承壓特種設備上安全閥的選型及整定

【摘要】安全閥是承壓特種設備上最重要的安全附件之一。針對承壓特種設備上安全閥在實際使用中，由于錯誤的選型及整定，而不能實現其有效保護功能的情況。本文結合實際工作，從安全閥的類型、結構形式、公稱壓力、公稱通徑及流道直徑六個方面對安全閥的選型進行分析說明；同時又分析說明了如何確定鍋爐、壓力容器、壓力管道上安全閥的整定壓力值。

【關鍵詞】安全閥 選型 整定壓力

【Abstract】Safety valve is one of the most important safety accessories on confined pressure equipment. Confined pressure equipment safety valve can not achieve the effective protection function in practice because of wrong selection and setting. Combined with practical work， this paper analysis shows the selection of safety valve from the type， structure， nominal pressure， nominal diameter and flow diameter. It also analysis shows how to determine the setting values of safety valve on boiler， pressure vessel， pressure pipe.

【Key words】Safety valve；Selection；Set pressure

1引言

安全閥是承壓特種設備上最重要的安全附件之一。它的作用是利用介質本身的力來排出一額定數量的流體，以防止系統內壓力超過預定的安全值。當壓力恢復正常后，再自行關閉并阻止介質繼續流出的一種自動閥門[1]。它是一種最基本的機械式保護裝置，是保障安全的最后一道防線。然而如此重要的安全附件，在實際使用中卻經常由于錯誤的選型及整定，而不能實現其有效的保護功能。以下本文結合實際工作中的體會，介紹了承壓特種設備上安全閥選型及整定的要點。

2安全閥的選型

目前，市面上安全閥的種類很多，但在選用前應先確保所選安全閥的質量證明書及銘牌數據齊全，且該安全閥的制造廠家具備相應的制造許可證。

2.1類型選擇

安全閥種類較多，但較常見的主要為重錘杠桿式、彈簧式、脈沖式三種安全閥。重錘杠桿式安全閥動作與性能不太受高溫的影響，但閥的密封性能對震動較敏感，閥瓣回座時容易偏斜，回座壓力比較低，所以近年來應用的越來越少，現已逐步淘汰。彈簧式安全閥結構輕便緊湊、靈敏度比較高、較好的啟閉特性、安置方位不受限制、對震動不敏感，適用于各種工況的需要，目前應用較為廣泛。脈沖式安全閥由主閥和輔閥構成，通過輔閥的脈沖作用帶動主閥動作、其結構復雜，通常只適用于安全泄放量很大的鍋爐和壓力容器上。

2.2結構形式的選擇

結構形式的選擇主要從使用的場合及介質的特性方面進行考慮，大體上的選用方向如下：

第一、微啟式安全閥一般適用于排放液體介質。這主要是液體介質是不可壓縮的流體，液體介質的少量變化便會引起設備系統內的壓力發生較大的變化。因此，選用開啟高度微量的微啟式安全閥較為合適。

第二、全啟式安全閥一般適用于排放氣體、蒸汽介質。這主要是由于氣體的可壓縮性大，積蓄的能量大，所以設備超壓排放時，需要迅速釋放。全啟式安全閥開啟高度一般為微啟式安全閥的5～10倍，因此排放能力大大加強。

第三、對于排放易燃、易爆、有毒和其它會污染大氣的介質時，必須選用封閉式安全閥。

第四、對于排放介質溫度較高的安全閥，一般選用開放式的安全閥，以便降低彈簧的工作溫度，防止彈簧剛度變小，彈簧加載力變小。

第五、對于整定壓力較高的蒸汽用安全閥或介質溫度較高的空氣或其它氣體用安全閥，應考慮選用帶散熱片的安全閥，并能防止排出的介質直接沖蝕彈簧。

第六、熱水或蒸汽用安全閥必須帶有扳手。

第七、在背壓場合下，應選用背壓平衡式安全閥。

第八、介質腐蝕性較強時，可選用平衡波紋管式安全閥，以保護彈簧不受侵蝕。

2.3公稱壓力的選擇

安全閥公稱壓力是指安全閥進口處所能承受的最高壓力，它和材料及溫度相關[2]。對于型號按照JB/T 308-2004《閥門 型號編制方法》規定編制的安全閥，可從型號中直接獲取公稱壓力值。在選定公稱壓力時，應確保其值應大于整定壓力。

2.4壓力等級的選定

彈簧式安全閥的壓力等級不同公稱壓力；相同公稱壓力的安全閥其壓力等級不一定相同。壓力等級即安全閥彈簧的工作壓力等級，是指彈簧允許的工作范圍。彈簧式安全閥的整定壓力范圍即指彈簧的工作壓力等級。目前，在安全閥校驗中，時常出現其要求整定壓力值不在壓力等級的范圍之內。雖然有時超出壓力等級范圍的整定壓力值也能調整出，但極有可能導致安全閥在使用時不能正常工作。因此，在選購安全閥時一定要先確定其所整定的壓力值，再根據整定值必須在彈簧壓力等級范圍內的要求來確定其壓力等級。

