安全閥的設(shè)置及選用

1、。安全閥的設(shè)置和選用安全閥是一種能使設(shè)備或管道自動(dòng)泄壓而防止超壓發(fā)生爆炸的自動(dòng)閥門，即當(dāng)壓力超過指定的值時(shí)，閥門自動(dòng)開啟，使流體外泄，而當(dāng)壓力回復(fù)到指定的壓力后，閥門自動(dòng)關(guān)閉，以保護(hù)設(shè)備或管道。安全閥用在鍋爐、壓力容器等受壓設(shè)備上作為超壓保護(hù)裝置。當(dāng)被保護(hù)設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力異常升高達(dá)到規(guī)定值時(shí)，閥門自動(dòng)開啟，繼而全量排放， 以防止壓力繼續(xù)升高，當(dāng)壓力降低到另一規(guī)定值時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉。1 安全閥的設(shè)置1.1凡屬下列情況之一的容器必須安裝安全閥：1、獨(dú)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(chǎng)合。3、設(shè)計(jì)壓力小于壓力來源處的壓力的容器及

2、管道。4、容積式泵和壓縮機(jī)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(shè)有切斷閥或控制閥時(shí)，在該閥上游應(yīng)設(shè)置安全閥。7、由于工藝事故、自控事故、電力事故、火災(zāi)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(guān)閉而產(chǎn)生熱膨脹的部位。9、凝氣透平機(jī)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(shè)置安全閥。1.2石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范的規(guī)定，在不正常條件下，可能超壓的下列設(shè)備應(yīng)設(shè)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、往復(fù)

3、式壓縮機(jī)各段出口或電動(dòng)往復(fù)泵、齒輪泵、螺桿泵等容積式泵的出口管道上，應(yīng)設(shè)安全閥。 安全閥的放空管應(yīng)接至泵入口管道上，并宜設(shè)事故停車聯(lián)鎖裝置（如設(shè)備本身已有安全閥者除外） 。4、凡與鼓風(fēng)機(jī)、離心式壓縮機(jī)、離心泵或蒸汽往復(fù)泵出口連接的設(shè)備不能承受其最高壓力時(shí)，上述機(jī)泵的出口管道需設(shè)安全閥。以上管道有可能由于火災(zāi)、操作故障或停水、停電等。1。造成管道內(nèi)壓力超過設(shè)計(jì)壓力而發(fā)生爆炸事故，故應(yīng)設(shè)置安全閥或其他安全措施。5、可燃?xì)怏w或液體受熱膨脹，可能超出設(shè)計(jì)壓力的設(shè)備。6、在兩端有可能關(guān)閉，而導(dǎo)致升壓的液化烴管道上，應(yīng)設(shè)安全閥或采取其他安全措施。1.3不宜設(shè)置安全閥的設(shè)備和工藝管道1、加熱爐爐管。2、在同

4、一壓力系統(tǒng)中，壓力來源處已有安全閥，則其余設(shè)備可不設(shè)安全閥。對(duì)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(yīng)在其入口前設(shè)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(shí)分解爆炸危險(xiǎn)物料的反應(yīng)設(shè)備，如安全閥不能滿足要求時(shí)，應(yīng)裝防爆片或爆破片和導(dǎo)爆管。5、因物料爆聚、分解造成超溫、超壓可能引起火災(zāi)、爆炸的反應(yīng)設(shè)備，應(yīng)設(shè)報(bào)警信號(hào)和泄壓排放設(shè)施，以及自動(dòng)或手動(dòng)遙控的緊急切斷進(jìn)料設(shè)施。2 安全閥形式的選擇2.1排放氣體或蒸汽時(shí)，選用全啟式安全閥。2.2排放液體時(shí)，選用全啟式或微啟式安全閥。2.3排放水蒸汽或空氣時(shí)，可選用帶扳手的安全閥。2.4對(duì)設(shè)定壓力大于

5、3 MPa，溫度超過235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(qiáng)腐蝕、有極度危險(xiǎn)的介質(zhì)，選用波紋管安全閥。2.7高背壓的場(chǎng)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(chǎng)合，有時(shí)要安裝互為備用的兩個(gè)安全閥。兩個(gè)安全閥的進(jìn)口和出口切斷閥宜采用機(jī)械聯(lián)鎖裝置，以確保在任何時(shí)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(hào)的確定3.1確定原則1、根據(jù)計(jì)算的最小泄放面積（按3.4 條計(jì)算），按制造廠產(chǎn)品資料選擇安全閥。原則是所

