安(an)(an)全閥(fa)是鍋爐、壓(ya)(ya)力容器和(he)其他受壓(ya)(ya)力設(she)備上重(zhong)要的(de)安(an)(an)全附件。其動作可靠(kao)性和(he)性能好壞(huai)直接關系到設(she)備和(he)人身的(de)安(an)(an)全,并(bing)與(yu)節能和(he)環境(jing)保護緊密相關。在石油化工裝置的(de)設(she)計(ji)中,隨(sui)著涉及到的(de)中、高壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)力等級的(de)設(she)備與(yu)管道的(de)增多,安(an)(an)全閥(fa)的(de)使用也相應多了(le)起來(lai)。因此,安(an)(an)全閥(fa)正確、合理的(de)布(bu)置就尤為重(zhong)要。
安全閥安裝以及安全閥選(xuan)用設(she)計
1概述
安(an)(an)全(quan)閥是鍋爐、壓(ya)力容(rong)器(qi)和(he)(he)(he)其他受壓(ya)力設備上重要(yao)的(de)安(an)(an)全(quan)附件。其動作可靠性和(he)(he)(he)性能好壞直(zhi)接關(guan)系到(dao)(dao)設備和(he)(he)(he)人(ren)身(shen)的(de)安(an)(an)全(quan),并與(yu)節(jie)能和(he)(he)(he)環(huan)境保護緊(jin)密相(xiang)關(guan)。在石(shi)油化(hua)工企業的(de)生(sheng)產過(guo)(guo)(guo)程中,由于操作失誤、儀表失靈、機械(xie)故障等原因,致(zhi)使設備或(huo)管道(dao)內的(de)介質壓(ya)力升高,就有可能造成設備、管道(dao)的(de)損壞,甚至對(dui)人(ren)員造成生(sheng)命危害。在設備或(huo)管道(dao)上設置(zhi)安(an)(an)全(quan)閥后,當(dang)壓(ya)力超(chao)過(guo)(guo)(guo)規定值時安(an)(an)全(quan)閥自動開啟,并向系統外排(pai)放介質,從而防(fang)止了設備或(huo)管道(dao)內的(de)壓(ya)力超(chao)過(guo)(guo)(guo)其安(an)(an)全(quan)值所導致(zhi)的(de)生(sheng)產事故。因此,安(an)(an)全(quan)閥廣(guang)泛(fan)運用于石(shi)油化(hua)工生(sheng)產裝置(zhi)中,它對(dui)人(ren)員安(an)(an)全(quan)和(he)(he)(he)生(sheng)產的(de)正常運行(xing)起到(dao)(dao)重要(yao)的(de)保護作用。
2分類
安(an)(an)(an)全(quan)閥(fa)(fa)是一(yi)種(zhong)安(an)(an)(an)全(quan)保護用(yong)閥(fa)(fa),屬于(yu)自動(dong)閥(fa)(fa)類(lei)。按安(an)(an)(an)全(quan)閥(fa)(fa)閥(fa)(fa)瓣(ban)開啟(qi)高(gao)(gao)度可分(fen)為(wei)微啟(qi)式(shi)(shi)安(an)(an)(an)全(quan)閥(fa)(fa)和全(quan)啟(qi)式(shi)(shi)安(an)(an)(an)全(quan)閥(fa)(fa),微啟(qi)式(shi)(shi)安(an)(an)(an)全(quan)閥(fa)(fa)的開啟(qi)行程高(gao)(gao)度為(wei):≤0.105d0(最小排(pai)放喉(hou)部口徑(jing)),一(yi)般(ban)用(yong)于(yu)排(pai)量不(bu)(bu)大的流體管路;全(quan)啟(qi)式(shi)(shi)安(an)(an)(an)全(quan)閥(fa)(fa)開啟(qi)高(gao)(gao)度為(wei):≤0.25d0(最小排(pai)放喉(hou)部口徑(jing)),排(pai)放量大;按閥(fa)(fa)體構(gou)造來(lai)分(fen),可分(fen)為(wei)封閉式(shi)(shi)和不(bu)(bu)封閉式(shi)(shi)兩種(zhong)。封閉式(shi)(shi)安(an)(an)(an)全(quan)閥(fa)(fa)即排(pai)除(chu)的介(jie)質不(bu)(bu)外泄,全(quan)部沿著出口排(pai)泄到指(zhi)定地點,一(yi)般(ban)用(yong)在有(you)毒(du)和腐蝕性介(jie)質中。對于(yu)空氣和蒸汽用(yong)安(an)(an)(an)全(quan)閥(fa)(fa),多(duo)采用(yong)不(bu)(bu)封閉式(shi)(shi)安(an)(an)(an)全(quan)閥(fa)(fa);安(an)(an)(an)全(quan)閥(fa)(fa)按結構(gou)形式(shi)(shi)來(lai)分(fen),可分(fen)為(wei)下列4種(zhong):
2.1重(zhong)垂式。以(yi)重(zhong)垂為(wei)荷(he)載,直接加在閥瓣上。目(mu)前已逐漸淘(tao)汰(tai)。
2.2杠桿(gan)重(zhong)垂式(shi)。通過杠桿(gan)使(shi)重(zhong)垂的載荷作(zuo)用(yong)在(zai)閥瓣上。一般(ban)適用(yong)于(yu)(yu)泄壓(ya)為0.6MPa、溫度在(zai)250℃以下(xia)的蒸汽(qi)或空氣。由于(yu)(yu)杠桿(gan)式(shi)安(an)全閥體積(ji)龐(pang)大往往限(xian)制了(le)選用(yong)范圍。
