安全阀主要结构形式与特点
安全阀有哪些种类 当设备或管道内压力或温度超过安全阀设定压力时,自动开启 泄压或降温,保证设备和管道内介质压力(温度)在设定压力(温度) 之下,保护设备和管道正常工作,防止发生意外,减少损失。 按其整体结构及加载机构的不同可以分为重锤杠杆式、弹簧式 和脉冲式三种。 1.重锤杠杆式安全阀 重锤杠杆式安全阀是利用重锤和杠杆来平衡作用在阀瓣上的力。根据杠杆原理,它可以使用质量较小的重锤通过杠杆的增大作用获 得较大的作用力,并通过移动重锤的位置(或变换重锤的质量)来调 整安全阀的开启压力。 重锤杠杆式安全阀结构简单,调整容易而又比较准确,所加的 载荷不会因阀瓣的升高而有较大的增加,适用于温度较高的场合,
过去用得比较普遍,特别是用在锅炉和温度较高的压力容器上。但重锤杠杆式安全阀结构比较笨重,加载机构容易振动,并常因振动而产生泄漏;其回座压力较低,开启后不易关闭及保持严密。 2.弹簧微启式安全阀 弹簧微启式安全阀是利用压缩弹簧的力来平衡作用在阀瓣上的力。螺旋圈形弹簧的压缩量可以通过转动它 上面的调整螺母来调节,利用这种结构就可以根据需要校正安全阀的开启(整定)压力。弹簧微启式安全阀结构轻便紧凑,灵敏度也比较高,安装位置不受限制,而且因为对振动的敏感性小,所以可用于移动式的压力容器上。这种安全阀的缺点是所加的载荷会随着阀的开启而发生变化,即随着阀瓣的升高,弹簧的压缩量增大,作用在阀瓣上的力也跟着增加。这对安全阀的迅速开启是不利的。另外,阀上的弹簧会由于长期受高温的影响而使弹力减小。用于温度较高的容器上时,常常要考虑弹簧的隔热或散热问题,从而使结构变得复杂起来。 3.脉冲式安全阀 脉冲式安全阀由主阀和辅阀构成,通过辅阀的脉冲作用带动主阀动作、其结构复杂,通常只适用于安全泄放量很大的锅炉和压力容器。 上述三种形式的安全阀中,用得比较普遍的是弹簧式安全阀。
1. 安全阀的选用 由于安全阀的多样性以及压力系统的多样性、复杂性,因此在安全阀选用时,应考虑系统内的温度、压力、介质相态等因素的影响,逐步确定安全阀的公称压力、压力-温度等级、弹簧的工作压力等级、公称通径、基本形式。最后确定选用安全阀的型号。 (1)公称压力的选择 公称压力和整定压力是不同的概念,确定和选用安全阀时一定要注意。公称压力PN 是用数字表示的与压力有关的标示代号,也是供参考用的圆整数。在安全阀中,公称压力是指安全阀进口处所能承受的最高压力。和材料及温度相关。而安全阀的出口处法兰的公称压力一般比进口处公称压力低一至三个级别,选用时应该注意这个区别。 在确定安全阀的公称压力时,公称压力一定要大于整定压力。最好是安全阀达到全开启时的压力不能超过安全阀的公称压力。我国的安全阀公称压力系列其压力系列为0.25,0.6,1.0,1.6,2.5,4.0,6.3,10,16,32,40MPa (注:PN1.0以下的安全阀通常采用铸铁阀体,不推荐在压力容器种使用)。 (2)压力一温度等级 选用安全阀时必须要考虑温度的影响,当温度升高时,在同一公称压力下,其最大允许工作压力也随之相应降低.应根据所保护的介质情况、阀门材料、工作温度和最大工作压力,确定阀门的公称压力。 阀门在各种温度下最高允许工作压力可按式公式5-1计算。或在GB/T 9124-2000。《钢制管法兰技术条件》 中查选。 式(9.2-3) 式中 [σ]t ――设计温度t ℃ 时材料的许用应力值,MPa ; [σ]200――200 ℃ 时的材料许用应力值,MPa ; Ptmax ――最高允许工作压力,MPa ; PN ――公称压力,MPa (3)弹簧工作压力级的确定 确定了安全阀的公称压力后,弹簧式安全阀还要选定弹簧的工作压力等级。弹簧的工作压力等级是指选定的弹簧允许的工作范围,超出了其工作范围就可能导致安全阀不能正常工作。弹簧式安全阀的整定压力范围就是弹簧的工作压力等级。 安全阀的整定压力是通过改变弹簧压缩量来进行调节,安全阀的各种动作性能也是由弹簧来控制的,每一根弹簧都只能在一定的整定压力范围内工作,超出了该范围就要另换弹簧, PN Pt t 200 ] [] [max σσ=
安全阀的介绍与选用 一概述 安全阀是锅炉、压力容器和其他受压力设备上重要的安全附件。其动作可靠性和性能好坏直接关系到设备和人身的安全,并与节能和环境保护紧密相关。而有的用户和设计部门在选型时,总是选错型号。为此本文对安全阀的选用加以分析。 二、定义 所谓安全阀广义上讲包括泄放阀,从管理规则上看,直接安装在蒸汽锅炉或一类压力容器上,其必要条件是必须得到技术监督部门认可的阀门,狭义上称之为安全阀,其他一般称之为泄放阀。安全阀与泄放阀在结构和性能上很相似,二者都是在超过开启压力时自动排放内部的介质,以保证生产装置的安全。由干存在这种本质上类似性,人们在使用时,往往将二者混同,另外,有些生产装置在规则上也规定选用哪种均可。因此,二者的不同之处往往被忽视。从而也就出现了许多间题。如果要将二者作出比较明确的定义,则可按照《ASME 锅炉及压力容器规范》第一篇中所阐述的定义来理解: (l)安全阀(Safety Valve)一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。其特征为具有突开的全开启动作。用于气体或蒸汽的场合,如图1。
