主要作用:
安全閥在系統(tǒng)中起安全保護(hù)作用。當(dāng)系統(tǒng)壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí),安全閥打開(kāi),將系統(tǒng)中的一部分氣體/流體排入大氣/管道外,使系統(tǒng)壓力不超過(guò)允許值,從而保證系統(tǒng)不因壓力過(guò)高而發(fā)生事故。
技術(shù)名詞:
公稱壓力:表示安全閥在常溫狀態(tài)下的最高許用壓力,高溫設(shè)備用的安全閥不應(yīng)考慮高溫下材料許用應(yīng)力的降低。安全閥是按公稱壓力標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的。
開(kāi)啟壓力:也叫額定壓力或整定壓力,是指安全閥閥瓣在運(yùn)行條件下開(kāi)始升起時(shí)的進(jìn)口壓力,在該壓力下,開(kāi)始有可測(cè)量的開(kāi)啟高度,介質(zhì)呈可由視覺(jué)或聽(tīng)覺(jué)感知的連續(xù)排放狀態(tài)。
排放壓力:閥瓣達(dá)到規(guī)定開(kāi)啟高度時(shí)的進(jìn)口壓力。排放壓力的上限需服從國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范的要求。
超過(guò)壓力:排放壓力與開(kāi)啟壓力之差,通常用開(kāi)啟壓力的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。
回座壓力:排放后閥瓣重新與閥座接觸,即開(kāi)啟高度變?yōu)榱銜r(shí)的進(jìn)口壓力。
啟閉壓差:開(kāi)啟壓力與回座壓力之差,通常用回座壓力與開(kāi)啟壓力的百分比表示,只有當(dāng)開(kāi)啟壓力很低時(shí)采用二者壓力差來(lái)表示。
背壓力:安全閥出口處的壓力。
額定排放壓力:標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定排放壓力的上限值。
密封試驗(yàn)壓力:進(jìn)行密封試驗(yàn)的進(jìn)口壓力,在該壓力下測(cè)量通過(guò)關(guān)閉件密封面的泄漏率。
開(kāi)啟高度:閥瓣離開(kāi)關(guān)閉位置的實(shí)際升程。
流道面積:指閥瓣進(jìn)口端到關(guān)閉件密封面間流道的最小截面積,用來(lái)計(jì)算無(wú)任何阻力影響時(shí)的理論排量。
流道直徑:對(duì)應(yīng)用于流道面積的直徑。
簾面積:當(dāng)閥瓣在閥座上方時(shí),在其密封面之間形成的圓柱面形或圓錐面形通道面積。
排放面積:閥門(mén)排放時(shí)流體通道的最小截面積。對(duì)于全啟示安全閥,排放面積等于流道面積;對(duì)于微啟式安全閥,排放面積等于簾面積。
理論排量:是流道截面積與安全閥流道面積相等的理想噴管的計(jì)算排量。
排量系數(shù):實(shí)際排量與理論排量的比值。
額定排量系數(shù):排量系數(shù)與減低系數(shù)(取0.9)的乘積。
額定排量:指實(shí)際排量中允許作為安全閥適用基準(zhǔn)的那一部分。
當(dāng)量計(jì)算排量:指壓力、溫度、介質(zhì)性質(zhì)等條件與額定排量的適用條件相同時(shí),安全閥的計(jì)算排量。
頻跳:安全閥閥瓣迅速異常地來(lái)回運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)中閥瓣接觸閥座。
顫振:安全閥閥瓣迅速異常地來(lái)回運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)中閥瓣不接觸閥座。
操作方法:
開(kāi)啟壓力的調(diào)整:
