机即属于此类。速度型压缩机则通过增加气体的流速，并将其动能转变为静压能来提高气体的压力，如：离心式或轴流式压缩机等。因此工作介质为压缩气体的压力容器，其最高工作压力一般不会超过压缩机出口压力。蒸汽锅炉将水加热，并蒸发为水蒸气。蒸汽的比容要比水的比容大得多，如：常压下的水转变为相同压力的饱和水蒸气时，体积约增大1700倍。当水在密闭的锅内蒸发时，蒸汽压力将不断增大，直至达到锅炉的排汽压力。因此，工作介质为水蒸气的压力容器，其最高工作压力也只限于锅炉的排汽压力。如果压力容器所需的蒸汽压力小于锅炉的排汽压力，则可通过蒸汽减压阀减压。这种由容器外压力源产生的压力，一般不会突然增大。

2.容器内

压力容器在容器内产生的压力，一般是由于容器内介质的聚集状态发生改变，介质在容器内受热温度剧烈升高，或者是介质在容器内发生体积增大的化学反应介质的聚集状态变化，一般为液态或固态物质受热蒸发或分解为气体。蒸发或分解出来的气体，体积大大增加，但因受到容器容积的限制，则使容器内气体压力升高。例如液氨，在0℃时的饱和蒸气压为0.4244MPa(绝压)，温度40℃时压力即升高至1.534MPa(绝压)。某些高分子化合物本来为固体，如果受热“解聚”，变为气态的单体分子，也会因体积膨胀而压力急剧升高。例如，固态聚甲醛的比容约为0.7L/kg，当它解聚为气态甲醛时，比容为746L/kg，即体积约增大1065倍。如果在一个密闭的容器内发生这种聚集状态的改变，则会产生很高的气体压力。气体因温度升高而产生或增大压力的情况相对较少。对理想气体而言，一定质量的气体在体积不变的情况下，温度每升高1℃，压力仅增加它在0℃时压力的1/273。因此，当气体温度少量升高时，压力增加并不明显。但是，如果由于特殊的原因，使气体温度剧烈升高，则它的压力仍然会大幅度增加。如盛装某些容易产生聚合反应的碳氢化合物的容器，在某一适当的条件下发生聚合反应，产生大量的聚合热，容器内温度大幅度上升，压力也剧烈增高。

如果在密闭的容器内进行体积增大的化学反应，一旦反应失控，反应生成物又未能及时排出，容器内压力就会增高。常见的如碳化钙加水产生乙炔的反应，碳化钙是固体，水为液体，反应生成物乙炔是气体，随着反应的进行，气体体积将迅速增加。假如该反应在密闭的容器内进行，排气管又未打开，容器内压力必将快速上升，甚至会产生超压爆炸。

一般压力容器的介质压力多产生于容器外，即以压缩机或蒸气锅炉作为其压力来源。在容器内产生压力的压力容器虽用得较少，但由于这种容器的压力是在容器内产生的，危险性较大，因而对其压力的控制也应该更严格。

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