安(ān)全(quán)閥(fá)的介紹與選用
時間:2013-6-5 13:53:47 來源:溫州尼威閥門 瀏覽數:2385
從定義入手,詳細介紹了安全閥及泄放閥(fá)的區別及選用。並分析了(le)國內(nèi)主要(yào)的安全閥係列(liè),列出了(le)選(xuǎn)用安全閥(fá)選用一般規(guī)則。
一 概述
安全閥(fá)是鍋爐、壓力容器和(hé)其他受(shòu)壓力設備上重要的安全附件。其動作可靠性和性能(néng)好壞直接關(guān)係到設備和人身的安全,並與節能和環境(jìng)保護緊(jǐn)密相關。而有的用戶和設計部門在選型時,總(zǒng)是選錯型號。為(wéi)此本(běn)文(wén)對安全閥的選用加以分析。
二、定義
所謂安全閥廣義上講包括泄放閥,從管(guǎn)理(lǐ)規則上看,直接安裝在蒸汽鍋爐或一類壓力容器上(shàng),其必要條件是必須得到技術監督部門認可的閥門,狹義上稱之為安全閥(fá),其他一般(bān)稱之為(wéi)泄(xiè)放閥。安全閥與泄放閥在結構和性能上(shàng)很相似,二者都是在超過開啟壓力時自動排放內部的介(jiè)質,以保證生產裝置的安全。由幹存在這(zhè)種(zhǒng)本質上類似性,人們在使用時,往往將二(èr)者混同,另外,有些生產裝置在規則上也規定選用哪種均可。因此,二者的不同之處往往被忽視。從而也就出現了許多間題。如果要將二(èr)者(zhě)作出比較明確的定義,則(zé)可(kě)按照《ASME鍋爐及壓(yā)力(lì)容器規範》第一篇中所闡(chǎn)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(de)自(zì)動泄壓裝置。其特征為具有突(tū)開的(de)全開啟動作。用於氣體或蒸汽的場合。
(2)泄放閥(Relief Valve),又稱溢流閥(fá)一種由閥前(qián)介質靜壓力驅動的自動泄壓裝置。它隨壓力超過開啟(qǐ)力的增長而按比例(lì)開啟。主(zhǔ)要用於流體的場合。
(3)安全泄放閥(Safet Relief Valve),又稱安全溢流閥一種由介質壓(yā)力驅動的自動泄壓裝置。根據使用(yòng)場合不同既適用作安全閥也適用作泄(xiè)放閥。 以日本為例,給安全閥和泄放閥作出明確定義的比(bǐ)較少(shǎo),一(yī)般用作鍋爐這類大型貯能壓力容器的安全裝置稱之為安全閥,安裝在管道上或其他設(shè)設施(shī)上的稱之為泄放閥。不過(guò),若按日本(běn)通產省的《火力發電技術標準》的規定看,設備上安全保障的重要部分,指定使用安全閥,如鍋爐、過熱器、再熱器等。而在減壓閥的下側需要與(yǔ)鍋爐和渦輪機相接的場合,都(dōu)需要安裝泄放閥或安全閥。如此看,安全閥(fá)要求比(bǐ)泄放閥更具可靠性。另外,從(cóng)日本勞動省的高壓氣體管理規則、運輸省及各級船舶協會的規則中,對安(ān)全排放(fàng)量的認定(dìng)和規定來看,我們把保證了排放量的稱之為安(ān)全閥,而不保證排放量(liàng)的閥門稱作泄放閥。在國內不論全啟(qǐ)式或微(wēi)啟式統稱為安全閥。
三、選型
1.分類
目前大量生產的安(ān)全閥有彈簧式和杆式兩大(dà)類。另外還有衝量式安全閥、先導(dǎo)式(shì)安全(quán)閥、安全切(qiē)換閥、安全解壓閥、靜重(chóng)式安全(quán)閥(fá)等。彈簧式安全閥主要依靠彈簧的作用力而工作,彈簧式安全閥中又有封(fēng)閉和不封閉的,一般易(yì)燃、易爆或有毒的(de)介(jiè)質應選(xuǎn)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(ān)全閥(fá)中還有帶扳手和不帶扳手的(de)。扳手的作用主要是檢查閥瓣的(de)靈活程度,有時也可以用作(zuò)手動緊急泄壓用。杠杆式安全閥主要依(yī)靠杠(gàng)杆重錘的作用(yòng)力(lì)而工作,但由於杠(gàng)杆式安全閥體積龐(páng)大往往限製了選用範圍。溫度較高時選用帶散熱器的安全閥(fá)。