?、侔踩y出廠前,應(yīng)逐臺(tái)調(diào)整其開(kāi)啟壓力到用戶要求的整定值。若用戶提出彈簧工作壓力級(jí),則按一般應(yīng)按壓力級(jí)的下限值調(diào)整出廠。
②使用者在將安全閥安裝到被保護(hù)設(shè)備上之前或者在安裝之前,必須在安裝現(xiàn)場(chǎng)重新進(jìn)行調(diào)整,以確保安全閥的整定壓力值符合要求。
③在銘牌注明的彈簧工作壓力級(jí)范圍內(nèi),通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿改變彈簧壓縮量,即可對(duì)開(kāi)啟壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。
?、茉谛D(zhuǎn)調(diào)整螺桿之前,應(yīng)使閥進(jìn)口壓力降低到開(kāi)啟壓力的 90%以下,以防止旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿時(shí)閥瓣被帶動(dòng)旋轉(zhuǎn),以致?lián)p傷密封面。
?、轂楸WC開(kāi)啟壓力值準(zhǔn)確,應(yīng)使調(diào)整時(shí)的介質(zhì)條件,如介質(zhì)種類、溫度等盡可能接近實(shí)際運(yùn)行條件。介質(zhì)種類改變,特別是當(dāng)介質(zhì)聚積態(tài)不同時(shí)(例如從液相變?yōu)闅庀?,開(kāi)啟壓力常有所變化。工作溫度升高時(shí),開(kāi)啟壓力一般有所降低。故在常溫下調(diào)整而用于高溫時(shí),常溫下的整定壓力值應(yīng)略高于要求的開(kāi)啟壓力值。高到什么程度與閥門(mén)結(jié)構(gòu)和材質(zhì)選用都有關(guān)系,應(yīng)以制造廠的說(shuō)明為根據(jù)。
?、蕹R?guī)安全閥用于固定附加背壓的場(chǎng)合,當(dāng)在檢驗(yàn)后調(diào)整開(kāi)啟壓力時(shí)(此時(shí)背壓為大氣壓),其整定值應(yīng)為要求的開(kāi)啟壓力值減去附加背壓值。
排放和回座壓力的調(diào)整:
?、僬{(diào)整閥門(mén)排放壓力和回座壓力,必須進(jìn)行閥門(mén)達(dá)到全開(kāi)啟高度的動(dòng)作試驗(yàn),因此,只有在大容量的試驗(yàn)裝置上或者在安全閥安裝到被保護(hù)設(shè)備上之后才可能進(jìn)行。其調(diào)整方法依閥門(mén)結(jié)構(gòu)不同而不同。
②對(duì)于帶反沖盤(pán)和閥座調(diào)節(jié)圈的結(jié)構(gòu),是利用閥座調(diào)節(jié)圈來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。擰下調(diào)節(jié)圈固定螺釘,從露出的螺孔伸人一根細(xì)鐵棍之類的工具,即可撥動(dòng)調(diào)節(jié)圈上的輪齒,使調(diào)節(jié)圈左右轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)使調(diào)節(jié)圈向左作逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí),其位置升高,排放壓力和回座壓力都將有所降低。反之,當(dāng)使調(diào)節(jié)圈向右作順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí),其位置降低,排放壓力和回座壓力都將有所升高。每一次調(diào)整時(shí),調(diào)節(jié):圈轉(zhuǎn)動(dòng)的幅度不宜過(guò)大(一般轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)齒即可)。