摘要:从概念入手,详细介绍了安全阀及泄放阀的区别及选用。并分析了国内主要的安全阀系列,列出了选用安全阀选用一般规则。
一概念:
1、安全阀是锅炉、压力容器和其他受压力设备上重要的安全附件。其动作可靠性和性能好坏直接关系到设备和人身的安全,并与节能和环境保护紧密相关。而有的用户和设计部门在选型时,总是选错型号。为此本文对安全阀的选用加以分析。
2、安全阀的定义:所谓安全阀广义上讲包括泄放阀,从管理规则上看,型封闭带板手全启式安全阀,直接安装在蒸汽锅炉或一类压力容器上,其必要条件是必须得到技术监督部门认可的阀门,狭义上称之为安全阀,其他一般称之为泄放阀。安全阀与泄放阀在结构和性能上很相似,二者都是在超过开启压力时自动排放内部的介质,以保证生产装置的安全。由干存在这种本质上类似性,人们在使用时,往往将二者混同,另外,有些生产装置在规则上也规定选用哪种均可。因此,二者的不同之处往往被忽视。从而也就出现了许多问题。
如果要将安全阀与泄放阀二者作出比较明确的定义,则可按照《ASME锅炉及压力容器规范》第一篇中所阐述的定义来理解:
(l)安全阀(Safety Valve)一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。其特征为具有突开的全开启动作。用于气体或蒸汽的场合。
(2)泄放阀(Relief Valve),又称溢流阀一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。它随压力超过开启力的增长而按比例开启。主要用于流体的场合。
(3)安全泄放阀(Safet Relief Valve),又称安全溢流阀一种由介质压力驱动的自动泄压装置。根据使用场合不同既适用作安全阀也适用作泄放阀。以日本为例,给安全阀和泄放阀作出明确定义的比较少,一般用作锅炉这类大型贮能压力容器的安全装置称之为安全阀,安装在管道上或其他设设施上的称之为泄放阀。不过,若按日本通产省的《火力发电技术标准》的规定看,设备上安全保障的重要部分,指定使用安全阀,如锅炉、过热器、再热器等。而在减压阀的下侧需要与锅炉和涡轮机相接的场合,都需要安装泄放阀或安全阀。如此看,安全阀要求比泄放阀更具可靠性。另外,从日本劳动省的高压气体管理规则、运输省及各级船舶协会的规则中,对安全排放量的认定和规定来看,我们把保证了排放量的称之为安全阀,而不保证排放量的阀门称作泄放阀。在国内不论全启式或微启式统称为安全阀。
二、分类
目前大量生产的安全阀有弹簧式和杆式两大类。另外还有冲量式安全阀、先导式安全阀、安全切换阀、安全解压阀、静重式安全阀等。
1)、弹簧式安全阀主要依靠弹簧的作用力而工作,弹簧式安全阀中又有封闭和不封闭的,一般易燃、易爆或有毒的介质应选用封闭式,蒸汽或惰性气体等可以选用不封闭式,在弹簧式安全阀中还有带扳手和不带扳手的。扳手的作用主要是检查阀瓣的灵活程度,有时也可以用作手动紧急泄压用。
2)、杠杆式安全阀主要依靠杠杆重锤的作用力而工作,但由于杠杆式安全阀体积庞大往往限制了选用范围。温度较高时选用带散热器的安全阀,隔膜减压阀。
2、安全阀的主要参数是排量,这个排量决定于阀座的口径和阀瓣的开启高度,由开启高度不同,又分为微启式和全启式两种。微启式是指阀瓣的开启高度为阀座喉径的1/40~l/20。全启式是指阀瓣的开启高度为阀座喉径的1/4。
三、安全阀的选型技巧:
由操作压力决定安全阀的公称压力,由操作温度决定安全阀的使用温度范围,由计算出的安全阀的定压值决定弹簧或杠杆的定压范围,再根据使用介质决定安全阀的材质和结构型式,再根据安全阀泄放量计算出安全阀的喉径。
1、安全阀选用的一般规则:
(l)热水锅炉一般用不封闭带扳手微启式安全阀。
(2)蒸汽锅炉或蒸汽管道一般用不封闭带扳手全启式安全阀。
(3)水等液体不可压缩介质一般用封闭微启式安全阀,或用安全泄放阀。
(4)高压给水一般用封闭全启式安全阀,如高压给水加热器、换热器等。
(5)气体等可压缩性介质一般用封闭全启式安全阀,如储气罐、气体管道等。
(6)E级蒸汽锅炉一般用静重式安全阀。
(7)大口径,大排量及高压系统一般用脉冲式安全阀,如减温减压装置、电站锅炉等。
(8)运送液化气的火车槽车、汽车槽车、贮罐等一般用内装式安全阀。
(9)油罐顶部一般用液压安全阀,需与呼吸阀配合使用。
(10)井下排水或天然气管道一般用先导式安全阀。
(11)液化石油气站罐泵出口的液相回流管道上一般用安全回流阀。
(12)负压或操作过程中可能会产生负压的系统一般用真空负压安全阀。
(13)背压波动较大和有毒易燃的容器或管路系统一般用波纹管安全阀。
(14)介质凝固点较低的系统一般选用保温夹套式安全阀。
2、国内主要厂家的比较及连接尺寸的选择
国内生产安全阀的厂家比较多,连接尺寸也大多不统一。主要分以下几个大类:
(1)以JB/T2203-1999《弹簧式安全阀结构长度》为主的通用类。目前国内大多数安全阀生产厂家均按本标准设计生产。如浙江罗浮锅炉附件厂、杭州阀门厂、江苏吴江阀门工具厂、上海阀门厂、开封高压阀门厂、海安阀门厂等。但本标准也不尽完美,规格不全,微启式安全阀最大公称通径为 D NI 00,全启式安全阀最大公称通径DN200,中间缺少DN65、DN125两个规格。根据我厂所生产的安全阀规格及掌握的资料来看,目前微启式安全阀公称通径最大达到DN250,全启式安全阀公称通径达到DN400。经本人考证,各厂家连接尺寸也不尽统一,如DN150全启式安全阀,浙江罗浮锅炉附件厂、上海阀门厂及江苏吴江阀门工具厂各不相同。为了有一个统一的标准,用户在选用及安装时同一规格能够互换,建议合肥通用机械研究所对JB/T2203-1999《弹簧式安全阀结构长度》进行修订。建议设计院及用户按标准选用,安全阀生产厂家按标准设计制造。
(2)以API526 《钢制法兰连接安全泄放阀》(Flanged Steel Safety Relief Valve)为主的美标体系。国内进口化工设备等所配的安全阀连接尺寸一般按照本标准,如图5所示。本标准公称通通径为DN25~ DN200(l”~ 8”),公称压力为2~ 42MPa,喉径从D-T (9.5~146mm)。本标准比较科学规范,对压力、材料、温度、喉径等统筹考虑。依照喉径确定规格,同一喉径可以有好几个规格,相反同一规格可能有好几个喉径可以选择。如DN100~DN150(4”~6”)喉径有L、M、N、P四种可以选择。随着国际贸易及进口设备国产化的不断推进,该标准将在国内得到很大推广。目前该标准还没有转化为国标。
(3)以在国际上影响比较大的安德森?格林伍德公司(Anderson Greenwood&Co.)为依据的活塞式导阀操作安全泄压阀(Pilot Operated Pressure Relief Valves)系列。国内一般称之为先导式安全阀,如图6所示,先导式安全阀由主阀和导阀组成,导阀操作主阀的开启和关闭。这种阀门排量大;不受背压的影响;可以在非常接近开启压力下进行不泄漏操作;启闭压差小等优点。一般适用于天然气管道等。目前国内还没有先导式安全阀标准及连接尺寸标准。并且这种类型的阀门刚刚开发,还没有广泛推广。据我厂的经验及所掌握的资料来看,国内大多数厂家按照该公司的数据设计制造,如浙江罗浮锅炉附件厂、航天十一研究所等。建议合肥通用机械研究所尽早起草并发布先导式安全阀标准。
(4)以中国航天工业总公司第十一研究所设计研制的安全阀自成一个体系。航天十一所研制的HT系列安全阀品种多,有HTO普通安全阀(如图1所示)、HTB平衡波纹管式安全阀、HTR泄流阀、HTN特殊安全阀、HTGS高性能蒸汽安全阀。HTXY液体泄压阀、HTXD 先导式安全阀等,且性能良好,电磁气动球阀。但是除HTXD系列先导式安全阀与安德森?格林伍德公司连接尺寸相同外,其余与美标、国标均不相同。这一点请选用时务必注意。
(5)以兰州炼油厂设计研制开发的A型、TA型封闭全开启弹簧式安全阀自成一个体系。该系列口径DN25~DN150 (1”~6’),公称压力l.6~4.0MPa,喉径D~R(9.5-115mm)。该体系连接尺寸与美标及国标均不相同,为兰炼专用。
(6)为锅炉、电站设备、减温减压装置配套的冲量式安全阀系列(如图8所示)。如哈尔滨锅炉厂、东方锅炉厂、武汉锅炉厂、青岛电站辅机厂等配套的专用安全阀。此类系列阀
门结构及连接尺寸各厂家一般不相同,可能有部分相同。选用时一定要注意阀门喉径及连接尺寸的区别。
3.喉径的计算
喉径的计算一般按照《锅炉压力容器安全技术规范》附件五所列的公式。或者按照APIRP520 炼厂泄压系统设计和安装的推荐实施方法第一部分设计》中所列的公式。上述两种公式计算结果基本相同或相差不大。
四、结束语
安全阀的选型是一项比较重要的工作,选型恰当与否将直接影响设备的安全,A42F液化气安全阀。上述所列一些经验总结。
安全阀与安全溢流阀的定义和区别 安全阀是锅炉、压力容器和其他受压力设备上重要的安全附件。其动作可靠性和性能好安全阀是锅炉、压力容器和其他受压力设备上重要的安全附件。其动作可靠性和性能好坏直接关系到设备和人身的安全,并与节能和环境保护紧密相关。而有的用户和设计部门在选型时,总是选错型号。为此本文对安全阀的选用加以分析。 安全阀与泄放阀的定义及区别: 所谓安全阀广义上讲包括泄放阀,从管理规则上看,直接安装在蒸汽锅炉或一类压力容器上,其必要条件是必须得到技术监督部门认可的阀门,狭义上称之为安全阀,其他一般称之为泄放阀。安全阀与泄放阀在结构和性能上很相似,二者都是在超过开启压力时自动排放内部的介质,以保证生产装置的安全。由干存在这种本质上类似性,人们在使用时,往往将二者混同,另外,有些生产装置在规则上也规定选用哪种均可。因此,二者的不同之处往往被忽视。从而也就出现了许多间题。如果要将二者作出比较明确的定义,则可按照《ASME锅炉及压力容器规范》第一篇中所阐述的定义来理解:(l)安全阀(Safety Valve)一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。其特征为具有突开的全开启动作。用于气体或蒸汽的场合,如图1。 (2)泄放阀(Relief Valve),又称溢流阀一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。它随压力超过开启力的增长而按比例开启。主要用于流体的场合。如图2所示。 (3)安全泄放阀(Safet Relief Valve),又称安全溢流阀一种由介质压力驱动的自动泄压装置。根据使用场合不同既适用作安全阀也适用作泄放阀。以日本为例,给安全阀和泄放阀作出明确定义的比较少,一般用作锅炉这类大型贮能压力容器的安全装置称之为安全阀,安装在管道上或其他设设施上的称之为泄放阀。不过,若按日本通产省的《火力发电技术标准》的规定看,设备上安全保障的重要部分,指定使用安全阀,如锅炉、过热器、再热器等。而在减压阀的下侧需要与锅炉和涡轮机相接的场合,都需要安装泄放阀或安全阀。如此看,安全阀要求比泄放阀更具可靠性。另外,从日本劳动省的高压气体管理规则、运输省及各级船舶协会的规则中,对安全排放量的认定和规定来看,我们把保证了排放量的称之为安全阀,而不保证排放量的阀门称作泄放阀。在国内不论全启式或微启式统称为安全阀。
安全阀的设置和选用安全阀是一种能使设备或管道自动泄压而防止超压发生爆炸的自动阀门,即当压力超过指定的值时,阀门自动开启,使流体外泄,而当压力回复到指定的压力后,阀门自动关闭,以保护设备或管道。 安全阀用在锅炉、压力容器等受压设备上作为超压保护装置。当被保护设备内介质压力异常升高达到规定值时,阀门自动开启,继而全量排放,以防止压力继续升高,当压力降低到另一规定值时,自动关闭。 1 安全阀的设置 1.1 凡属下列情况之一的容器必须安装安全阀: 1、独立的压力系统(有切断阀与其它系统分开)。该系统指全气相、全液相或气相连通。 2、容器的压力物料来源处没有安全阀的场合。 3、设计压力小于压力来源处的压力的容器及管道。 4、容积式泵和压缩机的出口管道。 5、由于不凝气的累积产生超压的容器。 6、加热炉出口管道上如设有切断阀或控制阀时,在该阀上游应设置安全阀。 7、由于工艺事故、自控事故、电力事故、火灾事故和公用工程事故引起的超压部位。 8、液体因两端阀门关闭而产生热膨胀的部位。 9、凝气透平机的蒸汽出口管道。 10、某些情况下,由于泵出口止回阀的泄漏,则在泵的入口管道上设置安全阀。 1.2 《石油化工企业设计防火规范》的规定,在不正常条件下,可能超压的下列设备应设安全阀: 1、顶部操作压力大于0.07MPa 的压力容器。 2、顶部操作压力大于0.03MPa 的蒸馏塔、蒸发塔和汽提塔(汽提塔顶蒸汽通入另一蒸馏塔者除外)。 3、往复式压缩机各段出口或电动往复泵、齿轮泵、螺杆泵等容积式泵的出口管道上,应设安全阀。安全阀的放空管应接至泵入口管道上,并宜设事故停车联锁装置(如设备本身已有安全阀者除外)。 4、凡与鼓风机、离心式压缩机、离心泵或蒸汽往复泵出口连接的设备不能承受其最高压力时,上述机泵的出口管道需设安全阀。以上管道有可能由于火灾、操作故障或停水、停电等造成管道内压力超过设计压力而发生爆炸事故,故应设置安全阀或其他安全措施。