安全閥(fá)的主要參數是排量,這(zhè)個排量決定於閥座的口徑(jìng)和(hé)閥瓣的開(kāi)啟(qǐ)高度,由開啟高度不同,又分為微啟式和全啟式兩種。微啟式是指(zhǐ)閥瓣(bàn)的(de)開啟高度(dù)為閥座喉徑的1/40~l/20。全啟式是指閥瓣的開啟高(gāo)度為閥座喉(hóu)徑的1/4。
2.安全閥的(de)選用
由操作壓力決定安全閥的公稱壓力,由操作溫度決定安(ān)全閥的使用溫度範(fàn)圍,由計算出的安(ān)全閥的定壓值決定(dìng)彈簧或杠杆的定壓範圍,再根據使用介質決定安全(quán)閥的材質和結構型式,再根據安(ān)全閥泄放量計算出(chū)安全閥的(de)喉徑。以下為安全閥選用的一般規則。
(l)熱水鍋爐一般用不封閉帶扳手微啟式安全閥。
(2)蒸汽鍋爐或蒸汽管(guǎn)道一般用不封閉(bì)帶扳手全(quán)啟式安全閥。
(3)水等液體不(bú)可壓縮介質一般用封閉微(wēi)啟式安全閥,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(yā)給水(shuǐ)加熱器、換熱(rè)器等。
(5)氣體等(děng)可壓縮(suō)性介質一般用封閉(bì)全啟式(shì)安全(quán)閥,如(rú)儲氣罐、氣體管道等。
(6)E級蒸汽鍋爐一般用靜重式安全(quán)閥。
(7)大口徑,大排量及高壓(yā)係統一般用脈衝式安全閥,如減溫減壓裝(zhuāng)置(zhì)、電站鍋爐等。
(8)運送液化氣的火車槽車、汽車(chē)槽車、貯罐等一般用內裝(zhuāng)式安全閥。
(9)油罐(guàn)頂部(bù)一般用液壓安(ān)全閥,需與呼吸(xī)閥配合使(shǐ)用。
(10)井下排水或(huò)天然氣(qì)管道一般用先導式(shì)安全閥。
(11)液(yè)化石油氣站罐泵出口的液相回流(liú)管道上一般用安全(quán)回流閥。
(12)負壓或操作過程中可能會(huì)產生負壓(yā)的係統一般用真空負壓安全閥。
(13)背壓波動較(jiào)大和有毒易燃的容器或(huò)管路係統一般用(yòng)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(de)比較及連接尺寸的選擇
國內生產安全(quán)閥的廠家比較多,連接尺(chǐ)寸也(yě)大多(duō)不統一。主要分以(yǐ)下幾個大類(lèi):
(1)以JB/T2203-1999《彈簧(huáng)式安(ān)全閥結構長度》為主的通用類。目前國內大多數安(ān)全閥生產廠家均按本標準設計生產。如浙江羅浮鍋爐附件廠、杭州閥門廠、江蘇吳江閥門工具廠、上海閥門(mén)廠、開(kāi)封高壓閥門廠、海安閥門廠等。但本標準也不(bú)盡完美,規格不全,微啟式安全閥大公稱通(tōng)徑為 D NI 00,全啟式安(ān)全閥大公稱通(tōng)徑(jìng)DN200,中間缺(quē)少DN65、DN125兩個規格。根據我廠所生產的(de)安全閥規格及掌握的資料來看,目前微(wēi)啟式安全閥公稱通徑大達到(dào)DN250,全啟式安(ān)全閥(fá)公稱通徑達到DN400。經本人考證,各廠家連接尺寸也不盡統一(yī),如 DN150全啟(qǐ)式安全閥,浙江羅浮鍋爐(lú)附件廠、上海閥門廠及江(jiāng)蘇吳江閥門工具廠各不相同。為了有一個統一的標準,用(yòng)戶在(zài)選用及安裝時同一規格(gé)能夠(gòu)互換,建議合肥通用機械研究所對JB/T2203-1999《彈簧(huáng)式安全閥結構長度(dù)》進行修訂。建議設計院及(jí)用戶按(àn)標準選用,安全閥生產廠家按標(biāo)準(zhǔn)設計製造。
