安全閥的(de)介紹與選用
時間(jiān):2013-6-5 13:53:47 來(lái)源:溫州尼威閥門 瀏覽數:3222

從(cóng)定義入手,詳細介(jiè)紹了安全閥及泄放閥的(de)區別及選用。並分析了國內主要的安全閥係列,列出(chū)了選用(yòng)安全閥選用一(yī)般規則。
一 概述
安(ān)全閥是(shì)鍋(guō)爐、壓力容器和其他受壓力設備上重要的安全(quán)附件(jiàn)。其動作可靠性和性能(néng)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關。而(ér)有的用戶和設計部門在選型時(shí),總是選錯型(xíng)號。為此(cǐ)本文對安全閥的選用加以分析。
二(èr)、定義
所謂(wèi)安全閥廣義(yì)上講包括泄放閥,從管理規則上看(kàn),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(dào)技(jì)術監督(dū)部門認可的閥門(mén),狹義上稱之為安全閥,其他一般稱之為泄放閥。安(ān)全閥與泄放閥在(zài)結構和性能(néng)上很相似,二者都是在超過開啟壓力時自動排放內部的(de)介質,以保證生產裝置的安全。由幹存在這(zhè)種本質上類似性,人們在使用時(shí),往往將二者混同,另外,有些生產裝置在規則上也規定選(xuǎn)用哪種均可。因此,二者的不同之處往(wǎng)往被忽視。從而也就出現了許多間題。如果要將二者作出(chū)比(bǐ)較(jiào)明確的定義,則可按照《ASME鍋爐及壓力容器規範》第(dì)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(qǐ)動作。用(yòng)於(yú)氣體或蒸汽的場合。
(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(lì)超過開啟力的增長(zhǎng)而按比例開啟。主要用於流體的(de)場(chǎng)合。
(3)安全泄(xiè)放閥(Safet Relief Valve),又稱安全溢流閥一(yī)種由(yóu)介質壓力驅動的自動泄壓裝置。根據使用場合不同既適(shì)用作安全閥也適用作泄放閥。 以日本為例,給安全(quán)閥和泄放閥作出明確定義的比(bǐ)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(ān)全閥,安裝在(zài)管道(dào)上或其他設設施上的稱(chēng)之為泄放(fàng)閥。不過,若按日本通產省的《火力發(fā)電技術標準(zhǔn)》的規定看,設備上安全保障的重要部分,指定使用安全(quán)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(wō)輪機相接的場合(hé),都需要(yào)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(tǐ)管理規則、運輸(shū)省及各級船舶協會的規(guī)則中(zhōng),對安全排放量的認定(dìng)和規定來看,我們把保證了排放量的稱之為(wéi)安全閥,而不保(bǎo)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(fá)。
三、選型
1.分類
目前大量生產的安全閥有彈簧式和杆式兩大類(lèi)。另外還有衝量(liàng)式安全(quán)閥、先導式安全閥、安全切換閥(fá)、安全解壓閥、靜重式安全閥等。彈簧式安全閥主(zhǔ)要依靠彈(dàn)簧的作用(yòng)力而工(gōng)作,彈簧式(shì)安全閥中又有封閉和(hé)不封閉(bì)的,一般易燃、易爆或有毒的介質應選用封(fēng)閉式,蒸汽或惰性氣體等可以選用不封閉(bì)式(shì),在彈簧式(shì)安全閥中還有帶(dài)扳手和(hé)不帶扳手的。扳手的作用主要是檢查閥(fá)瓣(bàn)的靈(líng)活程度,有時也可以用作手動緊急泄壓用。杠(gàng)杆式安全閥主要依靠杠杆重錘的作用(yòng)力而工作,但由於杠杆式安(ān)全閥體積龐大往(wǎng)往限製了選用範圍。溫度較高時選用帶散熱器的安全閥。
安全(quán)閥的主要參數是排量,這個排量決定於閥(fá)座(zuò)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(quán)啟式兩種。微啟式是指(zhǐ)閥瓣的開啟高度為閥座喉(hóu)徑(jìng)的(de)1/40~l/20。全啟式是指閥瓣(bàn)的開啟高度為閥座喉徑的1/4。
2.安全閥的選用
由操作壓(yā)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度範圍,由計算出的安全閥的定壓值決定彈簧(huáng)或杠杆(gǎn)的定壓範圍,再根據(jù)使用介質決定安全閥的材(cái)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(rè)水鍋爐(lú)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(yī)般用不(bú)封閉帶扳手全(quán)啟式安全閥(fá)。
(3)水等(děng)液體不可壓縮介質一般用封閉微啟式安(ān)全閥,或用安全泄放閥。
(4)高壓給水一般用封閉(bì)全啟式安全閥,如高壓給水加熱器(qì)、換熱器等。
(5)氣(qì)體等可壓縮性介質一(yī)般用封閉全(quán)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(ān)全閥。
