5安全閥的設計及選型

1、安全閥的設計及選型名詞術(shù)語壓力泄壓閥 Pressure Relief Valve (PRV)安全閥 Safety Valve泄放閥 Relief Valve安全泄放閥Safety Relief Valve安全閥 Safety Valve一種靠閥門進口側(cè)靜壓動作的壓力泄放閥能突然起座并全開適用于可壓縮性流體（氣體、氣相或蒸汽）全開整定壓力開高允許超壓泄放閥 Relief Valve一種靠閥門進口側(cè)靜壓動作的壓力泄放閥開高隨超壓的增加而成比例的增大通常用于不可壓縮的流體（液體）全開整定壓力開高允許超壓安全泄放閥 Safety Relief Valve即可作為安全閥又可作為泄放閥的壓力泄放閥就是安全

2、泄放閥。理想的壓力泄放閥在達到整定壓力之前無泄漏只在整定壓力下開啟只泄放掉保護系統(tǒng)所需要的排量在泄放循環(huán)中性能穩(wěn)定在整定壓力下回座(啟閉壓差為零)被保護的系統(tǒng)PRV對壓力泄放閥性能的實際要求在系統(tǒng)正常操作壓力下保持密封當系統(tǒng)壓力達到整定壓力時開啟在系統(tǒng)壓力達到允許超壓之前泄放掉額定排量當系統(tǒng)壓力降到整定壓力以下后，閥門回座復位，并保持密封壓力相關的基本概念最大允許工作壓力 (MAWP)在設計溫度下,設備或管道所允許承受的最大工作壓力,該壓力是根據(jù)容器受壓元件的有效壁厚計算所得。整定壓力 Set Pressure：安全閥閥瓣在運行條件下開始升起時的進口壓力，也叫開啟壓力,設定壓力。工作壓力 Op

3、erating pressure:閥門正常工作狀態(tài)的壓力。排放壓力 Relieving pressure：整定壓力加超過壓力。超壓 Over pressure：超過安全閥整定壓力的壓力增量，通常用整定壓力的百分比表示?；刈鶋毫?Reseating Pressure：排放后閥瓣與閥座重新接觸，即開啟高度變?yōu)榱銜r的進口壓力。啟閉壓差 Blowdown：整定壓力與回座壓力之差，通常用整定壓力的百分數(shù)表示；而當整定壓力小于0.3MPa時，用MPa表示。背壓 Back Pressure：安全閥出口處的壓力。附加背壓 Superimposed back pressure：安全閥即將動作前在閥出口處存在的靜

4、壓力，是由其他壓力源在排放系統(tǒng)中引起的。排放背壓 Built up back pressure：由于介質(zhì)通過安全閥流入排放系統(tǒng)，而在閥出口處形成的壓力。冷態(tài)試驗差壓力 Cold Differential Test Pressure：安全閥在試驗臺上調(diào)整到開始開啟時進口處的靜壓力，該壓力包含了對背壓和溫度的修正值。與排量相關的基本術(shù)語理論排量： therotical discharge capacity：流道橫截面積與安全閥流道面積相同的理想噴管的計算流量。額定排量 Certified discharge capacity：實測排量中允許作為安全閥使用基準的那一部分，也就是理論排量乘以額定排量系

5、數(shù)后得到的數(shù)值。需要排量 Required capacity:設計要求安全閥最低需要達到的排量。壓 力 %1101009590MAWP允許超壓典型的整定壓力整定壓力偏差典型的 回座壓力啟閉壓差,% 整定泄漏實驗壓力背壓InletPb (背壓)壓力泄放閥出口的壓力.排放背壓Built-up back pressure排放PRV 打開介質(zhì)流動入口被保護的系統(tǒng)附加背壓（靜背壓）Superimposed back pressure密閉的排放總管去火炬可能的壓力源可能的壓力源可能的壓力源吹掃開高開高壓力泄放閥開啟后，閥瓣密封面離開關閉位置的實際行程喉部面積壓力泄放閥進口端至關閉件密封面之間流道的最小截面

6、積 AreaD2/4 。LIFTDN簾面積閥瓣在閥座上方升起時在其密封面間形成的圓柱形或圓錐型通道的面積Area=DL 。排放面積壓力泄放閥排放時流體通道的最小截面積處的喉部面積與簾面積之間的較小者安全閥的演變普通型彈簧直接載荷 PRV最初形態(tài)可調(diào)整的彈 簧PF通過一個可調(diào)的彈簧來改變整定壓力。遺憾的是，當閥座組件升起以打開閥門時，彈簧壓縮量越大，產(chǎn)生的向下的力越大，又限制了閥門的開啟。 裙邊PF增加受力面積加速閥門開啟減少超壓在閥座組件上增加一個裙邊，給向上的入口壓力提供一個大一些的作用面積。當閥門開始打開，改變了下游流體的方向，即推進了閥門開啟加快，又減小了前泄（當壓力趨近于整定壓力時，閥

7、座的泄漏）及超壓。 進一步改進 為達到調(diào)節(jié)回座壓力的作用, 又增加了一個調(diào)節(jié)圈。調(diào)節(jié)圈、噴嘴、閥瓣夾持器構(gòu)成了“蓄壓腔”， “蓄壓腔”內(nèi)的力不僅決定升力，也對回座力起決定作用。 低前泄高啟閉壓差 高前泄低啟閉壓差 啟閉壓差調(diào)節(jié)圈的 位置P蓄壓腔F最終形態(tài) 彈簧閥蓋 閥體 P1P2新因 素背壓 為保護壓力泄放閥不受諸如氣候及粗魯裝卸的破壞，增加了閥體與閥蓋。這又引出了一個新的需要考慮的因素背壓。普通型彈簧直接載荷 PRVP1出口P2啟閉壓差調(diào)節(jié)環(huán)整定壓力調(diào)整螺釘入口蓄壓腔背壓對安全閥的影響改變設定壓力減小泄放量安全閥在動作時容易發(fā)生頻顫背壓Lift vs Back PressureConvent

8、ionalSpring Valve由普通式變換為平衡波紋管PRV波紋管式安全閥作用平衡背壓隔離嚴重腐蝕和危險性介質(zhì)ConventionalSpring ValveBalancedSpring ValveLift vs Back Pressure先導式安全閥不受背壓影響入口導閥導壓管活塞密封不平衡移動副(活塞)導管出口彈性閥座P1P1P2閥座壓緊力7550250100100755025彈簧直接載荷 PRV先導式PRV% 閥座壓緊力% 整定壓力標準規(guī)范ASME IASME VIIIAPIASME I動力鍋爐安全閥超壓：3%ASME VIII壓力容器 (MAWP1.03barg)ASME VIII對于安全閥超壓的規(guī)定MAWP(MAX. SET)單安全閥，設計工況為非火災工況110100多安全閥，設計工況為非火災工況MULTIPLE VALVESMAWP1161051002ND1ST單安全閥，設計工況為火災工況MAWP12110021%多安全閥，設計工況為火災工況第一個安全閥121MAWP100110