安全閥詳解

安全閥，通常是指用于蒸汽/氣體介質(zhì)并具有突開特性的安全閥。

泄放閥，通常是指具有調(diào)節(jié)特性的安全閥,多用于不可壓縮的液體介質(zhì)。

安全泄放閥，即可用于蒸汽/氣體介質(zhì)又可用于液體介質(zhì)，具有突開/調(diào)節(jié)雙重動作特性。

壓力泄放閥，廣義上的安全閥=安全閥+泄放閥+安全泄放閥。

安全閥分類：

（一）按安全閥閥瓣開啟高度分

1：微啟式安全閥（微啟式開啟行程高度為：≤0.05d0(最小排放喉部口徑)；

2：全啟式安全閥（全啟式安全閥開啟高度為≤0.25d0（最小排放喉部口徑）；

（二）按安全閥結(jié)構(gòu)形式來分

1：垂錘式；2：杠桿式；

3：彈簧式（利用壓縮彈簧的力來平衡閥瓣的壓力，并使其密封的安全閥。）

4：先導(dǎo)式（脈沖式）它把主閥和輔閥設(shè)計在一起，通過輔閥的脈沖作用帶動主閥動作。這種結(jié)構(gòu)通常用于大口徑、大排量及高壓系統(tǒng)。它把主閥和輔閥設(shè)計在一起，通過輔閥的脈沖作用。

（三）按閥體構(gòu)造來分

1：封閉式安全閥（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，一般用在有毒和腐蝕性介質(zhì)中。）

2：不封閉式安全閥（對于空氣和蒸汽用安全閥，多采用不封閉式安閥。）

（四）按使用介質(zhì)分

1：蒸汽用安全閥（通常以A48Y型為代表）；

2：空氣及其他氣體用安全閥（通常以A42Y型為代表）；

3：液體用安全閥（通常以A41H型為代表）。

（五）按公稱壓力分

1：低壓安全閥：公稱壓力PN≤1.6Mpa的安全閥；

2：中壓安全閥：公稱壓力PN2.5-6.4Mpa的安全閥；

3：高壓安全閥：公稱壓力PN10.0-80.0Mpa的安全閥；

4：超高壓安全閥：公稱壓力PN＞100Mpa的安全閥。

（六）按適用溫度分

1：超低溫安全閥：t≤-100℃的安全閥；

2：低溫安全閥：-100℃＜-40℃的安全閥；

3：常溫安全閥：-40℃＜t≤120℃的安全閥；

4：中溫安全閥：120℃＜t≤450℃的安全閥；

5：高溫安全閥：t＞450℃的安全閥。

（七）按連接方式分

1：法蘭接連安全閥。安全閥進口和管道連接法蘭形式，出口形式靈活。

2：螺紋接連安全閥。安全閥進口和管道連接螺紋，出口形式靈活。

3：焊接接連安全閥。安全閥進口和管道連接螺紋，出口形式靈活。

（八）按作用原理分類

1：直接作用式安全閥。直接依靠介質(zhì)壓力產(chǎn)生的作用力來克服作用在閥瓣上的機械載荷使閥門開啟的安全閥。

2：先導(dǎo)式安全閥。由主閥和導(dǎo)閥組成，主要依靠從導(dǎo)閥排出的介質(zhì)來驅(qū)動或控制的安全閥。

3：帶補充載荷式安全法。在進口壓力達(dá)到開啟壓力前始終保持有一增強密封的附加力，該附加力在達(dá)到閥門開啟壓力時可靠釋放的安全閥。

名稱解釋：

最高操作壓力P：設(shè)備運行期間可能達(dá)到的最高壓力。

背壓力Pb：安全閥出口處壓力，它是附加背壓力和排放背壓力的總和。

排放背壓力Pbd：(也稱“積聚背壓”或“動背壓”)：由于介質(zhì)通過安全閥流入排入系統(tǒng)，而在閥出口處形成的壓力。

附加背壓力Pbs：(也稱“疊加背壓”或“靜背壓”)：安全閥動作前，在閥出口處存在的壓力，它是由其它壓力源在排放系統(tǒng)中引起的。

整定壓力（開啟壓力）Ps：安全閥閥瓣在運行條件下開始升起的進口壓力。在該壓力下，開始有可測量的開啟高度，介質(zhì)呈由視覺或聽覺感知的連續(xù)排放狀態(tài)。

