安全閥的設置和選用

1、安全閥的設置和選用安全閥是一種能使設備或管道自動泄壓而防止超壓發(fā)生爆炸的自動閥門，即當壓力超 過指定的值時，閥門自動開啟，使流體外泄，而當壓力回復到指定的壓力后，閥門自動關 閉，以保護設備或管道。安全閥用在鍋爐、壓力容器等受壓設備上作為超壓保護裝置。當被保護設備介質(zhì)壓力 異常升高達到規(guī)定值時，閥門自動開啟，繼而全量排放，以防止壓力繼續(xù)升高，當壓力降 低到另一規(guī)定值時，自動關閉。1安全閥的設置1.1 凡屬下列情況之一的容器必須安裝安全閥：1、獨立的壓力系統(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。2、容器的壓力物料來源處沒有安全閥的場合。3、設計壓力小于壓力來源處的壓力的容器

2、及管道。4、容積式泵和壓縮機的出口管道。5、由于不凝氣的累積產(chǎn)生超壓的容器。6、加熱爐出口管道上如設有切斷閥或控制閥時，在該閥上游應設置安全閥。7、由于工藝事故、自控事故、電力事故、火災事故和公用工程事故引起的超壓部位。8、液體因兩端閥門關閉而產(chǎn)生熱膨脹的部位。9、凝氣透平機的蒸汽出口管道。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置安全閥。1.2 石油化工企業(yè)設計防火規(guī)的規(guī)定，在不正常條件下，可能超壓的下列設備應設安 全閥：1、頂部操作壓力大于 0.07MPa的壓力容器。2、頂部操作壓力大于 0.03MPa的蒸餾塔、蒸發(fā)塔和汽提塔（汽提塔頂蒸汽通入另一蒸餾塔 者除外）。3

3、、往復式壓縮機各段出口或電動往復泵、齒輪泵、螺桿泵等容積式泵的出口管道上，應設 安全閥。安全閥的放空管應接至泵入口管道上，并宜設事故停車聯(lián)鎖裝置（如設備本身已 有安全閥者除外）。4、凡與鼓風機、離心式壓縮機、離心泵或蒸汽往復泵出口連接的設備不能承受其最高壓力 時，上述機泵的出口管道需設安全閥。以上管道有可能由于火災、操作故障或停水、停電等造成管道壓力超過設計壓力而發(fā)生爆炸事故，故應設置安全閥或其他安全措施。5、可燃氣體或液體受熱膨脹，可能超出設計壓力的設備。6、在兩端有可能關閉，而導致升壓的液化烴管道上，應設安全閥或采取其他安全措施。1.3 不宜設置安全閥的設備和工藝管道1、加熱爐爐管。2、在

4、同一壓力系統(tǒng)中，壓力來源處已有安全閥，則其余設備可不設安全閥。對掃線蒸汽不 宜作為壓力來源。3、有可能被物料堵塞或腐蝕的安全閥應在其入口前設防爆片或在其出入口管道上采取吹掃、加熱或保溫等防堵措施。4、有突然超壓或發(fā)生瞬時分解爆炸危險物料的反應設備，如安全閥不能滿足要求時，應裝 防爆片或爆破片和導爆管。5、因物料爆聚、分解造成超溫、超壓可能引起火災、爆炸的反應設備，應設報警信號和泄 壓排放設施，以及自動或手動遙控的緊急切斷進料設施。2安全閥形式的選擇2.1排放氣體或蒸汽時，選用全啟式安全閥。2.2 排放液體時，選用全啟式或微啟式安全閥。2.3 排放水蒸汽或空氣時，可選用帶扳手的安全閥。2.4 對

5、設定壓力大于 3 MP a，溫度超過 235 C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。2.5 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 閥帽安全閥。2.6 排放有劇毒、有強腐蝕、有極度危險的介質(zhì)，選用波紋管安全閥。2.7 高背壓的場合，選用背壓平衡式安全閥或?qū)чy控制式安全閥。2.8 在某些重要的場合，有時要安裝互為備用的兩個安全閥。兩個安全閥的進口和出口切 斷閥宜采用機械聯(lián)鎖裝置，以確保在任何時候（包括維修，檢修期間）都能滿足容器所要 求的泄放面積。3安全閥型號的確定3.1 確定原則1、根據(jù)計算的最小泄放面積（按 3.4條計算）

