安全閥的結(jié)構(gòu)選擇

2020-04-26 真空技術(shù)網(wǎng)整理 閥門手冊

  安全閥的結(jié)構(gòu)選擇需要考慮到溫度、介質(zhì)、工作壓力、背壓力等諸多方面因素的影響。

一、安全閥結(jié)構(gòu)選擇的一般原則

  1、全啟式安全閥適用于排放氣體、蒸汽或者液體介質(zhì);

  2、微啟式安全閥一般適用于排放液體介質(zhì);

  3、當(dāng)要求安全閥的閥瓣-閥座密封性能好的場合,可以選用軟密封的結(jié)構(gòu)類型;

  4、在石油、石化生產(chǎn)裝置中,一般選用彈簧式安全閥或先導(dǎo)式安全閥

二、工況因素對安全閥選擇的影響

  1、溫度對安全閥選擇的影響

  a、一般先導(dǎo)式安全閥內(nèi)部存在非金屬材料的零件,故其使用溫度范圍限制在-29~260℃,然而,若在結(jié)構(gòu)上采取措施和選取合適的零件材料,則先導(dǎo)式安全閥也可以用在低溫和高溫工況(-196~427℃)的條件;

  b、當(dāng)溫度范圍在-196~-29℃或者300℃以上時,可以采用帶有冷卻腔或者散熱片的彈簧載荷式安全閥。

  2、介質(zhì)對安全閥選擇的影響

  a、如果介質(zhì)黏稠或在排放過程中容易出現(xiàn)結(jié)晶凝結(jié)現(xiàn)象時,應(yīng)當(dāng)選用保溫夾套平衡波紋管式安全閥;

  b、如果介質(zhì)的腐蝕性較強,為保護彈簧不受侵蝕或降低材料成本,可以選用平衡波紋管式安全閥;

  c、如果介質(zhì)允許排放到周圍環(huán)境空間,則可以選用常規(guī)式安全閥;

  d、空氣、水蒸氣、水介質(zhì)可選用帶扳手的彈簧載荷式安全閥;

  e、排放有毒或者可燃性介質(zhì)時,為保護環(huán)境,必須選用封閉式安全閥或含非流動型導(dǎo)閥的先導(dǎo)式安全閥。

  3、工作壓力對安全閥選用的影響

  a、對于工作壓力值不大于90%整定壓力時,可以選用彈簧載荷式安全閥;

  b、對于工作壓力值大于90%整定壓力,而不大于95%整定壓力時,通常可以選用先導(dǎo)式安全閥,若選用彈簧載荷式安全閥時應(yīng)采用彈性密封或軟密封結(jié)構(gòu),同時提高密封試驗壓力以檢驗在工作壓力下的密封性能。

  4、背壓力對安全閥選擇的影響背壓力對安全閥結(jié)構(gòu)的選擇起著至關(guān)重要的作用,背壓力包括附加背壓力和排放背壓力,附加背壓力可能是恒定的也可能是變動的。

  a、當(dāng)附加背壓力是恒定的或相對于整定壓力變動不大(小于整定壓力的極限偏差)時,可以選用常規(guī)式安全閥;

  b、選用常規(guī)式安全閥且允許超壓不大于10%時,排放背壓力不能超過整定壓力的10%,如果允許超壓大于10%,最大允許的排放背壓力可以提高,但是不能超過允許的超過壓力;

  c、當(dāng)背壓力對于常規(guī)安全閥來說太高且不大于50%整定壓力時,應(yīng)選用平衡波紋管式安全閥;

  d、當(dāng)背壓力大于50%整定壓力時,應(yīng)選用先導(dǎo)式安全閥。

三、安全閥結(jié)構(gòu)選擇的其他建議

  1、熱水鍋爐一般選用敞開(不封閉)式帶扳手微啟式安全閥。

  2、蒸汽鍋爐或蒸汽管道一般用敞開(不封閉)式帶扳手全啟式安全閥。

  3、運送液化氣的火車槽車、汽車槽車、儲罐等一般用內(nèi)裝式安全閥。

  4、若要求對安全閥做定期開啟試驗時,應(yīng)選用帶提升扳手的安全閥。當(dāng)介質(zhì)壓力達(dá)到整定壓力的75%以上時,可利用提升扳手將閥瓣從閥座上稍微提起,以檢查閥門開啟的靈活性。

  5、若安全閥的外界環(huán)境存在昆蟲等侵?jǐn)_時,應(yīng)對安全閥與外界的敞開口處加裝防昆蟲網(wǎng)。

  6、閃蒸和兩相流工況會導(dǎo)致背壓的增加,如果增加值過高或無法準(zhǔn)確預(yù)測,則必須選用平衡式或先導(dǎo)式安全閥。

  7、許多制造商建議,如果在閥門進口處兩相混合的質(zhì)量百分比是氣體占50%或者更低時,應(yīng)選用液體或液氣混合介質(zhì)用閥門。另外,如果介質(zhì)流中液體與氣體的比例不確定,應(yīng)選用專門為液體介質(zhì)或氣液混合介質(zhì)設(shè)計的閥門。

  8、在有些場合中,閥門有可能需要泄放液體或是氣體,這要取決于導(dǎo)致超壓的條件(例如換熱器管破裂),在這種情況下,推薦選用液體介質(zhì)或是氣液共用閥門。

  9、為了減少水合物的生成(結(jié)冰)或在裝載流體中的固體顆粒影響導(dǎo)閥性能的可能性出現(xiàn),通常建議大多數(shù)場合使用非流動型導(dǎo)閥。

  10、需要大的排放面積或者高的整定壓力時,可以選擇先導(dǎo)式安全閥,因為導(dǎo)式安全閥最高整定壓力通常能達(dá)到進口法蘭的額定壓力級。

  11、工藝情況需要在一處感受壓力而在另一處泄放流體時,或者進口管線流阻損失高時,可以選擇先導(dǎo)式安全閥,因為先導(dǎo)式安全閥適應(yīng)遠(yuǎn)程感受壓力。

  12、需要在線確認(rèn)整定壓力時,可以選擇先導(dǎo)式安全閥。

四、安全閥與爆破片的組合應(yīng)用

  1、安全閥與爆破片組合應(yīng)用的設(shè)置,如圖所示。

安全閥與爆破片組合應(yīng)用示例

圖  安全閥與爆破片組合應(yīng)用示例

  a、爆破片安裝于安全閥的進口,這種設(shè)置最常見。其優(yōu)點是爆破片將安全閥與進口的工藝介質(zhì)隔離,系統(tǒng)無泄漏。安全閥不受工藝介質(zhì)的腐蝕,可以降低安全閥的成本,一旦系統(tǒng)超壓,爆破片和安全閥能夠同時爆破和開始泄壓,當(dāng)系統(tǒng)壓力恢復(fù)正常后,安全閥又能自動關(guān)閉,大大減少了工藝介質(zhì)的損失。

  b、爆破片安裝于安全閥的出口,這種設(shè)置適用于有公共泄放的場合,其優(yōu)點是爆破片將安全閥與出口的公共泄放管路隔離,安全閥不受出口公共泄放管路工藝介質(zhì)的腐蝕,并使安全閥不受出口的公共泄放管路中的背壓力的影響。

  2、安全閥與爆破片組合應(yīng)用的注意事項

  a、安全閥與爆破片的組合應(yīng)用時,要求爆破片的排放面積大于安全閥流道面積90%以上;

  b、安全閥與爆破片的組合排量系數(shù)應(yīng)當(dāng)經(jīng)過鑒定試驗確認(rèn);

  c、安全閥出口安裝爆破片裝置時,選用的安全閥應(yīng)考慮在安全閥和爆破片之間可能積聚的背壓力,不能影響安全閥在排放壓力下的開啟排放;

  d、安全閥與爆破片之間應(yīng)設(shè)置壓力表、試驗用旋塞、泄出閥等,以監(jiān)測爆破片有無損壞(破裂或泄漏)等故障,因為爆破片在給定的差壓力下爆破,所以爆破片下游的壓力增長抑制了爆破片提供超壓保護的能力;

  e、安全閥與爆破片的組合應(yīng)用時,應(yīng)當(dāng)選擇無碎片或者非脫落型爆破片。