安全閥設(shè)置和選型

                                      安全閥設(shè)置和選型
1 應(yīng)用范圍
1.1 本規(guī)定僅適用于石油化工、化工生產(chǎn)裝置中壓力大于0.2MPa的壓力容器上防超壓用安全閥的設(shè)置
和計(jì)算，不包括壓力大于100MPa的超高壓系統(tǒng)。適用于石油化工、化工生產(chǎn)裝置中上述范圍內(nèi)的壓力容器和管道所用安全閥；不適用于其它行業(yè)的壓力容器上用的安全閥，如各類槽車、各類氣瓶、鍋爐系統(tǒng)、非金屬材料容器，以及核工業(yè)、電力工業(yè)等。上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮?dú)鉁p壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動(dòng)閥門、電動(dòng)閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。同時(shí)，公司可按照客戶的要求進(jìn)行非標(biāo)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、加工。始終以質(zhì)量為本，一切為滿足用戶的經(jīng)營(yíng)理念，不斷引進(jìn)*的新技術(shù)，新工藝、新材料，竭誠(chéng)為用戶提供的閥門產(chǎn)品和更加完善的售后服務(wù)。公司配有車、刨、磨、銑、鉆、焊、自動(dòng)噴涂等機(jī)械設(shè)備二百六十余臺(tái)套，并配有材料分析、理化X線及超聲波探傷儀等專業(yè)檢測(cè)設(shè)備八十余臺(tái)套，同時(shí)設(shè)有閥門研發(fā)中心、控制閥測(cè)控中心、閥門質(zhì)量檢測(cè)中心。上海申弘閥門有限公司是集閥門的研發(fā)生產(chǎn)、銷售及技術(shù)服務(wù)于一體的流體控制企業(yè)，其產(chǎn)品和服務(wù)在化工、石化、石油、液化氣、造紙、采礦、電力、食品、制藥、冶金、輕工、樓宇、市政工程、污水處理、環(huán)保、給排水等領(lǐng)域市場(chǎng)處于地位。公司憑著“生命在于運(yùn)動(dòng)、企業(yè)在與創(chuàng)新”的發(fā)展宗旨，緊跟市場(chǎng)需求，提升產(chǎn)品質(zhì)量，竭誠(chéng)為新老用戶提供具的產(chǎn)品及服務(wù)，確保用戶滿意。

1.2 計(jì)算方法引自《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》和API－520（見2.3節(jié)），在使用本規(guī)定時(shí)，應(yīng)用

同一個(gè)規(guī)范來進(jìn)行泄放量和泄放面積的計(jì)算。
2 名詞
2.1 安全閥
由彈簧作用或由導(dǎo)閥控制的安全閥。當(dāng)入口處靜壓超過設(shè)定壓力時(shí)，閥瓣上升以泄放被保護(hù)系統(tǒng)的超壓，當(dāng)壓力降至回座壓力時(shí)，可自動(dòng)關(guān)閉的安全泄放閥。
2.2 導(dǎo)閥
控制主閥動(dòng)作的輔助壓力泄放閥。
2.3 全啟式安全閥
當(dāng)安全閥入口處的靜壓達(dá)到其設(shè)定壓力時(shí)，閥瓣迅速上升至大高度，大限度地排出超壓的物料。一般用于可壓縮流體。閥瓣的大上升高度不小于喉徑的1/4。
2.4 微啟式安全閥
當(dāng)安全閥入口處的靜壓達(dá)到其設(shè)定壓力時(shí)，閥瓣位置隨入口壓力的升高而成比例的升高，大限度
地減少應(yīng)排出的物料。一般用于不可壓縮流體。閥瓣的大上升高度不小于喉徑的1／20～1／40。
2.5 彈簧式安全閥
由彈簧作用的安全閥。其設(shè)定壓力由彈簧控制，其動(dòng)作特性受背壓的影響。
2.6 背壓平衡式安全閥
由彈簧作用的安全閥。其設(shè)定壓力由彈簧控制，用活塞或波紋管減少背壓對(duì)其動(dòng)作性能的影響。
2.7 導(dǎo)閥式安全閥
由導(dǎo)閥控制的安全閥。其設(shè)定壓力由導(dǎo)閥控制，其動(dòng)作性能基本上不受背壓的影響。當(dāng)導(dǎo)閥失靈時(shí)，
主閥仍能在不超過泄放壓力時(shí)自動(dòng)開啟，并排出全部額定泄放量。
2.8 主安全閥
主安全閥是被保護(hù)系統(tǒng)的主要安全泄放裝置，其泄放面積是基于大可能事故工況下的泄放量。
2.9 輔助安全閥
輔助安全閥（有時(shí)多于一個(gè)）是主安全閥的輔助裝置，提供除主安全閥以外的附加泄放面積。用于