每次調(diào)整后都應(yīng)將固定螺釘擰上,使其端部位于調(diào)節(jié)圈兩齒之間的凹槽內(nèi),既能防止調(diào)節(jié)圈轉(zhuǎn)動(dòng),又不對(duì)調(diào)節(jié)圈產(chǎn)生徑向壓力。為了安全起見(jiàn),在撥動(dòng)調(diào)節(jié)圈之前,應(yīng)使安全閥進(jìn)口壓力適當(dāng)降低(一般應(yīng)低于開(kāi)啟壓力的90%),以防止在調(diào)整時(shí)閥門(mén)突然開(kāi)啟,造成事故。
?、蹖?duì)于具有上、下調(diào)節(jié)圈(導(dǎo)向套和閥座上各有一個(gè)調(diào)節(jié)圈)的結(jié)構(gòu),其調(diào)整要復(fù)雜一些。閥座調(diào)節(jié)圈用來(lái)改變閥瓣與調(diào)節(jié)圈之間通道的大小,從而改變閥門(mén)初始開(kāi)啟時(shí)壓力在閥瓣與調(diào)節(jié)圈之間腔室內(nèi)積聚程度的大小。當(dāng)升高閥座調(diào)節(jié)圈時(shí),壓力積聚的程度增大,從而使閥門(mén)比例開(kāi)啟的階段減小而較快地達(dá)到突然的急速開(kāi)啟。因此,升高閥座調(diào)節(jié)圈能使排放壓力有所降低。應(yīng)當(dāng)注意的是,閥座調(diào)節(jié)圈亦不可升高到過(guò)分接近閥瓣。那樣,密封面處的泄漏就可能導(dǎo)致閥門(mén)過(guò)早地突然開(kāi)啟,但由于此時(shí)介質(zhì)壓力還不足以將閥瓣保持在開(kāi)啟位置,閥瓣隨即又關(guān)閉,于是閥門(mén)發(fā)生頻跳。閥座調(diào):《圈主要用來(lái)縮小閥門(mén)比例,開(kāi)啟的階段和調(diào)節(jié)排放壓力,同時(shí)也對(duì)回座壓力有所影響。
上調(diào)節(jié)圈用來(lái)改變流動(dòng)介質(zhì)在閥瓣下側(cè)反射后折轉(zhuǎn)的角度,從而改變流體作用力的大小,以此來(lái)調(diào)節(jié)回座壓力。升高上調(diào)節(jié)圈時(shí),折轉(zhuǎn)角減小,流體作用力隨之減小,從而使回座壓力增高。反之,當(dāng)降低上調(diào)節(jié)圈時(shí),回座壓力降低。當(dāng)然,上調(diào)節(jié)圈在改變回座壓力的同時(shí),也影響到排放壓力,即升高上調(diào)節(jié)圈使排放壓力有所升高,降低上調(diào)節(jié)圈使排放壓力有所降低,但其影響程度不如回座壓力那樣明顯。
安全閥鉛封:
安全閥調(diào)整完畢,應(yīng)加以鉛封,以防止隨便改變已調(diào)整好的狀況。當(dāng)對(duì)安全閥進(jìn)行整修時(shí),在拆卸閥門(mén)之前應(yīng)記下調(diào)整螺桿和調(diào)節(jié)圈的位置,以便于修整后的調(diào)整工作。重新調(diào)整后應(yīng)再次加以鉛封。
常見(jiàn)故障
排放后閥瓣不回座:這主要是彈簧彎曲閥桿、閥瓣安裝位置不正或被卡住造成的。應(yīng)重新裝配。
泄漏:在設(shè)備正常工作壓力下,閥瓣與閥座密封面之間發(fā)生超過(guò)允許程度的滲漏。其原因有:閥瓣與閥座密封面之間有臟物。可使用提升扳手將閥開(kāi)啟幾次,把臟物沖去;密封面損傷。應(yīng)根據(jù)損傷程度,采用研磨或車削后研磨的方法加以修復(fù);閥桿彎曲、傾斜或杠桿與支點(diǎn)偏斜,使閥芯與閥瓣錯(cuò)位。應(yīng)重新裝配或更換;彈簧彈性降低或失去彈性。應(yīng)采取更換彈簧、重新調(diào)整開(kāi)啟壓力等措施。
