上海申弘閥門(mén)有限公司
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化工鍋爐安全閥分類選型安全閥用以防止鍋爐、壓力容器等設(shè)備或管道因超壓而發(fā)生損壞的。當(dāng)被保護(hù)體內(nèi)的流體壓力達(dá)到略高于正常工作壓力的某一規(guī)定值(即閥門(mén)開(kāi)啟壓力)時(shí)，安全閥自動(dòng)開(kāi)啟，排放部分流體，使壓力下降。當(dāng)壓力下降到略低于正常工作壓力的某一值(即閥門(mén)回座壓力)時(shí)，安全閥自動(dòng)關(guān)閉，停止排放流體并保持密封。
安全閥類的作用是防止管路或裝置中的介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定數(shù)值，從而達(dá)到安全保護(hù)的目的。安全閥是一種安全保護(hù)用閥，它的啟閉件受外力作用下處于常閉狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高，超過(guò)規(guī)定值時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟，通過(guò)向系統(tǒng)外排放介質(zhì)來(lái)防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定數(shù)值。安全閥屬于自動(dòng)閥類，主要用于鍋爐、壓力容器和管道上，控制壓力不超過(guò)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。
化工鍋爐安全閥分類選型按安全閥閥瓣開(kāi)啟高度可分為微啟式安全閥和全啟式安全閥，微啟式安全閥的開(kāi)啟行程高度為：≤0.05d0(zui小排放喉部口徑)；全啟式安全閥開(kāi)啟高度為≤0.25d0(zui小排放喉部口徑)。 安全閥按結(jié)構(gòu)形式來(lái)分，要分為垂錘式、杠桿式、彈簧式和先導(dǎo)式(脈沖式)；按閥體構(gòu)造來(lái)分，可分為封閉式和不封閉式兩種。封閉式安全閥即排除的介質(zhì)不外泄，全部沿著出口排泄到地點(diǎn)，一般用在有毒和腐蝕性介質(zhì)中。對(duì)于空氣和蒸汽用安全閥，多采用不封閉式安全閥。對(duì)于安全閥產(chǎn)品的選用，應(yīng)按實(shí)際密封壓力來(lái)確定。對(duì)于彈簧式安全閥，在一種公稱壓力(PN)范圍內(nèi)，具有幾種工作壓力級(jí)的彈簧，訂貨時(shí)除注明安全閥型號(hào)、名稱、介質(zhì)和溫度外，尚應(yīng)注明閥體密封壓力，否則按zui大密封壓力供貨。
化工鍋爐安全閥分類選型
安全閥是鍋爐、壓力容器和其他受壓力設(shè)備上重要的安全附件，能夠有效預(yù)防由生產(chǎn)裝置超壓引起的爆炸事故。安全閥的合理計(jì)算與設(shè)計(jì)對(duì)化工裝置來(lái)說(shuō)是非常重要的。安全閥是鍋爐、壓力容器和其他受壓力設(shè)備上重要的安全附件。其動(dòng)作可靠性和性能好壞直接關(guān)系到設(shè)備和人身的安全，并與節(jié)能和環(huán)境保護(hù)緊密相關(guān)。而有的用戶和設(shè)計(jì)部門(mén)在選型時(shí)，總是選錯(cuò)型號(hào)。為此本文對(duì)安全閥的選用加以分析。
二、定義
