安全阀的作用(安全阀的作用及原理)

暖通设计 | 什么是安全阀?它有什么作用?

安全阀,通常是指用于蒸汽/气体介质并具有突开特性的安全阀。

泄放阀,通常是指具有调节特性的安全阀,多用于不可压缩的液体介质。

安全泄放阀,即可用于蒸汽/气体介质又可用于液体介质,具有突开/调节双重动作特性。

压力泄放阀,广义上的安全阀=安全阀 泄放阀 安全泄放阀。

安全阀分类:

(一)按安全阀阀瓣开启高度分:

1:微启式安全阀(微启式开启行程高度为:≤0.05d0(最小排放喉部口径);

2:全启式安全阀(全启式安全阀开启高度为≤0.25d0(最小排放喉部口径);

(二)按安全阀结构形式来分

1:垂锤式;2:杠杆式;

3:弹簧式(利用压缩弹簧的力来平衡阀瓣的压力,并使其密封的安全阀。)

4:先导式(脉冲式)它把主阀和辅阀设计在一起,通过辅阀的脉冲作用带动主阀动作。这种结构通常用于大口径、大排量及高压系统。它把主阀和辅阀设计在一起,通过辅阀的脉冲作用。

(三)按阀体构造来分

1:封闭式安全阀(封闭式安全阀即排除的介质不外泄,全部沿着出口排泄到指定地点,一般用在有毒和腐蚀性介质中。)

2:不封闭式安全阀(对于空气和蒸汽用安全阀,多采用不封闭式安阀。)

(四)按使用介质分

1:蒸汽用安全阀(通常以A48Y型为代表);

2:空气及其他气体用安全阀(通常以A42Y型为代表);

3:液体用安全阀(通常以A41H型为代表)。

(五)按公称压力分

1:低压安全阀:公称压力PN≤1.6Mpa的安全阀;

2:中压安全阀:公称压力PN2.5-6.4Mpa的安全阀;

3:高压安全阀:公称压力PN10.0-80.0Mpa的安全阀;

4:超高压安全阀:公称压力PN>100Mpa的安全阀。

(六)按适用温度分

1:超低温安全阀:t≤-100℃的安全阀;

2:低温安全阀:-100℃<-40℃的安全阀;

3:常温安全阀:-40℃<t≤120℃的安全阀;

4:中温安全阀:120℃<t≤450℃的安全阀;

5:高温安全阀:t>450℃的安全阀。

(七)按连接方式分

1:法兰接连安全阀。安全阀进口和管道连接法兰形式,出口形式灵活。

2:螺纹接连安全阀。安全阀进口和管道连接螺纹,出口形式灵活。

3:焊接接连安全阀。安全阀进口和管道连接螺纹,出口形式灵活。

(八)按作用原理分类

1:直接作用式安全阀。直接依靠介质压力产生的作用力来克服作用在阀瓣上的机械载荷使阀门开启的安全阀。

2:先导式安全阀。由主阀和导阀组成,主要依靠从导阀排出的介质来驱动或控制的安全阀。

3:带补充载荷式安全法。在进口压力达到开启压力前始终保持有一增强密封的附加力,该附加力在达到阀门开启压力时可靠释放的安全阀。

名称解释:

最高操作压力P:设备运行期间可能达到的最高压力。

背压力Pb:安全阀出口处压力,它是附加背压力和排放背压力的总和。

排放背压力Pbd:(也称“积聚背压”或“动背压”):由于介质通过安全阀流入排入系统,而在阀出口处形成的压力。

附加背压力Pbs:(也称“叠加背压”或“静背压”):安全阀动作前,在阀出口处存在的压力,它是由其它压力源在排放系统中引起的。

整定压力(开启压力)Ps:安全阀阀瓣在运行条件下开始升起的进口压力。在该压力下,开始有可测量的开启高度,介质呈由视觉或听觉感知的连续排放状态。

整定压力(开启压力)Ps:安全阀阀瓣在运行条件下开始升起的进口压力。在该压力下,开始有可测量的开启高度,介质呈由视觉或听觉感知的连续排放状态。

排放压力Pd:阀瓣达到规定开启高度的进口压力。

回座压力Pr:排放后阀瓣重新与阀座接触,即开启高度变为零时的进口压力。

超过压力ΔP0:排放压力与整定压力之差,通常用整定压力的百分数来表示。

启闭压差ΔPb1:整定压力与回座压力之差,通常用整定压力的百分数来表示。

安全阀的型式与选用:

按结构形式分类:

直接载荷式安全阀(普通弹簧式)一种直接用机械载荷如重锤、杠杆加重锤或弹簧来克服由阀瓣下介质压力所产生作用力的安全阀。

平衡波纹管式安全阀:平衡波纹管式安全阀是平衡式安全阀的一种。它借助于在阀瓣和泄出阀盖间安装波纹管的方法,将普通式安全阀的背压限制降低到最少。

先导式安全阀:一种依靠从导阀排出介质来驱动或控制的安全阀,该导阀本身应是符合标准要求的直接载荷式安全阀。

全启式安全阀:指阀瓣开启高度而言,一般用于排放介质为气体的条件下,当达到排放压力时全启。

微启式安全阀:指阀瓣开启高度而言,一般用于排放介质为液体的条件下,当达到整定压力时开始开启,并随压力的升高而继续开大。

安全阀的选型:

安全阀选型参数:介质状态(气/液/气液双相)。气态介质的分子量&Cp/Cv值。液态介质的比重/黏度。安全阀泄放量要求。设定压力。背压。泄放温度。

安全阀选型:

