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行業(yè)新聞

安全閥的類型及選用

摘要: 安全閥是閥門家族比較特殊的一個(gè)分支,它的特殊性是因安全閥為不僅僅起到開關(guān)的作用,更重要的是起到保護(hù)設(shè)備的安全。本文從安全閥的類型出發(fā),提出了安全閥選用和安裝的要求。

安全閥( 又稱泄壓閥),是閥門家族中比較特殊的一個(gè)分支,為保證鍋爐、壓力容器和其他受壓力設(shè)備及管路的安全,將安全閥安裝于封閉系統(tǒng)的設(shè)備或管路上以保護(hù)系統(tǒng)安全,能夠有效預(yù)防由生產(chǎn)裝置超壓引起的爆炸事故。

因?yàn)榘踩y能夠根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力( 工作溫度)自動(dòng)啟閉,因此,安全閥在化工裝置中占有非常重要的地位,同時(shí),準(zhǔn)確的選用和安裝安全閥很有必要。

1、分類及特點(diǎn)

1.1按安全閥的結(jié)構(gòu)及加載機(jī)構(gòu)分類

按照安全閥的整體結(jié)構(gòu)及加載機(jī)構(gòu),可以分為重錘杠桿式、彈簧式和脈沖式三種。三種形式的安全閥中,用得比較普遍的是彈簧式安全閥。重錘杠桿式安全閥結(jié)構(gòu)簡單,準(zhǔn)確,它的工作原理是通過杠桿獲得較大的作用力,調(diào)整安全閥的開啟壓力就通過改變重錘的位置( 或變換重錘的質(zhì)量)來實(shí)現(xiàn)。適用于鍋爐和溫度較高的壓力容器上。其結(jié)構(gòu)比較笨重,常因振動(dòng)而產(chǎn)生泄漏。

彈簧式安全閥結(jié)構(gòu)緊湊,安裝位置不受限制,靈敏度較高,常用于移動(dòng)式的壓力容器上。它的工作原理是利用壓縮彈簧來平衡閥瓣上的壓力。通過轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧式安全閥上面的調(diào)整螺母來調(diào)節(jié)螺旋圈形彈簧的壓縮量來校正安全閥的開啟(整定)壓力。所連接設(shè)備或管道的壓力升高,彈簧的壓縮量增大,閥瓣升高,閥瓣上的力也增加。但是,由于彈簧長期受高溫的影響會(huì)導(dǎo)致彈力的減小。所以,在溫度較高的容器上使用時(shí),要解決彈簧的隔熱或散熱問題。

脈沖式安全閥由主閥和輔閥構(gòu)成,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,通常安裝于安全泄放量很大的鍋爐和壓力容器

1.2按介質(zhì)排放方式的不同分類

按介質(zhì)排放方式的不同安全閥可分為全封閉式安全閥、半封閉安全閥、開放式安全閥。全封閉式安全閥主要用于個(gè)質(zhì)為有毒、易燃?xì)怏w的容器。當(dāng)安全閥開啟時(shí),氣體全部隨排氣管排放,介質(zhì)不外漏。半封閉式安全閥主要用于無污染的氣體,當(dāng)安全閥開啟時(shí),所排出的氣體一部分從排氣管排出,一部分從閥蓋與閥桿間的間隙中排出。

開放式安全閥適用于蒸汽,以及無污染的高溫氣體。敞開的閥蓋使彈簧腔室與大氣相通,這樣可降低彈簧的溫度。
1.3按安全閥閥瓣開啟的最大高度和流道之比分類
按安全閥閥瓣開啟的最大高度和流道之比分類,
安全閥可分為微啟式安全閥和全啟式安全閥兩種。
微啟式安全閥主要適用于介質(zhì)是液體,或氣體排放量很小的場合。
微啟式安全閥的動(dòng)作過程是比例作用式,開啟高度通常為流道直徑的1/40-1/20.
全啟式安全閥主要用于介質(zhì)為氣體的場合。
開啟高度大于或等于流道直徑的1 14。
其動(dòng)作過程是屬于兩段作用式,必須借助升力機(jī)構(gòu)才能達(dá)到完全開啟。
1.4按作用原理分類
按作用原理,可以分為直接作用式安全閥和非直接作用式安全閥。直接作用式安全閥結(jié)構(gòu)簡單,動(dòng)作迅速,可靠性好,是在工作介質(zhì)的直接作用下開啟的。但因?yàn)檩d荷大小受到限制,不能用于高壓、大口徑的場合。非直接作用式全閥,可以分為先導(dǎo)式安全閥、帶動(dòng)力輔助裝置的安全閥。

先導(dǎo)式安全閥適用于高壓、大口徑的場合,它依靠從導(dǎo)閥排出的介質(zhì)來驅(qū)動(dòng)或控制的,而導(dǎo)閥本身是一個(gè)直接作用式安全閥,有時(shí)也采用其他形式的閥門。帶動(dòng)力輔助裝置的安全閥適用于開啟壓力很接近于工作壓力的場合,或需定期開啟安全閥的場合。同時(shí),還可以在緊急情況下強(qiáng)制開啟。