[span]到規(guī)定壓力時(shí)不開(kāi)啟:造成這種情況的原因是定壓不準(zhǔn)。應(yīng)重新調(diào)整彈簧的壓縮量或重錘的位置;閥瓣與閥座粘住。應(yīng)定期對(duì)安全閥作手動(dòng)放氣或放水試驗(yàn);杠桿式安全閥的杠桿被卡住或重錘被移動(dòng)。應(yīng)重新調(diào)整重錘位置并使杠桿運(yùn)動(dòng)自如。[span]
排氣后壓力繼續(xù)上升:這主要是因?yàn)檫x用的安全閥排量小于設(shè)備的安全泄放量,應(yīng)重新選用合適的安全閥;閥桿中線不正或彈簧生銹,使閥瓣不能開(kāi)到應(yīng)有的高度,應(yīng)重新裝配閥桿或更換彈簧;排氣管截有不夠,應(yīng)采取符合安全排放面積的排氣管。
閥瓣頻跳或振動(dòng):主要是由于彈簧剛度太大。應(yīng)改用剛度適當(dāng)?shù)膹椈?調(diào)節(jié)圈調(diào)整不當(dāng),使回座壓力過(guò)高。應(yīng)重新調(diào)整調(diào)節(jié)圈位置;排放管道阻力過(guò)大,造成過(guò)大的排放背壓。應(yīng)減小排放管道阻力。
不到規(guī)定壓力開(kāi)啟:主要是定壓不準(zhǔn);彈簧老化彈力下降。應(yīng)適當(dāng)旋緊調(diào)整螺桿或更換彈簧。
選用原則
1、蒸汽鍋爐安全閥,一般選用敞開(kāi)全啟式彈簧安全閥0490系列;
2、液體介質(zhì)用安全閥,一般選用微啟式彈簧安全閥0485系列;
3、空氣或其他氣體介質(zhì)用安全閥,一般選用全啟式彈簧安全閥;
4、液化石油氣汽車槽車或液化石油氣鐵路罐車用安全閥,一般選用全啟式內(nèi)裝安全閥;
5、采油井出口用安全閥,一般選用先導(dǎo)式安全閥;
6、蒸汽發(fā)電設(shè)備的高壓旁路安全閥,一般選用具有安全和控制雙重功能的先導(dǎo)式安全閥
7、若要求對(duì)安全閥做定期開(kāi)啟試驗(yàn)時(shí),應(yīng)選用帶提升扳手的安全閥。當(dāng)介質(zhì)壓力達(dá)到開(kāi)啟壓力的75%以上時(shí),可利用提升扳手將閥瓣從閥座上略為提起,以檢查安全閥開(kāi)啟的靈活性;
8、若介質(zhì)溫度較高時(shí),為了降低彈簧腔室的溫度,一般當(dāng)封閉式安全閥使用溫度超過(guò)300℃及敞開(kāi)式安全閥使用溫度超過(guò)350℃時(shí),應(yīng)選用帶散熱器的安全閥;
9、若安全閥出口背壓是變動(dòng)的,其變化量超過(guò)開(kāi)啟壓力的10%時(shí),應(yīng)選用波紋管安全閥;
10、若介質(zhì)具有腐蝕性時(shí),應(yīng)選用波紋管安全閥,防止重要零件因受介質(zhì)腐蝕而失效。
11、安全閥的安裝和維護(hù)應(yīng)注意以下事項(xiàng)施工、安裝要點(diǎn) 1)、安裝位置、高度、進(jìn)出口方向必須符合設(shè)計(jì)要求,注意介質(zhì)流動(dòng)的方向應(yīng)與閥體所標(biāo)箭頭方向一致,連接應(yīng)牢固緊密。 2)、閥門(mén)安裝前必須進(jìn)行外觀檢查,閥門(mén)的銘牌應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《通用閥門(mén)標(biāo)志》GB 12220的規(guī)定。對(duì)于工作壓力大于1.0 MPa 及在主干管上起到切斷作用的閥門(mén),安裝前應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度和嚴(yán)密性能試驗(yàn),合格后方準(zhǔn)使用。強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí),試驗(yàn)壓力為公稱壓力的1.5倍,持續(xù)時(shí)間不少于5min,閥門(mén)殼體、填料應(yīng)無(wú)滲漏為合格。嚴(yán)密性試驗(yàn)時(shí),試驗(yàn)壓力為公稱壓力的1.1倍;試驗(yàn)持續(xù)的時(shí)間符合GB 50243的要求. 1.各種安全閥都應(yīng)垂直安裝。
