安全閥的(de)介紹(shào)與選用
時間:2013-6-5 13:53:47 來源:溫(wēn)州尼威閥門(mén) 瀏覽數:3217

從定(dìng)義入手,詳細介紹了安全閥及泄放閥的區別(bié)及選用(yòng)。並(bìng)分析了國(guó)內主要的安全閥係列,列(liè)出了選用安全閥選用一般(bān)規則。
一 概述
安全閥是鍋爐、壓力容器和其他受壓力設備上重要的(de)安全附件。其動(dòng)作可靠性和性能好壞直接關係到設備和人身的安全,並與節能和環境保護緊密相(xiàng)關。而有的用戶和(hé)設計部門在選型時,總是選(xuǎn)錯型號。為此本文對安全閥的(de)選用加以分析。
二、定義
所謂安全(quán)閥廣(guǎng)義上(shàng)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(xìng)能上很相似,二者都是在超(chāo)過開啟壓力時自動排(pái)放內部的介質,以保證生產裝置的安全。由幹(gàn)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(dìng)選用哪種均(jun1)可。因此(cǐ),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(kě)按照《ASME鍋爐及壓力容器規範》第一篇中所闡述(shù)的定義來理解:
(l)安全閥(Safety Valve)一種由閥(fá)前介質靜壓力驅動的自動泄壓裝置。其特征為(wéi)具有突開(kāi)的全開啟動作。用於氣體或蒸(zhēng)汽的場合。
(2)泄放閥(Relief Valve),又稱溢流閥一種由閥(fá)前介質靜壓力驅動的自動泄壓裝置。它隨(suí)壓力超過開啟力的增長而按比例開啟。主要用於流(liú)體(tǐ)的場合。
(3)安全泄放閥(Safet Relief Valve),又稱安全溢(yì)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(tóng)既(jì)適用作(zuò)安全閥也適用作泄放閥。 以日本為例,給(gěi)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(yā)力容器(qì)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(wéi)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(fá),如鍋爐、過熱器、再熱器等。而在(zài)減壓閥的(de)下(xià)側需要與鍋爐和(hé)渦輪(lún)機相(xiàng)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(bǐ)泄放閥更具可靠性。另外,從日本(běn)勞動省的(de)高壓氣體管理規則、運輸省及各級船舶協會的規則中,對安(ān)全排放量的認定和規(guī)定來看,我們把保證了排放(fàng)量的稱之(zhī)為安全閥,而不保證排放量(liàng)的閥門稱(chēng)作泄放閥。在(zài)國內不論全啟式或微啟式統稱為安(ān)全閥。
三、選型
1.分類
目前大量生產的安全閥有彈簧式和(hé)杆式(shì)兩大類。另外還有(yǒu)衝量式安全閥、先導式安全(quán)閥、安全切換閥、安全(quán)解壓閥、靜重式安全閥等。彈簧式安(ān)全閥主要依靠彈簧的作用力而工(gōng)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(qì)或惰性氣(qì)體等可以選用(yòng)不封閉式,在彈簧式安全閥(fá)中還有帶扳手和不帶扳手的。扳手的作用(yòng)主要是檢查閥瓣的靈活程度(dù),有時也可以用作手動緊急泄壓用。杠杆式安全閥主要依靠杠杆重錘的作用(yòng)力而工(gōng)作,但由(yóu)於杠杆式安(ān)全(quán)閥體(tǐ)積(jī)龐大往往限製了選用範圍。溫度(dù)較高時選用帶散熱器的安全閥(fá)。