(2)以API526 《鋼製法蘭連接安(ān)全泄放閥》(Flanged Steel Safety Relief Valve)為主的美(měi)標體係。國內進口化工設備等所配的安全閥連接尺寸一般(bān)按照本標準,如圖5所示。本標(biāo)準公稱通通徑為(wéi)DN25~ DN200( l”~ 8”),公稱壓(yā)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,同一喉徑可以有好幾個(gè)規格,相(xiàng)反同一規格可能有好幾個喉徑可以選擇。如(rú) DN100~DN150(4”~6”)喉(hóu)徑有L、M、N、P四種(zhǒng)可以選擇。隨著國(guó)際貿易及進口設備國產化的不斷推(tuī)進(jìn),該標準(zhǔn)將在國內得到很大推廣。目前該標準還沒有轉化為國標。
(3)以在國際上影響比較大的安德森·格林伍德公司(Anderson Greenwood&Co.)為依據的活塞式導閥操作安全泄壓閥(Pilot Operated Pressure Relief Valves)係(xì)列。國內(nèi)一般稱之為先導式安全閥,如(rú)圖6所(suǒ)示(shì),先導式安全閥由主閥和導閥組成,導閥操作主閥的開啟和關閉。這種閥門(mén)排量大;不受背壓(yā)的(de)影響;可以在非常接近開啟壓力下進行不(bú)泄漏操作(zuò);啟閉壓差小等優點。一般適用於天(tiān)然氣管道等。目前國內還沒有先導式安全閥標準及連(lián)接尺寸標準。並且這種類型的閥(fá)門剛剛開發,還(hái)沒有廣泛推(tuī)廣。據我廠的經驗及所掌握的資料(liào)來看,國內大(dà)多數廠家按照該公司的數據設計製(zhì)造(zào)。
(4)以(yǐ)中國航(háng)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(tiān)十一所研製的HT係列安全閥品種多,有HTO普通安(ān)全(quán)閥(如圖1所示)、HTB平衡波紋(wén)管式安全閥、HTR泄流(liú)閥、HTN特殊安全閥、HTGS高(gāo)性能蒸汽安全閥。HTXY液體(tǐ)泄壓閥、HTXD先導式安全閥等,且性能(néng)良好。但是除HTXD係列先(xiān)導式安全閥與安德森·格林伍德公司連接尺寸(cùn)相同外(wài),其餘與(yǔ)美(měi)標、國標均不相同。這一點請選用時(shí)務必注意。
(5)以蘭州煉油廠設計研製開發的A型(xíng)、TA型封(fēng)閉全開啟(qǐ)彈簧式安全閥自成(chéng)一個體(tǐ)係。該係列口徑DN25~DN150 (1”~6’),公(gōng)稱壓力l.6~4.0MPa,喉徑(jìng)D~R(9.5-115mm)。該體係連(lián)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(bèi)、減溫減壓裝置配套的衝量(liàng)式安全閥係列(如圖8所示)。如哈爾濱(bīn)鍋爐廠、東方鍋爐廠、武漢鍋爐廠、青島電站輔機廠等配套的專用安全閥。此類係列(liè)閥門結(jié)構及連接尺寸各廠家一般(bān)不相(xiàng)同,可能有部分相同(tóng)。選用時一(yī)定要注意閥門喉徑(jìng)及連接尺寸的區別。
4.喉徑的計算(suàn)
喉徑(jìng)的計算一般按(àn)照《鍋爐壓力容器安全技術(shù)規範》附件五所列的公式。或者按照APIRP520 煉廠泄壓係統(tǒng)設計和安裝的推薦實施方法第一部(bù)分設計(jì)》中所列的公式(shì)。上述兩種(zhǒng)公式計(jì)算結果基本相同或相差不(bú)大。
四、結束語
安全閥的選型是一項比較重要的工作,選型恰當與否(fǒu)將(jiāng)直接影響設備的安全。上述所列都是我廠的一些經驗總結,限於篇幅,可能不盡完全,供(gòng)大家參考。