安全閥的類型及選用

高永利

(蘭州石化職業技術學院,甘肅 蘭州 730060)

安全閥的類型及選用

高永利

(蘭州石化職業技術學院,甘肅 蘭州 730060)

安全閥是閥門家族比較特殊的一個分支，它的特殊性是因安全閥為不僅僅起到開關的作用，更重要的是起到保護設備的安全。本文從安全閥的類型出發，提出了安全閥選用和安裝的要求。

安全閥；類型；選用安裝

安全閥(又稱泄壓閥)，是閥門家族中比較特殊的一個分支，為保證鍋爐、壓力容器和其他受壓力設備及管路的安全，將安全閥安裝于封閉系統的設備或管路上以保護系統安全，能夠有效預防由生產裝置超壓引起的爆炸事故。因為安全閥能夠根據系統的工作壓力(工作溫度)自動啟閉，因此，安全閥在化工裝置中占有非常重要的地位，同時，準確的選用和安裝安全閥很有必要。

1 分類及特點

1.1 按安全閥的結構及加載機構分類

按照安全閥的整體結構及加載機構，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。

重錘杠桿式安全閥結構簡單，準確，它的工作原理是通過杠桿獲得較大的作用力，調整安全閥的開啟壓力就通過改變重錘的位置(或變換重錘的質量)來實現。適用于鍋爐和溫度較高的壓力容器上。其結構比較笨重，常因振動而產生泄漏。

彈簧式安全閥結構緊湊，安裝位置不受限制，靈敏度較高，常用于移動式的壓力容器上。它的工作原理是利用壓縮彈簧來平衡閥瓣上的壓力。通過轉動彈簧式安全閥上面的調整螺母來調節螺旋圈形彈簧的壓縮量來校正安全閥的開啟(整定)壓力。所連接設備或管道的壓力升高，彈簧的壓縮量增大，閥瓣升高，閥瓣上的力也增加。但是，由于彈簧長期受高溫的影響會導致彈力的減小。所以，在溫度較高的容器上使用時，要解決彈簧的隔熱或散熱問題。

脈沖式安全閥由主閥和輔閥構成，其結構復雜，通常安裝于安全泄放量很大的鍋爐和壓力容器。

1.2 按介質排放方式的不同分類

按介質排放方式的不同安全閥可分為全封閉式安全閥、半封閉安全閥、開放式安全閥。

全封閉式安全閥主要用于介質為有毒、易燃氣體的容器。當安全閥開啟時，氣體全部隨排氣管排放，介質不外漏。

半封閉式安全閥主要用于無污染的氣體，當安全閥開啟時，所排出的氣體一部分從排氣管排出，一部分從閥蓋與閥桿間的間隙中排出。

開放式安全閥適用于蒸汽，以及無污染的高溫氣體。敞開的閥蓋使彈簧腔室與大氣相通，這樣可降低彈簧的溫度。

1.3 按安全閥閥瓣開啟的最大高度和流道之比分類

按安全閥閥瓣開啟的最大高度和流道之比分類，安全閥可分為微啟式安全閥和全啟式安全閥兩種。

微啟式安全閥主要適用于介質是液體，或氣體排放量很小的場合。微啟式安全閥的動作過程是比例作用式，開啟高度通常為流道直徑的1/40- 1/20。

全啟式安全閥主要用于介質為氣體的場合。開啟高度大于或等于流道直徑的1/4。其動作過程是屬于兩段作用式，必須借助升力機構才能達到完全開啟。

1.4 按作用原理分類

按作用原理，可以分為直接作用式安全閥和非直接作用式安全閥。

直接作用式安全閥結構簡單，動作迅速，可靠性好，是在工作介質的直接作用下開啟的。但因為載荷大小受到限制，不能用于高壓、大口徑的場合。

非直接作用式安全閥，可以分為先導式安全閥、帶動力輔助裝置的安全閥。

先導式安全閥適用于高壓、大口徑的場合，它依靠從導閥排出的介質來驅動或控制的，而導閥本身是一個直接作用式安全閥，有時也采用其他形式的閥門。帶動力輔助裝置的安全閥適用于開啟壓力很接近于工作壓力的場合，或需定期開啟安全閥的場合。同時，還可以在緊急情況下強制開啟。