2.3彈(dan)簧式(shi)(shi)(shi)。彈(dan)簧式(shi)(shi)(shi)安全(quan)閥主要(yao)依靠(kao)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)在閥瓣上的(de)(de)(de)(de)彈(dan)簧力(li)控制閥的(de)(de)(de)(de)啟(qi)(qi)閉,具有(you)結(jie)構緊湊、體積小(xiao)、重量輕(qing)和(he)(he)啟(qi)(qi)閉動作(zuo)(zuo)可靠(kao)的(de)(de)(de)(de)優點。工藝設(she)備、管道(dao)上的(de)(de)(de)(de)安全(quan)閥一般(ban)采用(yong)(yong)(yong)(yong)彈(dan)簧式(shi)(shi)(shi),閥體小(xiao)、靈敏度(du)好,適用(yong)(yong)(yong)(yong)于各(ge)種氣、液體的(de)(de)(de)(de)泄(xie)壓。彈(dan)簧式(shi)(shi)(shi)安全(quan)閥中又(you)有(you)封(feng)(feng)閉和(he)(he)不封(feng)(feng)閉的(de)(de)(de)(de),一般(ban)易(yi)燃、易(yi)爆(bao)或有(you)毒的(de)(de)(de)(de)介質應(ying)選用(yong)(yong)(yong)(yong)封(feng)(feng)閉式(shi)(shi)(shi),蒸汽(qi)或惰性氣體等可以選用(yong)(yong)(yong)(yong)不封(feng)(feng)閉式(shi)(shi)(shi),在彈(dan)簧式(shi)(shi)(shi)安全(quan)閥中還有(you)帶(dai)扳(ban)(ban)手和(he)(he)不帶(dai)扳(ban)(ban)手的(de)(de)(de)(de)。扳(ban)(ban)手的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)主要(yao)是檢查閥瓣的(de)(de)(de)(de)靈活(huo)程度(du),有(you)時也可以用(yong)(yong)(yong)(yong)作(zuo)(zuo)手動緊急泄(xie)壓用(yong)(yong)(yong)(yong)。
2.4先導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)式(shi)(脈沖式(shi))。利用導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)與主(zhu)(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)連在一起,通(tong)過導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的脈沖作用驅動主(zhu)(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)動作。適用于大口(kou)徑、大排(pai)量及高(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)系統。先導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)式(shi)安全(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)與導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)采用無(wu)(wu)縫(feng)管接(jie)通(tong),由(you)先導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)來感測(ce)被控(kong)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)信號(hao)并控(kong)制(zhi)主(zhu)(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的啟(qi)閉。其動作過程是:當(dang)(dang)安全(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)前壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)低于整(zheng)定(ding)(ding)(ding)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)時(shi)(shi),先導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)整(zheng)定(ding)(ding)(ding)彈(dan)(dan)(dan)簧將(jiang)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)芯(xin)推向閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)座密(mi)封面(mian)(mian),氣體(ti)介(jie)質(zhi)(zhi)經導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)進(jin)口(kou)進(jin)入主(zhu)(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)芯(xin)上(shang)腔,使(shi)(shi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)芯(xin)下移(yi)貼(tie)緊(jin)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