12、安全閥出口處應(yīng)無(wú)阻力,避免產(chǎn)生受壓現(xiàn)象。
13、安全閥在安裝前應(yīng)專門(mén)測(cè)試,并檢查其密封性。
14、對(duì)使用中的安全閥應(yīng)作定期檢查。
安裝要點(diǎn):
設(shè)置要點(diǎn)
設(shè)置安全閥時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)容器內(nèi)有氣、液兩相物料時(shí)安全閥應(yīng)裝在氣相部分。
(2)安全閥用于泄放可燃液體時(shí),安全閥的出口應(yīng)與事故貯罐相連。當(dāng)泄放的物料是高溫可燃物時(shí),其接收容器應(yīng)有相應(yīng)的防護(hù)設(shè)施。
(3)一般安全閥可就地放空,放空口應(yīng)高出操作人員1米(m)以上且不應(yīng)朝向15米(m)以內(nèi)的明火地點(diǎn)、散發(fā)火花地點(diǎn)及高溫設(shè)備。室內(nèi)設(shè)備、容器的安全閥放空口應(yīng)引出房頂,并高出房頂2米(m)以上。
(4)當(dāng)安全閥入口有隔斷閥時(shí),隔斷閥應(yīng)處于常開(kāi)狀態(tài),并要加以鉛封,以免出錯(cuò)。
進(jìn)出口管道
(1)安全閥與鍋爐或壓力容器之間的連接管和管件的通孔,其截面積不得小于安全閥的進(jìn)口截面積;如果幾個(gè)安全閥共用一個(gè)進(jìn)口管道時(shí),進(jìn)口管道的流通截面積不小于安全閥的進(jìn)口截面積之和。
(2)安全閥與鍋爐的汽包、聯(lián)箱之間~般不得裝設(shè)截止閥門(mén),或取用蒸汽的引出管。安全閥與壓力容器之間~般不宜裝設(shè)截止閥門(mén)或其他引出管;對(duì)于盛裝毒性程度為極高、高度、中度危害,易燃、腐蝕、黏性介質(zhì)或貴重介質(zhì)的壓力容器,經(jīng)使用單位主管壓力容器的技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn),并制定可靠的防范措施,方可在安全閥與壓力容器之間裝設(shè)截止閥。壓力容器正常運(yùn)行期間,截止閥必須保持全開(kāi),加鉛封或鎖定。截止閥的結(jié)構(gòu)和通徑,應(yīng)不得妨礙安全閥的安全泄放。
(3)采用螺紋連接的彈簧式安全閥,要與帶有螺紋的短管相連接,而短管與簡(jiǎn)體、集箱間要采用焊接連接。
(4)安全閥必須裝設(shè)排放管。排放管要盡量避免曲折和急轉(zhuǎn)彎,以盡量減少阻力。排放管要直通安全地點(diǎn),并有足夠的流通截面積,保證排汽暢通。對(duì)于能相互作用產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的安全閥,不能共享一根排放管;當(dāng)安全閥安裝在有腐蝕性、可燃?xì)怏w的設(shè)備上,排放時(shí)還應(yīng)采取防腐蝕或防著火爆炸措施;當(dāng)裝設(shè)安全閥的設(shè)備內(nèi)為有毒介質(zhì),且該介質(zhì)的蒸汽密度大于空氣密度時(shí),從安全閥排出的介質(zhì)及蒸汽要引入到密閉的系統(tǒng)中,并從封閉系統(tǒng)回收到生產(chǎn)中使用。
(5)安全閥排放管要固定,以免使安全閥產(chǎn)生過(guò)大的附加應(yīng)力或引起振動(dòng)。
(6)露天安裝的安全閥,要設(shè)有防止氣溫低于0oC時(shí)、閥內(nèi)介質(zhì)所含水分結(jié)冰而影響安全閥排放的可靠措施。
