鍋爐安全閥規范關注要點

許小紅，郭 健

（金陵船廠設計公司，南京 210015）

鍋爐安全閥規范關注要點

許小紅，郭 健

（金陵船廠設計公司，南京 210015）

為了提高船舶建造質量，保證船舶安全，有必要加強對船舶鍋爐安全閥規范的重視。文章對鍋爐安全閥涉及的船級社規范要點進行了分析，使鍋爐更加安全。

船舶鍋爐；安全閥；規范

0 引言

安全閥是船舶鍋爐的一個重要組成部分，由于它涉及到船舶的安全，為了提高船舶建造質量，保證船舶安全，有必要加強對規范的重視，本文對鍋爐安全閥涉及的船級社規范要點進行分析。

1 安全閥的功用

當外界對蒸汽的需要量突然減少或爐內燃燒過于強烈時，鍋爐汽壓會上升，若燃燒調節不及時，汽壓可能超過額定工作汽壓較多。鍋爐各承壓部件的壁厚是根據比額定工作汽壓適當高一些的設計壓力來設計的，為了防止壓力過高對鍋爐造成損傷甚至發生爆炸，鍋爐一定要裝設安全閥，以便在汽壓超過一定限度時開啟，使大量蒸汽排入大氣，以免汽壓繼續上升。當汽壓降至一定程度時，安全閥自動關閉。

2 安全閥的結構[1 ]

安全閥有直接作用式和先導式兩種，一般采用直接作用式安全閥。圖1展示了歐堡鍋爐所用的直接作用式安全閥。彈簧13通過下彈簧座10、閥桿11、鍋球6壓緊閥盤5，鋼球允許閥盤相對于閥座2有一定自整位能力。如果取下插銷20，拿掉杠桿19，脫開螺釘15，擰下罩帽16，松開鎖緊螺帽17，轉動調節螺絲18，即可調節上彈簧座22的位置，改變彈簧的站立而調整安全閥的開啟汽壓。罩帽加有鉛封20，不準隨意改變調定壓力。

鍋爐安全閥的閥盤外緣裝有提升盤 4。當汽壓達到開啟壓力時，作用在閥盤上將閥抬起，蒸汽從閥盤周圍溢出。如果沒有提升盤，汽壓稍降閥盤即又關閉，然后汽壓又會回升使閥開啟，這樣閥盤將反復啟閉跳動。有提升盤時，安全閥開啟后閥盤的蒸汽作用面積大于開啟前，只有汽壓降至開啟壓力以下若干值、作用在閥盤和提升盤上的蒸汽壓力小于彈簧張力時，安全閥才關閉，這就保證了閥開啟后不會跳動。

舊的國產安全閥雙閥共用一個閥體，閥盤外緣帶“唇邊”（相當于底部作用面積既定的提升盤），閥座上裝有調節圈：調節圈升高時閥開啟后唇邊外沿蒸汽流通面積縮小，作用在唇邊上的附加上頂力增大，從而使閥的升程和啟閉壓差加大；調節圈調低則唇邊外延蒸汽流通面積加大，閥的升程和啟閉壓差減小。

3 船級社對安全閥的要求

3.1 安全閥數量[2]

鍋爐和蒸汽發生器至少應設置2只安全閥，每只最小內徑為 25 mm，但總受熱面積少于 50 m2（ABS規范為46.5 m2）的鍋爐可以只設1只直徑不小于50 mm的安全閥。對于輔助或家用的小型直流盤管式整裝燒油鍋爐，其給水泵能限制蒸發量，可以只裝1只內徑不小于19 mm的安全閥。如果裝2只內徑不小于16 mm的安全閥，則排量應滿足以下要求。

鍋爐安全閥應直接與鍋爐連接，并且與其他閥體分開。

3.2 安全閥排量[3]

每臺鍋爐和發生器上安全閥的設計排放量應根據式(1)求得。

對于飽和蒸汽安全閥：

式中，p為設定壓力，bar表壓。A為對于普通高升程或改進型高升程安全閥，忽略導桿及其他阻擋物的面積時，通過閥座孔口的組合面積，mm2。對于全升程安全閥，當閥門全部開啟時，減去導桿及其他阻擋物后通過閥座的凈總面積，mm2。C=4.8適用于最小升程為D/24的普通閥件；C=7.2適用于最小升程為D/16的高升程閥件；C=9.6適用于最小升程為D/12的改進型高升程閥件；C=19.2適用于最小升程為D/4的全升程閥件。E為制造廠規定的高峰負荷蒸發量，包括從水冷壁、本體或沸騰型經濟器以及其他與鍋爐直接聯通的受熱面積的全部蒸發量，kg/h。

