安全閥的選用

安全閥是石油化工行業(yè)中常用的一種安全卸壓裝置。當(dāng)壓力容器在使用過程中遇到意外情況導(dǎo)致內(nèi)部壓力驟增可能引起爆炸時(shí)，安全閥會(huì)自動(dòng)工作，泄放出壓力介質(zhì)，當(dāng)壓力降到安全值后，安全閥自行關(guān)閉，系統(tǒng)正常運(yùn)行。根據(jù)設(shè)備的具體工作條件正確選用安全閥，是保證安全閥能否正常工作以及能否起到安全保護(hù)作用的必要條件。
1．安全閥的選用
1．1安全閥的類型
安全閥的種類有很多，使用者可根據(jù)需要正確選用。上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮?dú)鉁p壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動(dòng)閥門、電動(dòng)閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。同時(shí)，公司可按照客戶的要求進(jìn)行非標(biāo)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、加工。始終以質(zhì)量為本，一切為滿足用戶的經(jīng)營(yíng)理念，不斷引進(jìn)*的新技術(shù)，新工藝、新材料，竭誠(chéng)為用戶提供的閥門產(chǎn)品和更加完善的售后服務(wù)。公司配有車、刨、磨、銑、鉆、焊、自動(dòng)噴涂等機(jī)械設(shè)備二百六十余臺(tái)套，并配有材料分析、理化X線及超聲波探傷儀等專業(yè)檢測(cè)設(shè)備八十余臺(tái)套，同時(shí)設(shè)有閥門研發(fā)中心、控制閥測(cè)控中心、閥門質(zhì)量檢測(cè)中心。上海申弘閥門有限公司是集閥門的研發(fā)生產(chǎn)、銷售及技術(shù)服務(wù)于一體的流體控制企業(yè)，其產(chǎn)品和服務(wù)在化工、石化、石油、液化氣、造紙、采礦、電力、食品、制藥、冶金、輕工、樓宇、市政工程、污水處理、環(huán)保、給排水等領(lǐng)域市場(chǎng)處于地位。公司憑著“生命在于運(yùn)動(dòng)、企業(yè)在與創(chuàng)新”的發(fā)展宗旨，緊跟市場(chǎng)需求，提升產(chǎn)品質(zhì)量，竭誠(chéng)為新老用戶提供具的產(chǎn)品及服務(wù)，確保用戶滿意。
(1)在安全泄放量較大的場(chǎng)合，選用全啟式安全閥，反之，安全泄放量較小或要求壓力較平穩(wěn)的場(chǎng)合，則選用微啟式安全閥。

(2)對(duì)于有毒、易燃易爆介質(zhì)應(yīng)選用封閉彈簧式安全閥，對(duì)于蒸汽或惰性氣體類介質(zhì)則選用不封閉彈簧式安全閥。
(3)介質(zhì)腐蝕性很強(qiáng)或背壓波動(dòng)較大的情況下，選用帶波紋管結(jié)構(gòu)的安全閥。
(4)對(duì)于開啟壓力大于3MPa的蒸汽或介質(zhì)溫度超過325℃的氣體應(yīng)選用帶散熱片的安全閥。
(5)對(duì)于一般低、中、高壓容器選用彈簧式，對(duì)于壓力較低、溫度較高且無振動(dòng)的容器選用杠桿式安全閥，對(duì)于有可能被物料堵塞或腐蝕的安全閥在其人口前還需設(shè)爆破片裝置，有突發(fā)超壓或瞬時(shí)分解爆炸危險(xiǎn)物料的反應(yīng)設(shè)備，如安全閥不能滿足要求時(shí)，應(yīng)設(shè)爆破片裝置。
1．2安全閥排放量的計(jì)算
安全閥銘牌上一般標(biāo)有該閥用于
某種條件(壓力、溫度、介質(zhì))下的額定排放量，但實(shí)際上使用條件往往與銘牌上的不*相同，在這種情況下需要對(duì)安全閥的排放量重新計(jì)算，原則是安全閥的排放能力必須大于或等于壓力容器的安全泄放量。
1．2．1壓力容器安全泄放量的計(jì)算
(1)盛裝壓縮氣體或水蒸氣壓力容器的安全泄放量的計(jì)算
① 對(duì)于壓縮機(jī)儲(chǔ)氣罐等容器的安全泄放量，分別取該壓縮機(jī)和蒸發(fā)器的大產(chǎn)氣量。
②氣體儲(chǔ)罐等的安全泄放量，按下式計(jì)算：a．無絕熱保溫層時(shí)，安全泄放量按下式計(jì)算：F一系數(shù)，壓力容器置于地面以下用沙土覆蓋時(shí)，F(xiàn)=0．3；壓力容器置于地面以上時(shí)，F(xiàn)=I．0； 壓力容器置于大于10L／m·min噴淋裝置下時(shí)，F(xiàn)=0．6；A一壓力容器受熱面積，m 。半球形封頭的臥式容器A =3．14D~L(D。壓力容器外直徑，L壓力容器總長(zhǎng))；橢圓形封頭的臥式容器A=3．14D0(L+0．3D0)；立式容器A=3．14Dda (h 容器高液位)；球形容器A=I．57D 或從地面起7．5m高度以下所包括的外表面積，取兩者中較大者。
b．有完善的絕熱保溫層時(shí)，安全泄放量按下式計(jì)算：W=2．61x(650一t)hAaSZ／~q (3)式中W一壓力容器的安全泄放量，kg／h；rI泄放壓力下的飽和溫度，cI(2)介質(zhì)為非易燃液化氣體的壓力
容器，置于無火災(zāi)危險(xiǎn)的環(huán)境下工作
時(shí)，安全泄放量可根據(jù)有無保溫層，分別參照式(2)或式(3)計(jì)算，取不低于計(jì)
算值的30％。
(3)因化學(xué)反應(yīng)使氣體體積增大的
壓力容器，其安全泄放量應(yīng)根據(jù)容器內(nèi)化學(xué)反應(yīng)可能生成的大氣量及反應(yīng)時(shí)問來確定。
1．2．2安全閥排放能力的計(jì)算
在這里我們只討論氣體且處于臨界條件下，安全閥的排放能力。安全閥泄放壓力(絕壓)，取0．1(其中P為系統(tǒng)大工作壓力)MPa；C一氣體的特性系數(shù)，是等熵指數(shù)K的函數(shù)，C=520 廠■ ，其圓整數(shù)見表1。一安全閥的額定泄放系數(shù)，等于泄放系數(shù)與減低系數(shù)(取0．9)的乘積。泄放系數(shù)與安全閥的結(jié)構(gòu)有關(guān)，通常由安全閥制造廠提供，按實(shí)際試驗(yàn)數(shù)據(jù)選用，在沒有試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，按下述規(guī)定選用：全啟式安全閥K=0．60'-"0．70，帶調(diào)節(jié)圈的微啟式安全閥K =0．40—