(7)安全閥介質(zhì)結(jié)晶溫度高于最低環(huán)境溫度時(shí),安全閥必須設(shè)有保溫夾套,并安裝保溫吹掃蒸汽,防止介質(zhì)結(jié)晶堵塞安全閥,影響安全閥的正常動(dòng)作性能。安全閥的進(jìn)出口管道也必須設(shè)計(jì)成帶蒸汽保溫夾套管或者增加保溫蒸汽伴管,防止介質(zhì)結(jié)晶堵塞管道。
維護(hù)
1、安全閥要有防止重錘自行移動(dòng)的裝置和限制杠桿越軌的導(dǎo)架,彈簧式安全閥要有提升手把和防止隨便擰動(dòng)調(diào)整螺釘?shù)难b置。
2、它應(yīng)垂直安裝在鍋商、集箱的最高位置。在安全閥和鍋筒或集箱之間,不得裝有取用蒸汽的出口管和閥門(mén)。
3、安全閥與鍋爐的連接管,其截面積應(yīng)不小于安全閥的進(jìn)口截面積。如果幾個(gè)安全閥共同裝設(shè)在一根與鍋筒直接相連的短管上,短管的通路截面積應(yīng)不步于所有安全閥排汽面積的1.25倍。
4、對(duì)于額定蒸汽壓力小于或等于3.82MPa的鍋爐,安全閥喉徑不應(yīng)小于25mm;對(duì)于額定蒸汽壓力大于3.82MPa的鍋爐,安全閥喉徑不應(yīng)小于20mm。
5、安全閥一般應(yīng)裝設(shè)排汽管,排汽管應(yīng)直通安全地點(diǎn),并有足夠的截面積,保證排汽暢通。安全閥排氣管底部應(yīng)裝有接到安全地點(diǎn)的疏水管,在排氣管和疏水管上都不允許裝設(shè)閥門(mén)。
6、壓力容器的安全閥最好直接裝在壓力容器本體的最高位置上。液化氣體貯罐的安全閥必須裝設(shè)在氣相部位。一般可用短管與容器連接,則此安全閥短管的直徑應(yīng)不小于安全閥的閥徑。
7、安全閥與容器之間一般不得裝設(shè)閥門(mén),對(duì)易燃易爆或黏性介質(zhì)的容器,為了安全閥的清洗或更換方便,可裝設(shè)截止閥,該截止閥在正常操作時(shí)必須全開(kāi)并加鉛封,避免亂動(dòng)。
8、額定蒸發(fā)量大于0.5t/h的鍋爐,至少裝設(shè)兩個(gè)安全閥;額定蒸發(fā)量小于或等于0.5t/h的鍋爐,至少裝一個(gè)安全閥??煞质绞∶浩鞒隹谔?、蒸汽過(guò)熱器出口處都必須裝設(shè)安全閥。
9、對(duì)易燃易爆或有毒介質(zhì)的壓力容器,安全閥排出的介質(zhì)必須有安全裝置和回收系統(tǒng)。杠桿式安全閥的安裝必須保持鉛垂位置,彈簧安全閥也最好垂直安裝,以免影響其動(dòng)作。安裝時(shí)還應(yīng)注意配合、零件的同軸度和應(yīng)使各個(gè)螺栓均勻受力。
10、安全閥的出口應(yīng)無(wú)阻力,避免背壓現(xiàn)象,若裝設(shè)排泄管,其內(nèi)徑應(yīng)大于安全閥的出口通徑,安全閥排除口應(yīng)注意防凍,對(duì)盛裝易燃或有毒、劇毒介質(zhì)的容器,排泄管應(yīng)直通室外安全地點(diǎn)或有進(jìn)行妥善處理的設(shè)施,排泄管不準(zhǔn)裝設(shè)任何閥門(mén)。
11、新裝安全閥應(yīng)附有產(chǎn)品合格證,安裝前要進(jìn)行復(fù)校,加以鉛封并出具安全閥校驗(yàn)。
12、承壓設(shè)備與安全閥之間不得裝有任何閥門(mén),對(duì)盛易燃、易爆、有毒或粘性介質(zhì)的容器,為便于更換、清洗,可裝截止閥,其結(jié)構(gòu)和通徑尺寸不應(yīng)妨礙安全閥的正常運(yùn)行。正常運(yùn)行時(shí),截止閥必須全開(kāi)并加鉛封。
安全閥屬于自動(dòng)閥類,主要用于鍋爐、壓力容器和管道上,控制壓力不超過(guò)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。
結(jié)構(gòu)示意圖: