化工安全閥選型分類

安全閥是鍋爐、壓力容器和其他受壓力設(shè)備上重要的安全附件。其動(dòng)作可靠性和性能好壞直接關(guān)系到設(shè)備和人身的安全，并與節(jié)能和環(huán)境保護(hù)緊密相關(guān)。在石油化工裝置的設(shè)計(jì)中,隨著涉及到的中、高壓壓力等級(jí)的設(shè)備與管道的增多,安全閥的使用也相應(yīng)多了起來。因此，安全閥正確、合理的布置就尤為重要。

化工安全閥選型分類安裝以及安全閥選用設(shè)計(jì)

　　1化工安全閥選型分類概述

　　安全閥是鍋爐、壓力容器和其他受壓力設(shè)備上重要的安全附件。其動(dòng)作可靠性和性能好壞直接關(guān)系到設(shè)備和人身的安全，并與節(jié)能和環(huán)境保護(hù)緊密相關(guān)。在石油化工企業(yè)的生產(chǎn)過程中，由于操作失誤、儀表失靈、機(jī)械故障等原因，致使設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高,就有可能造成設(shè)備、管道的損壞，甚至對(duì)人員造成生命危害。在設(shè)備或管道上設(shè)置安全閥后，當(dāng)壓力超過規(guī)定值時(shí)安全閥自動(dòng)開啟，并向系統(tǒng)外排放介質(zhì)，從而防止了設(shè)備或管道內(nèi)的壓力超過其安全值所導(dǎo)致的生產(chǎn)事故。因此，安全閥廣泛運(yùn)用于石油化工生產(chǎn)裝置中，它對(duì)人員安全和生產(chǎn)的正常運(yùn)行起到重要的保護(hù)作用。

　　作為保障系統(tǒng)安全的重要設(shè)備，彈簧式安全閥通過彈簧力和壓力平衡的原理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高壓系統(tǒng)中壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)和排放，確保系統(tǒng)在超壓情況下的安全運(yùn)行。彈簧式安全閥是一種機(jī)械式的安全裝置，適用于各類工業(yè)流體系統(tǒng)，包括蒸汽、氣體、液體等。它通過預(yù)先設(shè)定的彈簧力和調(diào)定閥盤，當(dāng)系統(tǒng)中的壓力超過設(shè)定值時(shí)，彈簧力將推動(dòng)閥盤打開，使得過高的壓力得以釋放，從而保護(hù)系統(tǒng)免受過壓的損害。 彈簧式安全閥的工作原理可簡(jiǎn)述為：當(dāng)系統(tǒng)中的壓力超過設(shè)定值時(shí)，壓力作用在閥盤上，逐漸克服彈簧的彈性力。

1 化工安全閥選型分類選型分析及其選型方法

安全閥是一種安全保護(hù)用自動(dòng)閥門，牽涉到人身安全。它不借助任何外力而是利用介質(zhì)本身的力來排出一定數(shù)量的流體，以防止系統(tǒng)內(nèi)壓力超過預(yù)定的安全值。當(dāng)壓力降低到規(guī)定值時(shí)，閥門及時(shí)關(guān)閉，從而保護(hù)設(shè)備或管路的安全運(yùn)行。

安全閥在最不利的因素下設(shè)計(jì)考慮。下列情況可能由于火災(zāi)、操作故障或停水、停電等造成設(shè)備或管道超過設(shè)計(jì)壓力而發(fā)生爆炸事故，安全閥選型說明書是一種自動(dòng)啟閉的閥門，閥門的啟閉件受外力作用下處于常閉狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高超過規(guī)定值時(shí)，通過向系統(tǒng)外排放介質(zhì)來防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過規(guī)定數(shù)值的特殊閥門。安全閥主要用于鍋爐、壓力容器和管道上，控制壓力不超過規(guī)定值，對(duì)人身安全和設(shè)備運(yùn)行起重要保護(hù)作用。注安全閥必須經(jīng)過壓力試驗(yàn)才能使用。安全閥的型號(hào)如何表示呢？主要是根據(jù)閥門不同結(jié)構(gòu)類型、材質(zhì)、壓力、密封、連接方式等來進(jìn)行表示。詳細(xì)安全閥編制表示方法如下

2化工安全閥選型分類分類

　　安全閥是一種安全保護(hù)用閥，屬于自動(dòng)閥類。按安全閥閥瓣開啟高度可分為微啟式安全閥和全啟式安全閥，微啟式安全閥的開啟行程高度為:≤0.105d0(最小排放喉部口徑),一般用于排量不大的流體管路;全啟式安全閥開啟高度為:≤0.25d0(最小排放喉部口徑)，排放量大;按閥體構(gòu)造來分，可分為封閉式和不封閉式兩種。封閉式安全閥即排除的介質(zhì)不外泄，全部沿著出口排泄到地點(diǎn),一般用在有毒和腐蝕性介質(zhì)中。對(duì)于空氣和蒸汽用安全閥，多采用不封閉式安全閥;安全閥按結(jié)構(gòu)形式來分，可分為下列4種:

