安全閥配管設(shè)計(jì)方式的探討

1、<p>　　安全閥配管設(shè)計(jì)方式的探討</p><p>　　[摘 要]安全閥是化工裝置中常見的安全泄放裝置，準(zhǔn)確掌握安全閥的工作原理、安裝原則，對(duì)于設(shè)計(jì)人員提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、預(yù)防安全事故重要意義。本文詳細(xì)介紹了安全閥的結(jié)構(gòu)、作用原理、安裝及設(shè)計(jì)原則，并結(jié)合工程實(shí)例，總結(jié)了安全閥的安裝設(shè)計(jì)方式。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]安全閥 作用原理 配管設(shè)計(jì) </p><

2、p>　　中圖分類號(hào)：TH470.22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）08-0116-01 </p><p>　　安全閥是一種特殊的閥門，當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高超過規(guī)定值時(shí)，通過向系統(tǒng)外排放介質(zhì)來防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過規(guī)定的數(shù)值[1]。主要用于鍋爐、壓力容器和管道上，控制壓力不超過規(guī)定值，對(duì)人身安全和設(shè)備運(yùn)行起重要保護(hù)作用。 </p><p>　　

3、1 安全閥的結(jié)構(gòu)及作用原理 </p><p>　　安全閥按結(jié)構(gòu)形式來分，可以分為垂錘式、杠桿式、彈簧式和先導(dǎo)式（脈沖式）安全閥。但在石油化工裝置內(nèi)的壓力容器和管道上，較多采用彈簧式和先導(dǎo)式安全閥，本節(jié)就這兩種安全閥的結(jié)構(gòu)形式做簡單的介紹。 </p><p>　　彈簧式安全閥是石油化工裝置上使用最廣泛的安全閥。其結(jié)構(gòu)主要由閥體、閥座、閥芯、閥桿、彈簧和調(diào)整螺桿等組成。彈簧式安全閥是利用安全閥

4、中的彈簧被壓縮后產(chǎn)生的彈力將閥芯壓緊在閥座上，使管道壓力保持在允許范圍之內(nèi)。彈簧式安全閥結(jié)構(gòu)緊湊，靈敏度也比較高，安裝位置不受嚴(yán)格限制，而且對(duì)振動(dòng)的敏感性差；其缺點(diǎn)在于安全閥隨閥瓣的升高，彈簧壓縮量增大，彈簧作用于閥瓣上的力也隨著增加，這對(duì)安全閥迅速開啟是不利的。 </p><p>　　先導(dǎo)式安全閥（又稱脈沖式安全閥），是一種依靠從導(dǎo)閥排出介質(zhì)來驅(qū)動(dòng)或控制主閥的安全閥。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，石油化工、熱電、燃?xì)廨斔?/p>

5、等行業(yè)紛紛擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，越來越多的先導(dǎo)式安全閥應(yīng)用于石油儲(chǔ)罐、熱電鍋爐和燃?xì)夤艿赖戎匾O(shè)備上。 </p><p>　　先導(dǎo)式安全閥是一種由主閥和導(dǎo)閥組成的安全閥，導(dǎo)閥響應(yīng)系統(tǒng)介質(zhì)壓力自身動(dòng)作從而控制主閥的開關(guān)動(dòng)作。當(dāng)被保護(hù)系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀況時(shí)，導(dǎo)閥閥瓣處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)壓力升高達(dá)到整定壓力時(shí)，導(dǎo)閥開啟，同時(shí)滑閥向上移動(dòng)封閉導(dǎo)閥的進(jìn)氣通道，主閥閥瓣上方氣室的介質(zhì)經(jīng)由打開的導(dǎo)閥排出，使主閥閥瓣上方壓力降低，主閥閥

6、瓣在進(jìn)口壓力的推動(dòng)下打開而使系統(tǒng)卸壓；當(dāng)系統(tǒng)壓力降低到一定值時(shí)，導(dǎo)閥回座并帶動(dòng)頂桿頂開滑閥，系統(tǒng)壓力再次通過導(dǎo)閥傳入主閥閥瓣上方氣室，并推動(dòng)主閥閥瓣關(guān)閉。 </p><p>　　先導(dǎo)式安全閥適用于高壓、大口徑的場合。先導(dǎo)式安全閥具有良好的密封性能，允許工作壓力接近整定壓力，較小超壓就能使安全閥迅速達(dá)到全啟狀態(tài)，安全閥動(dòng)作性能和開啟高度不受背壓影響，可在線檢測安全閥的整定壓力；其缺點(diǎn)在于它的可靠性同主閥和導(dǎo)閥有關(guān)，

7、動(dòng)作不如直接作用式安全閥那樣迅速、可靠，而且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 </p><p>　　2 安全閥的設(shè)置原則 </p><p>　　設(shè)備和管道上的安全閥一般應(yīng)垂直向上安裝；排放至密閉系統(tǒng)的安全閥，其排放介質(zhì)是液體或可凝氣體時(shí)，安全閥的安裝位置應(yīng)高于總管，否則應(yīng)采取排液措施；當(dāng)排放介質(zhì)為干氣并排至干氣密閉系統(tǒng)時(shí)，安全閥的安裝位置可以低于總管，但必須高于被保護(hù)設(shè)備。分餾塔頂部的安全閥如直接向大氣排放介