排放不可压缩液体的膨胀泄压,宜选用微启式安全阀,也可选用全启式安全阀。当介质为液体选用全启式安全阀时,它的动作性能则变为微启式,其喷嘴内径应按微启式计算。

在石油、石化生产装置中一般选用普通弹簧式安全阀、平衡波纹管式安全阀或先导式安全阀。

普通弹簧式安全阀选用原则:a.介质放空,无背压;b.背压稳定。

平衡波纹管式安全阀的选用:

安全阀的背压力大于其整定压力的10%,而小于30%时;

当介质具有腐蚀性、易结垢、易结焦,会影响安全阀弹簧的正常工作时;

平衡波纹管式安全阀不适用于酚、蜡液、重石油馏分、含焦粉等的介质上,也不适用于往复压缩机选用。

先导式安全阀的选用:

安全阀的背压力大于其整定压力的30%以上时;

对要求安全阀的密封性能特别好的场合;

对于介质有毒、有害时,应选用不流动式导阀(即导阀打开时,它不向外排放介质)。

除用于无毒、不可燃介质、蒸汽、空气、氮气的安全阀外,所有安全阀都应选用密封弹簧式结构。

安全阀常用标准及规范:

国外标准:

ISO 4126-1 安全阀一般要求;

API RP 520:炼油厂泄压装置的定径、选择和安装;

第一部分:定径和选择;

第二部分:安装

API std 526:钢制法兰泄压阀;

API std 527:泄压阀阀座的密封性;

ASME PTC 25:泄压装置性能试验规范;

ASME 锅炉与压力容器规范

第I卷:动力锅炉

第Ⅷ卷:压力容器

国内标准:

GB12241 安全阀一般要求;

GB12242 安全阀性能试验方法;

GB12243 弹簧直接载荷式安全阀;

GB150 钢制压力容器,附录B 超压泄放装置。

国家质量技术监督局《压力容器安全技术监察规程》第七章安全附件;

中华人民共和国劳动部《蒸汽锅炉安全技术监察规程》第七章主要附件和仪表;

中华人民共和国劳动部《关于在用锅炉压力容器安全阀校验的若干意见》。

弹簧式安全阀工作原理及结构组成:

结构组成:阀体、阀座、密封面、定位环、阀瓣、垫片、弹簧座、阀盖、弹簧、弹簧座、传动杆(阀杆)、调节螺丝、护罩、铅封。

安全阀的作用(安全阀的作用及原理)

弹簧式安全阀常见故障:

1、安全阀漏气,主要原因是:

(1)阀芯与阀座接触面不严密,对密封面进行研磨修复;

(2)阀芯与阀座接触面有脏物,可手动将阀门开启几次,把脏物冲去;

(3)阀杆偏斜,应重新装配 。

2、安全阀到规定压力时不开启,主要原因是:

(1)阀芯与阀座粘住,清洗;

(2)弹簧式安全阀的弹簧调整压力过大,应重新调整。

3、安全阀不在规定压力时就开启,主要原因是:

(1)弹簧式安全阀的弹簧调整压力不够、弹簧失效或弹力不足,应重调或重换安全阀。

(2)由于高温或腐蚀等原因造成弹簧松弛,应更换弹簧。

4、安全阀启闭不清脆,主要原因是:

(1)调节圈调整不当,应重新加以调整;

(2)内部运动零件有卡阻现象,可能是由于装配不当,脏物混入或零件腐蚀等原因所造成,应查明原因消除之;

(3) 排放管道阻力过大,使阀门开启不足,排放管道应水平布置 。

5、安全阀频跳,主要原因是:调节圈调整不当,使回座压力过高,应重新调整调节圈的位置,使安全阀回座压力保持合适值。

6、安全阀颤振,主要原因是:

(1)安全阀的选用不当,阀门的排放能力太大(相对于必须排放量而言),应当使选用阀门的额定排量尽可能接近设备的必需排放量;

(2)进口管道的口径太小,小于阀门的进口通径,或进口管阻力太大,消除的方法是在阀门安装时,使进口管内径不小于阀门进口通径或者减少进口管道的阻力;

(3)排放管道阻力过大,造成排放时过大的北压也是造成阀门颤振的一个因素,可以通过降低排放管道的阻力加以解决;

(4)弹簧刚度过大,应选用刚度较小的弹簧 。

安全阀选型的一般方法:

(一)一般原则:

(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)高压给水设备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弹簧式安全阀,如储气罐、气体管道等。如果容器的工作介质有毒,易燃易爆,则选用封闭式的安全阀。

(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。(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。(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。

(二)参数确定:

1、工作压力级(压力等级)的确定

弹簧的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,安全阀的开启压力(即整定压力)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,可以分为多种不同的工作压力级。

选用安全阀时,应根据所需开启压力值确定安全阀的工作压力级。

2、公称通径的确定

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。所用安全阀的额定排量应大于并尽可能接近必需排放量。被保护系统所必需的排放量是指系统发生异常超压时为防止过分超压所必须排除的介质量,它是由系统或设备的工作条件、容量以及可能引起超压的原因等因素来决定。

3、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,介质性能以及材料的工艺性,经济性等多种因素。一般情况下用户可根据生产单位提供的安全阀样本中列举的不同型号安全阀的工作温度、压力范围以及代表性使用介质的种类进行选用。对材质有特殊要求时,可在订货时与生产单位协商解决。

(三)一般安全阀订货须知:

订购一般安全阀应注明下列各项内容:1)安全阀的型号、公称通径、公称压力。

2)安全阀的工作压力级或开启压力(整定压力)值。

3)阀体材质及密封面材质。

安全阀的作用(安全阀的作用及原理)

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