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工厂安全阀选型指南

  • 发布日期:2023-06-08      浏览次数:2793
    • 工厂安全阀选型指南

      安全阀作为特种设备的一种安全保护装置,在特种设备上起到了最后一关的保护作用,其重要程度不言而喻。当设备出厂自带的安全阀需要更换的时候,面对市场上琳琅满目的安全阀如何才能挑选出、可靠的呢?安全阀是锅炉、压力容器和其他受压力设备上重要的安全附件。其动作可靠性和性能好坏直接关系到设备和人身的安全,并与节能和环境保护紧密相关。而有的用户和设计部门在选型时,总是选错型号。为此本文对安全阀的选用加以分析。

      A28X空压机安全阀.jpg

      二、工厂安全阀选型指南定义

      所谓安全阀广义上讲包括泄放阀,从管理规则上看,直接安装在蒸汽锅炉或一类压力容器上,其必要条件是必须得到技术监督部门认可的阀门,狭义上称之为安全阀,其他一般称之为泄放阀。安全阀与泄放阀在结构和性能上很相似,二者都是在超过开启压力时自动排放内部的介质,以保证生产装置的安全。由干存在这种本质上类似性,人们在使用时,往往将二者混同,另外,有些生产装置在规则上也规定选用哪种均可。因此,二者的不同之处往往被忽视。从而也就出现了许多间题。如果要将二者作出比较明确的定义,则可按照《ASME锅炉及压力容器规范》第一篇中所阐述的定义来理解:

      (l)安全阀(Safety Valve)一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。其特征为具有突开的全开启动作。用于气体或蒸汽的场合,如图1。

      (2)泄放阀(Relief Valve),又称溢流阀一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。它随压力超过开启力的增长而按比例开启。主要用于流体的场合。如图2所示。

      (3)安全泄放阀(Safet Relief Valve),又称安全溢流阀一种由介质压力驱动的自动泄压装置。根据使用场合不同既适用作安全阀也适用作泄放阀。以日本为例,给安全阀和泄放阀作出明确定义的比较少,一般用作锅炉这类大型贮能压力容器的安全装置称之为安全阀,安装在管道上或其他设设施上的称之为泄放阀。不过,若按日本通产省的《火力发电技术标准》的规定看,设备上安全保障的重要部分,使用安全阀,如锅炉、过热器、再热器等。而在减压阀的下侧需要与锅炉和涡轮机相接的场合,都需要安装泄放阀或安全阀。如此看,安全阀要求比泄放阀更具可靠性。另外,从日本劳动省的高压气体管理规则、运输省及各级船舶协会的规则中,对安全排放量的认定和规定来看,我们把保证了排放量的称之为安全阀,而不保证排放量的阀门称作泄放阀。在国内不论全启式或微启式统称为安全阀。

      名称

      规格、型号

      数量

      单位

      安全阀

      A28X-16T

      公称通径DN25

      流道直径DN20

      整定压力1.0MPa

      温度<200℃

      介质空气 外螺纹1寸

      空压机油气分离器

      2

      安全阀

      A42Y-16P

      公称直径DN40

      流道直径DN25

      整定0.39MPa

      温度<200℃

      介质空气

      连接方式法兰DN40

      1

      安全阀

      A42Y-16C  

      公称通径DN80  

      流道50  

      整定压力0.09 

      法兰DN80

      锅炉房外低位槽

      1

      安全阀

      A40Y-16C  

      公称通径DN25

      流道直径15

      整定压力0.77  

      温度350度 

      法兰DN25

      带散热

      锅炉房导热油管道

      1

      安全阀

      A48Y-16C  

      公称通径50  

      流道32

       整定压力0.83

      温度<200

      法兰DN50

      蒸汽发生器

      2

      安全阀

      A28W-16P  

      公称通径32  

      整定压力0.83  

      介质空气  

      外螺纹32

      2.5m³制氮机储气罐

      1

      安全阀

      A28H-16C  

      公称通径32  

      整定压力0.83  

      外螺纹32

      空压机后储气罐

      3

       一、工厂安全阀选型指南记。

      去市场前,先拍下被保护设备上的铭牌。

      铭牌上需要注意的参数有:

        1、设计压力:设计压力是最重要的参数,根据压力容器的安全技术监察规程,安全附件的整定压力不能大于压力容器的设计压力,所以选购的安全阀的整定压力不能大于1.7MPa。

        2、工作介质:工作介质是空气、蒸汽等应选用全启式安全阀,工作介质是液体一般选用微启式安全阀,工作介质是有毒有害、易燃易爆介质时必须选用封闭是安全阀。

        3、设计温度:设计温度是安全阀选购时密封面材质的主要因素之一,设计温度较低时(小于200℃)时可选择软密封副安全阀,当设计温度大于200℃时应选购硬密封(Cr13堆焊密封或者硬质合金堆焊)安全阀。