)座,導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和主(zhu)(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)都處于無(wu)(wu)泄(xie)漏的關(guan)閉狀態;當(dang)(dang)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)前壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)達到(dao)或(huo)高(gao)于整(zheng)定(ding)(ding)(ding)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)時(shi)(shi),介(jie)質(zhi)(zhi)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)克服整(zheng)定(ding)(ding)(ding)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li),彈(dan)(dan)(dan)簧將(jiang)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)芯(xin)推向上(shang)移(yi),導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)受力(li)(li)(li)(li)(li)面(mian)(mian)積(ji)(ji)由(you)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)芯(xin)面(mian)(mian)積(ji)(ji)轉化為活(huo)塞(sai)受力(li)(li)(li)(li)(li)面(mian)(mian)積(ji)(ji),受力(li)(li)(li)(li)(li)面(mian)(mian)積(ji)(ji)增加(jia)上(shang)升(sheng)力(li)(li)(li)(li)(li)增大,導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)開啟(qi)。主(zhu)(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)套上(shang)腔內(nei)的氣體(ti)從(cong)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)出口(kou)排(pai)出,主(zhu)(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)打開,介(jie)質(zhi)(zhi)迅(xun)速(su)排(pai)放,活(huo)塞(sai)行程到(dao)最大位置。當(dang)(dang)介(jie)質(zhi)(zhi)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)排(pai)放到(dao)一定(ding)(ding)(ding)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)時(shi)(shi),通(tong)過活(huo)塞(sai)阻尼(ni)孔(kong)的介(jie)質(zhi)(zhi)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)使(shi)(shi)活(huo)塞(sai)上(shang)下兩(liang)端產生面(mian)(mian)積(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)差平衡,啟(qi)閉壓(ya)(ya)(ya)(ya)差由(you)活(huo)塞(sai)上(shang)下兩(liang)端面(mian)(mian)積(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)差平衡實現,當(dang)(dang)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)前壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)降回到(dao)工作壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)以下時(shi)(shi),在較小(xiao)彈(dan)(dan)(dan)簧力(li)(li)(li)(li)(li)作用下,閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)芯(xin)下移(yi)實現其密(mi)封。導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)關(guan)閉,主(zhu)(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)也就隨之而關(guan)閉。
3安全閥的安裝設置
在石油(you)化工裝(zhuang)置的(de)設(she)計中,隨著涉及(ji)到(dao)的(de)中、高壓壓力(li)等級的(de)設(she)備與管道的(de)增多,安全閥的(de)使用也相應多了起來。因(yin)此,安全閥正確(que)、合理(li)的(de)布置就尤為重要。