整定壓力（開啟壓力）Ps：安全閥閥瓣在運行條件下開始升起的進口壓力。在該壓力下，開始有可測量的開啟高度，介質(zhì)呈由視覺或聽覺感知的連續(xù)排放狀態(tài)。

排放壓力Pd：閥瓣達(dá)到規(guī)定開啟高度的進口壓力。

回座壓力Pr：排放后閥瓣重新與閥座接觸，即開啟高度變?yōu)榱銜r的進口壓力。

超過壓力ΔP0：排放壓力與整定壓力之差，通常用整定壓力的百分?jǐn)?shù)來表示。

啟閉壓差ΔPb1：整定壓力與回座壓力之差，通常用整定壓力的百分?jǐn)?shù)來表示。

安全閥的型式與選用：

按結(jié)構(gòu)形式分類：

直接載荷式安全閥（普通彈簧式）一種直接用機械載荷如重錘、杠桿加重錘或彈簧來克服由閥瓣下介質(zhì)壓力所產(chǎn)生作用力的安全閥。

平衡波紋管式安全閥：平衡波紋管式安全閥是平衡式安全閥的一種。它借助于在閥瓣和泄出閥蓋間安裝波紋管的方法，將普通式安全閥的背壓限制降低到最少。

先導(dǎo)式安全閥：一種依靠從導(dǎo)閥排出介質(zhì)來驅(qū)動或控制的安全閥，該導(dǎo)閥本身應(yīng)是符合標(biāo)準(zhǔn)要求的直接載荷式安全閥。

全啟式安全閥：指閥瓣開啟高度而言，一般用于排放介質(zhì)為氣體的條件下，當(dāng)達(dá)到排放壓力時全啟。

微啟式安全閥：指閥瓣開啟高度而言，一般用于排放介質(zhì)為液體的條件下，當(dāng)達(dá)到整定壓力時開始開啟，并隨壓力的升高而繼續(xù)開大。

安全閥的選型：

安全閥選型參數(shù)：介質(zhì)狀態(tài)(氣/液/氣液雙相)。氣態(tài)介質(zhì)的分子量&Cp/Cv值。液態(tài)介質(zhì)的比重/黏度。安全閥泄放量要求。設(shè)定壓力。背壓。泄放溫度。

安全閥選型：

排放不可壓縮液體的膨脹泄壓，宜選用微啟式安全閥，也可選用全啟式安全閥。當(dāng)介質(zhì)為液體選用全啟式安全閥時，它的動作性能則變?yōu)槲⑹?，其噴嘴?nèi)徑應(yīng)按微啟式計算。

在石油、石化生產(chǎn)裝置中一般選用普通彈簧式安全閥、平衡波紋管式安全閥或先導(dǎo)式安全閥。

普通彈簧式安全閥選用原則：a.介質(zhì)放空，無背壓；b.背壓穩(wěn)定。

平衡波紋管式安全閥的選用：

安全閥的背壓力大于其整定壓力的10%，而小于30%時；

當(dāng)介質(zhì)具有腐蝕性、易結(jié)垢、易結(jié)焦，會影響安全閥彈簧的正常工作時；

平衡波紋管式安全閥不適用于酚、蠟液、重石油餾分、含焦粉等的介質(zhì)上，也不適用于往復(fù)壓縮機選用。

先導(dǎo)式安全閥的選用：

安全閥的背壓力大于其整定壓力的30%以上時；

對要求安全閥的密封性能特別好的場合；

對于介質(zhì)有毒、有害時，應(yīng)選用不流動式導(dǎo)閥（即導(dǎo)閥打開時，它不向外排放介質(zhì)）。

除用于無毒、不可燃介質(zhì)、蒸汽、空氣、氮氣的安全閥外，所有安全閥都應(yīng)選用密封彈簧式結(jié)構(gòu)。

安全閥常用標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范：

國外標(biāo)準(zhǔn)：

ISO 4126-1 安全閥一般要求；

API RP 520：煉油廠泄壓裝置的定徑、選擇和安裝；

第一部分：定徑和選擇；

第二部分：安裝

API std 526：鋼制法蘭泄壓閥；

API std 527：泄壓閥閥座的密封性；

ASME PTC 25：泄壓裝置性能試驗規(guī)范；

ASME 鍋爐與壓力容器規(guī)范

第I卷：動力鍋爐

第Ⅷ卷：壓力容器

國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)：

GB12241 安全閥一般要求；

GB12242 安全閥性能試驗方法；

GB12243 彈簧直接載荷式安全閥；

GB150 鋼制壓力容器，附錄B 超壓泄放裝置。

國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第七章安全附件；

中華人民共和國勞動部《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第七章主要附件和儀表；

中華人民共和國勞動部《關(guān)于在用鍋爐壓力容器安全閥校驗的若干意見》。

彈簧式安全閥工作原理及結(jié)構(gòu)組成：

結(jié)構(gòu)組成：閥體、閥座、密封面、定位環(huán)、閥瓣、墊片、彈簧座、閥蓋、彈簧、彈簧座、傳動桿（閥桿）、調(diào)節(jié)螺絲、護罩、鉛封。

安全閥型號編制方法：

安全閥連接形式代號：

安全閥結(jié)構(gòu)形式代號：

閥座密封面材料代號：

安全閥閥體材料代號：

舉例：彈簧式安全閥，型號：A42Y-40 。

其代碼含義為：

A—類型代號，指安全閥；

4—連接形式代號，指法蘭連接；

2—結(jié)構(gòu)形式代號，指封閉全啟式；

Y—閥座密封面材料代號，指硬質(zhì)合金；

40—公稱壓力代號，指公稱壓力4.0MPa；

閥體材料—碳素鋼閥體（因PN≥2.5MPa，故此處代碼省略）。

安全閥的典型安裝方式：

關(guān)于安全閥的設(shè)置，GB50160 《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》2008版，第5.5.1節(jié)規(guī)定：

在非正常條件下，可能超壓的下列設(shè)備應(yīng)設(shè)安全閥：

1 頂部最高操作壓力大于等于0.1MPa的壓力容器；

2 頂部最高操作壓力大于0.03MPa的蒸餾塔、蒸發(fā)塔和汽提塔（汽提塔頂蒸汽通入另一蒸餾塔者除外）；

3 往復(fù)式壓縮機各段出口或電動往復(fù)泵、齒輪泵、螺桿泵等容積式泵的出口（設(shè)備本身已有安全閥者除外）；

4凡與鼓風(fēng)機、離心式壓縮機、離心泵或蒸汽往復(fù)泵出口連接的設(shè)備不能承受其最高壓力時，鼓風(fēng)機、離心式壓縮機、離心泵或蒸汽往復(fù)泵的出口；

5 可燃?xì)怏w或液體受熱膨脹，可能超過設(shè)計壓力的設(shè)備；

6 頂部最高操作壓力為0.03～0.1MPa的設(shè)備應(yīng)根據(jù)工藝要求設(shè)置。

GB50160 《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》2008版，第5.5.3節(jié)規(guī)定：

下列的工藝設(shè)備不宜設(shè)安全閥：

1 加熱爐爐管；

2 在同一壓力系統(tǒng)中，壓力來源處已有安全閥，則其余設(shè)備可不設(shè)安全閥；

3 對掃線蒸汽不宜作為壓力來源。

彈簧式安全閥常見故障：

1、安全閥漏氣，主要原因是：

（1）閥芯與閥座接觸面不嚴(yán)密，對密封面進行研磨修復(fù)；

（2）閥芯與閥座接觸面有臟物，可手動將閥門開啟幾次，把臟物沖去；

（3）閥桿偏斜，應(yīng)重新裝配 。

2、安全閥到規(guī)定壓力時不開啟，主要原因是：

（1）閥芯與閥座粘住，清洗；

（2）彈簧式安全閥的彈簧調(diào)整壓力過大，應(yīng)重新調(diào)整。

3、安全閥不在規(guī)定壓力時就開啟，主要原因是：

（1）彈簧式安全閥的彈簧調(diào)整壓力不夠、彈簧失效或彈力不足，應(yīng)重調(diào)或重?fù)Q安全閥。

（2）由于高溫或腐蝕等原因造成彈簧松弛，應(yīng)更換彈簧。

4、安全閥啟閉不清脆，主要原因是：

（1）調(diào)節(jié)圈調(diào)整不當(dāng)，應(yīng)重新加以調(diào)整；

（2）內(nèi)部運動零件有卡阻現(xiàn)象，可能是由于裝配不當(dāng)，臟物混入或零件腐蝕等原因所造成，應(yīng)查明原因消除之；

（3） 排放管道阻力過大，使閥門開啟不足，排放管道應(yīng)水平布置 。

5、安全閥頻跳，主要原因是：調(diào)節(jié)圈調(diào)整不當(dāng)，使回座壓力過高，應(yīng)重新調(diào)整調(diào)節(jié)圈的位置，使安全閥回座壓力保持合適值。

6、安全閥顫振，主要原因是：

（1）安全閥的選用不當(dāng)，閥門的排放能力太大（相對于必須排放量而言），應(yīng)當(dāng)使選用閥門的額定排量盡可能接近設(shè)備的必需排放量；

（2）進口管道的口徑太小，小于閥門的進口通徑，或進口管阻力太大，消除的方法是在閥門安裝時，使進口管內(nèi)徑不小于閥門進口通徑或者減少進口管道的阻力；

（3）排放管道阻力過大，造成排放時過大的北壓也是造成閥門顫振的一個因素，可以通過降低排放管道的阻力加以解決；

（4）彈簧剛度過大，應(yīng)選用剛度較小的彈簧 。

安全閥選型的一般方法：

（一）一般原則：

（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）高壓給水設(shè)備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)一般用彈簧式安全閥，如儲氣罐、氣體管道等。如果容器的工作介質(zhì)有毒，易燃易爆，則選用封閉式的安全閥。

（6）E級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。

（二）參數(shù)確定：

1、工作壓力級（壓力等級）的確定

彈簧的工作壓力級則是指某一根彈簧所允許使用的工作壓力范圍，在該壓力范圍內(nèi)，安全閥的開啟壓力（即整定壓力）可以通過改變彈簧的預(yù)緊壓縮量進行調(diào)節(jié)。同一公稱壓力的安全閥，根據(jù)彈簧設(shè)計要求，可以分為多種不同的工作壓力級。

選用安全閥時，應(yīng)根據(jù)所需開啟壓力值確定安全閥的工作壓力級。

2、公稱通徑的確定

安全閥的公稱通徑應(yīng)根據(jù)被保護系統(tǒng)所必需的排放量來確定。所用安全閥的額定排量應(yīng)大于并盡可能接近必需排放量。被保護系統(tǒng)所必需的排放量是指系統(tǒng)發(fā)生異常超壓時為防止過分超壓所必須排除的介質(zhì)量，它是由系統(tǒng)或設(shè)備的工作條件、容量以及可能引起超壓的原因等因素來決定。

3、材質(zhì)的確定

選用安全閥的材質(zhì)應(yīng)考慮介質(zhì)的工作溫度、工作壓力，介質(zhì)性能以及材料的工藝性，經(jīng)濟性等多種因素。一般情況下用戶可根據(jù)生產(chǎn)單位提供的安全閥樣本中列舉的不同型號安全閥的工作溫度、壓力范圍以及代表性使用介質(zhì)的種類進行選用。對材質(zhì)有特殊要求時，可在訂貨時與生產(chǎn)單位協(xié)商解決。

（三）一般安全閥訂貨須知：

訂購一般安全閥應(yīng)注明下列各項內(nèi)容：

1）安全閥的型號、公稱通徑、公稱壓力。

2）安全閥的工作壓力級或開啟壓力（整定壓力）值。

3）閥體材質(zhì)及密封面材質(zhì)。

本文來源于互聯(lián)網(wǎng)，作者不詳。暖通南社整理編輯。