      A22H安全阀1.png

        二、工厂安全阀选型指南量。

        1、法兰尺寸:安全阀为法兰连接时需量好法兰尺寸和密封面形式,密封面形式有凸面、凹凸面和平面法兰,法兰尺寸包括法兰外圆、密封面尺寸和流道通径尺寸,除了入口法兰需要测量以外,如果安全阀出口有引出管时也需要测量出口法兰的尺寸。

        1、螺纹尺寸:安全阀为螺纹连接时需量好螺纹尺寸和型式,型式有NPT、PT、G等,尺寸包括螺距、螺纹直径、牙型高度等,同样的如果出口是螺纹连接的话,那出口螺纹尺寸也需要测量好。

      A28H全启式安全阀1.jpg

       三、工厂安全阀选型指南看。

        1、安全阀出厂资料。选购安全阀时首先检查安全阀出厂资料是否齐全,包括铭牌、合格证或质量证明书一个都不能少。

        2、产品铭牌。铭牌上有型号、整定压力、适用介质、设计温度、流道直径等,根据被保护设备的设计来选择对应的安全阀。

        3、产品细节。细节往往决定了一个企业对待其产品的态度,那安全阀需要注意的细节有:

      (1)进出口是否封装.如果进出口不封装,粉尘、腐蚀性介质一旦侵入安全阀密封面,那很容易造成安全阀寿命缩短甚至直接泄漏;

      (2)该进行铅封的地方是否进行铅封.安全阀出厂时都进行了相关测试,测试完成后需要对阀盖、调节圈进行铅封防止人为调整,有些安全阀制造企业只对阀盖铅封,调节圈不铅封,这是不符合要求的哦,因为调节圈直接影响了安全阀的排放压力和回座压力。

        除了上述一记、二量、三看的选购技巧外,选购安全阀最重要的是,一定要选正规厂家的产品。安全阀制造企业需要取得特种设备制造许可资质才能在相应的资质范围内进行制造,进口安全阀也需要取得国内的制造许可证。

      A48Y弹簧全启式安全阀.png

      3、工厂安全阀选型指南公称压力与工作压力

      (1)公称压力

      安全阀的公称压力的含义与其它阀门相同,是指温度在于200℃时阀门所允许承受的最高工作压力。在同一公称压力下,当工作温度提高时,其最大工作压力则相应降低,在选用安全阀时应根据阀门的材料、工作温度和最大工作压力按按温度压力表来确定阀门的公称压力。

      (2)工作压力

      安全阀的工作压力与公称压力以及弹簧的工作压力级有不同的含义,不能混为一谈。工作压力是指安全阀正常运行时,阀门所承受的静压力,它与被保护的系统或设备的工作压力是相同的。而弹簧工作压力级则是指某一根弹簧所允许使用的工作压力范围。在该压力范围内,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,可以公为多种不同的工作压力级。具体划分按制造厂的生产水平而定。

      4、工厂安全阀选型指南公称通径的选择

      安全阀的公称通径应根据被保护系统所必需的排放量来确定。即所选用安全阀的额定排量应大于并尽可能接近必须的排放量。被保护系统所必需的排放量是指系统发生异常超压时,为了防止过分超压所必须排出的介质量,它是由系统或设备的工作条件、容量以及可能引超压的原因等因素来决定。

      1.分类

      目前大量生产的安全阀有弹簧式和杆式两大类。另外还有冲量式安全阀、先导式安全阀、安全切换阀、安全解压阀、静重式安全阀等。弹簧式安全阀主要依靠弹簧的作用力而工作,弹簧式安全阀中又有封闭和不封闭的,一般易燃、易爆或有毒的介质应选用封闭式,蒸汽或惰性气体等可以选用不封闭式,在弹簧式安全阀中还有带扳手和不带扳手的。扳手的作用主要是检查阀瓣的灵活程度,有时也可以用作手动紧急泄压用,。杠杆式安全阀主要依靠杠杆重锤的作用力而工作,但由于杠杆式安全阀体积庞大往往限制了选用范围。温度较高时选用带散热器的安全阀。

      安全阀的主要参数是排量,这个排量决定于阀座的口径和阀瓣的开启高度,由开启高度不同,又分为微启式和全启式两种。微启式是指阀瓣的开启高度为阀座喉径的1/40~l/20。全启式是指阀瓣的开启高度为阀座喉径的1/4。