安全阀的设置和选用 安全阀是一种能使设备或管道自动泄压而防止超压发生爆炸的自动阀门,即当压力超过指定的值时,阀门自动开启,使流体外泄,而当压力回复到指定的压力后,阀门自动关闭,以保护设备或管道。 安全阀用在锅炉、压力容器等受压设备上作为超压保护装置。当被保护设备内介质压力异常升高达到规定值时,阀门自动开启,继而全量排放,以防止压力继续升高,当压力降低到另一规定值时,自动关闭。 1安全阀的设置 1.1凡属下列情况之一的容器必须安装安全阀: 1、独立的压力系统(有切断阀与其它系统分开)。该系统指全气相、全液相或气相连通。 2、容器的压力物料来源处没有安全阀的场合。 3、设计压力小于压力来源处的压力的容器及管道。 4、容积式泵和压缩机的出口管道。 5、由于不凝气的累积产生超压的容器。 6、加热炉出口管道上如设有切断阀或控制阀时,在该阀上游应设置安全阀。 7、由于工艺事故、自控事故、电力事故、火灾事故和公用工程事故引起的超压部位。 8、液体因两端阀门关闭而产生热膨胀的部位。 9、凝气透平机的蒸汽出口管道。 10、某些情况下,由于泵出口止回阀的泄漏,则在泵的入口管道上设置安全阀。 1.2《石油化工企业设计防火规范》的规定,在不正常条件下,可能超压的下列设备应设安全阀: 1、顶部操作压力大于0.07MPa的压力容器。 2、顶部操作压力大于0.03MPa的蒸馏塔、蒸发塔和汽提塔(汽提塔顶蒸汽通入另一蒸馏塔者除外)。 3、往复式压缩机各段出口或电动往复泵、齿轮泵、螺杆泵等容积式泵的出口管道上,应设安全阀。安全阀的放空管应接至泵入口管道上,并宜设事故停车联锁装置(如设备本身已有安全阀者除外)。
封闭式与开放式弹簧安 全阀的区别 集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
封闭式与开放式弹簧安全阀的区别按照介质排放方式与介质种类的不同,弹簧式安全阀又可以分为全封闭式安全阀、半封闭式安全阀和开放式安全阀等三种。 1.全封闭安全阀 全封闭式安全阀排气时,气体全部通过排气管排放,介质不能向外泄漏,主要用于介质为有毒、易燃易爆气体的容器或压力管道。 2.半封闭式安全阀 半封闭式安全阀所排出的气体一部分通过安全阀出口排气管排出,也有一部分从阀盖与阀杆间的间隙中漏出,多用于介质为不会污染环境的气体或液体的容器。 3.开放式安全阀 开放式安全阀的阀盖是敞开的,使弹簧腔室与大气相通,这样有利于降低弹簧的温度,主要适用于介质为蒸汽,以及对大气不产生污染的高温气体的容器。
弹簧式安全阀的分类 弹簧式安全阀按照阀瓣开启的高度与安全阀流道直径之比来划分,安全阀又可分为弹簧微启式安全阀和弹簧全启式安全阀两种。 1.弹簧微启安全阀 微启式安全阀的开启高度小于安全阀流道直径的1/4,通常为流道直径的1/40至1/20。微启式安全阀的动作过程是比例作用式的,主要用于液体场合,有时也用于排放量很小的气体场合。 2.弹簧全启式安全阀 全启式安全阀的开启高度大于或等于流道直径的1/4。全启式安全阀的排放面积是阀座喉部最小截面积。其动作过程是属于两段作用式,必须借助于一个升力机构才能达到全开启,全启式安全阀主要用于气体介质的场合。 3.中启式安全阀 开启高度介于微启式与全启式之间。即可以做成两段作用,也可以做成比例作用式。
仅供参考[整理] 安全管理文书 安全阀的正确使用、选型和定压 日期:__________________ 单位:__________________ 第1 页共4 页
安全阀的正确使用、选型和定压 安全阀是锅炉压力容器以及所有承压设备的重要安全附件之一,它是一种自动阀门,当承压设备超过允许的工作压力后,安全阀自动开启,排放出多余的介质。当压力降到允许的工作压力后,安全阀自动关闭,设备正常运行。由此可见安全阀在承压设备安全运行中起着很重要的作用。 笔者在从事安全阀校验工作中发现有不少用户如何对安全阀的正 确使用、选型和定压上缺少认识,甚至什么叫安全阀都不懂。在此笔者经过十几年的工作经验谈谈自己的看法。 一、安全阀的选型 1、小型汽水两用锅炉不得采用弹簧式安全阀 根据小型和常压热水锅炉安全监察规程规定应当采用水封式安全 装置,而且水封管的直径不得小于25mm,其有效水柱高度不得超过4m 且只允许负偏差,也可选用静重式安全阀。 2、蒸汽锅炉应选用弹簧全启式安全阀 大家知道,微启式安全阀的开启高度与压力的大小成比例,开启的动作缓慢,它的开启高度只是全启式安全阀的六到十分之一,如果在压力突然升高的情况下不能快速释放蒸汽,因而不能快速降压,这样很容易造成危险。 3、盛装有毒、易燃或介质昂贵的压力容器应选用封闭式安全阀 安全阀在运行中泄漏或动作时,由于安全阀外部不封闭,内部零件之间存在微小间隙的结构特点介质除通过排放管排放外,少量的介质会通过零件之间的微小间隙泄漏出事,这不仅造成了浪费又容易发生事故。 第 2 页共 4 页
二、安全阀的工作压力与设备工况不相适应 安全阀的各种规格性能与一定的工作范围相关联的,具有相关的灵敏度和可靠性。 每一只安全阀都备一定的工作压力级,也就是说在一定的工作范围内才能正常工作。如果说此定压力不在压力级范围之内,安全阀将不可能调到规定的开启压力,即使调到规定的开启压力安全阀也不可能正常工作。 三、安装方面的问题 1、安全阀的排放管出口高于安全阀的排放口从而排放管内积水,导致了安全阀锈蚀而产生泄漏。 2、安全阀的排放管未接到安全地点,安全阀的排放管正对着马路和行人,一旦安全阀泄压将会烫伤行人带来事故急患。 3、排放管未必要的支撑,使其负载不合理地加在安全阀的阀体上,使安全阀的同心度遭到破坏,弹簧的预紧力不能均匀地作用在密封面上,也导致了安全阀的泄漏。 四、安全阀的整定压力确定不当 按规程规定蒸汽锅炉的整定压力应按照规程规定来确定它的整定 压力,压力容器应按照压力容器的规程来确定它的整定压力,有不少用户并没有按照规程的规定来确定它的整定压力。笔者认为除非是因为强度不足而降低压力使用它的整定压力,否则锅炉安全阀的整定压力应以各额定工作压力作为调整依据,压力容器应以设计压力作为调整依据,而不该以生产工艺或管网系统要求的使用用力为调整依据。 第 3 页共 4 页
压力管道的安全泄压集团公司文件内部编码:(TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