2、安全閥的選型和安裝

2.1確定安全閥的工作壓力
選用安全閥時(shí),應(yīng)根據(jù)所需開啟壓力值確定閥門的工作壓力級(jí),根據(jù)壓力容器的設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度選定工作壓力等級(jí)。
2.2確定安全閥的排放壓力Pd
安全閥的排放壓力一般為整定壓力( 開啟壓力) 的1.1倍,蒸汽鍋爐安全閥的排放壓力為整定壓力的1.03倍。
2.3安全閥通徑的確定。

安全閥的排放能力2被保護(hù)系統(tǒng)必需排放量。被保護(hù)系統(tǒng)必需排放量是由系統(tǒng)或設(shè)備的工作條件、容量以及可能引起超壓的因素決定的。
2.4材質(zhì)的確定
應(yīng)考慮介質(zhì)的物理性質(zhì)以及正常工作時(shí)的工作溫度、工作壓力,腐蝕性等多種因素。
2.5特殊場合安全閥的確定

輸送溫度超過320C的氣體或壓力大于3MPa的蒸汽,應(yīng)選用帶散熱器( 翅片)的安全閥:對(duì)承受附加背壓力的安全閥應(yīng)選用波紋管安全閥:對(duì)使用有腐蝕性介質(zhì)的安全閥,也應(yīng)選用波紋管安全閥:對(duì)易燃、毒性為極度或高度危害介質(zhì)必須采用封閉式安全閥:全啟式安全閥適用于泄放量大的場合:當(dāng)設(shè)備內(nèi)工作壓力穩(wěn)定、泄放量小時(shí)應(yīng)選用微啟式安全閥:高樂、泄放量大,宜選用非直接起動(dòng)式安全閥:對(duì)較稠且易堵寒的介質(zhì),宜選用安全閥與爆破片的串聯(lián)組合式的泄放裝置。

3安全閥安裝位置及要求
3.1安裝位置
1垂直向上安裝
2盡量靠近被保護(hù)的設(shè)備或管道。
3安裝在易于檢修和調(diào)節(jié)之處,周圍有足夠空間。
4壓力容器的安全閥,安裝在容器本體液面以上氣相空間,也可以安裝在連接點(diǎn)位于壓力容器氣相空間的管道上。
5對(duì)于盛裝易燃、毒性、黏性介質(zhì)的容器、設(shè)備,可在安全閥前裝截止閥,但截止閥的流通面積,不得小于安全閥的最小流通面積,并加裝鉛封,保證截止閥處于全開、常開狀態(tài)。
6安全閥要與截止閥反向安裝,減少閥門自重力影響,避免出現(xiàn)應(yīng)力疲勞和排放振動(dòng)疲勞。
7對(duì)于可能被物料堵塞或腐蝕的安全閥,在其入口前設(shè)爆破片,并在安全閥與爆破片之間,加裝檢查閥,在其入口管道上采取反吹掃、伴熱或保溫等防堵措施。
8管道上的安全閥,不能安裝在水平管道的死角處,應(yīng)設(shè)置在流體壓力比較穩(wěn)定的地方。
9對(duì)于液體介質(zhì)的管道、換熱器或壓力容器等,當(dāng)閥門關(guān)閉可能會(huì)出現(xiàn)熱膨脹,造成壓力整高的問題時(shí),設(shè)置的安全閥可水平安裝,直接向下排出液體。
10對(duì)空緊急排放,管口要平整、不尖銳,沒有毛刺,以防產(chǎn)生靜電放電。安全閥安裝點(diǎn),不能使安全閥承受過大的背壓值,應(yīng)在規(guī)定允許范圍內(nèi)。安全閥的閥體,要支撐平穩(wěn)。裝有極度和高度危害或易燃易爆介質(zhì)的容器,安全閥的排出口應(yīng)引至安全地點(diǎn),并進(jìn)行妥善處理。
3.2安裝要求
1對(duì)于腐蝕性介質(zhì),安全閥要與爆破片組合安裝。
2對(duì)于高毒性介質(zhì),要選用密封性良好的安全閥類型。
3對(duì)于高溫個(gè)質(zhì)安全閥,高溫對(duì)彈簧影響較大,應(yīng)避免選用彈簧式安全閥。
4對(duì)于重要安全閥,或者易受火災(zāi)影響的安全閥,要設(shè)置噴淋保護(hù)。
5對(duì)于球罐用安全閥,要安裝雙安全閥,且其中任何一個(gè)安全閥的泄壓能力,都能滿足球罐安全泄壓要求。
6安全閥要設(shè)置靜電跨線。
7為了防止安全閥反復(fù)啟閉,產(chǎn)生顫振,損壞閥門,要減少安全閥入口管道的壓力降,即加大入口管徑、縮短入口管段總之,安全閥的選型是一個(gè)系統(tǒng)問題,不僅取決于安全閥本身的因素,而且還取決于被保護(hù)系統(tǒng)的各種情況,因此,在選型時(shí),應(yīng)該針對(duì)安全閥在工作時(shí)面臨的各種極端情況綜合考慮,這樣才能保證設(shè)備的安全、合理、可靠的運(yùn)行。