安全閥的主要參數是排量(liàng),這個排(pái)量決定於閥座(zuò)的口徑(jìng)和閥瓣的開啟高度,由開啟高度不同(tóng),又分為微啟式和全啟式兩種。微啟式是(shì)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(bàn)的開啟(qǐ)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(cāo)作溫度決定安全閥的使用溫(wēn)度範圍,由計算出的(de)安全閥的定壓值決定彈簧或杠杆的(de)定壓範圍,再(zài)根據使用介質決定安全閥的材質和結構型式,再根(gēn)據安全閥泄(xiè)放量計算(suàn)出安全(quán)閥的喉徑(jìng)。以(yǐ)下為安全閥選用的一般規則。
(l)熱水鍋爐一般用不封(fēng)閉帶扳手微啟式安全(quán)閥。
(2)蒸汽鍋爐或蒸汽(qì)管道一般用不封(fēng)閉帶扳手全啟式安全閥。
(3)水等液體不可壓縮介質(zhì)一(yī)般用封閉微啟式安全閥,或用安全泄放(fàng)閥。
(4)高壓給水一般用(yòng)封閉全(quán)啟式安全閥,如高壓給水加熱器、換熱器(qì)等(děng)。
(5)氣體等(děng)可壓縮性介質一般(bān)用封閉全啟(qǐ)式安全閥,如儲氣(qì)罐、氣體管道等。
(6)E級(jí)蒸汽鍋爐一般(bān)用靜重式安全閥。
(7)大口徑,大排量及(jí)高壓係統一般用脈衝式(shì)安(ān)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、貯罐等一般用內裝式安全閥。
(9)油罐頂部一般用液壓安全(quán)閥,需(xū)與(yǔ)呼吸閥配合使用。
(10)井下排水或天然氣管道一(yī)般用先導式安全閥。
(11)液化石油氣站罐(guàn)泵(bèng)出口的液相回流管道上一般用(yòng)安全回流閥(fá)。
(12)負壓或操作(zuò)過程中可能會產生負(fù)壓的係統一般用真空負(fù)壓安全(quán)閥。
(13)背壓波動較大和有(yǒu)毒易燃的容器或管路係(xì)統一般用波紋管安全閥。
(14)介質凝固點較低的係統一般選用保溫(wēn)夾套式安(ān)全閥。
3.國(guó)內主要廠家的比較(jiào)及連接尺寸(cùn)的選擇
國內生產安(ān)全閥的廠家比較多,連接尺寸(cùn)也大(dà)多不統一(yī)。主要分以下幾個大類:
(1)以JB/T2203-1999《彈簧式安全閥結構長度》為主的通用類。目前國(guó)內大多數安全閥生產廠家均按本標準設計生產。如(rú)浙(zhè)江羅浮鍋(guō)爐附件廠、杭州(zhōu)閥門廠、江蘇吳江閥門工具廠、上海閥門廠、開封高壓(yā)閥(fá)門廠、海安閥門廠等。但本標準也不盡完美,規格不全,微啟式安全閥(fá)大公稱通徑為 D NI 00,全啟式安全閥大公稱通徑DN200,中間缺少DN65、DN125兩(liǎng)個規格。根據我廠所(suǒ)生產的安全閥規格及掌握的資(zī)料來(lái)看,目前微啟式安全閥公稱通徑大達到DN250,全啟式安全閥(fá)公稱通徑達到DN400。經本人考證,各廠家連接尺寸也不盡統一(yī),如(rú) DN150全啟式安全閥,浙江羅浮(fú)鍋爐附件廠、上海閥(fá)門廠及江蘇吳江(jiāng)閥(fá)門工具廠各不相(xiàng)同。為了有一個統(tǒng)一的(de)標準,用戶在(zài)選用及安裝時同一規格能夠互(hù)換(huàn),建議合肥通用機械研究所對(duì)JB/T2203-1999《彈簧式安全閥結構長度》進行修訂(dìng)。建議設(shè)計院及用戶按(àn)標準選用,安(ān)全(quán)閥生產廠家按標準設計製造。