压力管道的安全泄压在生产中,要避免管道内介质的压力超过允许的操作压力而造成灾难性事故的发生。在设计中,一般是利用安全泄压装置来及时排放管道内的介质,使管道内介质的压力迅速下降。管道中采用的安全泄压装置主要有爆破片和安全阀,或在管道上加安全水封和安全放空管。 (1)爆破片 当压力管道中介质压力大于爆破片的设计承受压力时,爆破片破裂,介质释放出管道,压力降迅速下降,起到保护主体设备和压力管道的作用。 爆破片的品种规格较多,有反拱带槽型、反拱带刀型、反拱脱落型、正拱开缝型、普通正拱型等,应根据操作允许的介质压力、介质的相态、管径的大小等来选择合适的爆破片。有的爆破片最好和安全阀串联,如反拱带刀型爆破片,有的爆破片还不能和安全阀串联,如普通正拱型爆破片。从爆破片的发展趋势看,带槽型爆破片的性能在各方面均优于其他型式。尤其是反拱带槽型爆破片,具有抗疲劳能力强、耐背压、允许工作压力高和动作响应时间短等优点。 (2)弹簧式安全阀的选用
安全阀用在受压设备、容器或管道上,作为超压保护装置。当设备压力升高超过允许值时,阀门开启全量排放,以防止设备压力继续升高,当压力降低到规定值时,阀门及时关闭,保护设备或管路的安全运行。 ①弹簧式安全阀的种类及性能 封闭式弹簧安全阀:其阀盖和罩帽等是封闭的。它有两种不同作用,或是防止灰尘等外界杂物侵入阀内保护内部零件,此时盖和罩帽不要求气密性;或是防止有毒、易燃、易爆等介质溢出,此时盖及罩帽要作气密性试验。封闭式安全阀出口侧如要求气密性试验时,应在订货时说明,气密性试验压力一般为0.6MPa。 非封闭式弹簧安全阀:阀盖是敞开的,有利于降低弹簧腔室的温度,主要用于蒸汽等介质的场合。 带扳手的弹簧式安全阀:对安全阀要作定期检查,试验者应选用带提升扳手的安全阀。当介质压力达到开启压力的75%以上时,可以利用提升扳手将阀瓣从阀座上略为提起,以检查阀门开启的灵活性。 特殊型式弹簧安全阀:
1. 安全阀的选用 由于安全阀的多样性以及压力系统的多样性、复杂性,因此在安全阀选用时,应考虑系统内的温度、压力、介质相态等因素的影响,逐步确定安全阀的公称压力、压力-温度等级、弹簧的工作压力等级、公称通径、基本形式。最后确定选用安全阀的型号。 (1)公称压力的选择 公称压力和整定压力是不同的概念,确定和选用安全阀时一定要注意。公称压力PN 是用数字表示的与压力有关的标示代号,也是供参考用的圆整数。在安全阀中,公称压力是指安全阀进口处所能承受的最高压力。和材料及温度相关。而安全阀的出口处法兰的公称压力一般比进口处公称压力低一至三个级别,选用时应该注意这个区别。 在确定安全阀的公称压力时,公称压力一定要大于整定压力。最好是安全阀达到全开启时的压力不能超过安全阀的公称压力。我国的安全阀公称压力系列其压力系列为0.25,0.6,1.0,1.6,2.5,4.0,6.3,10,16,32,40MPa (注:PN1.0以下的安全阀通常采用铸铁阀体,不推荐在压力容器种使用)。 (2)压力一温度等级 选用安全阀时必须要考虑温度的影响,当温度升高时,在同一公称压力下,其最大允许工作压力也随之相应降低.应根据所保护的介质情况、阀门材料、工作温度和最大工作压力,确定阀门的公称压力。 阀门在各种温度下最高允许工作压力可按式公式5-1计算。或在GB/T 9124-2000。《钢制管法兰技术条件》 中查选。 式(9.2-3) 式中 [σ]t ――设计温度t ℃ 时材料的许用应力值,MPa ; [σ]200――200 ℃ 时的材料许用应力值,MPa ; Ptmax ――最高允许工作压力,MPa ; PN ――公称压力,MPa (3)弹簧工作压力级的确定 确定了安全阀的公称压力后,弹簧式安全阀还要选定弹簧的工作压力等级。弹簧的工作压力等级是指选定的弹簧允许的工作范围,超出了其工作范围就可能导致安全阀不能正常工作。弹簧式安全阀的整定压力范围就是弹簧的工作压力等级。 安全阀的整定压力是通过改变弹簧压缩量来进行调节,安全阀的各种动作性能也是由弹簧来控制的,每一根弹簧都只能在一定的整定压力范围内工作,超出了该范围就要另换弹簧, PN Pt t 200 ] [] [max σσ=
安全阀的介绍与选用 一概述 安全阀是锅炉、压力容器和其他受压力设备上重要的安全附件。其动作可靠性和性能好坏直接关系到设备和人身的安全,并与节能和环境保护紧密相关。而有的用户和设计部门在选型时,总是选错型号。为此本文对安全阀的选用加以分析。 二、定义 所谓安全阀广义上讲包括泄放阀,从管理规则上看,直接安装在蒸汽锅炉或一类压力容器上,其必要条件是必须得到技术监督部门认可的阀门,狭义上称之为安全阀,其他一般称之为泄放阀。安全阀与泄放阀在结构和性能上很相似,二者都是在超过开启压力时自动排放内部的介质,以保证生产装置的安全。由干存在这种本质上类似性,人们在使用时,往往将二者混同,另外,有些生产装置在规则上也规定选用哪种均可。因此,二者的不同之处往往被忽视。从而也就出现了许多间题。如果要将二者作出比较明确的定义,则可按照《ASME 锅炉及压力容器规范》第一篇中所阐述的定义来理解: (l)安全阀(Safety Valve)一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。其特征为具有突开的全开启动作。用于气体或蒸汽的场合,如图1。
(2)泄放阀(Relief Valve),又称溢流阀一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。它随压力超过开启力的增长而按比例开启。主要用于流体的场合。如图2所示。 (3)安全泄放阀(Safet Relief Valve),又称安全溢流阀一种由介质压力驱动的自动泄压装置。根据使用场合不同既适用作安全阀也适用作泄放阀。以日本为例,给安全阀和泄放阀作出明确定义的比较少,一般用作锅炉这类大型贮能压力容器的安全装置称之为安全
阀,安装在管道上或其他设设施上的称之为泄放阀。不过,若按日本通产省的《火力发电技术标准》的规定看,设备上安全保障的重要部分,指定使用安全阀,如锅炉、过热器、再热器等。而在减压阀的下侧需要与锅炉和涡轮机相接的场合,都需要安装泄放阀或安全阀。如此看,安全阀要求比泄放阀更具可靠性。另外,从日本劳动省的高压气体管理规则、运输省及各级船舶协会的规则中,对安全排放量的认定和规定来看,我们把保证了排放量的称之为安全阀,而不保证排放量的阀门称作泄放阀。在国内不论全启式或微启式统称为安全阀。 三、选型 1.分类 目前大量生产的安全阀有弹簧式和杆式两大类。另外还有冲量式安全阀、先导式安全阀、安全切换阀、安全解压阀、静重式安全阀等。弹簧式安全阀主要依靠弹簧的作用力而工作,弹簧式安全阀中又有封闭和不封闭的,一般易燃、易爆或有毒的介质应选用封闭式,蒸汽或惰性气体等可以选用不封闭式,在弹簧式安全阀中还有带扳手和不带扳手的。扳手的作用主要是检查阀瓣的灵活程度,有时也可以用作手动紧急泄压用,如图3。杠杆式安全阀主要依靠杠杆重锤的作用力而工作,但由于杠杆式安全阀体积庞大往往限制了选用范围。温度较高时选用带散热器的安全阀。