　　2.1化工安全閥選型分類重垂式。以重垂為荷載,直接加在閥瓣上。目前已逐漸淘汰。

　　2.2杠桿重垂式。通過杠桿使重垂的載荷作用在閥瓣上。一般適用于泄壓為0.6MPa、溫度在250℃以下的蒸汽或空氣。由于杠桿式安全閥體積龐大往往限制了選用范圍。

　　2.3彈簧式。彈簧式安全閥主要依靠作用在閥瓣上的彈簧力控制閥的啟閉，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕和啟閉動(dòng)作可靠的優(yōu)點(diǎn)。工藝設(shè)備、管道上的安全閥一般采用彈簧式，閥體小、靈敏度好,適用于各種氣、液體的泄壓。彈簧式安全閥中又有封閉和不封閉的，一般易燃、易爆或有毒的介質(zhì)應(yīng)選用封閉式，蒸汽或惰性氣體等可以選用不封閉式，在彈簧式安全閥中還有帶扳手和不帶扳手的。扳手的作用主要是檢查閥瓣的靈活程度，有時(shí)也可以用作手動(dòng)緊急泄壓用。

　　2.4先導(dǎo)式(脈沖式)。利用導(dǎo)閥與主閥連在一起，通過導(dǎo)閥的脈沖作用驅(qū)動(dòng)主閥動(dòng)作。適用于大口徑、大排量及高壓系統(tǒng)。先導(dǎo)式安全閥與導(dǎo)閥采用無縫管接通，由先導(dǎo)閥來感測(cè)被控壓力信號(hào)并控制主閥的啟閉。其動(dòng)作過程是：當(dāng)安全閥的閥前壓力低于整定壓力時(shí)，先導(dǎo)閥整定彈簧將閥芯推向閥座密封面，氣體介質(zhì)經(jīng)導(dǎo)閥進(jìn)口進(jìn)入主閥閥芯上腔，使閥芯下移貼緊閥座，導(dǎo)閥和主閥都處于無泄漏的關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)閥前壓力達(dá)到或高于整定壓力時(shí)，介質(zhì)壓力克服整定壓力，彈簧將導(dǎo)閥閥芯推向上移，導(dǎo)閥受力面積由閥芯面積轉(zhuǎn)化為活塞受力面積，受力面積增加上升力增大，導(dǎo)閥開啟。主閥閥套上腔內(nèi)的氣體從導(dǎo)閥出口排出，主閥打開，介質(zhì)迅速排放，活塞行程到最大位置。當(dāng)介質(zhì)壓力排放到一定壓力時(shí)，通過活塞阻尼孔的介質(zhì)壓力使活塞上下兩端產(chǎn)生面積壓差平衡，啟閉壓差由活塞上下兩端面積壓差平衡實(shí)現(xiàn)，當(dāng)閥前壓力降回到工作壓力以下時(shí)，在較小彈簧力作用下，閥芯下移實(shí)現(xiàn)其密封。導(dǎo)閥關(guān)閉，主閥也就隨之而關(guān)閉。

　　3化工安全閥選型分類的安裝設(shè)置

　　在石油化工裝置的設(shè)計(jì)中,隨著涉及到的中、高壓壓力等級(jí)的設(shè)備與管道的增多,安全閥的使用也相應(yīng)多了起來。因此，安全閥正確、合理的布置就尤為重要。

　　3.1設(shè)備或管道上的安全閥一般應(yīng)垂直安裝,并盡量靠近被保護(hù)的設(shè)備或管道。但對(duì)設(shè)置的液體管道、換熱器或容器等處的安全閥,當(dāng)閥門關(guān)閉后,可能由于熱膨脹而使壓力升高的場(chǎng)所,可水平安裝。

　　3.2安全閥一般應(yīng)安裝在易于檢修和調(diào)節(jié)之處,周圍要有足夠的工作空間。如:立式容器的安全閥,DN80以下者,可安裝在平臺(tái)內(nèi)靠外側(cè);DN100以上者安裝在平臺(tái)外靠平臺(tái)處,借助平臺(tái)可以對(duì)閥門進(jìn)行維修和檢修。且不應(yīng)安裝在長(zhǎng)的水平管道的死端,以免積聚固體物或液體。

