06 安全阀的设置和计算

安全阀的安全阀的设置和计算设置和计算王王勇勇2011年12月18日第2页安全阀的定义安全阀的定义一主要内容安全阀的型式与选用安全阀的型式与选用二安全阀的选型安全阀的选型三安全阀常用标准及规范安全阀常用标准及规范四安全阀的典型安装方式安全阀的典型安装方式五安全阀的安装、检验要求安全阀的安装、检验要求六安全阀计算安全阀计算七2011年12月18日第3页„„11安全阀的定义安全阀的定义„„安全阀安全阀(SAFETYVALVE)(SAFETYVALVE)通常是指用于蒸汽通常是指用于蒸汽//气体介质并具有突开特性的安气体介质并具有突开特性的安全阀。全阀。„„泄放阀泄放阀(RELIEFVALVE)(RELIEFVALVE)通常是指具有调节特性的安全阀通常是指具有调节特性的安全阀,,多多用于不可压缩用于不可压缩的液体介质。的液体介质。„„安全泄放阀安全泄放阀(SAFETYRELIEFVALVE)(SAFETYRELIEFVALVE)即可用于蒸汽即可用于蒸汽//气体介质又可用于液体介质气体介质又可用于液体介质,,具有具有突开突开//调节双重动作特性。调节双重动作特性。„„压力泄放阀压力泄放阀(PRESSURERELIEFVALVE)(PRESSURERELIEFVALVE)广义上的安全阀广义上的安全阀==安全阀安全阀++泄放阀泄放阀++安全泄放阀。安全泄放阀。2011年12月18日第4页„„1.11.1安全阀设置目的及工况安全阀设置目的及工况通过排放部分介质来保护设备安全，避免出现介通过排放部分介质来保护设备安全，避免出现介质泄漏、设备破裂、爆炸等安全事故。质泄漏、设备破裂、爆炸等安全事故。三种最主要的泄放工况：三种最主要的泄放工况：‹‹出口堵塞出口堵塞‹‹外部火灾外部火灾‹‹热膨胀热膨胀安全阀设计选型时需要考虑所有泄放工况中安全阀设计选型时需要考虑所有泄放工况中最恶最恶劣的工况劣的工况，安全阀喉径尺寸要求最大的工况，而不，安全阀喉径尺寸要求最大的工况，而不一定是泄放量最大的工况。一定是泄放量最大的工况。2011年12月18日第5页全流量输入（从压缩机或泵）全流量输入（从全流量输入（从压缩机或泵）压缩机或泵）PRDPRDPRDPressurePressureVesselVessel出口堵塞出口堵塞出口切断阀关闭2011年12月18日第6页PRDPRDSTORAGEORSTORAGEORPROCESSVESSELPROCESSVESSEL外部火灾外部火灾2011年12月18日第7页PRDPRDPRDLIQUIDFULLPIPEORLIQUIDFULLPIPEORPRESSUREVESSELPRESSUREVESSEL热膨胀热膨胀2011年12月18日第8页„„1.21.2名称解释名称解释¾¾最高操作压力最高操作压力PP：设备运行期间可能达到的最高压：设备运行期间可能达到的最高压力。力。¾¾背压力背压力PbPb：安全阀出口处压力，它是附加背压力：安全阀出口处压力，它是附加背压力和排放背压力的总和。和排放背压力的总和。¾¾排放背压力排放背压力PbdPbd：：((也称也称““积聚背压积聚背压””或或““动背压动背压””))：：由于介质通过安全阀流入排入系统，而在阀出口处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。形成的压力。¾¾附加背压力附加背压力PbsPbs：：((也称也称““叠加背压叠加背压””或或““静背压静背压””))：：安全阀动作前，在阀出口处存在的压力，它是由其安全阀动作前，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。它压力源在排放系统中引起的。¾¾整定压力整定压力（开启压力）（开启压力）PsPs：安全阀阀瓣在运行条：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。排放状态。2011年12月18日第9页¾¾整定压力整定压力（开启压力）（开启压力）PsPs：安全阀阀瓣在运行条：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。排放状态。¾¾排放压力排放压力PdPd：阀瓣达到规定开启高度的进口压力。：阀瓣达到规定开启高度的进口压力。¾¾回座压力回座压力PrPr：排放后阀瓣重新与阀座接触，即开：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。启高度变为零时的进口压力。¾¾超过压力超过压力ΔΔP0P0：排放压力与整定压力之差，通常：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。用整定压力的百分数来表示。¾¾启闭压差启闭压差ΔΔPb1Pb1：整定压力与回座压力之差，通常：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。用整定压力的百分数来表示。2011年12月18日第10页„„22安全阀的型式与选用安全阀的型式与选用„„按结构形式分类：按结构形式分类：直接载荷式安全阀（普通弹簧式）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。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平衡波纹管式安全阀是平衡式安全阀的一种。它借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。式安全阀的背压限制降低到最少。