安全泄放閥選用的一般原則
一 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)。而有的用戶(hù)和設(shè)計(jì)部門(mén)在選型時(shí),總是選錯(cuò)型號(hào)。為此本文對(duì)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,從管理規(guī)則上看,直接安裝在蒸汽鍋爐或一類(lèi)壓力容器上,其必要條件是必須得到技術(shù)監(jiān)督部門(mén)認(rèn)可的閥門(mén),狹義上稱(chēng)之為安全閥,其他一般稱(chēng)之為泄放閥。安全閥與泄放閥在結(jié)構(gòu)和性能上很相似,二者都是在超過(guò)開(kāi)啟壓力時(shí)自動(dòng)排放內(nèi)部的介質(zhì),以保證生產(chǎn)裝置的安全。由干存在這種本質(zhì)上類(lèi)似性,人們?cè)谑褂脮r(shí),往往將二者混同,另外,有些生產(chǎn)裝置在規(guī)則上也規(guī)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(xiàn)了許多間題。如果要將二者作出比較明確的定義,則可按照《ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范》第一篇中所闡述的定義來(lái)理解:
(l)安全閥(Safety Valve)一種由閥前介質(zhì)靜壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)泄壓裝置。其特征為具有突開(kāi)的全開(kāi)啟動(dòng)作。用于氣體或蒸汽的場(chǎng)合,如圖1。
(2)泄放閥(Relief Valve),又稱(chēng)溢流閥一種由閥前介質(zhì)靜壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)泄壓裝置。它隨壓力超過(guò)開(kāi)啟力的增長(zhǎng)而按比例開(kāi)啟。主要用于流體的場(chǎng)合。如圖2所示。
(3)安全泄放閥(Safet Relief Valve),又稱(chēng)安全溢流閥一種由介質(zhì)壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)泄壓裝置。根據(jù)使用場(chǎng)合不同既適用作安全閥也適用作泄放閥。 以日本為例,給安全閥和泄放閥作出明確定義的比較少,一般用作鍋爐這類(lèi)大型貯能壓力容器的安全裝置稱(chēng)之為安全閥,安裝在管道上或其他設(shè)設(shè)施上的稱(chēng)之為泄放閥。不過(guò),若按日本通產(chǎn)省的《火力發(fā)電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定看,設(shè)備上安全保障的重要部分,指定使用安全閥,如鍋爐、過(guò)熱器、再熱器等。而在減壓閥的下側(cè)需要與鍋爐和渦輪機(jī)相接的場(chǎng)合,都需要安裝泄放閥或安全閥。如此看,安全閥要求比泄放閥更具可靠性。另外,從日本勞動(dòng)省的高壓氣體管理規(guī)則、運(yùn)輸省及各級(jí)船舶協(xié)會(huì)的規(guī)則中,對(duì)安全排放量的認(rèn)定和規(guī)定來(lái)看,我們把保證了排放量的稱(chēng)之為安全閥,而不保證排放量的閥門(mén)稱(chēng)作泄放閥。在國(guó)內(nèi)不論全啟式或微啟式統(tǒng)稱(chēng)為安全閥。
三、選型
1.分類(lèi)
目前大量生產(chǎn)的安全閥有彈簧式和桿式兩大類(lèi)。另外還有沖量式安全閥、先導(dǎo)式安全閥、安全切換閥、安全解壓閥、靜重式安全閥等。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,如圖3。杠桿式安全閥主要依靠杠桿重錘的作用力而工作,但由于杠桿式安全閥體積龐大往往限制了選用范圍。溫度較高時(shí)選用帶散熱器的安全閥。
安全閥的主要參數(shù)是排量,這個(gè)排量決定于閥座的口徑和閥瓣的開(kāi)啟高度,由開(kāi)啟高度不同,又分為微啟式和全啟式兩種。微啟式是指閥瓣的開(kāi)啟高度為閥座喉徑的1/40~l/20。全啟式是指閥瓣的開(kāi)啟高度為閥座喉徑的1/4。
2.安全閥的選用
由操作壓力決定安全閥的公稱(chēng)壓力,由操作溫度決定安全閥的使用溫度范圍,由計(jì)算出的安全閥的定壓值決定彈簧或杠桿的定壓范圍,再根據(jù)使用介質(zhì)決定安全閥的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)型式,再根據(jù)安全閥泄放量計(jì)算出安全閥的喉徑。以下為安全閥選用的一般規(guī)則。
- (l)熱水鍋爐一般用不封閉帶扳手微啟式安全閥。
- (2)蒸汽鍋爐或蒸汽管道一般用不封閉帶扳手全啟式安全閥。
- (3)水等液體不可壓縮介質(zhì)一般用封閉微啟式安全閥,或用安全泄放閥。
- (4)高壓給水一般用封閉全啟式安全閥,如高壓給水加熱器、換熱器等。
- (5)氣體等可壓縮性介質(zhì)一般用封閉全啟式安全閥,如儲(chǔ)氣罐、氣體管道等。
- (6)E級(jí)蒸汽鍋爐一般用靜重式安全閥。
- (7)大口徑,大排量及高壓系統(tǒng)一般用脈沖式安全閥,如減溫減壓裝置、電站鍋爐等,如圖8所示。
- (8)運(yùn)送液化氣的火車(chē)槽車(chē)、汽車(chē)槽車(chē)、貯罐等一般用內(nèi)裝式安全閥,如圖4所示。
- (9)油罐頂部一般用液壓安全閥,需與呼吸閥配合使用。
- (10)井下排水或天然氣管道一般用先導(dǎo)式安全閥,如圖6所示。
- (11)液化石油氣站罐泵出口的液相回流管道上一般用安全回流閥。
- (12)負(fù)壓或操作過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓的系統(tǒng)一般用真空負(fù)壓安全閥。
- (13)背壓波動(dòng)較大和有毒易燃的容器或管路系統(tǒng)一般用波紋管安全閥。
- (14)介質(zhì)凝固點(diǎn)較低的系統(tǒng)一般選用保溫夾套式安全閥,如圖7所示。