1．2-3安全閥小排放面積和口徑
計(jì)算安全閥的排放能力W 必頒大于等于壓力容器的安全泄放量W，在已知壓力容器的安全泄放量后，就可以確定安全閥的小排放面積以及安全閏閥座口徑，參照安全閥樣本或其他資料，選用適當(dāng)?shù)陌踩y。

密封面，Al=3．14dlhsinq0。
式中h一安全閥開啟高度，mm；
d一安全閥閥座喉部直徑，mm；
d．一安全閥閥座口徑，mm；
‘p一錐型密封面的半錐角，。。
由此可得出：
全啟式安全閥d=2微啟式安全閥d=A．／3．14(hsintp)。根據(jù)計(jì)算出的安全閥閥座喉部直徑d，按稍大于而較接近于d的標(biāo)準(zhǔn)系列安全閥閥座喉部直徑，確定安全閥的公稱直徑，具體見表3。
1．2．4 確定安全閥的公稱壓力
． 安全閥是按照公稱壓力標(biāo)準(zhǔn)系列進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的，它的公稱壓力系列是：稱壓力是安全閥在常溫狀態(tài)下高許用應(yīng)力，因此，高溫壓力容器在選用安全閥時(shí)，還應(yīng)考慮高溫下材料許用應(yīng)力的降低，即選用的安全閥其公稱壓力不應(yīng)小于設(shè)計(jì)壓力除以材料在該溫度下許用應(yīng)力的減弱系數(shù)，用算式表示為：
式中PN一安全閥的公稱壓力，MPa；壓力容器的設(shè)計(jì)壓力，MPa；
【盯】一閥體材料在高溫下的許用應(yīng)力，MPa；
【(r】一閥體材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，MPa。
2．安全閥的安裝
按以上方法選用合適的安全閥后，還要保證能夠正確安裝。否則，如果安裝的位置、方式不適當(dāng)，就可能失去有的作用，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致意外事故的發(fā)生。
安全閥的安裝基本上應(yīng)遵循以下幾條原則：
(1)安全閥直接安裝在壓力容器本體上，且應(yīng)垂直安裝在液面以上的氣相空間。在特殊情況下，安全閥不便裝在壓力容器本體上而需裝在出口管路上時(shí)，應(yīng)盡量減小安全閥與容器之間的管路阻力，連接管不應(yīng)有急轉(zhuǎn)彎、曲折、積面急劇縮小等。
(2)連接管的截面積不得小于安全閥的進(jìn)口面積。在一個(gè)連接管上設(shè)數(shù)個(gè)安全閥時(shí)，該連接管人口面積應(yīng)不小于數(shù)個(gè)安全閥進(jìn)口面積的總和。
(3)壓力容器與安全閥之間不宜裝設(shè)中間切斷閥。對(duì)于盛裝易燃、易爆、毒性程度為極度、高度、中度危害或粘性介質(zhì)的壓力容器，為便于安全閥的更換、清洗。可在壓力容器與安全閥之間裝設(shè)切斷閥，截止閥的結(jié)構(gòu)和通徑尺寸應(yīng)不妨礙安全閥的正常泄放。
(4)壓力容器正常運(yùn)行時(shí)，切斷閥必須保持全開，并加鉛封。
(5)封閉式安全閥應(yīng)配制排放管，將氣體排放至室外或其他安全場(chǎng)所。排放管應(yīng)盡量避免過多彎曲、急轉(zhuǎn)彎，以減少阻力，排放管的直徑應(yīng)不小于安全閥的出口直徑，排放管應(yīng)適當(dāng)支撐，以免對(duì)安全閥產(chǎn)生過大的附加應(yīng)力或引起震動(dòng)。
(6)安全閥應(yīng)裝在易于檢修和調(diào)節(jié)的位置，周圍要有足夠的工作空間。
參考文獻(xiàn)
1． GB150— 1998(鋼制壓力容器》，國(guó)家質(zhì)量技術(shù)，1998；
2．《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，國(guó)家質(zhì)量技術(shù)，1999；
3． GB12241— 89《安全閥的一般要求》，國(guó)家質(zhì)量技術(shù)，1989；
4、(q-藝管道安裝設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三篇，中國(guó)石化出版社，1997；
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