先导式安全阀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，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。该导阀本身应是符合标准要求的直接载荷式安全阀。2011年12月18日第11页„„以开启程度分类以开启程度分类全启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。的条件下，当达到排放压力时全启。微启式安全阀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。的升高而继续开大。2011年12月18日第12页„„33安全阀的选型安全阀的选型„3.1安全阀选型参数‹‹介质状态介质状态((气气//液液//气液双相气液双相))。。‹‹气态介质的分子量气态介质的分子量&Cp/&Cp/CvCv值。值。‹‹液态介质的比重液态介质的比重//黏度。黏度。‹‹安全阀泄放量要求。安全阀泄放量要求。‹‹设定压力。设定压力。‹‹背压。背压。‹‹泄放温度。泄放温度。2011年12月18日第13页„„3.23.2安全阀选型安全阀选型排放不可压缩液体的膨胀泄压，宜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。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、平衡波纹管式安普通弹簧式安全阀、平衡波纹管式安全阀或先导式安全阀。全阀或先导式安全阀。„„3.2.13.2.1普通弹簧式安全阀选用原则普通弹簧式安全阀选用原则a.a.介质放空，无背压；介质放空，无背压；b.b.背压稳定。背压稳定。2011年12月18日第14页弹簧式安全阀的优点弹簧式安全阀的优点„„结构简单结构简单,,可靠性高可靠性高„„适用范围广适用范围广„„价格经济价格经济„„对介质不过分挑剔对介质不过分挑剔2011年12月18日第15页弹簧式安全阀的缺点弹簧式安全阀的缺点„„过大的入口压力降会过大的入口压力降会造成阀门的频跳造成阀门的频跳,,缩短缩短阀门使用寿命。阀门使用寿命。„„预漏预漏----由于阀座密封由于阀座密封力随介质压力的升高力随介质压力的升高而降低而降低,,所以会有预漏所以会有预漏现象现象----在未达到安全在未达到安全阀设定点前阀设定点前,,就有少量就有少量介质泄出。介质泄出。DiscDiscGuideGuideDiscHolderDiscHolderNozzleNozzle2011年12月18日第16页„„3.2.23.2.2平衡波纹管式安全阀的平衡波纹管式安全阀的选用选用„„安全阀的背压力大于其整安全阀的背压力大于其整定压力的定压力的10%10%，而小于，而小于30%30%时；时；„„当介质具有腐蚀性、易结当介质具有腐蚀性、易结垢、易结焦，会影响安全垢、易结焦，会影响安全阀弹簧的正常工作时；阀弹簧的正常工作时；平衡波纹管式安全阀不适用平衡波纹管式安全阀不适用于酚、蜡液、重石油馏分、含于酚、蜡液、重石油馏分、含焦粉等的介质上，也不适用于焦粉等的介质上，也不适用于往复压缩机选用。往复压缩机选用。2011年12月18日第17页平衡波纹管弹簧式安全阀的优点平衡波纹管弹簧式安全阀的优点„„在普通产品基础上加装在普通产品基础上加装波纹管波纹管,,使其平衡背压的使其平衡背压的能力有所增强。能力有所增强。„„能够使阀芯内件与高温能够使阀芯内件与高温//腐蚀性介质相隔离。腐蚀性介质相隔离。2011年12月18日第18页各种形式的平衡波纹管弹簧安全阀各种形式的平衡波纹管弹簧安全阀200POP200POP400400ModuModu..软密封型软密封型高温型高温型高压型高压型2011年12月18日第19页50%60%70%80%90%100%0%20%40%60%80%背压/设定压力（%）开度%普通弹簧式普通弹簧式平衡波纹管式平衡波纹管式安全阀开启度与背压的关系安全阀开启度与背压的关系2011年12月18日第20页„„3.2.33.2.3先导式安全阀的选用：先导式安全阀的选用：„„安全阀的背压力大于其整定压力的安全阀的背压力大于其整定压力的30%30%以上时；以上时；„„对要求安全阀的密封性能特别好的场合；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）。（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。全阀外，所有安全阀都应选用密封弹簧式结构。2011年12月18日第21页先导式安全阀先导式安全阀先导式安全阀入口入口导阀导阀导压管导压管活塞密封活塞密封活塞导向活塞导向不平衡移动副(活塞)不平衡移动副(活塞)导管导管出口出口弹性阀座弹性阀座P1P1P1P1P2P22011年12月18日第22页„„先导式安全阀优点先导式安全阀优点¾¾阀座软密封保证安全阀起跳前后的良好密封性。阀座软密封保证安全阀起跳前后的良好密封性。¾¾允许工作压力接近安全阀的整定压力。较小超压就允许工作压力接近安全阀的整定压力。较小超压就能使主阀迅速达到全启状态。能使主阀迅速达到全启状态。¾¾安全阀动作性能和开启高度不受背压的影响。安全阀动作性能和开启高度不受背压的影响。¾¾启闭压差可调。启闭压差可调。¾¾导阀不流动型结构设计减少了有害介质的排放和环导阀不流动型结构设计减少了有害介质的排放和环境污染。境污染。¾¾可在线检测安全阀的整定压力。可在线检测安全阀的整定压力。¾¾有突开型有突开型//调节型两种动作特性。调节型两种动作特性。¾¾可远传取压。可远传取压。2011年12月18日第23页„„先导式安全阀的缺点先导式安全阀的缺点¾¾对介质比较挑剃对介质比较挑剃,,不适用于较脏不适用于较脏