安全閥安裝調(diào)試以及選用設(shè)計(jì)
來源：作者：上海凱利科閥門有限公司 更新時(shí)間：2023-03-17 09:03:53
安全閥是鍋爐、壓力容器和其他受壓力設(shè)備上重要的安全附件。其動(dòng)作可靠性和性能好壞直接關(guān)系到設(shè)備和人身的安全，并與節(jié)能和環(huán)境保護(hù)緊密相關(guān)。在石油化工裝置的設(shè)計(jì)中,隨著涉及到的中、高壓壓力等級(jí)的設(shè)備與管道的增多,安全閥的使用也相應(yīng)多了起來。因此，安全閥正確、合理的布置就尤為重要。
安全閥安裝以及安全閥選用設(shè)計(jì)
1概述
安全閥是鍋爐、壓力容器和其他受壓力設(shè)備上重要的安全附件。其動(dòng)作可靠性和性能好壞直接關(guān)系到設(shè)備和人身的安全，并與節(jié)能和環(huán)境保護(hù)緊密相關(guān)。在石油化工企業(yè)的生產(chǎn)過程中，由于操作失誤、儀表失靈、機(jī)械故障等原因，致使設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高,就有可能造成設(shè)備、管道的損壞，甚至對(duì)人員造成生命危害。在設(shè)備或管道上設(shè)置安全閥后，當(dāng)壓力超過規(guī)定值時(shí)安全閥自動(dòng)開啟，并向系統(tǒng)外排放介質(zhì)，從而防止了設(shè)備或管道內(nèi)的壓力超過其安全值所導(dǎo)致的生產(chǎn)事故。因此，安全閥廣泛運(yùn)用于石油化工生產(chǎn)裝置中，它對(duì)人員安全和生產(chǎn)的正常運(yùn)行起到重要的保護(hù)作用。
2分類
安全閥是一種安全保護(hù)用閥，屬于自動(dòng)閥類。按安全閥閥瓣開啟高度可分為微啟式安全閥和全啟式安全閥，微啟式安全閥的開啟行程高度為:≤0.105d0(最小排放喉部口徑),一般用于排量不大的流體管路;全啟式安全閥開啟高度為:≤0.25d0(最小排放喉部口徑)，排放量大;按閥體構(gòu)造來分，可分為封閉式和不封閉式兩種。封閉式安全閥即排除的介質(zhì)不外泄，全部沿著出口排泄到指定地點(diǎn),一般用在有毒和腐蝕性介質(zhì)中。對(duì)于空氣和蒸汽用安全閥，多采用不封閉式安全閥;安全閥按結(jié)構(gòu)形式來分，可分為下列4種:
2.1重垂式。以重垂為荷載,直接加在閥瓣上。目前已逐漸淘汰。
2.2杠桿重垂式。通過杠桿使重垂的載荷作用在閥瓣上。一般適用于泄壓為0.6MPa、溫度在250℃以下的蒸汽或空氣。由于杠桿式安全閥體積龐大往往限制了選用范圍。
2.3彈簧式。彈簧式安全閥主要依靠作用在閥瓣上的彈簧力控制閥的啟閉，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕和啟閉動(dòng)作可靠的優(yōu)點(diǎn)。工藝設(shè)備、管道上的安全閥一般采用彈簧式，閥體小、靈敏度好,適用于各種氣、液體的泄壓。彈簧式安全閥中又有封閉和不封閉的，一般易燃、易爆或有毒的介質(zhì)應(yīng)選用封閉式，蒸汽或惰性氣體等可以選用不封閉式，在彈簧式安全閥中還有帶扳手和不帶扳手的。扳手的作用主要是檢查閥瓣的靈活程度，有時(shí)也可以用作手動(dòng)緊急泄壓用。
2.4先導(dǎo)式(脈沖式)。利用導(dǎo)閥與主閥連在一起，通過導(dǎo)閥的脈沖作用驅(qū)動(dòng)主閥動(dòng)作。適用于大口徑、大排量及高壓系統(tǒng)。先導(dǎo)式安全閥與導(dǎo)閥采用無縫管接通，由先導(dǎo)閥來感測(cè)被控壓力信號(hào)并控制主閥的啟閉。其動(dòng)作過程是：當(dāng)安全閥的閥前壓力低于整定壓力時(shí)，先導(dǎo)閥整定彈簧將閥芯推向閥座密封面，氣體介質(zhì)經(jīng)導(dǎo)閥進(jìn)口進(jìn)入主閥閥芯上腔，使閥芯下移貼緊閥座，導(dǎo)閥和主閥都處于無泄漏的關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)閥前壓力達(dá)到或高于整定壓力時(shí)，介質(zhì)壓力克服整定壓力，彈簧將導(dǎo)閥閥芯推向上移，導(dǎo)閥受力面積由閥芯面積轉(zhuǎn)化為活塞受力面積，受力面積增加上升力增大，導(dǎo)閥開啟。主閥閥套上腔內(nèi)的氣體從導(dǎo)閥出口排出，主閥打開，介質(zhì)迅速排放，活塞行程到最大位置。當(dāng)介質(zhì)壓力排放到一定壓力時(shí)，通過活塞阻尼孔的介質(zhì)壓力使活塞上下兩端產(chǎn)生面積壓差平衡，啟閉壓差由活塞上下兩端面積壓差平衡實(shí)現(xiàn)，當(dāng)閥前壓力降回到工作壓力以下時(shí)，在較小彈簧力作用下，閥芯下移實(shí)現(xiàn)其密封。導(dǎo)閥關(guān)閉，主閥也就隨之而關(guān)閉。