(2)以API526 《鋼製法蘭連接安全泄放閥》(Flanged Steel Safety Relief Valve)為主的美標體(tǐ)係。國內進口化工設備等所配的安全(quán)閥連接尺寸一般按照本標準,如圖(tú)5所示。本標準(zhǔn)公稱通通(tōng)徑(jìng)為(wéi)DN25~ DN200( l”~ 8”),公稱壓力為 2~ 42MPa,喉(hóu)徑從D-T(9.5~146mm)。本標準比較科學規範,對壓力、材料、溫度、喉徑等統籌考慮。依照喉徑確定規格(gé),同一喉徑可以有好幾(jǐ)個規(guī)格,相反同一規格可能有好幾個喉徑(jìng)可(kě)以選擇。如 DN100~DN150(4”~6”)喉徑有(yǒu)L、M、N、P四種可以選擇。隨著國際貿易及進口設備國(guó)產(chǎn)化的不斷推(tuī)進,該標準將在國內得到很大推廣。目前該標準還沒有(yǒu)轉化為國標。
(3)以在國(guó)際上影響比較大的安德森·格林伍德公司(Anderson Greenwood&Co.)為依據的活塞式導閥操作安全泄壓閥(Pilot Operated Pressure Relief Valves)係列。國內一般稱之為先導式安全閥,如圖6所示,先導式安全閥由主閥和導閥組成,導閥操作主閥的開啟和關閉。這種閥門排量大;不受背壓的影響;可以在非(fēi)常接近開(kāi)啟壓力下進行不泄漏操(cāo)作(zuò);啟閉壓差小等優點。一般適用於天然氣管道(dào)等。目前國內還沒有先導式安全閥標(biāo)準及連接尺寸標準。並(bìng)且這(zhè)種類型的閥門剛剛開發,還沒(méi)有廣泛推廣。據我廠的經驗及所掌握的資(zī)料來看,國內大多數廠家按照該公司的數據設計製造。
(4)以中國航天工業(yè)總(zǒng)公(gōng)司第十一研究(jiū)所設計研製的安全閥(fá)自成一個體係。航天十一所研製的(de)HT係列安全閥(fá)品種多,有HTO普(pǔ)通安全閥(fá)(如圖1所(suǒ)示)、HTB平衡波紋管式安全閥、HTR泄流閥、HTN特殊安全閥、HTGS高(gāo)性能蒸汽安全閥。HTXY液體泄壓閥、HTXD先導式安全閥等,且性能良好。但是(shì)除HTXD係列先導式安全閥與安德(dé)森·格林伍德公司連接尺寸相同外(wài),其餘與美標、國標均不相同。這一點請選用時務必(bì)注意。
(5)以蘭州煉油廠設計研(yán)製開發的A型、TA型封閉全開啟彈簧式安全閥自(zì)成一個體係。該係(xì)列(liè)口徑DN25~DN150 (1”~6’),公稱壓力l.6~4.0MPa,喉徑D~R(9.5-115mm)。該體係連接尺寸(cùn)與美標及國標均不相同,為蘭煉專用。
(6)為鍋(guō)爐、電站設備、減溫減壓裝置配套的衝量式安全閥係列(如圖8所示(shì))。如哈爾濱鍋爐廠、東方鍋(guō)爐(lú)廠、武漢鍋爐廠、青島(dǎo)電站輔機廠等配套(tào)的專用安全閥。此類係列閥(fá)門(mén)結構(gòu)及連接尺寸各(gè)廠家(jiā)一般不相同,可能有(yǒu)部分相同。選用時一定要注意閥門喉徑及連接(jiē)尺寸的區別。
4.喉徑的計算
喉徑的計算一般(bān)按照《鍋爐壓力容(róng)器安全技術規範》附件五所列的公式。或者按(àn)照APIRP520 煉(liàn)廠泄壓係統(tǒng)設計(jì)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(xiàng)同或相差不大。
四(sì)、結束語
安全閥(fá)的選(xuǎn)型是(shì)一項比較重要的工作,選型恰當與否將直接影響設備的安全。上述所列都是我廠的一些經驗總結,限於篇幅,可能(néng)不盡完(wán)全,供大(dà)家參考。
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