6、選安全閥的實(shí)際泄放面積不得小于最小泄放面積。2。2、根據(jù)計(jì)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(hào)，再根據(jù)喉徑代號(hào)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(jì)算排放管中的壓力降，檢查安全閥的型式是否適當(dāng)。3.3安全閥喉徑代號(hào)根據(jù)美國石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)API 526，安全閥的標(biāo)準(zhǔn)喉徑截面積及其代號(hào)見表1。表 1喉徑代號(hào)與喉徑截面積關(guān)系表喉徑截面積喉徑代號(hào) 2In 2D710.11E1260.196F1980.307G3240.503H5060.785J8301.287K11851.838L18402.853

7、M23223.6N28004.34P41166.38Q719211.05R1032216.0T1677426.03.4最小泄放面積的計(jì)算3.4.1計(jì)算的最小泄放面積為物料流經(jīng)安全閥時(shí)通過的最小截面積。對(duì)于全啟式安全閥為喉徑截面積，對(duì)于微啟式安全閻為環(huán)隙面積。3.4.2壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程中規(guī)定：1、對(duì)于氣體、蒸汽在臨界條件下的最小泄放面積為：。3。a 13.16 W（ Z T / M ） 1/2 / Co XP2式中： a最小泄放面積，mm；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。若沒有制造廠的數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)于全啟式安全閥：C

8、o0.6 0.7 ；對(duì)于帶調(diào)節(jié)圈的微啟式安全閥：Co 0.4 0.5 ；對(duì)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(guān)，見表2；P泄放壓力，MP a。對(duì)比壓力 Pi/ PctPi ：絕對(duì)壓力，MPa； Pct ：臨界壓力， MPa； T：絕對(duì)溫度， K； Tct ：臨界溫度，K圖 1氣體壓縮因子（Z）值。4。表 2不同性質(zhì)氣體的X 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

9、乙烯254氦265氯262丙烯247C0258二氧化氮26521 一丁烯244CS2252一氧化氮258順 2 一丁烯245C0254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(jì)算的最小泄放面積（a），計(jì)算安全閥喉徑（d ）或閥座口徑（ D）1（1）對(duì)于全啟式安全閥：2/ 4a d1（2）對(duì)于平面密封型微啟式安全閥：a Dh（3）對(duì)于錐面密封型微啟式安全閥：a D sin 式中： d安全閥喉徑，mm；h 安全閥開啟高度， mm；D 安全閥的閥座口徑， mm； 一密封面的半錐角，度。4 安全閥人口管道的設(shè)計(jì)4.1安全閥一般應(yīng)盡量靠近被保護(hù)設(shè)

10、備或管道安裝，安裝位置要易于維修和檢驗(yàn)。4.2管道或設(shè)備上安全閥接管公稱直徑可大于安全閥入口直徑13 級(jí)。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(zhǎng)半徑彎頭（R 1.5DN）。5。4.5入口管道的壓力降不大于安全閥設(shè)定壓力（表壓）的3 %。4.6如果采用先導(dǎo)式安全閥，由容器或管道直接取壓時(shí)，可不受入口管的壓力降不大于安全閥定壓3%的限制，如圖2 所示。此時(shí)需要有兩個(gè)連接管，分別接到主閥和導(dǎo)閥上。導(dǎo)閥主閥閥體上取壓從壓力源直接取壓圖 2導(dǎo)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(shè)切斷閥；如果必須設(shè)置，則切斷閥要鉛

11、封開啟，而且不影響安全閥的操作。有時(shí)設(shè)雙安全閥以保證至少有一個(gè)安全閥能正常工作。4.8如果幾個(gè)安全閥共用一條入口管道時(shí)，入口管道要滿足幾個(gè)安全閥的流量要求。4.9由于安全閥入口不宜受脈動(dòng)壓力影響，在往復(fù)式壓縮機(jī)或往復(fù)泵出口處應(yīng)采取脈沖衰減器， 但此時(shí)對(duì)管道內(nèi)介質(zhì)流動(dòng)有一定的影響。若采用先導(dǎo)式安全閥，將脈沖衰減器加裝在導(dǎo)閥取壓管上時(shí)，介質(zhì)在管道內(nèi)的流動(dòng)不受影響。如圖3。導(dǎo)閥脈沖衰減器圖 34.10管道上安裝的安全閥，應(yīng)位于壓力比較穩(wěn)定，距振動(dòng)源（如果有）的距離應(yīng)滿足表3的要求。 對(duì)于壓縮機(jī)等大型設(shè)備振動(dòng)源，更應(yīng)注意安全閥的設(shè)置位置，以避免誤開啟和由于振動(dòng)使入口管道破壞。4.11保護(hù)全充滿液體的設(shè)

