2010检验师-安全附件

压力容器安全装置浙江省特种设备检验研究院程茂电话：[phone]E-mail：[e-mail]2010年7月1、《安全阀安全技术监察规程》TSGZF001-20062、《固定式压力容器安全技术监察规程》（8.3）3、《压力容器定期检验规则》TSGR7001-20044、《钢制压力容器》GB150-1998附录B5、《安全阀一般要求》GB/T12241-20056、《压力释放装置性能试验规范》GB/T12242-20057、《弹簧直接载荷式安全阀》GB/T12243-20058、《爆破片与爆破片装置》GB567-19999、《阀门型号编制方法》JB/T308-200410、《爆破片的设置和选用》HG/T20570.3-199511、《安全阀的设置和选用》HG/T20570.2-19951、《压力容器检验》---压力容器检验师培训教材（第九章）2、《安全阀》---安全阀维修作业人员培训教材(2010年3月版）参考书籍：引用的技术标准：压力容器的安全装置（安全附件）：指为保证压力容器安全运行而装设在设备上的一种附属装置。重要性：（1）压力容器的安全装置必须配置齐全才能投用；（2）压力容器使用过程中，必须注意安全装置的维护和定期校验，保证安全装置完好、灵敏、可靠；（3）压力容器定期检验中，安全装置的检查是必须进行的重要项目之一。第一节安全装置分类及选用原则1、计量显示装置：计量显示装置用以显示容器运行时内部介质的实际状况。(如压力表、温度计、液面计等）2.控制或控制+显示组合装置这类装置能依照设定的工艺参数自行调节，保证该工艺参数稳定在一定的范围内，有时这些装置还同时能显示介质的实际情况。(如减压阀、调节阀、紧急切断阀、电接点压力表、电接点温度计、自动液面计等。)3.超压泄放装置当容器或系统内介质压力超过额定压力时，该装置能自动泄放部分或全部气体，以防止压力持续升高而威胁到容器的正常使用。(如安全阀、爆破片、爆破帽、易熔塞、安全阀+爆破片）按其功能分类：超压泄放装置按其结构形式可分为四种类型（1）阀型安全泄压装置(安全阀）（2）断裂型安全泄压装置（常见的有爆破片和爆破帽）（3）熔化型安全泄压装置（易熔塞）（4）组合型安全泄压装置（爆破片+安全阀）优点缺点适用场合阀型安全泄压装置（安全阀）自动启闭，避免浪费和中断生产密封性较差，反应动作较慢，易被堵塞洁净气体或液体断裂型安全泄压装置（爆破片、帽）密封性好，反应快，介质对动作影响小一次性使用，影响生产，寿命短。动作压力不易控制爆破片：中低压爆破帽：超高压有化学反应或剧毒容器熔化型安全泄压装置（易熔塞）结构简单，更换简单，熔点控制压力容易泄放面积小，一次性使用，易受干扰气瓶组合型安全泄压装置具有阀型和断裂型的优点结构复杂，有一定的滞后性不适于因反应导致压力极具升高场合(1)爆破片和安全阀串联使用，如果爆破片装在安全阀的进口侧(图2)，应当检查爆破片和安全阀之间装设的压力表有无压力显示，打开截止阀检查有无气体排出；(爆破片受背压，影响动作）(2)爆破片和安全阀串联使用，如果爆破片装在安全阀的出口侧(图3)，应当检查爆破片和安全阀之间装设的压力表有无压力显示，如果有压力显示应当打开截止阀，检查能否顺利疏水、排气；（安全阀受背压，选用先导式、波纹管式）(3)爆破片和安全阀并联使用(图4)时，检查爆破片与容器间装设的截止阀是否处于全开状态，铅封是否完好。超压过程行为分析根据超压过程中是否发生化学反应，容器超压可分为：物理超压和化学超压物理超压：（3）冷热侧发生相变的容器〔例如换热容器）：①因热媒超量超温．使冷媒侧液体蒸发汽化量增大，引起压力上升；②因冷媒供应中断，使热媒侧气体冷却量减少，引起压力上升。(2）容器自身有两个或两个以上压力腔．分另取不同的设计压力，当隔离元件或焊缝产生裂纹，高压腔介质窜人低压腔，导致低压腔超压。（1）压力源来自外部的容器①出口阀门因误操作被关闭或由于腐蚀及物料积滞等原因适成出口被堵，当进口流量大于出口流量时会引起容器超压；②进口压力靠上游减压阀控制，当压力源的工作压力高于容器的设计压力而减压阀失灵时，会引起容器超压。