(7)大(dà)口徑,大排量及高壓係統一般用脈衝式安全閥,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(bù)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(xiān)導式安全閥。
(11)液化石油氣站罐泵出口的液相回流管道上一(yī)般用安全回流(liú)閥。
(12)負壓或(huò)操作過程中可能會產生(shēng)負壓的(de)係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係統一般(bān)用波紋管安全閥。
(14)介質凝固點較低的係統一般選用保溫夾套式安全閥。
3.國內主要廠家的比較及(jí)連接尺寸的選擇
國內生產安全閥(fá)的廠家比(bǐ)較多,連接尺寸也大(dà)多(duō)不統一。主要分以下幾個(gè)大類:
(1)以JB/T2203-1999《彈簧式安全閥結構(gòu)長度(dù)》為(wéi)主的通用類。目前國內(nèi)大多數安全(quán)閥生(shēng)產廠(chǎng)家均按本標準(zhǔn)設(shè)計生產。如浙江羅浮鍋爐附件廠、杭州閥門廠、江蘇吳江閥(fá)門(mén)工具廠、上海閥(fá)門廠、開封高壓閥門(mén)廠、海(hǎi)安閥門(mén)廠(chǎng)等。但本標準也不盡完美,規格不全,微啟式安全閥大公稱通徑為 D NI 00,全啟式安全閥大公稱通徑DN200,中間缺少DN65、DN125兩個規格。根據我廠所生產的安全閥規(guī)格及掌握的資料來看,目前微啟式安全閥公稱通徑大(dà)達到DN250,全啟式安全閥公稱通徑達到DN400。經本人考證,各廠家連接尺寸也不盡統一,如 DN150全(quán)啟(qǐ)式安全閥,浙江羅浮鍋爐附件廠、上海閥門廠及江蘇吳(wú)江閥門工具廠各不相同。為了有一個統一的標準,用戶在選用及安裝時同一規格能夠互換,建議合肥通(tōng)用機械研究所對JB/T2203-1999《彈簧式安全閥結構長度(dù)》進行(háng)修訂(dìng)。建議設計院及(jí)用戶按標準選用,安全(quán)閥生產廠家按標準(zhǔn)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5所示。本標準公稱通通徑為DN25~ DN200( l”~ 8”),公稱壓力為 2~ 42MPa,喉徑從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個規格,相反同一規格可能有好幾個喉徑可以選擇。如 DN100~DN150(4”~6”)喉徑有L、M、N、P四(sì)種(zhǒng)可以選擇。隨著國(guó)際貿易及進(jìn)口(kǒu)設(shè)備國產(chǎn)化的不斷推進,該標準將在國內(nèi)得到很大推廣。目前(qián)該標準還沒(méi)有轉化為國標。
(3)以在國際上影響比較大(dà)的安德森(sēn)·格林伍德公司(sī)(Anderson Greenwood&Co.)為依據的活塞式導閥操(cāo)作(zuò)安全(quán)泄壓閥(Pilot Operated Pressure Relief Valves)係列。國內一(yī)般稱之為先導(dǎo)式安(ān)全閥,如圖6所示,先導式安全(quán)閥由主閥和導閥組成(chéng),導閥操作主閥的開啟和(hé)關閉。這種閥門排量大;不受背壓的(de)影響(xiǎng);可以在非常(cháng)接近開啟壓力(lì)下進行不泄漏操作;啟閉壓差小等優點。一般(bān)適用於天然氣管道等。目前國內還沒有先導式(shì)安全閥標準及連接尺寸標準(zhǔn)。並且這種類型的閥門剛剛(gāng)開發,還沒有廣泛推(tuī)廣。據我廠的經驗及所掌(zhǎng)握的資料來(lái)看,國內大多數廠家按照(zhào)該公司的數據設計製造。
(4)以中國(guó)航天工業總公司第十一研究所設計研製的安全閥自成一個體係。航天十一所研(yán)製的HT係列安全閥品種多,有HTO普通安全閥(如圖1所(suǒ)示)、HTB平衡波紋(wén)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(shì)安全閥等,且(qiě)性能良好。但是除HTXD係列先導式(shì)安全閥與安德森·格林伍德公司連接尺寸相同(tóng)外,其餘與美(měi)標、國標均不(bú)相同。這一(yī)點請選用時務必注意(yì)。
(5)以蘭州煉油廠設計研製開發的A型、TA型封(fēng)閉(bì)全開啟彈簧式安全閥自成一個體係。該係列口徑DN25~DN150 (1”~6’),公稱壓力l.6~4.0MPa,喉徑D~R(9.5-115mm)。該體係連接尺寸與美標及國標均不相同,為蘭煉專用。
(6)為鍋爐、電站設備、減溫減(jiǎn)壓裝置配套的衝量式安全閥係列(如(rú)圖8所示)。如哈爾濱鍋爐廠、東方鍋(guō)爐廠、武漢鍋爐廠、青(qīng)島電站輔機廠(chǎng)等配(pèi)套的專用安全閥。此類係列閥門結(jié)構及連接尺寸各廠家(jiā)一般不相同,可能有部分(fèn)相同。選用時一定要注意閥門喉徑及連接尺寸的區別。
4.喉(hóu)徑的(de)計算
喉徑的(de)計算一般按照《鍋爐壓力容器(qì)安全技(jì)術(shù)規範》附件五所列的公式。或者按照APIRP520 煉(liàn)廠泄壓係統(tǒng)設計和安(ān)裝的推薦實施方法第一(yī)部分設計》中所列的公式。上述兩種公式計算(suàn)結果基本相同或相差不大。
四、結(jié)束語
安全閥的選型是一項(xiàng)比較重要(yào)的工作,選型恰當與否將直接影響設備的安全。上述所列都(dōu)是我廠的一些經驗總結,限於篇幅,可能不盡完全,供大家參考。
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