3.1設(she)(she)備(bei)或管道(dao)上的(de)安全(quan)閥(fa)一般應垂(chui)直安裝,并(bing)盡量靠近被保護的(de)設(she)(she)備(bei)或管道(dao)。但對設(she)(she)置(zhi)的(de)液體管道(dao)、換熱器或容器等處的(de)安全(quan)閥(fa),當閥(fa)門(men)關閉(bi)后,可能(neng)由(you)于熱膨脹而使壓力升(sheng)高的(de)場所,可水平安裝。
3.2安(an)全閥一般(ban)應安(an)裝在(zai)易于(yu)檢修(xiu)和調(diao)節之處,周圍要有足夠(gou)的(de)工作空間。如:立式容(rong)器的(de)安(an)全閥,DN80以(yi)下(xia)者,可安(an)裝在(zai)平臺內靠(kao)外(wai)側;DN100以(yi)上(shang)者安(an)裝在(zai)平臺外(wai)靠(kao)平臺處,借助平臺可以(yi)對(dui)閥門進行維修(xiu)和檢修(xiu)。且不應安(an)裝在(zai)長的(de)水平管道的(de)死端,以(yi)免積(ji)聚固體物或液體。
3.3管道上安裝的(de)安全閥,應位于壓力比較穩定,距(ju)波動(dong)源有一定距(ju)離的(de)地方,
3.4安全閥向大氣(qi)(qi)排放(fang)時,對于一般無(wu)害(hai)介質(如空氣(qi)(qi)等)排放(fang)管口要高出以排放(fang)口為中心的715m半徑(jing)范(fan)圍內(nei)的操作平(ping)臺(tai)、設(she)備(bei)或(huo)地面(mian)2.5m以上(shang)。而對有腐蝕性、易燃(ran)或(huo)有毒的介質,排放(fang)口要高出15m半徑(jing)范(fan)圍內(nei)的操作平(ping)臺(tai)、設(she)備(bei)或(huo)地面(mian)3m以上(shang)。
3.5安全閥(fa)(fa)出(chu)口接往泄壓總(zong)管時(shi),要由上部順著(zhu)流向以(yi)45°角(jiao)插入總(zong)管,以(yi)免總(zong)管內的凝(ning)液(ye)倒入支管,并可減少安全閥(fa)(fa)的背壓。當安全閥(fa)(fa)定壓大于(yu)710MPa時(shi),必須(xu)采用45°插入,如圖(tu)2中圖(tu)a所示。
3.6濕氣(qi)體泄(xie)壓(ya)系統排(pai)(pai)放管內不應(ying)有袋形(xing)積(ji)(ji)液(ye)處(chu),安全閥的(de)安裝高度應(ying)高于泄(xie)壓(ya)系統。若安全閥出口低于泄(xie)壓(ya)總管或(huo)排(pai)(pai)出管需(xu)(xu)要(yao)抬高接(jie)(jie)入(ru)總管時,應(ying)在(zai)低處(chu)易(yi)于接(jie)(jie)近的(de)地方設(she)液(ye)體儲(chu)罐和液(ye)位(wei)計或(huo)手(shou)動放液(ye)閥,并定(ding)期排(pai)(pai)放至密(mi)閉系統以免(mian)袋形(xing)管段積(ji)(ji)液(ye)。另(ling)外在(zai)寒冷(leng)地區(qu),袋形(xing)管段需(xu)(xu)要(yao)蒸汽伴熱防(fang)凍。蒸汽伴熱管也可使袋形(xing)管內的(de)冷(leng)凝(ning)液(ye)氣(qi)化,避免(mian)積(ji)(ji)液(ye)。但即使采用伴熱管,手(shou)動放液(ye)閥仍是必須的(de)。
3.7安全閥(fa)出(chu)口管的設計應考慮背(bei)壓(ya)(ya)不(bu)超(chao)(chao)過(guo)安全閥(fa)定壓(ya)(ya)的一(yi)(yi)定值。對于(yu)彈簧式(shi)安全閥(fa),普通型(xing)其(qi)背(bei)壓(ya)(ya)一(yi)(yi)般(ban)不(bu)宜(yi)(yi)超(chao)(chao)過(guo)閥(fa)定壓(ya)(ya)的10%,波紋管型(xing)(平(ping)衡型(xing))其(qi)背(bei)壓(ya)(ya)一(yi)(yi)般(ban)不(bu)宜(yi)(yi)超(chao)(chao)過(guo)安全閥(fa)壓(ya)(ya)的30%;對于(yu)先導式(shi)安全閥(fa),其(qi)背(bei)壓(ya)(ya)不(bu)超(chao)(chao)過(guo)安全閥(fa)定壓(ya)(ya)的60%。具體數(shu)值應查閱制(zhi)造廠(chang)樣本(ben),經工藝計算決定。
3.8由于氣體(ti)或蒸(zheng)汽由安全閥(fa)出(chu)口(kou)排入大氣時(shi)(shi),在出(chu)口(kou)管(guan)中心線上產生于流向相反的(de)(de)(de)作(zuo)用力(li),稱為安全閥(fa)的(de)(de)(de)反作(zuo)用力(li)。在進(jin)行(xing)安全閥(fa)出(chu)口(kou)管(guan)道設(she)計時(shi)(shi),應考慮此作(zuo)用力(li)的(de)(de)(de)影(ying)響。如:安全閥(fa)出(chu)口(kou)管(guan)應設(she)固(gu)定支架(jia);當安全閥(fa)入口(kou)管(guan)段較長(chang)時(shi)(shi),壓(ya)力(li)容器壁(bi)應補強。
4結語
安全(quan)閥設置的(de)正確與否對(dui)整(zheng)個裝(zhuang)置系(xi)統的(de)安全(quan)生產起著(zhu)舉足(zu)輕(qing)重(zhong)(zhong)的(de)作用(yong),安全(quan)閥的(de)設計(ji)和(he)選型對(dui)于壓(ya)力容器(qi)和(he)壓(ya)力管道的(de)設計(ji)和(he)使(shi)用(yong)也是至關重(zhong)(zhong)要的(de)環節,因此應引(yin)起設計(ji)工作者的(de)高度重(zhong)(zhong)視,否則安全(quan)生產就成為一(yi)句空話。