所謂安全閥廣義上講包括泄放閥，從管理規(guī)則上看，直接安裝在蒸汽鍋爐或一類壓力容器上，其必要條件是必須得到技術(shù)監(jiān)督部門(mén)認(rèn)可的閥門(mén)，狹義上稱之為安全閥，其他一般稱之為泄放閥。安全閥與泄放閥在結(jié)構(gòu)和性能上很相似，二者都是在超過(guò)開(kāi)啟壓力時(shí)自動(dòng)排放內(nèi)部的介質(zhì)，以保證生產(chǎn)裝置的安全。由干存在這種本質(zhì)上類似性，人們?cè)谑褂脮r(shí)，往往將二者混同，另外，有些生產(chǎn)裝置在規(guī)則上也規(guī)定選用哪種均可。因此，二者的不同之處往往被忽視。從而也就出現(xiàn)了許多間題。如果要將二者作出比較明確的定義，則可按照《ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范》*篇中所闡述的定義來(lái)理解：
（l）安全閥（Safety Valve）一種由閥前介質(zhì)靜壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)泄壓裝置。其特征為具有突開(kāi)的全開(kāi)啟動(dòng)作。用于氣體或蒸汽的場(chǎng)合，如圖1。
安全閥分類及特點(diǎn)
按整體結(jié)構(gòu)及加載機(jī)構(gòu)的不同劃分：安全閥按其整體結(jié)構(gòu)及加載機(jī)構(gòu)的不同可以分為重錘杠桿式、彈簧式和脈沖式三種。三種形式的安全閥中，用得比較普遍的是彈簧式安全閥。
1重錘杠桿式安全閥
重錘杠桿式安全閥是利用重錘和杠桿來(lái)平衡作用在閥瓣上的力。
根據(jù)杠桿原理，它可以使用質(zhì)量較小的重錘通過(guò)杠桿的增大作用獲得較大的作用力，并通過(guò)移動(dòng)重錘的位置(或變換重錘的質(zhì)量)來(lái)調(diào)整安全閥的開(kāi)啟壓力。
優(yōu)點(diǎn)：重錘杠桿式安全閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整容易而又比較準(zhǔn)確，所加的載荷不會(huì)因閥瓣的升高而有較大的增加，適用于溫度較高的場(chǎng)合，過(guò)去用得比較普遍，特別是用在鍋爐和溫度較高的壓力容器上。
缺點(diǎn)：但重錘杠桿式安全閥結(jié)構(gòu)比較笨重，加載機(jī)構(gòu)容易振動(dòng)，并常因振動(dòng)而產(chǎn)生泄漏；其回座壓力較低，開(kāi)啟后不易關(guān)閉及保持嚴(yán)密。
2彈簧式安全閥
彈簧式安全閥是利用壓縮彈簧的力來(lái)平衡作用在閥瓣上的力。
螺旋圈形彈簧的壓縮量可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)它上面的調(diào)整螺母來(lái)調(diào)節(jié)，利用這種結(jié)構(gòu)就可以根據(jù)需要校正安全閥的開(kāi)啟(整定)壓力。
優(yōu)點(diǎn)：彈簧式安全閥結(jié)構(gòu)輕便緊湊，靈敏度也比較高，安裝位置不受限制，而且因?yàn)閷?duì)振動(dòng)的敏感性小，所以可用于移動(dòng)式的壓力容器上。
缺點(diǎn)：所加的載荷會(huì)隨著閥的開(kāi)啟而發(fā)生變化，即隨著閥瓣的升高，彈簧的壓縮量增大，作用在閥瓣上的力也跟著增加。這對(duì)安全閥的迅速開(kāi)啟是不利的。
另外，閥上的彈簧會(huì)由于長(zhǎng)期受高溫的影響而使彈力減小。用于溫度較高的容器上時(shí)，常常要考慮彈簧的隔熱或散熱問(wèn)題，從而使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜起來(lái)。 
3脈沖式安全閥
脈沖式安全閥由主閥和輔閥構(gòu)成，通過(guò)輔閥的脈沖作用帶動(dòng)主閥動(dòng)作、其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常只適用于安全泄放量很大的鍋爐和壓力容器。
