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理论规范 | 压力容器安全阀的选用和安装

浏览次数: 日期:2017-05-29

除压力源来自容器外部且能得到可靠控制的,均应装设安全泄放装置,该装置是防止压力容器在使用过程中超压的专门装置,它必须保证在压力容器处于正常工作压力时严密不漏,而当容器内的压力由于某种原因一旦超过规定值时,即能自动地迅速泄放出容器内的介质,使压力容器始终保持在最高允许的压力范围内。为此,安全泄放装置必须同时满足泄放能力大于容器的安全泄放量和在规定的压力下准确动作的性能,用途最为广泛的安全泄压装置就是一种由进口静压开启的自动泄压阀门(简称安全阀),它依靠介质自身的压力排出一定数量的流体来防止容器或系统内的压力超过预定的安全值;当容器内的压力恢复正常后,阀门自行关闭,并阻止介质继续排出。压力容器本体或系统中未装设安全阀或安全阀选用不当,都是不可忽视的不安全因素,本文结合实际工作中的体会介绍了压力容器中最为广泛的安全泄压装置安全阀的选用和安装中的要点。

1、安全阀的选用

1.1安全阀的选用原则

安全阀的种类很多,其动作的可靠性和性能的好坏直接关系到设备和人身安全,并与节能和环境保护紧密相关。安全阀的选用需注意以下几个问题:

(1.)安全阀必须选用有制造许可证的单位生产的产品,质量证明书及铭牌数据齐全。

(2.)安全阀的额定泄放量必须大于或等于容器的安全泄放量。

(3.)安全阀一般选用直接弹簧载荷式,若采用由导阀控制的安全阀,则必须要求当导阀等辅助装置失灵时,主阀仍能在不超过泄放压力时自动开启,并排出全部额定泄放量。

(4.)对于有毒、易燃、易爆或为制冷剂和其他会污染大气的介质,必须采用封闭式安全阀,若需带有提升机构,则须采用封闭式带扳手安全阀。

(5.)对于开启压力大于3MPa的蒸汽用安全阀或介质温度超过350℃的气体用安全阀,应采用带散热器的安全阀,已防止泄放介质直接冲蚀弹簧。

(6.)当安全阀有可能承受背压或介质腐蚀性很强的情况下,应选用带波纹管的安全阀。

(7.)对安全阀有定期开启检验要求时,应备有可靠的提升机构;而对有毒、易燃、易爆介质,除非用户有特殊要求,否则不需设置提升机构。

(8.)在安全泄放量较大的场合应选用全启式安全阀,反之,安全泄放量较小或要求应力平稳的场合,宜选用微启式安全阀。

(9.)安全阀的密封面型式应能满足安全阀的使用性能要求。

1.2.安全阀的选用条件

(1.)公称通径的确定

安全阀公称通径的确定首先要依据标准计算或实际使用经验,确定确保设备安全所需的最小安全泄放量;然后算出安全阀的最小排放面积,再根据安全阀的开启高度(全启还是微启)计算出安全阀阀座喉径,按稍大于而较接近计算出的阀座喉径的标准系列安全阀的阀座喉部直径,参照产品样本确定安全阀的公称直径。

(2.)压力等级的确定

安全阀的公称压力与工作压力以及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,它与被保护的设备的工作压力相同;而弹簧的工作压力级则是指弹簧所允许使用的工作压力范围,在该范围之内,安全阀的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,可分为多种不同的工作压力级。安全阀的公称压力一般不得低于容器的设计压力,当其在高温下使用时,应考虑到阀门材料许用应力的降低。

选用安全阀时,应根据设计压力和所需整定压力来确定阀门的公称压力和弹簧的工作压力级。

(3.)阀门材质的确定

选用安全阀的材质应考虑介质的工作温度、工作压力;介质性能以及材料的工艺性、经济性等多种因素。一般情况下若无特殊要求,当阀的公称压力不大于1.6MPa时,选灰铸铁;不大于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、安全阀的安装

安全阀在安装前应由专业人员根据工作状况进行定期校验,每年至少一次,安全阀的整定压力一般应为容器最高工作压力的1.05~1.10倍且不得高于设计压力(移动式压力容器除外)。

安全阀的安装正确与否是保证安全阀能否起到安全保护作用的关键,而在实际使用中,有许多单位往往忽视了这一点。安全阀的安装通常要解决以下几点问题:

(1.)安全阀应铅直安装,并应装设在压力容器液面以上的气相空间,或与连接在压力容器气相空间上的管道相连接。

(2.)压力容器与安全阀之间的连接管和管件的通孔,其截面积不得小于安全阀的进口面积。

(3.)压力容器一个连接口上装设数个安全阀时,则该连接口入口的面积,应至少等于数个安全阀的进口面积总和。

(4.)压力容器与安全阀之间不宜装设中间截止阀门。对于盛装易燃、毒性程度为极度、高度、中度危害或粘性介质的压力容器,为便于安全阀的更换、清洗,可在压力容器与安全阀之间装截止阀,截止阀的结构和通径尺寸应不妨碍安全阀的正常泄放。压力容器正常运行时,截止阀必须保持全开,并加铅封。

(5.)安全阀装设位置,应便于检查和维修。

(6.)封闭式安全阀应装有排放管,将气体排放至室外或其它安全场所;排放管的有效直径应不小于安全阀的出口直径同时应当有可靠的支撑,以免安全阀开启后引起震动或使容器产生过大的附加应力。同时还要使排放管能自由涨缩,使排放温度较高的介质时能自由膨胀。对易燃介质的排气管还应用导线接地。

(7.)排放管如果有可能积聚冷凝液或雨水时,应在其最低位置处设置排液管,以便随时排放其中的冷凝液或雨水,使其不致产生背压。

综上所述,压力容器的安全阀选用与安装合理与否,涉及到多方面,正确处理好这些问题,事关设备和人身的安全,不可掉以轻心。必须指出,安全阀动作后,应及时找出容器压力升高的原因,对症采取措施,防止压力继续升高。

 参考文献:

(1.)《压力容器安全技术监察规程》(99版)

(2.)GB150-1998《钢制压力容器》

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