工業蒸汽鍋爐彈簧式安全閥的選擇與使用

高偉祥+顧超

摘 要：針對工業蒸汽鍋爐選用安全閥的特殊性，著重介紹了彈簧式安全閥選擇及使用中的要求和注意事項。

關鍵詞：工業蒸汽鍋爐；彈簧式安全閥；選擇與使用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.023

工業蒸汽鍋爐在使用中承受一定的壓力，因而有可能發生爆炸的危險性，而安全閥是鍋爐的一種保護性附件。其作用是保證鍋爐不在超過規定的壓力下工作，避免因超壓導致鍋爐爆炸事故的發生。正常情況下，安全閥閥芯在外力作用大于閥門入口蒸汽壓力時，處于常閉狀態。當蒸汽壓力超過規定值時，安全閥自動開啟，通過排放管向外排出一部分蒸汽，使蒸汽壓力降低，當蒸汽壓力降低到正常值時，再自動關閉，從而保證鍋爐的正常工作。因此，正確選用安全閥，能有效的防止和減少鍋爐事故的發生。

1 安全閥的選用

1.1 選用的基本要求

工業蒸汽鍋爐通常壓力在2.5Mpa以下，其安全閥一般采用靜重式和彈簧安全閥，彈簧式安全閥由于結構簡單、易于調整、安裝方便，在工業蒸汽鍋爐中獲得了廣泛應用。彈簧安全閥主要有全啟式和微啟式兩種，由于蒸汽與液體的特性不同，具有壓縮性，不可能在排出少量蒸汽后，使鍋爐內壓力明顯下降，這就需要能迅速而大量排出蒸汽，而全啟式安全閥能利用蒸汽排出時產生的能量來增加開啟高度，從而增加蒸汽排出的環形面積，達到增大排汽量的目的，通常全啟式安全閥的閥芯開啟高度≥?d。因此，蒸汽鍋爐必須選擇全啟式安全閥，同時還要考慮鍋爐的額定蒸發量、工作壓力和溫度等。

1.2 確定安全閥的公稱壓力和彈簧工作壓力級

（1）安全閥的公稱壓力是安全閥的耐壓等級，公稱壓力越高，閥門自身強度越大，其所能承受的壓力也越高。同時由于鍋爐用安全閥一般為金屬構件，同一安全閥當使用溫度提高時，其材料強度下降，所能承受的最大壓力也會降低。因此安全閥在選用時，不僅公稱壓力要選用大于鍋爐裝設地點設計壓力的安全閥，而且允許工作溫度要高于裝設地點的鍋爐設計汽溫。

（2）彈簧的工作壓力級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，安全閥的整定壓力可以通過改變彈簧的預緊壓縮量進行調節。同一公稱壓力的安全閥，根據彈簧設計要求，可以分為多種不同的工作壓力等級。常見的工作壓力等級見下表。

（3）因此在選用安全閥時，一方面安全閥的公稱壓力要滿足裝設地點的安全要求（壓力和溫度要有安全余量）；另一方面其要求的整定壓力要在彈簧的工作壓力級范圍內。一般可以參照安全閥銘牌上標注的允許整定壓力的范圍和公稱壓力值。例如一臺DZL8-1.25-AII型鍋爐，其正常最高使用壓力為0.7MPa；應選擇全啟式安全閥，公稱壓力為1.6 MPa，整定壓力范圍（彈簧工作壓力）為0.6-0.8 MPa，由于該鍋爐輸出為飽和蒸汽，0.8 MPa對應的蒸汽溫度為175℃，因此安全閥的設計使用溫度應高于175℃。在實際生產中，為了簡化生產程序，通常一個公稱壓力下的常用閥體，其設計使用溫度都是一致的。以公稱壓力為1.6 MPa的全啟式安全閥為例，用于飽和蒸汽環境的，不管在哪個工作壓力級下，其設計使用溫度一般均為250℃。但是對有過熱器的鍋爐選擇安全閥時，一定要選擇設計使用溫度大于等于鍋爐額定汽溫的安全閥，避免因安全閥工作在超溫狀況下，導致安全閥出現破壞，引發事故。

1.3 安裝數量和公稱通徑

（1）通常每臺鍋爐至少應當裝設兩個安全閥（包括鍋筒和過熱器）。對于額定蒸發量≤0.5t/h或者<4t/h且裝設有可靠的超壓聯鎖保護裝置的蒸汽鍋爐，可以只裝設一個安全閥。

（2）安全閥公稱通徑和流道直徑不同，通常全啟式安全閥的公稱通徑比流道直徑大一個級別，流道直徑的選擇上要滿足下述要求：

蒸汽鍋爐鍋筒（鍋殼）上的安全閥和過熱器上的安全閥的總排放量，應當大于額定蒸發量，并且在鍋筒（鍋殼）和過熱器上所有的安全閥開啟后，鍋筒（鍋殼）內的蒸汽壓力不應當超過設計時的計算壓力的1.1倍。蒸汽鍋爐安全閥流道直徑應當≥20mm。

2 安全閥的使用

2.1 安全閥的安裝

安全閥應當與鍋爐上的安全閥連接管管座直接相接，中間不得連接有其它管道。同時為了避免污垢、銹渣積存，也為了安全閥閥芯能回位準確，保證密封性能，應鉛直安裝。

為了避免安全閥起跳后排出的高溫蒸汽造成不必要的傷害，排汽管應當直通安全地點。對于排汽后產生的疏水不能自然從排汽管末端流出的情況（例如：排汽管向上從房頂引出），應在排汽管較低的位置上安裝疏水管，以便排放疏水。

對寒冷地區，排汽管的設置還要考慮防凍的情況。曾經出現過因安全閥內漏，排汽管在室外引出較長，最后導致排汽管內被冰堵塞的情況；這將影響安全閥的泄壓，造成安全隱患。

2.2 安全閥的整定

為了保證安全閥在工作壓力下能夠密封，在超過設定壓力時能及時開啟，要對安全閥進行調整和校驗。安全閥每年至少校驗一次，安全閥未經校驗的或校驗超期的，其所在鍋爐應停止運行。

2.3 安全閥的維護和保養

鍋爐運行中，應定期對安全閥進行檢查，主要檢查是否有泄漏、腐蝕，緊固螺釘和螺母是否有松動。在低于工作壓力（通常是75%的工作壓力下）的情況下通過用手扳動手柄，進行人為的排放，看安全閥是否有卡阻現象，回座、密封是否正常。

當鍋爐停用時，應當將安全閥進行上油保養，以避免閥芯、閥座和彈簧等部件生銹，避免閥芯和閥座銹死，避免安全閥使用中出現不能正常開啟的現象。對運行中發現內漏的安全閥，在從鍋爐上拆卸后，還應對安全閥進行解體，對閥芯和閥座進行研磨，并在使用前重新進行校驗，使其能正常工作。

參考文獻：

[1]王宏，孔令偉.如何正確選用工業鍋爐安全閥[J].中國鍋爐壓力容器安全，2002（02）：43-45.

[2]TSG G0001-2012鍋爐安全技術監察規程[S].