6、，按制造廠產(chǎn)品資料選擇安全閥。原則是所選安全閥的實際泄放面積不得小于最小泄放面積。2、根據(jù)計算的最小泄放面積(喉徑截面積)，按表 1向上圓整選取喉徑代號，再根據(jù)喉徑 代號按制造廠產(chǎn)品資料，選擇安全閥。3.2 背壓校正由3.1條選擇的安全閥喉徑，反算安全閥的泄放量。根據(jù)反算的泄放量計算排放管中的壓力降，檢查安全閥的型式是否適當。3.3 安全閥喉徑代號根據(jù)美國石油學會標準API- 526,安全閥的標準喉徑截面積及其代號見表1。表1喉徑代號與喉徑截面積關系表喉徑代號喉徑截面積2 mmInD710.11E1260.196F1980.307G3240.503H5060.785J8301.287K1185

7、1.838L18402.853M23223.6N28004.34P41166.38Q719211.05R1032216.0T1677426.03.4 最小泄放面積的計算341計算的最小泄放面積為物料流經(jīng)安全閥時通過的最小截面積。對于全啟式安全閥為喉徑截面積，對于微啟式安全閻為環(huán)隙面積。壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程中規(guī)定：1、對于氣體、蒸汽在臨界條件下的最小泄放面積為：a = 13.16 W-( Z T / M ) 1/2 / Co X P式中：a 最小泄放面積，mrf;W 質(zhì)量泄放流量，kg / h ;Z 氣體壓縮因子，查圖 1;T泄放溫度，K;M分子量；Co流量系數(shù)，由制造廠提供。若沒有制造廠的

8、數(shù)據(jù)時，對于全啟式安全閥：Co=0.60.7 ;對于帶調(diào)節(jié)圈的微啟式安全閥：Co= 0.40.5 ;對于不帶調(diào)節(jié)圈的微啟式安全閥：Co= 0.25 0.35 ;X氣體特性系數(shù)，僅與氣體的絕熱系數(shù)有關，見表2;P泄放壓力，MP a。J S對比壓力Pi/ PctaPi :絕對壓力，MPa Pct :臨界壓力，MPa T:絕對溫度，K; Tct :臨界溫度，K圖1氣體壓縮因子（Z）值名稱X值名稱X值名稱X值甲烷259氯甲烷249氧265乙烷252氯乙烷250水蒸汽260丙烷246乙炔255鹽酸266丁烷242乙醛246醋酸247戊烷240空氣265甲醇251己烷234氫266乙醇245乙烯254氦2

9、65氯262丙烯247C02258二氧化氮2651 一丁烯244CS2252一氧化氮258順2 一丁烯245CO254苯245反2 一丁烯244氬281天然氣255異丁烯244氨2611.3 一丁二烯2392、根據(jù)計算的最小泄放面積（a）,計算安全閥喉徑（di）或閥座口徑（D）（1） 對于全啟式安全閥：a=nd/ 4（2） 對于平面密封型微啟式安全閥：a=n Dh（3） 對于錐面密封型微啟式安全閥：a=n D- sin $式中：d 安全閥喉徑，mmh 安全閥開啟咼度，mmD一一安全閥的閥座口徑，mm0密封面的半錐角，度。4安全閥人口管道的設計4.1 安全閥一般應盡量靠近被保護設備或管道安裝，安

10、裝位置要易于維修和檢驗。4.2 管道或設備上安全閥接管公稱直徑可大于安全閥入口直徑13級。4.3 增大入口管徑：安全閥入口管道的管徑必須大于或等于安全閥入口管徑，其連接大小 頭盡量靠近安全閥入口處。4.4 采用長半徑彎頭（R= 1.5DN）。3 %。4.5 入口管道的壓力降不大于安全閥設定壓力（表壓）的4.6 如果采用先導式安全閥，由容器或管道直接取壓時，可不受入口管的壓力降不大于安 全閥定壓3%勺限制，如圖2所示。此時需要有兩個連接管，分別接到主閥和導閥上。圖2導閥型安全閥由容器或管道直接取壓4.7 入口管道一般不設切斷閥；如果必須設置，則切斷閥要鉛封開啟，而且不影響安全閥 的操作。有時設雙

11、安全閥以保證至少有一個安全閥能正常工作。4.8 如果幾個安全閥共用一條入口管道時，入口管道要滿足幾個安全閥的流量要求。4.9 由于安全閥入口不宜受脈動壓力影響，在往復式壓縮機或往復泵出口處應采取脈沖衰減器，但此時對管道介質(zhì)流動有一定的影響。若采用先導式安全閥，將脈沖衰減器加裝在 導閥取壓管上時，介質(zhì)在管道的流動不受影響。如圖3。圖34.10 管道上安裝的安全閥，應位于壓力比較穩(wěn)定，距振動源（如果有）的距離應滿足表3的要求。對于壓縮機等大型設備振動源，更應注意安全閥的設置位置，以避免誤開啟和 由于振動使入口管道破壞。4.11 保護全充滿液體的設備所用的安全閥，要安裝在設備的頂部或頂部出口管道上。