8、質(zhì)時(shí)，可設(shè)在塔頂餾出線的頂部；如向密閉系統(tǒng)排放介質(zhì)時(shí)，可設(shè)在塔頂餾出線至冷凝冷卻設(shè)備的入口總管上；球罐上的安全閥應(yīng)設(shè)在罐的頂部。 </p><p>　　安全閥盡可能直接安裝在被保護(hù)設(shè)備的管口上或靠近該設(shè)備出口的管道上，以便流動(dòng)狀態(tài)下介質(zhì)易進(jìn)入安全閥。然而，有些情況下，被保護(hù)設(shè)備的壓力源存在壓力脈動(dòng)現(xiàn)象（如往復(fù)式壓縮機(jī)或往復(fù)泵的出口管道），其波峰值接近安全閥的設(shè)定壓力值，安全閥必須安裝在遠(yuǎn)離壓力源且壓力較平穩(wěn)的地方

9、 [2]。此外，安全閥不應(yīng)安裝在長的水平管道的末端，以避免雜質(zhì)的積累和液體堵塞影響安全閥的正常工作。 </p><p>　　同時(shí)，安全閥還應(yīng)考慮安裝在易于調(diào)節(jié)、檢查和維修的場所，閥門周圍必須有足夠的操作空間，并能從操作平臺(tái)進(jìn)行檢修。對(duì)于大直徑安全閥，在布置時(shí)應(yīng)考慮維檢修拆卸后吊裝的可能，必要時(shí)要設(shè)吊柱或其他吊裝設(shè)施。 </p><p>　　3 安全閥的配管設(shè)計(jì) </p>&l

10、t;p>　　3.1 安全閥入口管道的配管設(shè)計(jì) </p><p>　　被保護(hù)設(shè)備到安全閥進(jìn)口法蘭之間的入口管道，應(yīng)使其總壓降不超過該閥設(shè)定壓力（表壓）的3 %，為此在配管設(shè)計(jì)上應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)[3]： </p><p>　　a）安全閥應(yīng)靠近被保護(hù)的設(shè)備或管道； </p><p>　　b）當(dāng)安全閥入口管道較長時(shí)應(yīng)提交工藝專業(yè)核算，以便擴(kuò)大入口管徑減小壓力降； <

11、;/p><p>　　c）安全閥入口管道的公稱尺寸必須等于或大于安全閥進(jìn)口法蘭的公稱尺寸，其連接大小頭應(yīng)盡量靠近安全閥入口處； </p><p>　　d）安全閥入口管道上應(yīng)采用長半徑彎頭（R≥1.5DN）。 </p><p>　　安全閥入口管道一般不設(shè)切斷閥；如果必須設(shè)置，應(yīng)選用單閘板閘閥，并鉛封開啟，閥桿應(yīng)水平安裝，以免閥桿和閥板連接的銷釘腐蝕或松動(dòng)時(shí)，閥板下滑，而且不

12、影響安全閥的操作，當(dāng)安全閥設(shè)有旁通閥時(shí)，該閥應(yīng)鉛封關(guān)。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；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]。 </p><p>　　配管完成后，應(yīng)核算在工作溫度范圍內(nèi)管道是否需要補(bǔ)償；同時(shí)要核算與安全閥入口管道相連的工藝管道本身熱脹冷縮的長度變化。 </p><p>　　3.2 安全閥出口管道的配管設(shè)計(jì) </p&g

13、t;<p>　　安全閥出口管的設(shè)計(jì)要考慮背壓不超過安全閥設(shè)定壓力的一定值，配管完成后應(yīng)進(jìn)行阻力降核算，防止阻力降超過允許范圍。 </p><p>　　當(dāng)安全閥直接向大氣排放介質(zhì)時(shí)，安全閥出口管直接排入大氣時(shí)，排出口應(yīng)引至安全處，并避開設(shè)備、平臺(tái)、梯子、電纜等；安全閥出口管排放管端應(yīng)切成平口，使介質(zhì)直接向上排出，遠(yuǎn)離平臺(tái)有人之處，并在出口管道的水平管段開直徑φ6 mm～10 mm小孔以便排液。 <

14、;/p><p>　　當(dāng)安全閥出口介質(zhì)排入密閉系統(tǒng)時(shí)，安全閥出口管道應(yīng)避免袋形，以使高速排放的流體能順暢排入總管[5]。當(dāng)安全閥出口管低于總管或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，并應(yīng)將排液管引至安全地區(qū)或凝液收集罐，以免袋形管段內(nèi)積液。 </p><p>　　3.3 安全閥管線的支撐 </p><p>　　安全閥排放時(shí)出口管道容易產(chǎn)生熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力和排

15、出反作用力，故應(yīng)對(duì)其出口管道進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹位蛟黾尤嵝?，以克服安全閥與設(shè)備管口根部的彎矩和剪力、出口管自重、振動(dòng)的熱脹等力的作用，對(duì)于安裝在設(shè)備上的安全閥，可在設(shè)備或管道附屬構(gòu)架上焊接一個(gè)可滑動(dòng)支架；在管廊外側(cè)平臺(tái)上的安全閥，出口管道可直接搭在管廊的橫梁上或是平臺(tái)的欄桿上，并用U型管卡固定。 </p><p><b>　　結(jié)束語 </b></p><p>　　安全閥是化

16、工裝置中經(jīng)常使用的安全泄放裝置，安全閥的正確選用與安裝對(duì)整個(gè)裝置系統(tǒng)的安全生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。本文重點(diǎn)對(duì)安全閥的作用原理、安裝設(shè)計(jì)原則與經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，以便以后的安裝設(shè)計(jì)中，安全閥的配管設(shè)計(jì)方式更加地合理和優(yōu)化。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 李曉亮，陸洋，丁旭. 安全閥配管設(shè)計(jì)[J].化工設(shè)計(jì)，2011，21（1）