(2)泄放阀(Relief Valve),又称溢流阀一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。它随压力超过开启力的增长而按比例开启。主要用于流体的场合。如图2所示。 (3)安全泄放阀(Safet Relief Valve),又称安全溢流阀一种由介质压力驱动的自动泄压装置。根据使用场合不同既适用作安全阀也适用作泄放阀。以日本为例,给安全阀和泄放阀作出明确定义的比较少,一般用作锅炉这类大型贮能压力容器的安全装置称之为安全
阀,安装在管道上或其他设设施上的称之为泄放阀。不过,若按日本通产省的《火力发电技术标准》的规定看,设备上安全保障的重要部分,指定使用安全阀,如锅炉、过热器、再热器等。而在减压阀的下侧需要与锅炉和涡轮机相接的场合,都需要安装泄放阀或安全阀。如此看,安全阀要求比泄放阀更具可靠性。另外,从日本劳动省的高压气体管理规则、运输省及各级船舶协会的规则中,对安全排放量的认定和规定来看,我们把保证了排放量的称之为安全阀,而不保证排放量的阀门称作泄放阀。在国内不论全启式或微启式统称为安全阀。 三、选型 1.分类 目前大量生产的安全阀有弹簧式和杆式两大类。另外还有冲量式安全阀、先导式安全阀、安全切换阀、安全解压阀、静重式安全阀等。弹簧式安全阀主要依靠弹簧的作用力而工作,弹簧式安全阀中又有封闭和不封闭的,一般易燃、易爆或有毒的介质应选用封闭式,蒸汽或惰性气体等可以选用不封闭式,在弹簧式安全阀中还有带扳手和不带扳手的。扳手的作用主要是检查阀瓣的灵活程度,有时也可以用作手动紧急泄压用,如图3。杠杆式安全阀主要依靠杠杆重锤的作用力而工作,但由于杠杆式安全阀体积庞大往往限制了选用范围。温度较高时选用带散热器的安全阀。
安全阀计算与选型 1. 确定确定安全阀类型安全阀类型 根据卸放介质物性、卸放量确定安全阀类型。 2. 确定安全阀公称压力 根据介质操作条件确定PN,选定弹簧工作压力级。 3. 安全阀安全阀计算计算 3.1 由工艺计算软件(hysis,pro II,aspen)计算获得介质基本物性数据(比重ρ,分子量M, 粘度μ,泄放量Gv,气体特性系数C,流量系数Kf,压缩系数Z,最高泄放压力Pm,泄放温度Ti,操作压力P 0,整定压力Ps)。 3.2 计算公式: 安全阀的计算参照GB/T 12241-2005(它与ISO 4126 安全阀一般要求计算方法相同) 中 的公式并依据实测额定排量系数来计算安全阀的额定排量,进而确定安全阀的口径,是比较可靠的计算方法。具体计算公式见GB/T 12241-2005 6.3节/6.5节。 3.2.1 介质为气体或蒸汽 1)临界流动下的理论排量计算 在下列条件下达到临界流动: 临界流动下的理论排量计算公式: 2)亚临界流动下的理论排量计算: 在下列条件下达到亚临界流动: 亚临界流动下的理论排量计算公式: 3)Excel 表格计算安全阀卸放面积A 0(作者Huang WenJia)
3.3 将必须的介质物性数据编入Excel 表格,并在安全阀卸放面积栏编好计算公式(见安全阀 计算excel 表格)。 安全阀安全阀的选用与的选用与的选用与计算实例计算实例计算实例 安全阀系压力容器在运行中实现超压泄放的安全附件之一,也是在线压力容器定期检验中必检 项目。它包括防超压和防真空两大系列,即一为排泄容器内部超压介质防止容器失效,另一方面则为吸入外部介质以防止容器刚度失效。凡符合《容规》适用范围的压力容器按设计图样的要求装设安全阀。 一.安全阀的选用安全阀的选用 1. 1. 安全阀安全阀安全阀各种参数的确定各种参数的确定各种参数的确定 a)确定安全阀公称压力。 根据阀门材料、工作温度和最大工作压力选定公称压力。 b) 确定安全阀的工作压力等级。 根据压力容器的设计压力和设计温度选定工作压力等级。安全阀的工作压力与弹簧的工作压力级有着不同的含义,不能混为一谈。工作压力是指安全阀正常运行时阀前所承受的静压力,它与被保护系统或设备的工作压力相同。而弹簧的工作压力级则是指某一根弹簧所允许使用的工作压力范围,在该压力范围内,安全阀的开启压力(即整定压力)可以通过改变弹簧的预紧压缩量进行调节。同一公称压力的安全阀,根据弹簧设计要求,可以分为多种不同的工作压力级。具体划分见下表,划分的前提是能足以保证各个工作压力级的压力上限与下限均能符合有关标准所规定的动作性能指标。 选用安全阀时,应根据所需开启压力值确定阀门的工作压力级。 表1 安全阀公称压力PN 与弹簧工作压力关系表 PN 弹簧工作压力等级 1.6 0.06~0.1 >0.12 >0.16~0.25 >0.25~0.4 >0.4~0.5 >0.5~0.6 >0.6~0.8 >0.8~1.0 >1.0~1.3 >1.3~1.6 2.5 >1.3~1.6 >1.6~2.0 >2.0~2.5 只能用于大于 1.3MP 6.4 ->1.3~1.6 >1.6~2.0 >2.0~2.5 >2.5~3.2 >3.2~4.0 >4.0~6.4 只能用于大于1.3MPa 10 >4~5 >5~6.4 >6.4~8 >8~10 只能用于大于4.0MPa
When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors. (安全管理) 单位:___________________ 姓名:___________________ 日期:___________________ 安全阀的正确使用、选型和定压 (2021)