3安全閥的安裝設(shè)置
在石油化工裝置的設(shè)計(jì)中,隨著涉及到的中、高壓壓力等級(jí)的設(shè)備與管道的增多,安全閥的使用也相應(yīng)多了起來。因此，安全閥正確、合理的布置就尤為重要。
3.1設(shè)備或管道上的安全閥一般應(yīng)垂直安裝,并盡量靠近被保護(hù)的設(shè)備或管道。但對(duì)設(shè)置的液體管道、換熱器或容器等處的安全閥,當(dāng)閥門關(guān)閉后,可能由于熱膨脹而使壓力升高的場(chǎng)所,可水平安裝。
3.2安全閥一般應(yīng)安裝在易于檢修和調(diào)節(jié)之處,周圍要有足夠的工作空間。如:立式容器的安全閥,DN80以下者,可安裝在平臺(tái)內(nèi)靠外側(cè);DN100以上者安裝在平臺(tái)外靠平臺(tái)處,借助平臺(tái)可以對(duì)閥門進(jìn)行維修和檢修。且不應(yīng)安裝在長(zhǎng)的水平管道的死端,以免積聚固體物或液體。
3.3管道上安裝的安全閥,應(yīng)位于壓力比較穩(wěn)定,距波動(dòng)源有一定距離的地方,見圖1及表1。
3.4安全閥向大氣排放時(shí),對(duì)于一般無害介質(zhì)(如空氣等)排放管口要高出以排放口為中心的715m半徑范圍內(nèi)的操作平臺(tái)、設(shè)備或地面2.5m以上。而對(duì)有腐蝕性、易燃或有毒的介質(zhì)，排放口要高出15m半徑范圍內(nèi)的操作平臺(tái)、設(shè)備或地面3m以上。
3.5安全閥出口接往泄壓總管時(shí)，要由上部順著流向以45°角插入總管，以免總管內(nèi)的凝液倒入支管，并可減少安全閥的背壓。當(dāng)安全閥定壓大于710MPa時(shí)，必須采用45°插入，如圖2中圖a所示。
3.6濕氣體泄壓系統(tǒng)排放管內(nèi)不應(yīng)有袋形積液處,安全閥的安裝高度應(yīng)高于泄壓系統(tǒng)。若安全閥出口低于泄壓總管或排出管需要抬高接入總管時(shí),應(yīng)在低處易于接近的地方設(shè)液體儲(chǔ)罐和液位計(jì)或手動(dòng)放液閥,并定期排放至密閉系統(tǒng)以免袋形管段積液。另外在寒冷地區(qū)，袋形管段需要蒸汽伴熱防凍。蒸汽伴熱管也可使袋形管內(nèi)的冷凝液氣化，避免積液。但即使采用伴熱管,手動(dòng)放液閥仍是必須的。
3.7安全閥出口管的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮背壓不超過安全閥定壓的一定值。對(duì)于彈簧式安全閥,普通型其背壓一般不宜超過閥定壓的10%，波紋管型(平衡型)其背壓一般不宜超過安全閥壓的30%;對(duì)于先導(dǎo)式安全閥，其背壓不超過安全閥定壓的60%。具體數(shù)值應(yīng)查閱制造廠樣本，經(jīng)工藝計(jì)算決定。
3.8由于氣體或蒸汽由安全閥出口排入大氣時(shí)，在出口管中心線上產(chǎn)生于流向相反的作用力,稱為安全閥的反作用力。在進(jìn)行安全閥出口管道設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮此作用力的影響。如:安全閥出口管應(yīng)設(shè)固定支架;當(dāng)安全閥入口管段較長(zhǎng)時(shí),壓力容器壁應(yīng)補(bǔ)強(qiáng)。
4結(jié)語
安全閥設(shè)置的正確與否對(duì)整個(gè)裝置系統(tǒng)的安全生產(chǎn)起著舉足輕重的作用,安全閥的設(shè)計(jì)和選型對(duì)于壓力容器和壓力管道的設(shè)計(jì)和使用也是至關(guān)重要的環(huán)節(jié),因此應(yīng)引起設(shè)計(jì)工作者的高度重視,否則安全生產(chǎn)就成為一句空話。