安全阀与放散阀的区别 关于放散量,不知道搂主指的是什么问题?但是在燃气调压系统里一般会有放散阀,放散阀是为了解决压力波动后造成超压切断阀经常性的误切断,这会给维修增添很多麻烦,因此,放散阀的放散量很小,国内外大致都是系统总流量的3~5%。国内外燃气界许多专家,决不主张通过放散的方法去控制系统压力,因为会浪费大量能源和污染空气,只有及特殊的场合才采取通过放散以保证系统压力的例子,比如:重要的工业燃气炉窑,炉窑内有非常贵重的产品,如果不按规定时间烧制可能会造成非常大的损失,于是在燃烧器上游与调压器下游之间安装先导式放散阀,注意!调压器一定是:失效开启式”,放散阀一定是“先导式”,当调压器损坏后,压力上升,放散阀打开,以确保燃烧压力不变,待这一炉窑产品到达烧制时间后,再对调压器进行修理。上面所述“失效开启式调压器”一般直接作用式大都有这个效果,“先导式放散阀”是带指挥器的放散阀,它的放散量很大。 由于目前还没有放散阀的统一标准(行业标准正在编写之中),放散阀是在燃气调压系统中,中、低压场合使用的一种安全类阀门,安全阀是压力容器中使用的安全类阀门。但这两种阀门的结构、作用非常相近,目前燃气调压系统的中、高压范围也选安全阀使用。若将放散阀与安全阀进行比较无法得出科学的结论,但是从应用场合比较,二者还是有区别的。放散阀与安全阀中的泄放阀分种类是非常相似的,比如:国外标准API1526《钢制法兰连接安全泄放阀》(Flanged Steel Safety Relief Valve)可以作为参考。 从国内外标准上英文的名称也是有区别的:泄放阀、放散阀的名称相同为Relief Valve,而安全阀的名称为Safety Valve。 浙江罗浮锅炉厂阎正伟写了一篇文章《安全阀的选用》,其中主要观点是:保证排放放量的称之为安全阀,而不保证排放量的称为泄放阀。这个观点可以认为安全阀有比较精确的放散量,放散阀的放散量误差比较大,这是结构造成的。 安全阀分为微启式和全启式,微启式是指阀瓣开启高度为阀座直径的1/4~1/20,全启式是指阀瓣开启高度为阀座直径的1/4,而燃气放散阀则必须是全启式,如果在高压燃气系统用安全阀替代放散阀使用也必须选用全启式。而微启式主要用于不可压缩的介质中,比如:水,在一个密闭的容器中只要放掉一点水,压力就可以下降,而燃气就必须有一定的放散量才能保证系统压力下降。 从结构上分析,1)安全阀的阀座直径经过喉部收缩直径变小,即阀座直径要比公称通径小,而放散阀的阀座直径与公称通径相同,以确保最大放散量。2)安全阀的阀座可以调节高低,用于调整回座压力,而放散阀阀座是固定的,回座压力不可调节,也是造成放散量误差大的原因之一。3)安全阀的弹簧调节范围比较窄小,弹簧设计比较严格,一旦整定排放压力后用铅封封死,使得弹簧工作在固定的参数上,因而获得比较高的排放压力精度。但是放散阀大多在现场调节,不允许有铅封,而且调节范围相对比较大,弹簧一旦被调节,回座压力也会发生变化,使得放散整体精度变低。 回座压力-国标定义的回座压力指安全阀达到排放状态后,介质压力下跌至一定值,阀瓣重新与阀座接触,亦即开启高度变为零时的静压力。回座压力太低太高都不好,太低将造成介质和能量的损失,太高则达不到排放量,造成阀门频跳,原则是在能达到排放量的情况下尽量的调高回座压力,降低介质和能量的损失。 从结构上分析,1)安全阀的阀座直径经过喉部收缩直径变小,即阀座直径要比公称通径小,而放散阀的阀座直径与公称通径相同,以确保最大放散量。2)安全阀的阀座可以调节高低,用于调整回座压力,而放散阀阀座是固定的,回座压力不可调节,也是造成放散量误差大的原因之一。3)安全阀的弹簧调节范围比较窄小,弹簧设计比较严格,一旦整定排
安全阀的介绍与选用 作者:罗浮阀门集团有限公司——闫正伟 摘要:从定义入手,详细介绍了安全阀及泄放阀的区别及选用。并分析了国内主要的安全阀系列,列出了选用安全阀选用一般规则。 关键词:安全阀 泄放阀 阀门选用 安全阀选购 一 概述 安全阀是锅炉、压力容器和其他受压力设备上重要的安全附件。其动作可靠性和性能好坏直接关系到设备和人身的安全,并与节能和环境保护紧密相关。而有的用户和设计部门在选型时,总是选错型号。为此本文对安全阀的选用加以分析。 二、定义 所谓安全阀广义上讲包括泄放阀,从管理规则上看,直接安装在蒸汽锅炉或一类压力容器上,其必要条件是必须得到技术监督部门认可的阀门,狭义上称之为安全阀,其他一般称之为泄放阀。安全阀与泄放阀在结构和性能上很相似,二者都是在超过开启压力时自动排放内部的介质,以保证生产装置的安全。由干存在这种本质上类似性,人们在使用时,往往将二者混同,另外,有些生产装置在规则上也规定选用哪种均可。因此,二者的不同之处往往被忽视。从而也就出现了许多间题。如果要将二者作出比较明确的定义,则可按照《ASME锅炉及压力容器规范》第一篇中所阐述的定义来理解: (l)安全阀(Safety Valve)一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。其特征为具有突开的全开启动作。用于气体或蒸汽的场合,如图1。
(2)泄放阀(Relief Valve),又称溢流阀一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。它随压力超过开启力的增长而按比例开启。主要用于流体的场合。如图2所示。 (3)安全泄放阀(Safet Relief Valve),又称安全溢流阀
一种由介质压力驱动的自动泄压装置。根据使用场合不同既适用作安全阀也适用作泄放阀。 以日本为例,给安全阀和泄放阀作出明确定义的比较少,一般用作锅炉这类大型贮能压力容器的安全装置称之为安全阀,安装在管道上或其他设设施上的称之为泄放阀。不过,若按日本通产省的《火力发电技术标准》的规定看,设备上安全保障的重要部分,指定使用安全阀,如锅炉、过热器、再热器等。而在减压阀的下侧需要与锅炉和涡轮机相接的场合,都需要安装泄放阀或安全阀。如此看,安全阀要求比泄放阀更具可靠性。另外,从日本劳动省的高压气体管理规则、运输省及各级船舶协会的规则中,对安全排放量的认定和规定来看,我们把保证了排放量的称之为安全阀,而不保证排放量的阀门称作泄放阀。在国内不论全启式或微启式统称为安全阀。 三、选型 1.分类 目前大量生产的安全阀有弹簧式和杆式两大类。另外还有冲量式安全阀、先导式安全阀、安全切换阀、安全解压阀、静重式安全阀等。弹簧式安全阀主要依靠弹簧的作用力而工作,弹簧式安全阀中又有封闭和不封闭的,一般易燃、易爆或有毒的介质应选用封闭式,蒸汽或惰性气体等可以选用不封闭式,在弹簧式安全阀中还有带扳手和不带扳手的。扳手的作用主要是检查阀瓣的灵活程度,有时也可以用作手动紧急泄压用,如图3。杠杆式安全阀主要依靠杠杆重锤的作用力而工作,但由于杠杆式安全阀体积庞大往往限制了选用范围。温度较高时选用带散热器的安全阀。