12、4.12 安全閥入口管道至少要有5 %的坡度，坡向被保護的系統(tǒng)。入口管道盡量避免袋形彎，如不能避免，則對于易凝物質(zhì)，在袋形彎低點有連續(xù)流動的排液管連至同一壓力系統(tǒng)，若凝液易變稠或成固態(tài)，則此排液管要伴熱；對于不凝介質(zhì)，在袋形彎的最低處有易 于接近的放凈閥。表3安全閥距震動源的最小距離壓力波動源最小直管段長度控制閥和截止閥25倍管徑不在一個平面的兩個彎頭20倍管徑同一個平面的兩個彎頭15倍管徑一個彎頭10倍管徑脈動衰減器10倍管徑5安全閥出口管道的設計5.1 安全閥出口管道的管徑要不小于安全閥出口直徑。5.2 安全閥出口管道應考慮背壓不超過安全閥定壓的一定值。對于彈簧式安全閥，普通型其背壓不超過

13、安全閥定壓的10%波紋管型（平衡型）其背壓不超過安全閥的定壓的30%先導式安全閥，其背壓不超過安全閥定壓的60%具體的數(shù)值應查閱制造廠樣本，由工藝計算確定。5.3安全閥的出口管道一般不設切斷閥，如必須設置，則要求切斷閥鉛封在開啟狀態(tài)。54安全閥直接排向大氣時：1、排放的氣相要排向安全地點，一般出口朝上，排放口要切成平口，使排出物直接向上高 速排出。在管道低點有一個610的排液孔。管口附絲網(wǎng)以避免飛鳥筑巢。見圖4。1：端部切成平口； 2:此處壓降不超過定壓的 3%圖4安全閥的安裝對于有毒、或有腐蝕性、或易燃物料，應按有關規(guī)執(zhí)行。當允許排向大氣時，排放口要高出以排放口為中心的 15 m半徑圍的地面

14、、設備、操作平臺3 m以上。3、 安全閥排放氣體的溫度高于物料的自燃溫度，則排出管要設滅火蒸汽，見圖1 6.0 .1 3所示。滅火蒸汽管最小管徑為DN254、特殊工藝物料，如易自聚，易結(jié)晶等，在排出管設氮氣吹掃口，連續(xù)通入氮氣。5、排至大氣的液體要向下引至安全地點。54石化裝置大多數(shù)工藝介質(zhì)的安全閥排出口都是接至火炬總管上，并要求順流向45°斜接在泄壓總管的頂部，以免總管的凝液倒入支管，并可減少安全閥的背壓，如圖5。但對于干氣系統(tǒng)，不一定要有坡度。圖5安全閥與總管連接5.5濕氣體泄壓系統(tǒng)排放管不應有袋形積液處，安全閥的安裝高度應高于泄壓系統(tǒng)。若安全閥出口低于泄壓總管或排出管需要抬高接

15、入總管時，應在低處易于接近處設手動放液閥，以免袋形管段形成，如圖6。圖6泄壓系統(tǒng)放液閥5.6 泄壓管道使用閘閥時，閥桿應水平安裝，不可朝上，以免閥桿和閥板連接的銷釘腐蝕 或松動時，滑板下滑。裝置車間或工段安全閥數(shù)據(jù)表工程號第頁共頁1安全閥位號：2、P I圖圖號:3、被保護設備的位號：4、管道編號：5、最大工作壓力：MPa（表）6、設計壓力：MPa（表）7、最咼工作溫度：C8、設計溫度：C9、物料性質(zhì)：名稱：相態(tài)：臨界壓力MPa臨界溫度：C分子量M絕熱指數(shù)k:壓縮因子Z：氣相密度G:kg / m3膨脹系數(shù)B：1/C比熱Co：k J / k gC氣化熱H:kJ/kg粘度卩mP a s10、安全閥設定壓力：MPa（表）11、超壓：%12、背壓Pb:MPa13、靜背壓：MPa14、安全閥泄放壓力 P:MPa15、泄放溫度T:K16、設備參數(shù)：直徑D:m設備全長L:m換熱管徑d:mm最大輸入熱量hH:k J /17、保溫材料的厚度 do：m18、導熱系d