(4〕充装液化气体过量的容器，随着环境温升高，不仅使饱和蒸汽压增大，且液体体积增大，挤占气相空间．形成“满液”并引起超压。（5）储存液化气体的容器遇到火焰或不可预料外来热源加热导致容器内液化气体大量气化并迅速超压。（6）在封闭循环系统中，不凝气的累计造成压力上升。化学反应超压〔1）容器中进行生成气体体积增大的反应或放热反应〔例如聚合反应、氧化反应、硝化反应、氯化反应、磺化反应、中和反应），由于加料过快、混有杂质、冷却系统失灵或出口被堵等原因造成压力上升。(2)易燃介质具有自燃性、混合危险性的介质，由于意外情况引起燃烧或其他化学反应，产生的反应热加快了反应过程而迅速超压。〔3）储存高分子单体聚合物的容器．由于未及时补充阻聚剂或容器中混入诱聚物质从而引发聚合反应二.超压泄放装置的设置原则4、装设安全阀、爆破片装置的压力容器，设计单位应向使用单位提供压力容器安全泄放量、安全阀排量和爆破片泄放面积的计算书。无法计算时，设计单位应当会同设计委托单位或者使用单位意见，协商选用安全泄放装置固容规3.4.1（2）3、压力容器最高工作压力低于压力源压力时，在通向压力容器进口的管道上必须装设减压阀；如介质条件影响减压阀工作可靠性时，可用调节阀代替减压阀。在减压阀或调节阀的低压侧，必须装设安全阀和压力表。2、在容器上，若安全阀安装后不能可靠地工作时，应装设爆破片装置或采用爆破片装置与安全阀装置组合结构。采用组合结构时，应符合GBl50附录B等有关规定（动作压力，安全泄放量等）。凡串联在组合结构中的爆破片在动作时不允许产生碎片。固容规8.2（2）1．凡《固定式压力容器安全技术监察规程》适用范围内的压力容器，应根据设计要求装设超压泄放装置（安全阀或爆破片）。（压力源来自压力容器外部，且得到可靠控制时，超压泄放装置可以不直接安装在压力容器上。）固容规8.2（1）5．一般应单独装设安全泄压装置的有以下几种情况:（1）液化气体贮存容器；（2）在容器内进行放热或分解等能使压力升高的化学反应的反应容器；（3）压气机附属气体贮罐；（4）高分子聚合设备；（5）由载热物料加热，使容器内液体蒸发气化的换热容器；（6）用减压阀降压后进气，且其许用压力小于压源设备（如锅炉、压气机贮罐等）的容器。（7）与压力源直通，而压力源未设置安全阀的容器。三、超压泄放装置的选用原则注：排放能力的计算---见技术标准如GB/T12241、GB567安全泄放量的计算—见GB150附录B3.压力容器设计时，如采用最高允许工作压力作为安全阀、爆破片的调整依据，应在设计图样上和压力容器铭牌上注明。1.超压泄放装置的设计制造应符合《固定式压力容器安全技术监察规程》和相应国家标准、行业标准的规定。使用单位必须选用持有特种设备制造许可证单位生产的产品。2.安全阀、爆破片的排放能力必须大于等于压力容器的安全泄放量。第二节安全阀一、安全阀定义：一种自动阀门，它不借助任何外力而又利用介质本身的力来排出一额定数量的流体，以防止系统内压力超过预定的安全值。当压力恢复正常后，再自行关闭并阻止介质继续流出的一种阀。Fd=P0*S+fFd—弹簧力P0*S—介质作用力f—密封力三个部分组成，阀座、阀瓣和加载机构安全阀的几个定义整定压力（开启压力）安全阀在运行条件下开始开启的预定压力，是在阀门进口处测量的表压力。在该压力下，在规定的运行条件下由介质压力产生的使阀门开启的力同使阀瓣保持在阀座上的力相互平衡。排放压力整定压力加超过压力。回座压力安全阀排放后其阀瓣重新与阀座接触，即开启高度变为零时的进口静压力。启闭压差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；而当整定压力小于0.3MPa时则以MPa为单位表示。背压力安全阀排放出口处压力。它是排放背压力和附加背压力的总和。排放背压力由于介质流经安全阀及排放系统而在阀出口处形成的压力。