2.5公稱通徑及流道直徑的選定

安全閥公稱通徑是根據安全閥與管道及所有其它附件連接處通道的名義直徑來選取的。而安全閥的流道直徑則根據所保護設備的安全泄放量或安全閥所需的排放量來確定。在安全閥選用時應確保其排放量應大于設備的安全泄放量。如無法達到，則不能達到有效降壓。但排放量也不能無限大于安全泄放量，以防止產生頻跳，而損害安全閥，也給設備帶來危險。對于容器，其安全泄放量可根據GB150.1-2011附錄B進行計算；對于工業管道安全泄放量可根據GB/T20801.6-2006附錄A進行計算；對于蒸汽鍋爐上安全閥的流道直徑，可根據TSG G0001-2012中6.1.6來確定；對于熱水鍋爐上安全閥的流道直徑，可根據TSG G0001-2012中6.1.8來確定。

3整定壓力值得確定

安全閥整定壓力值的正確與否直接關系到安全閥是否能恰到好處的發揮其保護功能。通常情況下，安全閥的整定壓力值應不大于設備的設計壓力或最高允許工作壓力，但安全閥的整定壓力值必須大于設備的工作壓力值。當然，整定壓力值也不能過多的大于設備的工作壓力，因為超過太多便無法較好的保護設備及滿足系統工作壓力的穩定要求；同時整定壓力值也不能過分的靠近工作壓力，這樣會出現安全閥頻跳，給設備造成頻繁性的壓力波動，對安全閥及被保護設備都會造成一定的損傷。

3.1鍋爐上安全閥整定壓力的確定

蒸汽鍋爐及熱水鍋爐上的安全閥整定壓力值應根據TSG G0001-2012中6.1.9的規定進行確定。有機熱載體爐可根據設計文件上的要求確定整定值。

3.2壓力容器上安全閥整定壓力的確定

對于固定式壓力容器上的安全閥的整定壓力大體上應符合以下幾點要求：

第一、整定壓力一般不大于該壓力容器的設計壓力，但容器上安裝多個安全閥時，其中一個安全閥的開啟壓力不應大于壓力容器的設計壓力，其余安全閥的開啟壓力可適當提高，但不應超過設計壓力的1.05倍[3]。

第二、設計圖樣或者銘牌上標注有最高允許工作壓力的，也可以采用最高允許工作壓力確定安全閥的整定壓力。

第三、整定壓力一般為工作壓力的1.05～1.10倍[3]，在不超過設計壓力時，最好應使安全閥的密封試驗壓力大于壓力容器的最高工作壓力。因為安全閥在校驗時進行的密封性試驗主要是驗證當安全閥的入口壓力達到密封試驗壓力時，其通過閥瓣與閥座密封面間的泄漏率是否符合《安全閥安全技術監察規程》的要求。對于安全閥入口壓力介于密封試驗壓力與整定壓力之間時，安全閥的密封面泄漏率是否符合要求卻不做驗證。因此，即便經校驗合格的安全閥，當設備的工作壓力介于該安全閥的密封壓力與整定壓力之間時，該安全閥也是有可能出現泄漏。

第四、當整定壓力較小時或一些較為特殊的工藝情況下，可適當提高整定壓力相對于工作壓力的比值。

對于移動式壓力容器安全閥的整定壓力應為罐體設計壓力的1.05～1.10倍[4]。

3.3管道上安全閥整定壓力的確定

管道上的安全閥的整定壓力大體上應符合以下幾點要求

第一、對于獨立壓力系統管道上，當安裝一個安全泄放裝置時，安全閥的整定壓力應不大于系統設計壓力；當安裝多個安全泄放裝置時，至少有一個安全閥的整定壓力應不大于系統設計壓力，其余安全閥整定壓力不得超過系統設計壓力的5%[5]。

第二、在整定壓力不超過系統設計壓力時，應保證該安全閥的密封試驗壓力大于管道系統最大工作壓力。

4結語

安全閥雖是承壓特種設備安全保障的最后一道防線，但只有在正確的選型與合理的確定整定壓力值得基礎上，才能充分發揮其保護功能，保證承壓特種設備的安全運行，防止不必要事故的發生。因此，使用單位不僅要重視其校驗的有效期，也應重視其正確的選型及整定壓力值的確定。

參考文獻：

[1]安全閥安全技術監察規程.國家質量監督檢驗檢疫總局，2006.

[2]周震.安全閥.北京：中國標準出版社，2013.290～320.

[3]壓力容器（通用要求）. 國家質量監督檢驗檢疫總局，2011.

[4]移動式壓力容器安全技術監察規程. 國家質量監督檢驗檢疫總局，2011.

[5]壓力管道規范-工業管道（安全防護）.國家質量監督檢驗檢疫總局，2006.

作者簡介：林燏 （1982～） 男，碩士，工程師，從事特種設備檢驗檢測工作。