非大可能事故工況下的超壓泄放。
2.10 實(shí)際泄放面積
流體經(jīng)過安全閥的小流通面積。
2.11 有效泄放面積（小泄放面積）
用公式或圖表計(jì)算的泄放面積。有效泄放面積要小于實(shí)際泄放面積。
2.12 喉徑面積
安全閥噴嘴中小直徑處的截面積。
2.13 環(huán)隙面積
安全閥的閥瓣與閥座之間的圓柱形面積。
2.14 大工作壓力
系指容器在正常工作情況下容器頂部可能達(dá)到的大壓力。見《設(shè)備和管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫
度的確定》（SLDI 233A11－98）規(guī)定。
2.15 設(shè)計(jì)壓力
系指設(shè)定的容器頂部的高壓力，應(yīng)不小于安全閥的設(shè)定壓力（開啟壓力）。
2.16 安全閥的設(shè)定壓安全閥入口處的靜壓達(dá)到該值時(shí)，安全閥將動(dòng)作。設(shè)定壓力要求不大于被保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)低的設(shè)計(jì)壓
力。
2.17 安全閥的開啟壓力（整定壓力）
安全閥的閥瓣開始升起，物料連續(xù)流出時(shí)的壓力。數(shù)值與設(shè)定壓力相同。
2.18 安全閥的背壓
作用在安全閥出口處的壓力。背壓分為靜背壓和動(dòng)背壓。靜背壓是指安全閥未起跳時(shí)閥出口處的壓
力；動(dòng)背壓是指安全閥起跳后，由于流體的流動(dòng)引起的磨擦壓力降值。
2.19 安全閥的超壓
在泄放過程中，安全閥入口處的壓力超過設(shè)定壓力的部分。通常以百分?jǐn)?shù)表示。
2.20 安全閥的泄放壓力
安全閥的閥芯升到大高度后閥入口處的壓力。泄放壓力等于設(shè)定壓力加超壓。
2.21 安全閥的回座壓力
安全閥起跳后，隨著被保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)壓力的下降，閥芯重新回到閥座時(shí)的壓力。
2.22 大允許工作壓力
系指在設(shè)計(jì)溫度下，容器頂部所允許承受的大表壓力。該壓力是根據(jù)容器受壓元件的有效厚度計(jì)
算所得，且取其小值。
3 引用標(biāo)準(zhǔn)
3.1 《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（勞動(dòng)部頒發(fā)，1991年1月1日施行）
3.2 GB150－89《鋼制壓力容器》
3.3 API－520《Sizing Selection and Installation of Pressure－Relieving Devices in Refineries》1992.（美
國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)）
3.4 API－526《Flanged Steel Safety－Relief Valves》（美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)）
4 壓力關(guān)系表
壓力關(guān)系見表4.1。
表4.1 表明了不同情況下被保護(hù)系統(tǒng)設(shè)置安全閥的大泄放壓力、大設(shè)定壓力的數(shù)值與被保護(hù)容器的設(shè)計(jì)壓力（或大允許工作壓力）數(shù)值的比例關(guān)系。
5 安全閥的設(shè)置
5.1 安全閥適用于清潔、無顆粒、低粘度流體。凡必須安裝安全泄壓裝置而又不適合安裝安全閥的場(chǎng)所，應(yīng)安裝爆破片或安全閥與爆破片串聯(lián)使用。
5.2 凡屬下列情況之一的容器必須安裝安全閥：
5.2.1 獨(dú)立的壓力系統(tǒng)（有切斷閥與其它系統(tǒng)分開）。該系統(tǒng)指全氣相、全液相或氣相連通；
5.2.2 容器的壓力物料來源處沒有安全閥的場(chǎng)合；
5.2.3 設(shè)計(jì)壓力小于壓力來源處的壓力的容器及管道；5.2.4 容積式泵和壓縮機(jī)的出口管道；
5.2.5 由于不凝氣的累積產(chǎn)生超壓的容器；
5.2.6 加熱爐出口管道上如設(shè)有切斷閥或控制閥時(shí)，在該閥上游應(yīng)設(shè)置安全閥；
5.2.7 由于工藝事故、自控事故、電力事故、火災(zāi)事故和公用工程事故引起的超壓部位；
5.2.8 液體因兩端閥門關(guān)閉而產(chǎn)生熱膨脹的部位；
5.2.9 凝氣透平機(jī)的蒸汽出口管道；
5.2.10 某些情況下，由于泵出口止回閥的泄漏，則在泵的入口管道上設(shè)置安全閥；