安全阀的正确使用、选型和定压(2021)导语:生产有了安全保障,才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷,生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时,生产活动停下来整治、消除危险因素以后,生产形势会变得更好。"安全第一" 的提法,决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。 安全阀是锅炉压力容器以及所有承压设备的重要安全附件之一,它是一种自动阀门,当承压设备超过允许的工作压力后,安全阀自动开启,排放出多余的介质。当压力降到允许的工作压力后,安全阀自动关闭,设备正常运行。由此可见安全阀在承压设备安全运行中起着很重要的作用。 笔者在从事安全阀校验工作中发现有不少用户如何对安全阀的正确使用、选型和定压上缺少认识,甚至什么叫安全阀都不懂。在此笔者经过十几年的工作经验谈谈自己的看法。 一、安全阀的选型 1、小型汽水两用锅炉不得采用弹簧式安全阀 根据“小型和常压热水锅炉安全监察规程”规定应当采用水封式安全装置,而且水封管的直径不得小于25mm,其有效水柱高度不得超过4m且只允许负偏差,也可选用静重式安全阀。 2、蒸汽锅炉应选用弹簧全启式安全阀
关于气瓶安全阀的分类介绍 安全阀结构主要有两大类:弹簧式和杠杆式。弹簧式是指阀瓣与阀座的密封靠弹簧的作用力。杠杆式是靠杠杆和重垂的作用力。随着大容量的需要,又有一种脉冲式安全阀,也称为先导式安全阀,由主安全阀和辅助阀组成。当管道内介质压力超过规定压力值时,辅助阀先开启,介质沿着导管进入主安全阀,并将主安全阀打开,使增高的介质压力降低;安全阀的排放量决定于阀座的口径与阀瓣的开启高度,也可分为两种:微启式开启高度是阀座内径的(1/20)~(1/40),全启式是(1/3)~(1/4)。此外,随着使用要求的不同,有封闭式和不封闭式。封闭式即排出的介质不外泄,全部沿着规定的出口排出,一般用于有毒和有腐蚀性的介质。不封闭式一般用于无毒或无腐蚀性的介质。 按其整体结构及加载机构的不同可以分为弹簧式、脉冲式、和重锤杠杆式三种。 1.弹簧微启式安全阀 弹簧微启式安全阀是利用压缩弹簧的力来平衡作用在阀瓣上的力。螺旋圈形弹簧的压缩量可以通过转动它 弹簧微启式安全阀 上面的调整螺母来调节,利用这种结构就可以根据需要校正安全阀的开启(整定)压力。弹簧微启式安全阀结构轻便紧凑,灵敏度也比较高,安装位置不受限制,而且因为对振动的敏感性小,所以可用于移动式的压力容器上。这种安全阀的缺点是所加的载荷会随着阀的开启而发生变化,即随着阀瓣的升高,弹簧的压缩量增大,作用在阀瓣上的力也跟着增加。这对安全阀的迅速开启是不利的。另外,阀上的弹簧会由于长期受高温的影响而使弹力减小。用于温度较高的容器上时,常常要考虑弹簧的隔热或散热问题,从而使结构变得复杂起来。 2.脉冲式安全阀 脉冲式安全阀由主阀和辅阀构成,通过辅阀的脉冲作用带动主阀动作、其结构复杂,通常只适用于安全泄放量很大的锅炉和压力容器。 3.重锤杠杆式安全阀 重锤杠杆式安全阀是利用重锤和杠杆来平衡作用在阀瓣上的力。根据杠杆原理,它可以使用质量较小的重锤通过杠杆的增大作用获得较大的作用力,并通过移动重锤的位置(或变换重锤的质量)来调整安全阀的开启压力。 重锤杠杆式安全阀结构简单,调整容易而又比较准确,所加的载荷不会因阀瓣的升高而有较大的增加,适用于温度较高的场合,过去用得比较普遍,特别是用在锅炉和温度较高的压力容器上。但重锤杠杆式安全阀结构比较笨重,加载机构容易振动,并常因振动而产生泄漏;其回座压力较低,开启后不易关闭及保持严密。 上述三种形式的安全阀中,用得比较普遍的是弹簧式安全阀。
按结构及加载机构分类 按其整体结构及加载机构的不同可?以分为重锤杠杆式、弹簧式和脉冲式三种。 1. 重锤杠杆式安全阀 重锤杠杆式安全阀是利用重锤和杠杆来平衡作用在阀瓣上的力。根据杠杆原理,它可以使用质量较小的重锤通过杠杆的增大作用获得较大的作用力,并通过移动重锤的位置(或变换重锤的质景)来调整安全阀的开启压力。 重锤杠杆式安全阀结构简单,调整容易而又比较准确,所加的载荷不会因阀瓣的升高而有较大的增加,适用于温度较高的场合,过去用得比较普遍,特别是用在锅炉和温度较高的压力容器上。但重锤杠杆式安全阀结构比较笨重,加载机构容易振动,并常因振动而产生池漏;其回座压力较低,开启后不易关闭及保持严密。 2 .弹簧微启式安全阀 弹簧微启式安全阀是利用压缩弹簧的力来平衡作用在阀瓣上的力。螺旋圈形弹簧的压缩量可以通过转动它上面的调整螺母来调节,利用这种结构就可以根据需要校正安全阀的开启(整定)压力。弹簧微启式安全阀结构轻便紧凑,灵敏度也比较高,安装位置不受限制,而旦因为对振动的敏感性小,所以可?用于移动式的压力容器上。这种安全阀的缺点是所加的载荷会随看阀的开启而发生变化,即随着阀瓣的升高,弹簧的压缩量增大,作用在阀瓣上的力也跟肴增加。这对安全阀的迅速开启是不利的。另外,阀上的弹簧?会山于长期受高温的影响而使弹力减小。用于温度较高的容器上时,常常要考虑弹簧的隔热或散热问题,从而使结构变得复杂起来。 I