2 安全閥的選型和安裝

2.1 確定安全閥的工作壓力

選用安全閥時，應根據所需開啟壓力值確定閥門的工作壓力級，根據壓力容器的設計壓力和設計溫度選定工作壓力等級。

2. 2 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。

2. 3 安全閥通徑的確定

安全閥的排放能力≥被保護系統必需排放量。被保護系統必需排放量是由系統或設備的工作條件、容量以及可能引起超壓的因素決定的。

2. 4 材質的確定

應考慮介質的物理性質以及正常工作時的工作溫度、工作壓力，腐蝕性等多種因素。

2. 5 特殊場合安全閥的確定

輸送溫度超過320℃的氣體或壓力大于3MPa的蒸汽，應選用帶散熱器(翅片)的安全閥；對承受附加背壓力的安全閥應選用波紋管安全閥；對使用有腐蝕性介質的安全閥，也應選用波紋管安全閥；對易燃、毒性為極度或高度危害介質必須采用封閉式安全閥；全啟式安全閥適用于泄放量大的場合；當設備內工作壓力穩定、泄放量小時應選用微啟式安全閥；高壓、泄放量大，宜選用非直接起動式安全閥； 對較稠且易堵塞的介質，宜選用安全閥與爆破片的串聯組合式的泄放裝置。

3 安全閥安裝位置及要求

3.1 安裝位置

①垂直向上安裝。②盡量靠近被保護的設備或管道。③安裝在易于檢修和調節之處，周圍有足夠空間。④壓力容器的安全閥，安裝在容器本體液面以上氣相空間，也可以安裝在連接點位于壓力容器氣相空間的管道上。⑤對于盛裝易燃、毒性、黏性介質的容器、設備，可在安全閥前裝截止閥，但截止閥的流通面積，不得小于安全閥的最小流通面積，并加裝鉛封，保證截止閥處于全開、常開狀態。⑥安全閥要與截止閥反向安裝，減少閥門自重力影響，避免出現應力疲勞和排放振動疲勞。⑦對于可能被物料堵塞或腐蝕的安全閥，在其入口前設爆破片，并在安全閥與爆破片之間，加裝檢查閥，在其入口管道上采取反吹掃、伴熱或保溫等防堵措施。⑧管道上的安全閥，不能安裝在水平管道的死角處，應設置在流體壓力比較穩定的地方。⑨對于液體介質的管道、換熱器或壓力容器等，當閥門關閉可能會出現熱膨脹，造成壓力憋高的問題時，設置的安全閥可水平安裝，直接向下排出液體。⑩對空緊急排放，管口要平整、不尖銳，沒有毛刺，以防產生靜電放電。安全閥安裝點，不能使安全閥承受過大的背壓值，應在規定允許范圍內。安全閥的閥體，要支撐平穩。裝有極度和高度危害或易燃易爆介質的容器，安全閥的排出口應引至安全地點，并進行妥善處理。

3.2 安裝要求

①對于腐蝕性介質，安全閥要與爆破片組合安裝。②對于高毒性介質，要選用密封性良好的安全閥類型。③對于高溫介質安全閥，高溫對彈簧影響較大，應避免選用彈簧式安全閥。④對于重要安全閥，或者易受火災影響的安全閥，要設置噴淋保護。⑤對于球罐用安全閥，要安裝雙安全閥，且其中任何一個安全閥的泄壓能力，都能滿足球罐安全泄壓要求。⑥安全閥要設置靜電跨線。⑦為了防止安全閥反復啟閉，產生顫振，損壞閥門，要減少安全閥入口管道的壓力降，即加大入口管徑、縮短入口管段

總之，安全閥的選型是一個系統問題，不僅取決于安全閥本身的因素，而且還取決于被保護系統的各種情況，因此，在選型時，應該針對安全閥在工作時面臨的各種極端情況綜合考慮，這樣才能保證設備的安全、合理、可靠的運行。

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(本文文獻格式：高永利.安全閥的類型及選用[J].山東化工，2017，46(14)：121-122.)

2017-05-09

高永利(1961—)，講師，主要從事化工教學，化工設計及研究。

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1008-021X(2017)14-0121-02