　　3.3管道上安裝的安全閥,應(yīng)位于壓力比較穩(wěn)定,距波動(dòng)源有一定距離的地方,見圖1及表1。

　　3.4安全閥向大氣排放時(shí),對(duì)于一般無害介質(zhì)(如空氣等)排放管口要高出以排放口為中心的715m半徑范圍內(nèi)的操作平臺(tái)、設(shè)備或地面2.5m以上。而對(duì)有腐蝕性、易燃或有毒的介質(zhì)，排放口要高出15m半徑范圍內(nèi)的操作平臺(tái)、設(shè)備或地面3m以上。

　　3.5安全閥出口接往泄壓總管時(shí)，要由上部順著流向以45°角插入總管，以免總管內(nèi)的凝液倒入支管，并可減少安全閥的背壓。當(dāng)安全閥定壓大于710MPa時(shí)，必須采用45°插入，如圖2中圖a所示。

　　3.6濕氣體泄壓系統(tǒng)排放管內(nèi)不應(yīng)有袋形積液處,安全閥的安裝高度應(yīng)高于泄壓系統(tǒng)。若安全閥出口低于泄壓總管或排出管需要抬高接入總管時(shí),應(yīng)在低處易于接近的地方設(shè)液體儲(chǔ)罐和液位計(jì)或手動(dòng)放液閥,并定期排放至密閉系統(tǒng)以免袋形管段積液。另外在寒冷地區(qū)，袋形管段需要蒸汽伴熱防凍。蒸汽伴熱管也可使袋形管內(nèi)的冷凝液氣化，避免積液。但即使采用伴熱管,手動(dòng)放液閥仍是必須的。

　　3.7安全閥出口管的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮背壓不超過安全閥定壓的一定值。對(duì)于彈簧式安全閥,普通型其背壓一般不宜超過閥定壓的10%，波紋管型(平衡型)其背壓一般不宜超過安全閥壓的30%;對(duì)于先導(dǎo)式安全閥，其背壓不超過安全閥定壓的60%。具體數(shù)值應(yīng)查閱制造廠樣本，經(jīng)工藝計(jì)算決定。

　　3.8由于氣體或蒸汽由安全閥出口排入大氣時(shí)，在出口管中心線上產(chǎn)生于流向相反的作用力,稱為安全閥的反作用力。在進(jìn)行安全閥出口管道設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮此作用力的影響。如:安全閥出口管應(yīng)設(shè)固定支架;當(dāng)安全閥入口管段較長(zhǎng)時(shí),壓力容器壁應(yīng)補(bǔ)強(qiáng)。

　　4化工安全閥選型分類結(jié)語

　　安全閥設(shè)置的正確與否對(duì)整個(gè)裝置系統(tǒng)的安全生產(chǎn)起著舉足輕重的作用,安全閥的設(shè)計(jì)和選型對(duì)于壓力容器和壓力管道的設(shè)計(jì)和使用也是至關(guān)重要的環(huán)節(jié),因此應(yīng)引起設(shè)計(jì)工作者的高度重視,否則安全生產(chǎn)就成為一句空話

當(dāng)壓力克服了彈簧力的阻抗后，閥盤會(huì)迅速打開，將壓力釋放到設(shè)定范圍范圍內(nèi)，以保證系統(tǒng)的壓力不會(huì)超過安全限制。 彈簧式安全閥的應(yīng)用范圍廣泛，常見于石油、化工、電力、鍋爐、制藥等行業(yè)。在蒸汽系統(tǒng)中，它可以用于鍋爐、蒸汽管道等的安全控制。在化工領(lǐng)域，它可用于化工反應(yīng)器、儲(chǔ)罐等的安全防護(hù)。而在電力行業(yè)中，彈簧式安全閥可用于發(fā)電廠的鍋爐、汽機(jī)、減壓器等設(shè)備的安全控制。在制藥工業(yè)中，它可用于高壓反應(yīng)器、脫氣設(shè)備等的安全保護(hù)。

在流體管道系統(tǒng)中，閥門是控制元件，其主要功能為啟閉、節(jié)流、調(diào)節(jié)流量、隔離設(shè)備和管道系統(tǒng)、防止介質(zhì)倒流、調(diào)節(jié)和排泄壓力等。安全閥及減壓閥等。隨著石油化工工業(yè)的迅速發(fā)展，石油化工生產(chǎn)裝置中的介質(zhì)大多具有毒性大、可燃、易爆和腐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)，運(yùn)行工況較復(fù)雜苛刻，操作溫度和壓力較高，開工周期長(zhǎng)，閥門一旦出現(xiàn)故障，輕者導(dǎo)致介質(zhì)泄漏，既污染環(huán)境又造成經(jīng)濟(jì)損失，重者導(dǎo)致裝置停工停產(chǎn)，甚至造成惡性事故。選擇合適的閥門至關(guān)重要，特殊閥門的選擇在管路設(shè)計(jì)中尤為重要。