3 .脉冲式安全阀 脉冲式安全阀山主阀和辅阀构成,通过辅阀的脉冲作用带动主阀动作、其结构复杂, 通常只适用于安全池放量很大的锅炉和压力容器。 上述三种形式的安全阀中,用得比较普遍的是弹簧式安全阀。 相关名词 公称压力:表示安全阀在常温状态下的最高许用压力,高温设备用的安全阀不应考虑高温下材料许用应力的降低。安全阀是按公称压力标准进行设计制造的。 开启压力:也叫额定压力,是指安全阀阀瓣在运行条件下开始升起时的进口压力,在该压力下,开始有可测量的开启高度,介质呈可山视觉或听觉干支的连续排放状态。 排放压力:阀瓣达到规定开启高度时的进口压力。排放压力的上限需服从国家有关标准或规范的要求。 超过压力:排放压力与开启压力之差,通常用开启压力的百分数来表示。 回座压力:排放后阀瓣重新与阀座接触,即开启高度变为零时的进口压力。 启闭压差:开启压力与叵I座压力之差,通常用PI座压力与开启压力的百分比表示,只有当开启压力很低时采用二者压力差来表示。 背压力:安全阀出口处的压力。 额定排放压力:标准规定排放压力的上限值。 密封试验压力:进行密封试验的进口压力,在该压力下测:晨通过关闭件密封面的泄漏率。
安全阀选用原则 1、形式及材料 安全阀的形式按加载方式来选,工作压力不高、温度较高的容器大多选杠杆式,高压容器一般多选用弹簧式;按气体排放方式选,如容器内介质为有毒、易燃、易爆的气体或为制冷剂和其他会污染大气的气体,应选用封闭式,空气或其他无害气体可采用半封闭式或敞开式;按开启程度来选,高压容器及安全泄放量较大而强度裕度不多的中、低压容器都可采用全启式安全阀,以减少容器的开孔面积。当介质为空气、水蒸气及要求安全阀作定期开启检验时,应选用带扳手的,而对于有毒、易燃、易爆介质除非有特殊要求,一律选用不带扳手的,若需要带扳手时则应选用封闭式带扳手的安全阀。 安全阀的阀体材料若无特殊要求,当阀的公称压力小于等于 1.6MPa 时,选灰铸铁;公称压力小于等于2.5MPa时选碳素钢;对腐蚀性介质,选不锈钢,温度较高时宜选铬钼钢。 2、额定泄放量 安全阀的额定泄放量必须大于等于容器的安全泄放量。安全阀的额定泄放量可由其铭牌查取,容器的安全泄放量可按GB150-1998的有关规定计算。 适当的额定泄放量使安全阀开启时,阀瓣迅速开启并稳定地保持在泄放状态,容器内最大压力始终在容器允许承受的压力范围内,待压力下降后阀门关闭无阀瓣振荡现象。若额定泄放量过小,则使容器内压力超过允许承受的压力而造成危险,特别是对压缩性很小的液体介质危险性更大。但若额定泄放量过大,因泄放面积太大,阀瓣开启时介质迅速泄放,使容器内安全阀附近的压力急剧下降到回座压力,刚升起的阀瓣很快又回落到阀座,产生剧烈的撞击而关闭,然而远离阀门处的高压并未消除,当安全阀附近的压力又升到开启压力时,阀瓣再次开启,如此反复,对阀瓣和密封面造成损伤,当用于液体介质时还会引起系统的水击现象。 3、工作压力范围 安全阀的最大工作压力不得高于其自身的公称压力,否则阀体强度不够,也不要选用过高公称压力的阀,这样不仅投资高且开启精度也受影响。安全阀铭牌上所载明的公称压力是阀体在工作温度不超过200℃时所允许承受的最高压力,超过200℃后允许承受的压力将低于其公称压力。安全阀的公称压力与不同温度下允许承受的最大压力见表7-1。 表1-1 弹簧式安全阀的公称压力与许可压力 阀体材料公称压力在下列温度时允许承受的最大压力/MPa PN/MPa 200℃250℃300℃350℃400℃450℃500℃600℃ 碳钢 1.57 1.57 1.47 1.28 1.18 0.98 0.69 ---- ---- 2.45 2.45 2.26 1.96 1.77 1.57 1.08 ---- ---- 3.92 3.92 3.63 3.24 2.94 2.75 1.77 ---- ---- 含钼钢 1.57 1.57 1.57 1.57 1.57 1.47 1.28 0.88 0.59 2.45 2.45 2.45 2.45 2.45 2.26 1.96 1.37 0.88 3.92 3.92 3.92 3.92 3.92 3.53 3.14 2.16 1.37
安全阀的介绍与选用 作者:罗浮阀门集团有限公司——闫正伟 摘要:从定义入手,详细介绍了安全阀及泄放阀的区别及选用。并分析了国内主要的安全阀系列,列出了选用安全阀选用一般规则。 关键词:安全阀 泄放阀 阀门选用 安全阀选购 一 概述 安全阀是锅炉、压力容器和其他受压力设备上重要的安全附件。其动作可靠性和性能好坏直接关系到设备和人身的安全,并与节能和环境保护紧密相关。而有的用户和设计部门在选型时,总是选错型号。为此本文对安全阀的选用加以分析。 二、定义 所谓安全阀广义上讲包括泄放阀,从管理规则上看,直接安装在蒸汽锅炉或一类压力容器上,其必要条件是必须得到技术监督部门认可的阀门,狭义上称之为安全阀,其他一般称之为泄放阀。安全阀与泄放阀在结构和性能上很相似,二者都是在超过开启压力时自动排放内部的介质,以保证生产装置的安全。由干存在这种本质上类似性,人们在使用时,往往将二者混同,另外,有些生产装置在规则上也规定选用哪种均可。因此,二者的不同之处往往被忽视。从而也就出现了许多间题。如果要将二者作出比较明确的定义,则可按照《ASME锅炉及压力容器规范》第一篇中所阐述的定义来理解: (l)安全阀(Safety Valve)一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。其特征为具有突开的全开启动作。用于气体或蒸汽的场合,如图1。
(2)泄放阀(Relief Valve),又称溢流阀一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。它随压力超过开启力的增长而按比例开启。主要用于流体的场合。如图2所示。 (3)安全泄放阀(Safet Relief Valve),又称安全溢流阀