按介質(zhì)排放方式的不同劃分：按照介質(zhì)排放方式的不同，安全閥又可以分為全封閉式、半封閉式和開(kāi)放式等三種。
1全封閉安全閥
全封閉式安全閥排氣時(shí)，氣體全部通過(guò)排氣管排放，介質(zhì)不能間外泄漏，主要用于介質(zhì)為有毒。易燃?xì)怏w的容器。
2半封閉安全閥
半封閉式安全閥所排出的氣體一部分通過(guò)排氣管，也有一部分從閥蓋與閥桿間的間隙中漏出，多用于介質(zhì)為不會(huì)污染環(huán)境的氣體的容器。
3開(kāi)放式安全閥
開(kāi)放式安全閥的閥蓋是敞開(kāi)的，使彈簧腔室與大氣相通，這樣有利于降低彈簧的溫度，主要適用于介質(zhì)為蒸汽，以及對(duì)大氣不產(chǎn)生污染的高溫氣體的容器。
按閥瓣開(kāi)啟的zui大高度和流道之比劃分：
按照閥瓣開(kāi)啟的zui大高度與安全閥流道直徑之比來(lái)劃分，安全閥主要分為微啟式安全閥和全啟式安全閥兩種。
1微啟式安全閥
微啟式安全閥的開(kāi)啟高度小于流道直徑的1/4，通常為流道直徑的1/40一1/20。
微啟式安全閥的動(dòng)作過(guò)程是比例作用式的，主要用于液體場(chǎng)合，有時(shí)也用于排放量很小的氣體場(chǎng)合。
2全啟式安全閥
全啟式安全閥的開(kāi)啟高度大于或等于流道直徑的1/4。全啟式安全閥的排放面積是閥座喉部zui小截面積。其動(dòng)作過(guò)程是屬于兩段作用式，必須借助于一個(gè)升力機(jī)構(gòu)才能達(dá)到全開(kāi)啟，全啟式安全閥主要用于氣體介質(zhì)的場(chǎng)合。
按作用原理劃分：
按作用原理分類，可以分為直接作用式安全閥和非直接作用式安全閥。
1直接作用式安全閥
直接作用式安全閥是在工作介質(zhì)的直接作用下開(kāi)啟的，即依靠工作介質(zhì)壓力的作用克服加載機(jī)構(gòu)加于閥瓣的機(jī)械載荷，使閥門(mén)開(kāi)啟。這種安全閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作迅速，可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。但因?yàn)橐揽拷Y(jié)構(gòu)加載，其載荷大小受到限制，不能用于高壓、大口徑的場(chǎng)合。 
2非直接作用式安全閥
這類安全閥可以分為先導(dǎo)式安全閥、帶動(dòng)力輔助裝置的安全閥。 先導(dǎo)式安全閥是依靠從導(dǎo)閥排出的介質(zhì)來(lái)驅(qū)動(dòng)或控制的。而導(dǎo)閥本身是一個(gè)直接作用式安全閥，有時(shí)也采用其他形式的閥門(mén)。
先導(dǎo)式安全閥適用于高壓、大口徑的場(chǎng)合。先導(dǎo)式安全閥的主閥還可以設(shè)計(jì)成依靠工作介質(zhì)來(lái)密封的形式，或者可以對(duì)閥瓣施加比直接作用式安全閥大得多的機(jī)械載荷，因而具有良好的密封性能。
同時(shí)，它的動(dòng)作很少受背壓的影響。這種安全閥的缺點(diǎn)在于它的可靠性同主閥和導(dǎo)閥有關(guān)，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。帶動(dòng)力輔助裝置的安全閥是借助于一個(gè)動(dòng)力輔助裝置，在低于正常開(kāi)啟壓力的情況下強(qiáng)制安全閥開(kāi)啟。這種安全閥適用于開(kāi)啟壓力很接近于工作壓力的場(chǎng)合，或需定期開(kāi)啟安全閥以進(jìn)行檢查或吹除粘著、凍結(jié)的介質(zhì)的場(chǎng)合。同時(shí)，也提供了一種在緊急情況下強(qiáng)制開(kāi)啟安全閥的手段。