摘要:从概念入手,详细介绍了安全阀及泄放阀的区别及选用。并分析了国内主要的安全阀系列,列出了选用安全阀选用一般规则。 一概念: 1、安全阀是锅炉、压力容器和其他受压力设备上重要的安全附件。其动作可靠性和性能好坏直接关系到设备和人身的安全,并与节能和环境保护紧密相关。而有的用户和设计部门在选型时,总是选错型号。为此本文对安全阀的选用加以分析。 2、安全阀的定义:所谓安全阀广义上讲包括泄放阀,从管理规则上看,型封闭带板手全启式安全阀,直接安装在蒸汽锅炉或一类压力容器上,其必要条件是必须得到技术监督部门认可的阀门,狭义上称之为安全阀,其他一般称之为泄放阀。安全阀与泄放阀在结构和性能上很相似,二者都是在超过开启压力时自动排放内部的介质,以保证生产装置的安全。由干存在这种本质上类似性,人们在使用时,往往将二者混同,另外,有些生产装置在规则上也规定选用哪种均可。因此,二者的不同之处往往被忽视。从而也就出现了许多问题。 如果要将安全阀与泄放阀二者作出比较明确的定义,则可按照《ASME锅炉及压力容器规范》第一篇中所阐述的定义来理解: (l)安全阀(Safety Valve)一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。其特征为具有突开的全开启动作。用于气体或蒸汽的场合。 (2)泄放阀(Relief Valve),又称溢流阀一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。它随压力超过开启力的增长而按比例开启。主要用于流体的场合。 (3)安全泄放阀(Safet Relief Valve),又称安全溢流阀一种由介质压力驱动的自动泄压装置。根据使用场合不同既适用作安全阀也适用作泄放阀。以日本为例,给安全阀和泄放阀作出明确定义的比较少,一般用作锅炉这类大型贮能压力容器的安全装置称之为安全阀,安装在管道上或其他设设施上的称之为泄放阀。不过,若按日本通产省的《火力发电技术标准》的规定看,设备上安全保障的重要部分,指定使用安全阀,如锅炉、过热器、再热器等。而在减压阀的下侧需要与锅炉和涡轮机相接的场合,都需要安装泄放阀或安全阀。如此看,安全阀要求比泄放阀更具可靠性。另外,从日本劳动省的高压气体管理规则、运输省及各级船舶协会的规则中,对安全排放量的认定和规定来看,我们把保证了排放量的称之为安全阀,而不保证排放量的阀门称作泄放阀。在国内不论全启式或微启式统称为安全阀。 二、分类 目前大量生产的安全阀有弹簧式和杆式两大类。另外还有冲量式安全阀、先导式安全阀、安全切换阀、安全解压阀、静重式安全阀等。 1)、弹簧式安全阀主要依靠弹簧的作用力而工作,弹簧式安全阀中又有封闭和不封闭的,一般易燃、易爆或有毒的介质应选用封闭式,蒸汽或惰性气体等可以选用不封闭式,在弹簧式安全阀中还有带扳手和不带扳手的。扳手的作用主要是检查阀瓣的灵活程度,有时也可以用作手动紧急泄压用。
( 安全管理 ) 单位:_________________________ 姓名:_________________________ 日期:_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 储气罐压力容器安全阀的选用 和安装(标准版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
储气罐压力容器安全阀的选用和安装(标 准版) 除压力源来自容器外部且能得到可靠控制的,均应装设安全泄放装置,该装置是防止压力容器在使用过程中超压的专门装置,它必须保证在压力容器处于正常工作压力时严密不漏,而当容器内的压力由于某种原因一旦超过规定值时,即能自动地迅速泄放出容器内的介质,使压力容器始终保持在最高允许的压力范围内。为此,安全泄放装置必须同时满足泄放能力大于容器的安全泄放量和在规定的压力下准确动作的性能,用途最为广泛的安全泄压装置就是一种由进口静压开启的自动泄压阀门(简称安全阀),它依靠介质自身的压力排出一定数量的流体来防止容器或系统内的压力超过预定的安全值;当容器内的压力恢复正常后,阀门自行关闭,并阻止介质继续排出。压力容器本体或系统中未装设安全阀或安全阀选用不当,都
是不可忽视的不安全因素,本文结合实际工作中的体会介绍了压力容器中最为广泛的安全泄压装置安全阀的选用和安装中的要点。 1、安全阀的选用 1.1安全阀的选用原则 安全阀的种类很多,其动作的可靠性和性能的好坏直接关系到设备和人身安全,并与节能和环境保护紧密相关。安全阀的选用需注意以下几个问题: (1.)安全阀必须选用有制造许可证的单位生产的产品,质量证明书及铭牌数据齐全。 (2.)安全阀的额定泄放量必须大于或等于容器的安全泄放量。 (3.)安全阀一般选用直接弹簧载荷式,若采用由导阀控制的安全阀,则必须要求当导阀等辅助装置失灵时,主阀仍能在不超过泄放压力时自动开启,并排出全部额定泄放量。 (4.)对于有毒、易燃、易爆或为制冷剂和其他会污染大气的介质,必须采用封闭式安全阀,若需带有提升机构,则须采用封闭式带扳手安全阀。
安全阀分类和参数选型方法详 解(标准版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位:______________________ 姓名:______________________ 日期:______________________ 编号:AQ-SN-0454
安全阀分类和参数选型方法详解(标准版) 1.分类 目前大量生产的安全阀有弹簧式和杆式两大类。另外还有冲量式安全阀、先导式安全阀、安全切换阀、安全解压阀、静重式安全阀等。弹簧式安全阀主要依靠弹簧的作用力而工作,弹簧式安全阀中又有封闭和不封闭的,一般易燃、易爆或有毒的介质应选用封闭式,蒸汽或惰性气体等可以选用不封闭式,在弹簧式安全阀中还有带扳手和不带扳手的。扳手的作用主要是检查阀瓣的灵活程度,有时也可以用作手动紧急泄压用,如图3。杠杆式安全阀主要依靠杠杆重锤的作用力而工作,但由于杠杆式安全阀体积庞大往往限制了选用范围。温度较高时选用带散热器的安全阀。 安全阀的主要参数是排量,这个排量决定于阀座的口径和阀瓣