一种由介质压力驱动的自动泄压装置。根据使用场合不同既适用作安全阀也适用作泄放阀。 以日本为例,给安全阀和泄放阀作出明确定义的比较少,一般用作锅炉这类大型贮能压力容器的安全装置称之为安全阀,安装在管道上或其他设设施上的称之为泄放阀。不过,若按日本通产省的《火力发电技术标准》的规定看,设备上安全保障的重要部分,指定使用安全阀,如锅炉、过热器、再热器等。而在减压阀的下侧需要与锅炉和涡轮机相接的场合,都需要安装泄放阀或安全阀。如此看,安全阀要求比泄放阀更具可靠性。另外,从日本劳动省的高压气体管理规则、运输省及各级船舶协会的规则中,对安全排放量的认定和规定来看,我们把保证了排放量的称之为安全阀,而不保证排放量的阀门称作泄放阀。在国内不论全启式或微启式统称为安全阀。 三、选型 1.分类 目前大量生产的安全阀有弹簧式和杆式两大类。另外还有冲量式安全阀、先导式安全阀、安全切换阀、安全解压阀、静重式安全阀等。弹簧式安全阀主要依靠弹簧的作用力而工作,弹簧式安全阀中又有封闭和不封闭的,一般易燃、易爆或有毒的介质应选用封闭式,蒸汽或惰性气体等可以选用不封闭式,在弹簧式安全阀中还有带扳手和不带扳手的。扳手的作用主要是检查阀瓣的灵活程度,有时也可以用作手动紧急泄压用,如图3。杠杆式安全阀主要依靠杠杆重锤的作用力而工作,但由于杠杆式安全阀体积庞大往往限制了选用范围。温度较高时选用带散热器的安全阀。
行业资料:________ 蒸汽安全阀的选型及安装注意事项 单位:______________________ 部门:______________________ 日期:______年_____月_____日 第1 页共5 页
蒸汽安全阀的选型及安装注意事项 蒸汽安全阀在我们的生活当中应用的越来越广泛了现在,因此我们要注意的事项也多,安装.维修.保养等 1、安全阀应垂直安装在锅商、集箱的最高位置。在安全阀和锅筒或集箱之间,不得装有取用蒸汽的出口管和阀门。 2、杠杆式安全阀要有防止重锤自行移动的装置和限制杠杆越轨的导架,弹簧式安全阀要有提升手把和防止随便拧动调整螺钉的装置。 3、对于额定蒸汽压力小于或等于3.82MPa的锅炉,安全阀喉径不应小于25mm;对于额定蒸汽压力大于3.82MPa的锅炉,安全阀喉径不应小于20mm。 4、安全阀与锅炉的连接管,其截面积应不小于安全阀的进口截面积。如果几个安全阀共同装设在一根与锅筒直接相连的短管上,短管的通路截面积应不步于所有安全阀排汽面积的1.25倍。 5、安全阀一般应装设排汽管,排汽管应直通安全地点,并有足够的截面积,保证排汽畅通。安全阀排气管底部应装腔作势有接到安全地点的疏水管,在排气管和疏水管上都不允许装设阀门。 6、额定蒸发量大于0.5t/h的锅炉,至少装设两个安全阀;额定蒸发量小于或等于0.5t/h的锅炉,至少装一个安全阀。可分式省煤器出口处、蒸汽过热器出口处都必须装设安全阀。 7、压力容器的安全阀最好直接装在压力容器本体的最高位置上。液化气体贮罐的安全阀必须装设在气相部位。一般可用短管与容器连接,则此安全阀短管的直径应不小于安全阀的阀径。 8、安全阀与容器之间一般不得装设阀门,对易燃易爆或黏性介质 第 2 页共 5 页
安全阀的基本分类及工作原理 安全阀(Aetv safety valve)是根据压力系统的工作压力自动启闭,一般安装于封闭系统的设备或管路上保护系统安全。当设备或管道内压力超过安全阀设定压力时,自动开启泄压,保证设备和管道内介质压力在设定压力之下,保护设备和管道正常工作,防止发生意外,减少损失。 安全阀按其整体结构及加载机构的不同可以分为重锤杠杆式、弹簧式和脉冲式三种。 1.重锤杠杆式安全阀 重锤杠杆式安全阀是利用重锤和杠杆来平衡作用在阀瓣上的力。根据杠杆原理,它可以使用质量较小的重锤通过杠杆的增大作用获得较大的作用力,并通过移动重锤的位置(或变换重锤的质量)来调整安全阀的开启压力。 重锤杠杆式安全阀(图1) 重锤杠杆式安全阀结构简单,调整容易而又比较准确,所加的载荷不会因阀瓣的升高而有较大的增加,适用于温度较高的场合,过去用得比较普遍,特别是用在锅炉和温度较高的压力容器上。但重锤杠杆式安全阀结构比较笨重,加载机构容易振动,并常因振动而产生泄漏;其回座压力较低,开启后不易关闭及保持严密。
2.弹簧微启式安全阀 弹簧微启式安全阀是利用压缩弹簧的力来平衡作用在阀瓣上的力。螺旋圈形弹簧的压缩量可以通过转动它上面的调整螺母来调节,利用这种结构就可以根据需要校正安全阀的开启(整定)压力。弹簧微启式安全阀结构轻便紧凑,灵敏度也比较高,安装位置不受限制,而且因为对振动的敏感性小,所以可用于移动式的压力容器上。 弹簧微启式安全阀(图2) 这种安全阀的缺点是所加的载荷会随着阀的开启而发生变化,即随着阀瓣的升高,弹簧的压缩量增大,作用在阀瓣上的力也跟着增加。这对安全阀的迅速开启是不利的。另外,阀上的弹簧会由于长期受高温的影响而使弹力减小。用于温度较高的容器上时,常常要考虑弹簧的隔热或散热问题,从而使结构变得复杂起来。 3.脉冲式安全阀 脉冲式安全阀由主阀和辅阀构成,通过辅阀的脉冲作用带动主阀动作、其结构复杂,通常只适用于安全泄放量很大的锅炉和压力容器。