附加背压力安全阀即将动作前在其出口处存在的静压力，是由其他压力源在排放系统中引起的。安全阀的基本要求A．准确地开启（整定压力的偏差）B．稳定地排放（开启高度、排放量）C．及时的回座（启闭压差）D．可靠的密封（密封压力）二、安全阀的分类1、按阀瓣加载型式分类：静重式安全阀（重锤式安全阀及杠杆重锤式两种）弹簧式安全阀2、按作用原理分类：直接作用式安全阀（介质作用力）非直接作用式安全阀（先导式、带动力辅助装置安全阀）3、按开启高度分类：微启式、全启式和中启式安全阀（阀瓣开启的最大高度与阀孔直径之比来划分）4、其他分类：如背压平衡（波纹管）、气体排放方式等安全阀基本要求分类方式类型结构与性能特点适用范围按加载机构弹簧式利用弹簧加载于阀瓣上应用最普通重锤式或杠杆重锤式利用重锤直接加载或利用重锤通过杠杆加载于阀瓣上目前趋于淘汰，高温场合及锅炉上有少量用按作用原理直接载荷式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各种气体、液体、蒸汽非直接载荷式先导式由主阀和导阀组成，主阀阀瓣的关闭载荷由介质压力提供，主阀的开启压力由导阀控制，优点是密封性好，动作压力基本不受背压影响密封要求高，排量、口径较大，背压大于动作压力30%以上带补充载荷式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。该附加力在阀门达到开启压力后能可靠地卸除按开启高度微启式阀瓣开启度较小（最大升高为喉颈的1/20～1/40）。阀瓣位置随入口压力的升高而成比例升高液体介质，排量小全启式阀瓣开启度较大（最大升高为喉颈的1/4），入口静压达到设定压力时，阀瓣开启迅速，其升高与入口压力升高不成比例气体介质，排量大按介质排放方式封闭式阀帽（弹簧罩）封闭，介质全部从泄放口排出不允许直接向大气排放介质不封闭式阀帽（弹簧罩）不封闭，介质小部分从阀帽的孔道排出，大部分从泄放排出水、蒸汽、空气、氮气有附加功能的元件或结构背压平衡式开启压力由弹簧控制，用活塞或波纹管抵消背压变化对动作性能影响背压不固定，背压变化量较大带散热器阀体上带有散热元件，用以降低阀体和阀杆的温度高温场合带扳手可供人工开启阀门蒸汽、易粘结介质内装式阀体及阀座伸入容器内，可降低外伸高度，以免运输途中被撞坏液化气体运输车杠杆式安全阀曾广泛应用于发电厂和石油化学工业中。其特点是载荷不随阀瓣升高而变化，并可以十分精确地加载。但其加载方式决定了其载荷不可能很大（一般小于7500N)，而且不适合于移动和振动的场合先导式安全阀特别适用于高压、大口径的场合．先导式安全阀的主阀还可以设计成依靠工作介质来密封的形式，或者可以对阀瓣施加比直接作用式安全阀大得多的机械载荷，因而具有良好的密封性能。同时，它的动作很少受背压变化的影响。基于上述原因，先导式安全阀同直接作用式安全阀一样得到了广泛的应用，这种安全阀的缺点在于它的可靠性同主阀和导阀两者有关，动作也不如直接作用式安全阀那样直接和敏捷，而且，结构较复杂全启式安全阀：就是指它的阀瓣开启高度已经使阀座上形成的柱形面积不小于阀喉部的横截面积。因为阀瓣开启后，阀座上柱形面积为π*d0*h（d0为阀口直径，h为阀瓣的开启高度），而阀喉部的横截面积为π*d02*/4，要达到柱形面积不小于阀孔的横截面积，必须使h≥d0/4。也就是说，全启式安全阀的阀瓣最大开启高度应不小于阀座喉部直径的1/4。（如何实现全启）微启式安全阀：阀瓣最大开启高度应为阀座喉部直径的1/20-1/40。三、安全阀排放量的计算1、理论排量流道横截面积与安全阀流道面积相等的理想喷管的计算排量，以质量流量或容积流量表示。2、排量系数实际排量与理论排量的比值。3、额定排量系数排量系数与减低系数（取0.9）的乘积。4、额定排量实际排量中允许作为安全阀应用基准的那一部份。额定排量可以取以下三者之一：(1)实际排量乘以减低系数（取0.9）；(2)理论排量乘以排量系数，再乘以减低系数（取0.9）；(3)理论排量乘以额定排量系数。（安全阀排量计算）（1）安全阀