的开启高度,由开启高度不同,又分为微启式和全启式两种。微启式是指阀瓣的开启高度为阀座喉径的1/40~l/20。全启式是指阀瓣的开启高度为阀座喉径的1/4。 2.安全阀的选用 由操作压力决定安全阀的公称压力,由操作温度决定安全阀的使用温度范围,由计算出的安全阀的定压值决定弹簧或杠杆的定压范围,再根据使用介质决定安全阀的材质和结构型式,再根据安全阀泄放量计算出安全阀的喉径。以下为安全阀选用的一般规则。(l)热水锅炉一般用不封闭带扳手微启式安全阀。(2)蒸汽锅炉或蒸汽管道一般用不封闭带扳手全启式安全阀。(3)水等液体不可压缩介质一般用封闭微启式安全阀,或用安全泄放阀。(4)高压给水一般用封闭全启式安全阀,如高压给水加热器、换热器等。(5)气体等可压缩性介质一般用封闭全启式安全阀,如储气罐、气体管道等。(6)E级蒸汽锅炉一般用静重式安全阀。(7)大口径,大排量及高压系统一般用脉冲式安全阀,如减温减压装置、电站锅炉等,如图8所示。(8)运送液化气的火车槽车、汽车槽车、贮罐等一般用内装式安全
安全阀选用原则 1、形式及材料 安全阀的形式按加载方式来选,工作压力不高、温度较高的容器大多选杠杆式,高压容器一般多选用弹簧式;按气体排放方式选,如容器内介质为有毒、易燃、易爆的气体或为制冷剂和其他会污染大气的气体,应选用封闭式,空气或其他无害气体可采用半封闭式或敞开式;按开启程度来选,高压容器及安全泄放量较大而强度裕度不多的中、低压容器都可采用全启式安全阀,以减少容器的开孔面积。当介质为空气、水蒸气及要求安全阀作定期开启检验时,应选用带扳手的,而对于有毒、易燃、易爆介质除非有特殊要求,一律选用不带扳手的,若需要带扳手时则应选用封闭式带扳手的安全阀。 安全阀的阀体材料若无特殊要求,当阀的公称压力小于等于 1.6MPa 时,选灰铸铁;公称压力小于等于2.5MPa时选碳素钢;对腐蚀性介质,选不锈钢,温度较高时宜选铬钼钢。 2、额定泄放量 安全阀的额定泄放量必须大于等于容器的安全泄放量。安全阀的额定泄放量可由其铭牌查取,容器的安全泄放量可按GB150-1998的有关规定计算。 适当的额定泄放量使安全阀开启时,阀瓣迅速开启并稳定地保持在泄放状态,容器内最大压力始终在容器允许承受的压力范围内,待压力下降后阀门关闭无阀瓣振荡现象。若额定泄放量过小,则使容器内压力超过允许承受的压力而造成危险,特别是对压缩性很小的液体介质危险性更大。但若额定泄放量过大,因泄放面积太大,阀瓣开启时介质迅速泄放,使容器内安全阀附近的压力急剧下降到回座压力,刚升起的阀瓣很快又回落到阀座,产生剧烈的撞击而关闭,然而远离阀门处的高压并未消除,当安全阀附近的压力又升到开启压力时,阀瓣再次开启,如此反复,对阀瓣和密封面造成损伤,当用于液体介质时还会引起系统的水击现象。 3、工作压力范围 安全阀的最大工作压力不得高于其自身的公称压力,否则阀体强度不够,也不要选用过高公称压力的阀,这样不仅投资高且开启精度也受影响。安全阀铭牌上所载明的公称压力是阀体在工作温度不超过200℃时所允许承受的最高压力,超过200℃后允许承受的压力将低于其公称压力。安全阀的公称压力与不同温度下允许承受的最大压力见表7-1。 表1-1 弹簧式安全阀的公称压力与许可压力 阀体材料公称压力在下列温度时允许承受的最大压力/MPa PN/MPa 200℃250℃300℃350℃400℃450℃500℃600℃ 碳钢 1.57 1.57 1.47 1.28 1.18 0.98 0.69 ---- ---- 2.45 2.45 2.26 1.96 1.77 1.57 1.08 ---- ---- 3.92 3.92 3.63 3.24 2.94 2.75 1.77 ---- ---- 含钼钢 1.57 1.57 1.57 1.57 1.57 1.47 1.28 0.88 0.59 2.45 2.45 2.45 2.45 2.45 2.26 1.96 1.37 0.88 3.92 3.92 3.92 3.92 3.92 3.53 3.14 2.16 1.37
?35?2004年第4期 安全泄压装置的主要作用是防止压力容器、锅炉和管道等受压设备因火灾、操作故障或停水、停电造成压力设备超过其设计压力而发生爆炸事故。当设备内介质的压力达到预定值时,安全泄压装置立即动作,泄放出压力介质。一旦压力恢复正常,它即自行关闭,以保证设备的正常运行。在石化工业,常用的安全泄压装置为安全阀和爆破片。 1安全阀的选用与使用 1.1安全阀的分类及适用场合 安全阀分类有以下四种。 (1)按国家标准《安全阀的一般要求》分类 ①直接载荷式 ②带动力载荷式 ③带补充载荷式 ④先导式 (2)按阀瓣开启高度分类 ①全启式,h≥d/4 h表示开启高度,d表示安全阀阀座喉部直径。适用于安全泄放量较大的场合。 ②微启式,d/4>h≥d/40 适用于安全泄放量较小和要求压力较平稳的场合。 (3)按结构不同分类 ①封闭弹簧式和不封闭弹簧式 对于有毒介质、易燃易爆介质应采用封闭弹簧式安全阀,并且将排放管导入回收容器内引入安全地点,以避免中毒、燃烧、爆炸事故的发生。对于蒸汽或惰性气体类介质可选用不封闭弹簧式安全阀。 ②带扳手和不带扳手 扳手的主要作用是检查阀瓣的灵活程度,有时也可作紧急泄压用。如需带有提升机构,需采用带扳手的安全阀。 ③带散热片和不带散热片 对于开启压力大于3M Pa的蒸汽用安全阀或介质温度超过325℃的气体用安全阀,应采用带散热片安全阀。 ④有波纹管和没有波纹管 一般安全阀都没有波纹管。有波纹管结构的安全阀为平衡型安全阀,适用于介质腐蚀性较严重或背压波动较大的情况。 (4)按平衡内压的方式分类分弹簧式、杠杆式和先导式。 对于一般低、中、高压容器选用弹簧式,对于压力较低、温度较高且无振动的容器可采用杠杆式。尤其要引起注意的是对于有可能被物料堵塞或腐蚀的安全阀应在其入口前设爆破片装置,有突发超压或发生瞬时分解爆炸危险物料的反应设备,如安全阀不能满足要求时,应装设爆破片装置。 1.2安全阀排放量的计算 安全阀铭牌上一般标记有该阀用于某种条件(压力、温度、介质)下的额定排放量,但实际上的使用条件(压力、温度、介质)往往与铭牌上的条件不完全相同,在这种情况下需要对安全阀的排放量重新计算,总之,要求安全阀的排放能力必须大于等于压力容器的安全泄放量。 1.2.1压力容器安全泄放量的计算 (1)盛装压缩气体或水蒸汽压力容器的安全泄放量 安全阀的选用与使用 刘月芹曹晓玲闾琳 (南京化工厂设计所,南京210038) 摘要着重介绍了安全阀在选用和使用过程中应注意的几个问题,强调了安全阀的排放能力必须大于等于压力容器的安全泄放量。 关键词安全阀选用使用 管道与管件