?35?2004年第4期 安全泄压装置的主要作用是防止压力容器、锅炉和管道等受压设备因火灾、操作故障或停水、停电造成压力设备超过其设计压力而发生爆炸事故。当设备内介质的压力达到预定值时,安全泄压装置立即动作,泄放出压力介质。一旦压力恢复正常,它即自行关闭,以保证设备的正常运行。在石化工业,常用的安全泄压装置为安全阀和爆破片。 1安全阀的选用与使用 1.1安全阀的分类及适用场合 安全阀分类有以下四种。 (1)按国家标准《安全阀的一般要求》分类 ①直接载荷式 ②带动力载荷式 ③带补充载荷式 ④先导式 (2)按阀瓣开启高度分类 ①全启式,h≥d/4 h表示开启高度,d表示安全阀阀座喉部直径。适用于安全泄放量较大的场合。 ②微启式,d/4>h≥d/40 适用于安全泄放量较小和要求压力较平稳的场合。 (3)按结构不同分类 ①封闭弹簧式和不封闭弹簧式 对于有毒介质、易燃易爆介质应采用封闭弹簧式安全阀,并且将排放管导入回收容器内引入安全地点,以避免中毒、燃烧、爆炸事故的发生。对于蒸汽或惰性气体类介质可选用不封闭弹簧式安全阀。 ②带扳手和不带扳手 扳手的主要作用是检查阀瓣的灵活程度,有时也可作紧急泄压用。如需带有提升机构,需采用带扳手的安全阀。 ③带散热片和不带散热片 对于开启压力大于3M Pa的蒸汽用安全阀或介质温度超过325℃的气体用安全阀,应采用带散热片安全阀。 ④有波纹管和没有波纹管 一般安全阀都没有波纹管。有波纹管结构的安全阀为平衡型安全阀,适用于介质腐蚀性较严重或背压波动较大的情况。 (4)按平衡内压的方式分类分弹簧式、杠杆式和先导式。 对于一般低、中、高压容器选用弹簧式,对于压力较低、温度较高且无振动的容器可采用杠杆式。尤其要引起注意的是对于有可能被物料堵塞或腐蚀的安全阀应在其入口前设爆破片装置,有突发超压或发生瞬时分解爆炸危险物料的反应设备,如安全阀不能满足要求时,应装设爆破片装置。 1.2安全阀排放量的计算 安全阀铭牌上一般标记有该阀用于某种条件(压力、温度、介质)下的额定排放量,但实际上的使用条件(压力、温度、介质)往往与铭牌上的条件不完全相同,在这种情况下需要对安全阀的排放量重新计算,总之,要求安全阀的排放能力必须大于等于压力容器的安全泄放量。 1.2.1压力容器安全泄放量的计算 (1)盛装压缩气体或水蒸汽压力容器的安全泄放量 安全阀的选用与使用 刘月芹曹晓玲闾琳 (南京化工厂设计所,南京210038) 摘要着重介绍了安全阀在选用和使用过程中应注意的几个问题,强调了安全阀的排放能力必须大于等于压力容器的安全泄放量。 关键词安全阀选用使用 管道与管件
安全阀的设置和选用 安全阀是一种能使设备或管道自动泄压而防止超压发生爆炸的自动阀门,即当压力超过指定的值时,阀门自动开启,使流体外泄,而当压力回复到指定的压力后,阀门自动关闭,以保护设备或管道。 安全阀用在锅炉、压力容器等受压设备上作为超压保护装置。当被保护设备内介质压力异常升高达到规定值时,阀门自动开启,继而全量排放,以防止压力继续升高,当压力降低到另一规定值时,自动关闭。 1 安全阀的设置 凡属下列情况之一的容器必须安装安全阀: 1、独立的压力系统(有切断阀与其它系统分开)。该系统指全气相、全液相或气相连通。 2、容器的压力物料来源处没有安全阀的场合。 3、设计压力小于压力来源处的压力的容器及管道。 4、容积式泵和压缩机的出口管道。 5、由于不凝气的累积产生超压的容器。 6、加热炉出口管道上如设有切断阀或控制阀时,在该阀上游应设置安全阀。 7、由于工艺事故、自控事故、电力事故、火灾事故和公用工程事故引起的超压部位。 8、液体因两端阀门关闭而产生热膨胀的部位。 9、凝气透平机的蒸汽出口管道。 10、某些情况下,由于泵出口止回阀的泄漏,则在泵的入口管道上设置安全阀。 《石油化工企业设计防火规范》的规定,在不正常条件下,可能超压的下列设备应设安全阀: 1、顶部操作压力大于的压力容器。 2、顶部操作压力大于的蒸馏塔、蒸发塔和汽提塔(汽提塔顶蒸汽通入另一蒸馏塔者除外)。 3、往复式压缩机各段出口或电动往复泵、齿轮泵、螺杆泵等容积式泵的出口管道上,应设安全阀。安全阀的放空管应接至泵入口管道上,并宜设事故停车联锁装置(如设备本身已
有安全阀者除外)。 4、凡与鼓风机、离心式压缩机、离心泵或蒸汽往复泵出口连接的设备不能承受其最高压力时,上述机泵的出口管道需设安全阀。以上管道有可能由于火灾、操作故障或停水、停电等造成管道内压力超过设计压力而发生爆炸事故,故应设置安全阀或其他安全措施。 5、可燃气体或液体受热膨胀,可能超出设计压力的设备。 6、在两端有可能关闭,而导致升压的液化烃管道上,应设安全阀或采取其他安全措施。不宜设置安全阀的设备和工艺管道 1、加热炉炉管。 2、在同一压力系统中,压力来源处已有安全阀,则其余设备可不设安全阀。对扫线蒸汽不宜作为压力来源。 3、有可能被物料堵塞或腐蚀的安全阀应在其入口前设防爆片或在其出入口管道上采取吹扫、加热或保温等防堵措施。 4、有突然超压或发生瞬时分解爆炸危险物料的反应设备,如安全阀不能满足要求时,应装防爆片或爆破片和导爆管。 5、因物料爆聚、分解造成超温、超压可能引起火灾、爆炸的反应设备,应设报警信号和泄压排放设施,以及自动或手动遥控的紧急切断进料设施。 2 安全阀形式的选择 排放气体或蒸汽时,选用全启式安全阀。 排放液体时,选用全启式或微启式安全阀。 排放水蒸汽或空气时,可选用带扳手的安全阀。 对设定压力大于3 MP a,温度超过235℃的气体用安全阀,则选用带散热片的安全阀,以防止泄放介质直接冲蚀弹簧。 排放介质允许泄漏至大气的,选用开式阀帽安全阀;不允许泄漏至大气的,选用闭式阀帽安全阀。 排放有剧毒、有强腐蚀、有极度危险的介质,选用波纹管安全阀。 高背压的场合,选用背压平衡式安全阀或导阀控制式安全阀。 在某些重要的场合,有时要安装互为备用的两个安全阀。两个安全阀的进口和出口切断