      2.安全阀的选用

      由操作压力决定安全阀的公称压力,由操作温度决定安全阀的使用温度范围,由计算出的安全阀的定压值决定弹簧或杠杆的定压范围,再根据使用介质决定安全阀的材质和结构型式,再根据安全阀泄放量计算出安全阀的喉径。以下为安全阀选用的一般规则。

      (l)热水锅炉一般用不封闭带扳手微启式安全阀。

      (2)蒸汽锅炉或蒸汽管道一般用不封闭带扳手全启式安全阀。

      (3)水等液体不可压缩介质一般用封闭微启式安全阀,或用安全泄放阀。

      (4)高压给水一般用封闭全启式安全阀,如高压给水加热器、换热器等。

      (5)气体等可压缩性介质一般用封闭全启式安全阀,如储气罐、气体管道等。

      (6)E级蒸汽锅炉一般用静重式安全阀。

      (7)大口径,大排量及高压系统一般用脉冲式安全阀,如减温减压装置、电站锅炉等,如图8所示。

      (8)运送液化气的火车槽车、汽车槽车、贮罐等一般用内装式安全阀,如图4所示。

      (9)油罐顶部一般用液压安全阀,需与呼吸阀配合使用。

      (10)井下排水或天然气管道一般用先导式安全阀,如图6所示。

      (11)液化石油气站罐泵出口的液相回流管道上一般用安全回流阀。

      (12)负压或操作过程中可能会产生负压的系统一般用真空负压安全阀。

      (13)背压波动较大和有毒易燃的容器或管路系统一般用波纹管安全阀。

      (14)介质凝固点较低的系统一般选用保温夹套式安全阀,如图7所示。

      确定安全阀公称通径的具体步骤是:

      (1)根据《容规》或API520确定安全阀的必须排量;

      (2)根据必须排量通过《容规》附件五中的公式计算安全阀的最小流道面积。

      (3)根据计算所得的面积,选取相应的安全阀公称通径DN。所选用安全阀阀座的喉部截面积应等于或略大于安全阀流道最小流通面积的计算值。具体可查厂家的样本。

      A21F气体安全阀04 - 副本.jpg

       5、选用工厂安全阀选型指南应注意的其它事项

      (1)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、介质性质和材料的工艺性、经济性等多种因素。一般情况下用户可根据制造厂提供的不同型号安全阀的适用温度、压力范围以及适用介质等进行选用。

      (2)特殊结构安全阀的选用

      A、带散热架的安全阀

      这类安全阀一般用于介质温度较高的场合,以便使弹簧腔内的温度降低。通常,当封闭式安全阀使用温度超过期300℃,以及不封闭式安全阀使用温度超过350℃时,应选用带散热架的安全阀。

      B、波纹管安全阀

        对承受有附加背压力的安全阀,而且背压变化量超过整定压力的确良10%时,应选用这类安全阀。另外对使用于有腐蚀性介质的安全阀,为了防止弹簧及导向机构受介质腐蚀,也应选用波纹安全阀。

      (3)常规式安全阀订货须知

      订购一般安全阀应注明下列事项:

      A、安全阀的型号、公称通径

      B、安全阀的整定压力

      (4)特殊安全阀订货须知

      对于特殊安全阀,除了注明安全阀型号、规格、整定压力为,还须注明以下各项:

      A、阀门进出口法兰标准、等级、法兰密封面型式;

      B、使用介质工况、必需排量

      C、阀门承受背压的类型有数值;

      D、封闭式或开放式;

      E、是否带提升扳手。

      A27H弹簧微启式安全阀 - 副本.jpg

      工厂安全阀选型指南的设计原则

      1、设计的产品必须满足用户实际使用的所有要求。

      2、保证实际使用的前提下,所设计的产品应是(如选型、用材等方面)。

      3、如何使安全阀的综合性能达到标准是设计人员的首先原则。

      4、尽可能多地对设计产品做型式试验,以获取性能参数作为设计依据。

      5、正确设计弹簧的刚度,以便内部零件结构的匹配更合理,设计的产品便于装拆和维修。

      6、有较长的使用寿命(包括维修后的寿命)。

      A47H带扳手弹簧微启式安全阀3.jpg

      由于安全阀使用的介质繁多,总体可归纳为三种状态,即蒸汽、气态和液体(临界状态是一种特例)。有时,设计人员借助于冷态试验的手段,对安全阀所得出合格的性能数据,但用于重油(沥青)等介质性能又不一定理想,设计人员又不可能在各种介质的工况条件下做性能试验,这就使得安全阀的设计不能照搬哪种成熟产品模式,而是要根据不同介质的实际使用状况,设计出弹簧刚度适当,内件结构合理的产品。当然,安全阀设计原则最终是要让用户得到满意的产品。但设计好产品的捷径,主要还是来自现场实践经验的积累。