12、備所用的安全閥，要安裝在設(shè)備的頂部或頂部出口管道上。4.12安全閥入口管道至少要有5 %的坡度，坡向被保護(hù)的系統(tǒng)。入口管道盡量避免袋形彎，如不能避免， 則對(duì)于易凝物質(zhì)，在袋形彎低點(diǎn)有連續(xù)流動(dòng)的排液管連至同一壓力系統(tǒng)，若凝。6。液易變稠或成固態(tài)，則此排液管要伴熱；對(duì)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(dòng)源的最小距離壓力波動(dòng)源最小直管段長(zhǎng)度控制閥和截止閥25 倍管徑不在一個(gè)平面內(nèi)的兩個(gè)彎頭20 倍管徑同一個(gè)平面內(nèi)的兩個(gè)彎頭15 倍管徑一個(gè)彎頭10 倍管徑脈動(dòng)衰減器10 倍管徑5 安全閥出口管道的設(shè)計(jì)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

13、應(yīng)考慮背壓不超過安全閥定壓的一定值。對(duì)于彈簧式安全閥，普通型其背壓不超過安全閥定壓的10%，波紋管型（平衡型）其背壓不超過安全閥的定壓的30%；先導(dǎo)式安全閥，其背壓不超過安全閥定壓的60%。具體的數(shù)值應(yīng)查閱制造廠樣本，由工藝計(jì)算確定。5.3安全閥的出口管道一般不設(shè)切斷閥，如必須設(shè)置，則要求切斷閥鉛封在開啟狀態(tài)。5.4.安全閥直接排向大氣時(shí)：1、排放的氣相要排向安全地點(diǎn)，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(diǎn)有一個(gè)6 10 的排液孔。管口附絲網(wǎng)以避免飛鳥筑巢。見圖4。12 61：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。7。2、排放口要高出以排放

14、口為中心的7.5m 半徑范圍內(nèi)的地面、設(shè)備、操作平臺(tái)等2.5m 以上。對(duì)于有毒、或有腐蝕性、或易燃物料，應(yīng)按有關(guān)規(guī)范執(zhí)行。當(dāng)允許排向大氣時(shí)，排放口要高出以排放口為中心的 15 m 半徑范圍內(nèi)的地面、設(shè)備、操作平臺(tái)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(shè)滅火蒸汽，見圖16. 0. 13 所示。滅火蒸汽管最小管徑為DN25。4、特殊工藝物料，如易自聚，易結(jié)晶等，在排出管設(shè)氮?dú)獯祾呖?，連續(xù)通入氮?dú)狻?、排至大氣的液體要向下引至安全地點(diǎn)。5.4.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，以免總管內(nèi)的凝液倒入支管，并可減少

15、安全閥的背壓，如圖5。但對(duì)于干氣系統(tǒng)，不一定要有坡度。安全閥出口45去火炬總管圖 5安全閥與總管連接5.5濕氣體泄壓系統(tǒng)排放管內(nèi)不應(yīng)有袋形積液處，安全閥的安裝高度應(yīng)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入總管時(shí)，應(yīng)在低處易于接近處設(shè)手動(dòng)放液閥，以免袋形管段形成，如圖6。45去火炬泄壓總管手動(dòng)放液閥圖 6泄壓系統(tǒng)放液閥5.6泄壓管道使用閘閥時(shí)，閥桿應(yīng)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(dòng)時(shí)，滑板下滑。8。工程工程號(hào)裝置安全閥數(shù)據(jù)表第頁共頁車間或工段1、安全閥位號(hào)：2、 P I 圖圖號(hào)：3、被保護(hù)設(shè)備的位號(hào)：4、管道編號(hào)：5、最大工作壓力：MPa（表）6、設(shè)計(jì)壓力

16、：MPa（表）7、最高工作溫度：8、設(shè)計(jì)溫度：9、物料性質(zhì) :名稱 :相態(tài)：臨界壓力MPa臨界溫度：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/ 比熱 Co：k J / k g氣化熱 H：kJ/kg粘度m P a s10、安全閥設(shè)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(shè)備參數(shù) :直徑 D：m設(shè)備全長(zhǎng) L：m換熱管內(nèi)徑 d：mm最大輸入熱量 H：kJ / h17、保溫材料的厚度do：m18、導(dǎo)熱系 d：kJ / m h19、流量系數(shù) Co：20、容器外壁校正系數(shù)F：21、背壓修正系數(shù) Kb（圖 1 6 . 0 . 5