安全阀计算实例 陈桦 安全阀系压力容器在运行中实现超压泄放的安全附件之一,也是在线压力容器定期检验中必检项目。它包括防超压和防真空两大系列,即一为排泄容器内部超压介质防止容器失效,另一方面则为吸入外部介质以防止容器刚度失效。凡符合《容规》适用范围的压力容器按设计图样的要求装设安全阀。 一.安全阀的选用方法 a)根据计算确定安全阀.公称直径.必须使安全阀的排放能力≥压力容器的安全泄放量b)根据压力容器的设计压力和设计温度确定安全阀的压力等级; c)对于开启压力大于3MPa蒸汽用的安全阀或介质温度超过320℃的气体用的安全阀,应选用带散热器(翅片)的形式; d)对于易燃、毒性为极度或高度危害介质必须采用封闭式安全阀,如需采用带有提升机构的,则应采用封闭式带板手安全阀; e)当安全阀有可能承受背压是变动的且变动量超过10%开启压力时,应选用带波纹管的安全阀; f)对空气、60℃以上热水或蒸汽等非危害介质,则应采用带板手安全阀 g)液化槽(罐)车,应采用内置式安全阀. h)根据介质特性选合适的安全阀材料:如含氨介质不能选用铜或含铜的安全阀;乙炔不能选用含铜70%或紫铜制的安全阀. i)对于泄放量大的工况,应选用全启式;对于工作压力稳定, 泄放量小的工况,宜选用微启式;对于高压、泄放量大的工况, 宜选用非直接起动式,如脉冲式安全阀.对于容器长度超过6m的应设置两个或两个以上安全阀. j)工作压力Pw低的固定式容器,可采用静重式(高压锅)或杠杆重锤式安全阀.移动式设备应采用弹簧式安全阀. k)对于介质较稠且易堵塞的, 宜选用安全阀与爆破片的串联组合式的泄放装置. l)根据安全阀公称压力大小来选择的弹簧工作压力等级. 安全阀公称压力与弹簧工作压力关系,见表1 m)
第四节安全阀的分类 安全阀形式繁多,基本的分类通常按以下几方面; 一、按作用原理分类 (1)直接作用式安全阀 这类安全阀依靠工作介质压力直接产生的作用力克服弹簧或重锤等加于阀瓣的机械载荷,使阀门开启。它具有结构简单,动作迅速,可靠性好等优点。但因为依靠机构加载,其载荷大小受到限制,不能用于高压、大口径的场合。同时,当被保护系统正常运行时,这类安全阀关闭件密封面的比压力决定于阀门开启压力同系统正常运行压力之差,是一个不大的值。 (2)非直接作用式安全阀 这类安全阀不是或不完全是在工作介质的直接作用下开启的。它们又分为下列两种主要形式: l)先导式安全阀 这种安全阀的主阀是依靠从导阀排出的介质来驱动或控制的。而导阀本身是一个直接作用式安全阀。有时也采用其他形式的阀门,例如电磁泄放阀来作用导阀,或者把它同直接作用式导阀并用,即对同一主阀设置多重导阀控制管路,以提高先导式安全阀的可靠性。 先导式安全阀特别适用于高压、大口径的场合。先导式安全阀的主阀还可以设计成依靠工作介质来密封的形式,或者可以对阀瓣施加比直接作用式安全阀大得多的机械载荷,因而具有良好的密封性能。同时,它的动作很少受背压变化的影响。基于上述原因,先导式安全
阀同直接作用式安全阀一样得到了广泛的应用。这种安全阀的缺点在于它的可靠性同主阀和导阀两者有关,动作也不如直接作用式安全阀那样直接和敏捷,而且,结构较复杂。为了提高可靠性,国家法规规定对这类安全阀要采用多重控制管路,这就更增加了其结构的复杂性。目前,国内已有安全阀厂家开发出双作用的图1-1-3一种先导式安全阀。 2)带动力辅助装置的安全阀 这种安全阀借助于一个动力辅助装置(如:空气或蒸汽抚力、电磁力等作用),可以在低于正常开启压力的情况下强制安全阀开启。但必须注意的是如果辅助装置失灵,安全阀仍必须能如直接作用式安全阀一样动作。 这种安全阀适用于开启压力很接近于工作压力的场合,或需定期开启安全阀以进行检查或吹除粘着、冻结的介质的场合。同时,也为运行人员提供了一种在紧急情况下强制开启安全阀的手段。 二、按开启高度分类 由于安全阀用于不同的介质,结构不同,其开启高度也各不相同,如用于液体的安全阀开启高度就比较小。根据开启高度的不同分为以下几种类型: (1)微启式安全阀 微启式安全阀的开启高度为大于等于1/40流道直径且小于等于1/20流道直径。微启式安全阀按其动作过程是比例作用式的,主要用于液体场合,有时也用于需要排放量很小的气体场合。
安全阀分类和参数选型方法详 解(标准版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位:______________________ 姓名:______________________ 日期:______________________ 编号:AQ-SN-0454
安全阀分类和参数选型方法详解(标准版) 1.分类 目前大量生产的安全阀有弹簧式和杆式两大类。另外还有冲量式安全阀、先导式安全阀、安全切换阀、安全解压阀、静重式安全阀等。弹簧式安全阀主要依靠弹簧的作用力而工作,弹簧式安全阀中又有封闭和不封闭的,一般易燃、易爆或有毒的介质应选用封闭式,蒸汽或惰性气体等可以选用不封闭式,在弹簧式安全阀中还有带扳手和不带扳手的。扳手的作用主要是检查阀瓣的灵活程度,有时也可以用作手动紧急泄压用,如图3。杠杆式安全阀主要依靠杠杆重锤的作用力而工作,但由于杠杆式安全阀体积庞大往往限制了选用范围。温度较高时选用带散热器的安全阀。 安全阀的主要参数是排量,这个排量决定于阀座的口径和阀瓣