安全閥的選型
安全閥各種參數(shù)的確定
1確定安全閥公稱壓力。
根據(jù)閥門(mén)材料、工作溫度和zui大工作壓力選定公稱壓力。
2確定安全閥的工作壓力等級(jí)。
根據(jù)壓力容器的設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度選定工作壓力等級(jí)，安全閥的工作壓力與彈簧的工作壓力級(jí)有著不同的含義。安全閥的工作壓力是指安全閥正常運(yùn)行時(shí)閥前所承受的靜壓力，它與被保護(hù)系統(tǒng)或設(shè)備的工作壓力相同。
而彈簧的工作壓力級(jí)則是指某一根彈簧所允許使用的工作壓力范圍，在該壓力范圍內(nèi)，安全閥的開(kāi)啟壓力（即整定壓力）可以通過(guò)改變彈簧的預(yù)緊壓縮量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
同一公稱壓力的安全閥，根據(jù)彈簧設(shè)計(jì)要求，可以分為多種不同的工作壓力級(jí)。
選用安全閥時(shí)，應(yīng)根據(jù)所需開(kāi)啟壓力值確定閥門(mén)的工作壓力級(jí)。
3確定安全閥的排放壓力Pd
安全閥的排放壓力一般為整定壓力（開(kāi)啟壓力）的1.1倍，蒸汽鍋爐安全閥的排放壓力為整定壓力的1.03倍。
4確定安全閥的通徑
根據(jù)必需排放量來(lái)確定，安全閥的排放能力≥必需排放量。
被保護(hù)系統(tǒng)所必需的排放量是指系統(tǒng)發(fā)生異常超壓時(shí)為防止超壓所必須排除的量，它是由系統(tǒng)或設(shè)備的工作條件、容量以及可能引起超壓等因素決定的。
5材質(zhì)的確定
選用安全閥的材質(zhì)應(yīng)考慮介質(zhì)的工作溫度、工作壓力，介質(zhì)性能以及材料的工藝性，經(jīng)濟(jì)性等多種因素。
安全閥特殊結(jié)構(gòu)的確定
★對(duì)于開(kāi)啟壓力大于3MPa蒸汽用的安全閥或介質(zhì)溫度超過(guò)320℃的氣體用的安全閥，應(yīng)選用帶散熱器(翅片)的安全閥。
★對(duì)承受附加背壓力的安全閥，而且其背壓力變化量超過(guò)整定壓力10％時(shí)，應(yīng)選用波紋管安全閥。
另外對(duì)使用有腐蝕性介質(zhì)的安全閥，為防止彈簧及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)受介質(zhì)腐蝕，也應(yīng)選用波紋管安全閥。
★對(duì)于易燃、毒性為極度或高度危害介質(zhì)必須采用封閉式安全閥，如需采用帶有提升機(jī)構(gòu)的，則應(yīng)采用封閉式帶板手安全閥。
★對(duì)空氣、60℃以上熱水或蒸汽等非危害介質(zhì)，應(yīng)采用帶板手安全閥。
★液化槽(罐)車(chē)，應(yīng)采用內(nèi)置式安全閥。
★對(duì)于泄放量大的工況，應(yīng)選用全啟式；對(duì)于工作壓力穩(wěn)定、 泄放量小的工況，宜選用微啟式；對(duì)于高壓、泄放量大的工況， 宜選用非直接起動(dòng)式，如脈沖式安全閥；對(duì)于容器長(zhǎng)度超過(guò)6m的應(yīng)設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上安全閥。
★工作壓力低的固定式容器，可采用靜重式（高壓鍋）或杠桿重錘式安全閥。移動(dòng)式設(shè)備應(yīng)采用彈簧式安全閥。
★對(duì)于介質(zhì)較稠且易堵塞的，宜選用安全閥與爆破片的串聯(lián)組合式的泄放裝置。