5.2.11 其它應(yīng)設(shè)置安全閥的地方。
6 安全閥形式的選擇
6.1 排放氣體或蒸汽時(shí)，選用全啟式安全閥。
6.2 排放液體時(shí)，選用全啟式或微啟式安全閥。
6.3 排放水蒸汽或空氣時(shí)，可選用帶扳手的安全閥。
6.4 對(duì)設(shè)定壓力大于3MPa，溫度超過235℃的氣體用安全閥，則選用帶散熱片的安全閥，以防止泄放
介質(zhì)直接沖蝕彈簧。
6.5 排放介質(zhì)允許泄漏至大氣的，選用開式閥帽安全閥；不允許泄漏至大氣的，選用閉式閥帽安閥。
6.6 排放有劇毒、有強(qiáng)腐蝕、有極度危險(xiǎn)的介質(zhì)，選用波紋管安全閥。
6.7 高背壓的場(chǎng)合，選用背壓平衡式安全閥或?qū)чy控制式安全閥。
6.8 在某些重要的場(chǎng)合，有時(shí)要安裝互為備用的兩個(gè)安全閥。兩個(gè)安全閥的進(jìn)口和出口切斷閥宜采用機(jī)械聯(lián)鎖裝置，以確保在任何時(shí)候（包括維修，檢修期間）都能滿足容器所要求的泄放面積。
7 各種事故工況下泄放量的計(jì)算
7.1 閥門誤關(guān)閉
7.1.1 出口閥門關(guān)閉，入口閥門未關(guān)閉時(shí)，泄放量為被關(guān)閉的管道大正常流量。
7.1.2 管道兩端的切斷閥關(guān)閉時(shí)，泄放量為被關(guān)閉液體的膨脹量。此類安全閥的入口一般不大DN25。但對(duì)于大口徑、長(zhǎng)距離管道和物料為液化氣的管道，液體膨脹量按式(7.1)計(jì)算。
7.1.3 換熱器冷側(cè)進(jìn)出口閥門關(guān)閉時(shí)，泄放量按正常工作輸入的熱量計(jì)算，計(jì)算公式見式(7.1)。
7.1.4 充滿液體的容器，進(jìn)出口閥門全部關(guān)閉時(shí)，泄放量按正常工作輸入的熱量計(jì)算。按式(7.1)計(jì)算
7.2 循環(huán)水故障
7.2.1 以循環(huán)水為冷媒的塔頂冷凝器，當(dāng)循環(huán)水發(fā)生故障（斷水）時(shí)，塔頂設(shè)置的安全閥泄放量為正
常工作工況下進(jìn)入冷凝器的大蒸汽量。
7.2.2 以循環(huán)水為冷媒的其它換熱器，當(dāng)循環(huán)水發(fā)生故障（斷水）時(shí)，應(yīng)仔細(xì)分析影響的范圍，確定泄放量。
7.3 電力故障
7.3.1 停止供電時(shí)，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的塔頂回流泵、塔側(cè)線回流泵將停止轉(zhuǎn)動(dòng)，塔頂設(shè)置的安全閥的泄放量為該事故工況下進(jìn)入塔頂冷凝器的蒸汽量。
7.3.2 塔頂冷凝器為不裝百葉的空冷器時(shí)，在停電情況下，塔頂設(shè)置的安全閥的泄放量為正常工作工
況下，進(jìn)入冷凝器的大蒸汽量的75％。
7.3.3 停止供電時(shí)，要仔細(xì)分析停電的影響范圍，如泵、壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、閥門的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等，以確定
足夠的泄放量。
7.4 不凝氣的積累
7.4.1 若塔頂冷凝器中有較多無法排放的不凝氣，則塔頂設(shè)置的安全閥的泄放量與7.2規(guī)定相同。
7.4.2 其它積累不凝氣的場(chǎng)合，要分析其影響范圍，以確定泄放量。
7.5 控制閥故障
7.5.1 安裝在設(shè)備出口的控制閥，發(fā)生故障時(shí)若處于全閉位置，則所設(shè)安全閥的泄放量為流經(jīng)此控閥的大正常流量。
7.5.2 安裝在設(shè)備入口的控制閥，發(fā)生故障時(shí)若處于全開位置時(shí)；
a) 對(duì)于氣相管道，如果滿足低壓側(cè)的設(shè)計(jì)壓力小于高壓側(cè)的設(shè)計(jì)壓力的2/3，則安全閥的泄放量
應(yīng)按式(7.5)計(jì)算：如果高壓側(cè)物料有可能向低壓側(cè)傳熱，則必須考慮傳熱的影響。
b) 對(duì)于液相管道，安全閥的泄放量為控制閥大通過量與正常流量之差，并且要估計(jì)高壓側(cè)物料有無閃蒸。
7.6 過度熱量輸入
換熱器熱媒側(cè)的控制閥失靈全開、切斷閥誤開，設(shè)備的加熱夾套、加熱盤管的切斷閥誤開等工況下，以過度熱量的輸入而引起的氣體蒸發(fā)量或液體的膨脹量來計(jì)。如還需了解更多安全閥選用資料，請(qǐng)點(diǎn)擊安全閥選用查看。