安全閥的選用與介紹

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一 安全閥的概述

  安全閥是鍋爐、壓力容器和其他受壓力設備上重要的安全附件。其動作可靠性和性能好壞直接關系到設備和人身的安全,并與節能和環境保護緊密相關。而有的用戶和設計部門在選型時,總是選錯型號。為此本文對安全閥的選用加以分析。

二、安全閥的定義

  所謂安全閥廣義上講包括泄放閥,從管理規則上看,直接安裝在蒸汽鍋爐或一類壓力容器上,其必要條件是必須得到技術監督部門認可的閥門,狹義上稱之為安全閥,其他一般稱之為泄放閥。安全閥與泄放閥在結構和性能上很相似,二者都是在超過開啟壓力時自動排放內部的介質,以保證生產裝置的安全。由干存在這種本質上類似性,人們在使用時,往往將二者混同,另外,有些生產裝置在規則上也規定選用哪種均可。因此,二者的不同之處往往被忽視。從而也就出現了許多間題。如果要將二者作出比較明確的定義,則可按照《ASME鍋爐及壓力容器規范》第一篇中所闡述的定義來理解:

  (l)安全閥(Safety Valve)一種由閥前介質靜壓力驅動的自動泄壓裝置。其特征為具有突開的全開啟動作。用于氣體或蒸汽的場合,如圖1。

  (2)泄放閥(Relief Valve),又稱溢流閥一種由閥前介質靜壓力驅動的自動泄壓裝置。它隨壓力超過開啟力的增長而按比例開啟。主要用于流體的場合。如圖2所示。

  (3)安全泄放閥(Safet Relief Valve),又稱安全溢流閥一種由介質壓力驅動的自動泄壓裝置。根據使用場合不同既適用作安全閥也適用作泄放閥。 以日本為例,給安全閥和泄放閥作出明確定義的比較少,一般用作鍋爐這類大型貯能壓力容器的安全裝置稱之為安全閥,安裝在管道上或其他設設施上的稱之為泄放閥。不過,若按日本通產省的《火力發電技術標準》的規定看,設備上安全保障的重要部分,指定使用安全閥,如鍋爐、過熱器、再熱器等。而在減壓閥的下側需要與鍋爐和渦輪機相接的場合,都需要安裝泄放閥或安全閥。如此看,安全閥要求比泄放閥更具可靠性。另外,從日本勞動省的高壓氣體管理規則、運輸省及各級船舶協會的規則中,對安全排放量的認定和規定來看,我們把保證了排放量的稱之為安全閥,而不保證排放量的閥門稱作泄放閥。在國內不論全啟式或微啟式統稱為安全閥。

三、安全閥的選型

1.安全閥的分類

  目前大量生產的安全閥有彈簧式和桿式兩大類。另外還有沖量式安全閥、先導式安全閥、安全切換閥、安全解壓閥、靜重式安全閥等。彈簧式安全閥主要依靠彈簧的作用力而工作,彈簧式安全閥中又有封閉和不封閉的,一般易燃、易爆或有毒的介質應選用封閉式,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,有時也可以用作手動緊急泄壓用,如圖3。杠桿式安全閥主要依靠杠桿重錘的作用力而工作,但由于杠桿式安全閥體積龐大往往限制了選用范圍。溫度較高時選用帶散熱器的安全閥。

  安全閥的主要參數是排量,這個排量決定于閥座的口徑和閥瓣的開啟高度,由開啟高度不同,又分為微啟式和全啟式兩種。微啟式是指閥瓣的開啟高度為閥座喉徑的1/40~l/20。全啟式是指閥瓣的開啟高度為閥座喉徑的1/4。

2.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,再根據使用介質決定安全閥的材質和結構型式,再根據安全閥泄放量計算出安全閥的喉徑。以下為安全閥選用的一般規則。

  • (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一般用封閉全啟式安全閥,如儲氣罐、氣體管道等。
  • (6)E級蒸汽鍋爐一般用靜重式安全閥。
  • (7)大口徑,大排量及高壓系統一般用脈沖式安全閥,如減溫減壓裝置、電站鍋爐等,如圖8所示。
  • (8)運送液化氣的火車槽車、汽車槽車、貯罐等一般用內裝式安全閥,如圖4所示。
  • (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式安全閥,如圖6所示。
  • (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)負壓或操作過程中可能會產生負壓的系統一般用真空負壓安全閥。
  • (13)背壓波動較大和有毒易燃的容器或管路系統一般用波紋管安全閥。
  • (14)介質凝固點較低的系統一般選用保溫夾套式安全閥,如圖7所示。



    3.喉徑的計算

      喉徑的計算一般按照《鍋爐壓力容器安全技術規范》附件五所列的公式。或者按照APIRP520 煉廠泄壓系統設計和安裝的推薦實施方法第一部分設計》中所列的公式。上述兩種公式計算結果基本相同或相差不大。

    如您需咨詢更多關于安全閥的技術問題,請您致電到正鋼閥門公司技術部。

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