的开启高度,由开启高度不同,又分为微启式和全启式两种。微启式是指阀瓣的开启高度为阀座喉径的1/40~l/20。全启式是指阀瓣的开启高度为阀座喉径的1/4。 2.安全阀的选用 由操作压力决定安全阀的公称压力,由操作温度决定安全阀的使用温度范围,由计算出的安全阀的定压值决定弹簧或杠杆的定压范围,再根据使用介质决定安全阀的材质和结构型式,再根据安全阀泄放量计算出安全阀的喉径。以下为安全阀选用的一般规则。(l)热水锅炉一般用不封闭带扳手微启式安全阀。(2)蒸汽锅炉或蒸汽管道一般用不封闭带扳手全启式安全阀。(3)水等液体不可压缩介质一般用封闭微启式安全阀,或用安全泄放阀。(4)高压给水一般用封闭全启式安全阀,如高压给水加热器、换热器等。(5)气体等可压缩性介质一般用封闭全启式安全阀,如储气罐、气体管道等。(6)E级蒸汽锅炉一般用静重式安全阀。(7)大口径,大排量及高压系统一般用脉冲式安全阀,如减温减压装置、电站锅炉等,如图8所示。(8)运送液化气的火车槽车、汽车槽车、贮罐等一般用内装式安全
安全阀的分类及特点 安全阀的分类及特点 安全阀的结构形式很多,基本结构的分类如下: 一、安全阀按其整体结构及加载机构的不同可以分为重锤杠杆式、弹簧式和脉冲式三种。 1、重锤杠杆式安全阀 重锤杠杆式安全阀是利用重锤和杠杆来平衡作用在阀瓣上的力。根据杠杆原理,它可以使用质量较小的重锤通过杠杆的增大作用获得较大的作用力,并通过移动重锤的位置(或变换重锤的质量)来调整安全阀的开启压力。 重锤杠杆式安全阀结构简单,调整容易而又比较准确,所加的载荷不会因阀瓣的升高而有较大的增加,适用于温度较高的场合,过去用得比较普遍,特别是用在锅炉和温度较高的压力容器上。但重锤杠杆式安全阀结构比较笨重,加载机构容易振动,并常因振动而产生泄漏;其回座压力较低,开启后不易关闭及保持严密。 2、弹簧式安全阀 弹簧式安全阀是利用压缩弹簧的力来平衡作用在阀瓣上的力。螺旋圈形弹簧的压缩量可以通过转动它上面的调整螺母来调节,利用这种结构就可以根据需要校正安全阀的开启(整定)压力。弹簧式安全阀结构轻便紧凑,灵敏度也比较高,安装位置不受限制,而且因为对振动的敏感性小,所以可用于移动式的压力容器上。这种安全阀的缺点是所加的载荷会随着阀的开启而发生变化,即随着阀瓣的升高,弹簧的压缩量增大,作用在阀瓣上的力也跟着增加。这对安全阀的迅速开启是不利的。另外,阀上的弹簧会由于长期受高温的影响而使弹力减小。用于温度较高的容器上时,常常要考虑弹簧的隔热或散热问题,从而使结构变得复杂起来。 3、脉冲式安全阀 脉冲式安全阀由主阀和辅阀构成,通过辅阀的脉冲作用带动主阀动作、其结构复杂,通常只适用于安全泄放量很大的锅炉和压力容器。 上述三种形式的安全阀中,用得比较普遍的是弹簧式安全阀。 二、按照介质排放方式的不同,安全阀又可以分为全封闭式、半封闭式和开放式等三种。 1、全封闭安全阀 全封闭式安全阀排气时,气体全部通过排气管排放,介质不能间外泄漏,主要用于介质为有毒。易燃气体的容器。 2、半封闭式安全阀 半封闭式安全阀所排出的气体一部分通过排气管,也有一部分从阀盖与阀杆间的间隙中漏出,多用于介质为不会污染环境的气体的容器。 3、开放式安全阀 开放式安全阀的阀盖是敞开的,使弹簧腔室与大气相通,这样有利于降低弹簧的温度,
安全阀计算实例 安全阀系压力容器在运行中实现超压泄放的安全附件之一,也是在线压力容器定期检验中必检项目。它包括防超压和防真空两大系列,即一为泄放容器内部超压介质防止容器失效,另一方面则吸入外部介质以防止容器刚度失效。凡符合《容规》适用范围的压力容器,按设计图样的要求装设安全阀。安全阀设置原则是适用于清洁、无颗粒、低粘度的流体。有颗粒的场合,安全阀进口前加设过滤装置;须安装但又不适合时,应安装爆破片或爆破片与安全阀串联使用。容器在正常运行下为什么会产生超压?1.压力来自容器外部的压力容器,若输入气量大于输出气量,使密度增加,压力就提高; 2. 减压阀失灵; 3. 介质进行化学反应,使压力不断增高(称料不当等);4.盛装液化气体,工作温度上升或超装; 5.储藏介质产生聚合反应,热量增高,压力上升 6.用于制造高分子聚合物的高压釜,由于原料,催化剂使用不当或操作失误致使单体爆聚,热量猛增,压力就骤升。 一、下列压力系统必须安装安全阀: a)容器的压力来自于没有安全阀的场合; b)设计压力低于来源处的压力容器或管道;容积泵和压缩机出口的管道; c)由于不凝气的积累产生超压的容器; d)液化气体储罐; e)空压机的附属储罐; f)容器内进行放热或进行化学反应,能使气体压力升高的压力容器; g)高分子聚合(物理反应)设备; h)有热载体加热,使器内液体蒸发气化的换热器; i)用减压阀降压后输入容器的(使用压力低于压力源的容器); j)余热锅炉; k)介质毒性为高度极度危害的压力容器; l)共用同一个气源的容器等。 二、下列压力系统不适宜安装安全阀 a)系统压力有可能迅速上升,如化学爆炸等场合 b)泄放介质含有颗粒、易沉积、易结晶、易聚合或粘度较大;强腐蚀介质; c)一些影响安全阀排放面积过大、造价过高、动作困难的场合(极低温度等) 三、安全阀的开启压力(整定压力): 安全阀的开启压力(整定压力)---是指阀瓣开始上升,介质经阀瓣上升后的空隙,继续排放时的瞬时压力.对于蒸汽安全阀---有5滴冷凝水时的压力.安全阀的回座压力一般为0.93~0.96Pl,也就是回座压力差在4~7%左右最大不超过10%. 由于安全阀阀瓣开启动作的滞后,使容器不能马上泄压.因此压力容器的设计压力一般不低于安全阀的开启压力. 下面的示意图,表明压力容器与安全阀各种动作压力之间关系. 压力容器安全阀 试验压力 最大允许工作压力排放压力 设计压力 开启压力 回座压力关闭压力 最高工作压力 四、安全阀的选用方法为;