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安全發(fā)的選用和原理
發(fā)布時(shí)間：2011-4-15
| 安全閥的原理 安全閥是為了防止壓力設(shè)備和容器或易引起壓力升高或容器內(nèi)部壓力超過限度而發(fā)生爆裂的安全裝置。安全閥是壓力容器、鍋爐、壓力管道等壓力系統(tǒng)使用廣泛的一種安全裝置，保證壓力系統(tǒng)安全運(yùn)行。 當(dāng)容器壓力超過設(shè)計(jì)規(guī)定時(shí)，安全閥自動(dòng)開啟，排出氣體降低器內(nèi)的過高壓，防止容器或管線破壞。而當(dāng)容器內(nèi)的壓力降至正常操作壓力時(shí)，即自動(dòng)關(guān)閉避免因容器超壓排出全部氣體，從而造成浪費(fèi)和生產(chǎn)中斷。安全閥主要由閥座、閥瓣（閥芯）和加載機(jī)構(gòu)三部分組成。閥座有的和閥體是一個(gè)整體，有的是和閥體組裝在一起的，它與設(shè)備連通。閥瓣常連帶有閥桿，它緊扣在閥座上。閥瓣上面是加載機(jī)構(gòu)，載荷的大小可以調(diào)節(jié)。當(dāng)設(shè)備內(nèi)的壓力在一定的工作壓力范圍之內(nèi)時(shí)，內(nèi)部介質(zhì)作用于閥瓣上面的力小于加載機(jī)構(gòu)加在閥上面的力，兩者之差構(gòu)成閥瓣與閥座之間的密封力，使閥瓣緊壓著閥座，設(shè)備的介質(zhì)無法排出。當(dāng)設(shè)備內(nèi)的壓力超過規(guī)定的工作壓力并達(dá)到安全閥的開啟壓力時(shí)，內(nèi)部介質(zhì)作用于鬧瓣上面的力大于加載機(jī)構(gòu)施加在它上面的力，于是閥瓣離開閥座，安全閥開啟，設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)即通過閥座排出、如果安全閥的排量大于設(shè)備的安全泄放量，設(shè)備內(nèi)壓力即逐漸下降，而且通過短時(shí)間的排氣后，壓力即降回至正常工作壓力。此時(shí)內(nèi)壓作用于閥瓣上面的力又小于加載機(jī)構(gòu)施加在它上面的力，閥瓣又緊壓著閥座，介質(zhì)停止排出，設(shè)備保持正常的工作壓力繼續(xù)運(yùn)行。所以，安全閥是通過閥瓣上介質(zhì)作用力與加載機(jī)構(gòu)作用力的消長(zhǎng)，自行關(guān)閉或開啟以達(dá)到防止設(shè)備超壓的目的。 安全閥的選用 由操作壓力決定安全閥的公稱壓力，由操作溫度決定安全閥的使用溫度范圍，由計(jì)算出的安全閥的定壓值決定彈簧或杠桿的定壓范圍，再根據(jù)使用介質(zhì)決定安全閥的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)型式，再根據(jù)安全閥泄放量計(jì)算出安全閥的喉徑。以下為安全閥選用的一般規(guī)則。 （l）熱水鍋爐一般用不封閉帶扳手微啟式安全閥。 （2）蒸汽鍋爐或蒸汽管道一般用不封閉帶扳手全啟式安全閥。 （3）水等液體不可壓縮介質(zhì)一般用封閉微啟式安全閥，或用安全泄放閥。 （4）高壓給水一般用封閉全啟式安全閥，如高壓給水加熱器、換熱器等。 （5）氣體等可壓縮性介質(zhì)一般用封閉全啟式安全閥，如儲(chǔ)氣罐、氣體管道等。 （6）E級(jí)蒸汽鍋爐一般用靜重式安全閥。 （7）大口徑，大排量及高壓系統(tǒng)一般用脈沖式安全閥，如減溫減壓裝置、電站鍋爐等。 （8）運(yùn)送液化氣的火車槽車、汽車槽車、貯罐等一般用內(nèi)裝式安全閥。 （9）油罐頂部一般用液壓安全閥，需與呼吸閥配合使用。 （10）井下排水或天然氣管道一般用先導(dǎo)式安全閥。 （11）液化石油氣站罐泵出口的液相回流管道上一般用安全回流閥。 （12）負(fù)壓或操作過程中可能會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓的系統(tǒng)一般用真空負(fù)壓安全閥。 （13）背壓波動(dòng)較大和有毒易燃的容器或管路系統(tǒng)一般用波紋管安全閥。 （14）介質(zhì)凝固點(diǎn)較低的系統(tǒng)一般選用保溫夾套式安全閥。 國(guó)內(nèi)主要廠家的比較及連接尺寸的選擇國(guó)內(nèi)生產(chǎn)安全閥的廠家比較多，連接尺寸也大多不統(tǒng)一。主要分以下幾個(gè)大類： （1）以JB／T2203－1999《彈簧式安全閥結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度》為主的通用類。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)安全閥生產(chǎn)廠家均按本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)。如浙江羅浮鍋爐附件廠、杭州閥門廠、江蘇吳江閥門工具廠、上海閥門廠、開封高壓閥門廠、海安閥門廠等。但本標(biāo)準(zhǔn)也不盡，規(guī)格不全，微啟式安全閥zui大公稱通徑為 D NI 00，全啟式安全閥zui大公稱通徑DN200，中間缺少DN65、DN125兩個(gè)規(guī)格。目前微啟式安全閥公稱通徑zui大達(dá)到DN250，全啟式安全閥公稱通徑達(dá)到DN400。經(jīng)本人考證，各廠家連接尺寸也不盡統(tǒng)一，如 DN150全啟式安全閥，浙江羅浮鍋爐附件廠、上海閥門廠及江蘇吳江閥門工具廠各不相同。為了有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，用戶在選用及安裝時(shí)同一規(guī)格能夠互換，建議合肥通用機(jī)械研究所對(duì)JB／T2203－1999《彈簧式安全閥結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度》進(jìn)行修訂。建議設(shè)計(jì)院及用戶按標(biāo)準(zhǔn)選用，安全閥生產(chǎn)廠家按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造。 （2）以API526 《鋼制法蘭連接安全泄放閥》（Flanged Steel Safety Relief Valve）為主的美標(biāo)體系。國(guó)內(nèi)進(jìn)口化工設(shè)備等所配的安全閥連接尺寸一般按照本標(biāo)準(zhǔn)，如圖5所示。本標(biāo)準(zhǔn)公稱通通徑為DN25~ DN200（ l”~ 8”），公稱壓力為 2~ 42MPa，喉徑從D－T（9．5~146mm）。本標(biāo)準(zhǔn)比較科學(xué)規(guī)范，對(duì)壓力、材料、溫度、喉徑等統(tǒng)籌考慮。依照喉徑確定規(guī)格，同一喉徑可以有好幾個(gè)規(guī)格，相反同一規(guī)格可能有好幾個(gè)喉徑可以選擇。如 DN100~DN150（4”~6”）喉徑有L、M、N、P四種可以選擇。隨著貿(mào)易及進(jìn)口設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的不斷推進(jìn)，該標(biāo)準(zhǔn)將在國(guó)內(nèi)得到很大推廣。目前該標(biāo)準(zhǔn)還沒有轉(zhuǎn)化為國(guó)標(biāo)。 （3）以在上影響比較大的安德森·格林伍德公司（Anderson Greenwood＆Co．）為依據(jù)的活塞式導(dǎo)閥操作安全泄壓閥（Pilot Operated Pressure Relief Valves）系列。國(guó)內(nèi)一般稱之為先導(dǎo)式安全閥，如圖6所示，先導(dǎo)式安全閥由主閥和導(dǎo)閥組成，導(dǎo)閥操作主閥的開啟和關(guān)閉。這種閥門排量大；不受背壓的影響；可以在非常接近開啟壓力下進(jìn)行不泄漏操作；啟閉壓差小等優(yōu)點(diǎn)。一般適用于天然氣管道等。