安全阀与爆破片的性能 1.安全阀:它是通过阀的自动开启排出气体来降低器内的过高压力的。 (1)优点:仅仅排放压力容器内高于规定的部分压力,而当容器内的压力降至正常操作压力时,它即自动关闭,所以能避免一旦容器超压就得把全部气体排出而造成的浪费和生产中断。装置本身可重复使用多次,安装调整也比较容易。 (2)缺点:密封性能较差,即使是合乎规定的安全阀,在正常工作压力下也难免有轻微的泄露;由于弹簧等的惯性作用,阀的开启有滞后现象,因而泄压反应较慢。另外,安全阀若用于介质为一些不洁净的气体时,阀中有被堵塞和阀瓣有被粘住的可能。 (3)适用范围:适用于介质比较洁净的气体,如空气、水蒸气等的设备,不宜用于介质具有毒性的设备;更不能用于器内有可能产生剧烈化学反应而使压力急剧升高的设备。 (4)选用安全阀时其排放量必须大于设备的安全泄放量。并根据设备的工艺条件和工作介质特性选用安全阀的结构形式,按最大允许工作压力选用合适的安全阀。 注:压力容器的安全泄放量是指压力容器在超压时为保证它的压力不再升高,在单位时间内所必须泄放的气量。安全阀的排量是指安全阀处于全开状态时在排放压力下单位时间内的排放量。 2.爆破片:是利用爆破元件在较高的压力下即发生断裂而排放气体的(其中:爆破片多用于中低压容器,爆破帽多用于超高压容器)。 (1)优点:密封性能好,在容器正常工作时不会泄露;爆破片的破裂速度高,故卸压反应较快;介质中若含有油污等杂物也不会对装置元件的动作压力产生影响。 (2)缺点:在完成泄压动作以后,爆破元件即不能继续使用,容器一旦超压就得被迫停止运行;爆破元件长期处于高应力状态,容易因疲劳而过早失效,因而元件寿命较短,需定期更换。此外爆破元件的动作压力也不易准确预测和严格控制。 (3)适用范围:宜用于器内可能发生压力急剧升高的化学反应,或介质具有剧毒性的容器,不易用于液化气体贮罐。对于压力波动较大,即超压机会较多的容器也不易采用。 3.安全阀-爆破片组合装置 安全阀和爆破片组合而成时的泄压装置同时具有阀型和断裂型的优点,它即可防止单独用安全阀的泄漏,又可以在完成排放过高压力的动作后恢复容器的继续使用。组合装置的爆破片可根据不同的需要,设置在安全阀的入口或出口侧。前者可利用爆破片把安全阀与器内的气体隔离,以防安全阀受腐蚀或被气体中的污物堵塞或粘住,当容器超压时,爆破片断裂,安全阀也开启,容器降压后,安全阀再关闭,容器可以继续暂运行,等设备停机检修时再装上爆破片。这种结构要求爆破片的断裂不妨碍后面安全阀的正常动作,而且要求在爆破片与安全阀之间设置检查器具,防止它们之间存有压力,影响爆破片的正常动作。当爆破片装在安全阀的出口侧时,可以使爆破片免受气体压力与温度的长期作用而疲劳破坏,爆破片则用以补救安全阀的泄漏。这种结构要求将爆破片与安全阀之间的气体及时排出,否则安全阀即失去作用。 满足下列情况之一应优先选用爆破片: 1.压力有可能迅速上升的; 2.泄放介质含有颗粒、易沉淀、易结晶、易聚合和介质粘度较大者; 3.泄放介质有强腐蚀性,使用安全阀时其价值很高; 4.工艺介质十分昂贵或有剧毒,在工作过程中不允许有任何泄漏,应与安全阀串联使用; 5.工作压力很低或很高时,选用安全阀则其制造比较困难; 6.当使用温度较低而影响安全阀工作特性; 7.需要较大泄放面积。
安全阀选用原则 全阀有弹簧式和杆式两大类。另外还有冲量式安全阀、先导式安全阀、安全切换阀、安全解压阀、静重式安全阀等。弹簧式安全阀主要依靠弹簧的作用力而工作,弹簧式安全阀中又有封闭和不封闭的,一般易燃、易爆或有毒的介质应选用封闭式,蒸汽或惰性气体等可以选用不封闭式,在弹簧式安全阀中还有带扳手和不带扳手的。扳手的作用主要是检查阀瓣的灵活程度,有时也可以用作手动紧急泄压用,如图3。杠杆式安全阀主要依靠杠杆重锤的作用力而工作,但由于杠杆式安全阀体积庞大往往限制了选用范围。温度较高时选用带散热器的安全阀。安全阀的主要参数是排量,这个排量决定于阀座的口径和阀瓣的开启高度,由开启高度不同,又分为微启式和全启式两种。微启式是指阀瓣的开启高度为阀座喉径的1/40~l/20。全启式是指阀瓣的开启高度为阀座喉径的1/4。本类阀门在管道中一般应当水平安装。安全阀的选用由操作压力决定安全阀的公称压力,由操作温度决定安全阀的使用温度范围,由计算出的安全阀的定压值决定弹簧或杠杆的定压范围,再根据使用介质决定安全阀的材质和结构型式,再根据安全阀泄放量计算出安全阀的喉径。以下为安全阀选用的一般规则。(l)热水锅炉一般用不封闭带扳手微启式安全阀。(2)蒸汽锅炉或蒸汽管道一般用不封闭带扳手全启式安全阀。(3)水等液体不可压缩介质一般用封闭微启式安全阀,或用安全泄放阀。(4)高压给水一般用封闭全启式安全阀,如高压给水加热器、换热器等。(5)气体等可压缩性介质一般
用封闭全启式安全阀,如储气罐、气体管道等。(6)E 级蒸汽锅炉一般用静重式安全阀。(7)大口径,大排量及高压系统一般用脉冲式安全阀,如减温减压装置、电站锅炉等,如图8 所示。(8)运送液化气的火车槽车、汽车槽车、贮罐等一般用内装式安全阀,如图4 所示。(9)油罐顶部一般用液压安全阀,需与呼吸阀配合使用。(10)井下排水或天然气管道一般用先导式安全阀,如图 6 所示。(11)液化石油气站罐泵出口的液相回流管道上一般用安全回流阀。(12)负压或操作过程中可能会产生负压的系统一般用真空负压安全阀。(13)背压波动较大和有毒易燃的容器或管路系统一般用波纹管安全阀。工作原理与结构安全阀在系统中起安全保护作用。当系统压力超过规定值时,安全阀打开,将系统中的一部分气体排入大气,使系统压力不超过允许值,从而保证系统不因压力过高而发生事故。安全阀又称溢流阀。图示为安全阀的几种典型结构形式。图a 为活塞式安全阀,阀芯是一平板。气源压力作用在活塞 A 上,当压力超过由弹簧力确定的安全值时,活塞 A 被顶开,一部分压缩空气即从阀口排入大气;当气源压力低于安全值时,弹簧驱动活塞下移,关闭阀口。图 b 和 c 分别为球阀式和膜片式安全阀,工作原理与活塞式完全相同。这三种安全阀都是弹簧提供控制力,调节弹簧预紧力,即可改变安全值大小,故称之为直动式安全阀。图d 为先导式安全阀,以小型直动阀提供控制压力作用于膜片上,膜片上硬芯就是阀芯,压在阀座上。当气源压力 A 大于安全压力时,阀芯开启,压缩空气从左侧输出孔排入大气。膜片式安全阀和先导