目前國(guó)內(nèi)還沒有先導(dǎo)式安全閥標(biāo)準(zhǔn)及連接尺寸標(biāo)準(zhǔn)。并且這種類型的閥門剛剛開發(fā)，還沒有廣泛推廣。據(jù)我廠的經(jīng)驗(yàn)及所掌握的資料來看，國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠家按照該公司的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)制造，如浙江羅浮鍋爐附件廠、航天十一研究所等。建議合肥通用機(jī)械研究所盡早起草并發(fā)布先導(dǎo)式安全閥標(biāo)準(zhǔn)。 （4）以中國(guó)航天工業(yè)總公司第十一研究所設(shè)計(jì)研制的安全閥自成一個(gè)體系。航天十一所研制的HT系列安全閥品種多，有HTO普通安全閥（如圖1所示）、HTB平衡波紋管式安全閥、HTR泄流閥、HTN特殊安全閥、HTGS高性能蒸汽安全閥。ＨＴＸＹ液體泄壓閥、HTXD先導(dǎo)式安全閥等，且性能良好。但是除HTXD系列先導(dǎo)式安全閥與安德森·格林伍德公司連接尺寸相同外，其余與美標(biāo)、國(guó)標(biāo)均不相同。這一點(diǎn)請(qǐng)選用時(shí)務(wù)必注意。 （5）以蘭州煉油廠設(shè)計(jì)研制開發(fā)的A型、TA型封閉全開啟彈簧式安全閥自成一個(gè)體系。該系列口徑DN25~DN150 （1”~6’），公稱壓力l．6~4.0MPa，喉徑D~R（9．5－115mm）。該體系連接尺寸與美標(biāo)及國(guó)標(biāo)均不相同，為蘭煉。 （6）為鍋爐、電站設(shè)備、減溫減壓裝置配套的沖量式安全閥系列。如哈爾濱鍋爐廠、東方鍋爐廠、武漢鍋爐廠、青島電站輔機(jī)廠等配套的安全閥。此類系列閥門結(jié)構(gòu)及連接尺寸各廠家一般不相同，可能有部分相同。選用時(shí)一定要注意閥門喉徑及連接尺寸的區(qū)別。 4、喉徑的計(jì)算喉徑的計(jì)算一般按照《鍋爐壓力容器安全技術(shù)規(guī)范》附件五所列的公式?；蛘甙凑铡禔PIRP520 煉廠泄壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝的推薦實(shí)施方法*部分設(shè)計(jì)》中所列的公式。上述兩種公式計(jì)算結(jié)果基本相同或相差不大。 安全閥的安裝 （1）新裝安全閥應(yīng)附有產(chǎn)品合格證，安裝前要進(jìn)行復(fù)校，加以鉛封并出具安全閥校驗(yàn)。 （2）安全閥應(yīng)垂直安裝，并裝設(shè)在容器或管道氣相界面位置上。 （3）安全閥的出口應(yīng)無阻力，避免背壓現(xiàn)象，若裝設(shè)排泄管，其內(nèi)徑應(yīng)大于安全閥的出口通徑，安全閥排除口應(yīng)注意防凍，對(duì)盛裝易燃或有毒、劇毒介質(zhì)的容器，排泄管應(yīng)直通室外安全地點(diǎn)或有進(jìn)行妥善處理的設(shè)施，排泄管不準(zhǔn)裝設(shè)任何閥門。 （4）承壓設(shè)備與安全閥之間不得裝有任何閥門，對(duì)盛易燃、易爆、有毒或粘性介質(zhì)的容器，為便于更換、清洗，可裝截止閥，其結(jié)構(gòu)和通徑尺寸不應(yīng)妨礙安全閥的正常運(yùn)行。正常運(yùn)行時(shí)，截止閥必須全開并加鉛封。 （5）對(duì)易燃易爆或有毒介質(zhì)的壓力容器，安全閥排出的介質(zhì)必須有安全裝置和回收系統(tǒng)。杠桿式安全閥的安裝必須保持鉛垂位置，彈簧安全閥也垂直安裝，以免影響其動(dòng)作。安裝時(shí)還應(yīng)注意配合、零件的同軸度和應(yīng)使各個(gè)螺栓均勻受力。安全閥與鍋爐壓力容器之間的連接短管的截面積，不得小于安全閥的流通截面，整個(gè)安全閥同時(shí)裝在一個(gè)接管上，接管截面積應(yīng)不小于安全閥流通截面積總和的1.25倍。 （end） |