安全閥必須在最大許用工作壓力不超過其10%的條件下，排出由鍋爐連續工作產生的最大蒸汽量。

3.3 安全閥設定值

安全閥的開啟壓力不能超過1.03倍的設計壓力，通常廠家將鍋爐內蒸汽壓力升至設計起跳值，鍋爐安全閥的開啟壓力可為大于實際允許工作壓力的5%，但不超過鍋爐設計壓力。安全閥啟閉壓差一般為開啟壓力的4%～7%，最大不超過10%，但開啟壓力小于0.3 MPa時，最大啟閉壓差為0.03 MPa。應急情況下，安全閥還可以通過鋼絲繩相連的手環開啟。

3.4 蓄壓試驗

安全閥開啟后應能通暢地排出蒸汽，以保證在蒸汽閥關閉和爐內充分燃燒的情況下，煙管鍋爐在15 min內、水管鍋爐在7 min內汽壓的升高值應不超過鍋爐設計壓力的10%。試驗前先將蒸汽高壓報警（與停爐連鎖）屏蔽，此試驗的目的是為了驗證安全閥的流通面積，所以安全閥不但應有足夠大的直徑，而且開啟后應該穩定且具有較大的提升值。

3.5 安全閥排氣管[4]

安全閥排氣管的通路面積對升程在安全閥直徑的1/4以上者，應不小于安全閥總面積的2倍，對其他安全閥應不小于1.1倍。

對于普通的、高升程和改進型高升程閥件，其排氣管以及通道橫截面積至少應比式(1)所用的安全閥合計面積大10%。對于全升程和其他經批準的高排量閥，排氣管和通道的橫截面積不得小于閥合計面積為0.1C倍。

安全閥排氣管的布置應按照廠家及規范要求，在船舶實際建造過程中，存在設計人員未認真消化資料進而影響鍋爐蓄壓試驗的案例。

某船試航時進行鍋爐蓄壓試驗期間發現當蒸汽壓力超過安全閥設定值（安全閥正常開啟后）時，安全閥雖然正常開啟，但蒸汽壓力持續有緩慢上升的趨勢。該船鍋爐安全閥的規格為DN32/50，安全閥進口為DN32，出口為DN50，設計人員未注意到膨脹接頭圖紙已經明確排氣管管徑為min φ76，想當然地以安全閥出口的大小DN50設計了排氣管路，從而導致該船的安全閥排空管不能滿足廠家對其布置的要求，極有可能因此引起了該船的蒸汽壓力在蓄壓試驗時緩慢上升。

安全閥的泄壓管大小應按廠家推薦設計，安全閥排氣管應通到大氣，并加以牢固支撐和設置適當的膨脹接頭、彎頭和其他設施以減少安全閥閥箱經受不適當的負載。

4 其他關注要點

管路或安全閥體排放側的最低點必須設有不能關斷的泄放設施。每只安全閥箱應在最低部位安裝1根泄水管，能連續向下流到艙底或1只與鍋爐隔開的水柜中去。泄水管不應裝閥件或旋塞。推薦泄水管的通徑不小于19 mm，安全閥必須易達，且能在工作期間安全地釋壓。

5 結論

隨著航運的發展，鍋爐的設計布置已日趨完善，但是船廠對于鍋爐附件布置以及管路的設計仍需注意，如蒸汽卸荷閥的管路布置、給水泵的管路設計等，在此不一 一列舉。只有準確地進行布置設計，才能讓鍋爐更加安全，更好地發揮鍋爐的性能。

[1] 費千, 富貴根. 船舶輔機[M]. 大連: 大連海事大學出版社, 2010.

[2] 中國船級社. 鋼質海船入級規范[M]. 北京: 人民交通出版社, 2012.

[3] Lloyd’s Register. Lloyd’s Register Rules and Regulations[S]. 2014.

[4] Bureau Veritas. Bureau Veritas Rules and Regulations [S]. 2012.

Key Points of Rule Requirement for Boiler Safety Valve

XU Xiaohong, GUO Jian

(Jinling Shipyard, Nanjing 210015, China)

It is necessary to pay special attention to the rules for ship’s boiler safety valve in order to improve the shipbuilding quality and guarantee the safety. The key points of the rule requirements for boiler safety valve are analyzed so as to make the boiler more safety.

ship boiler; safety valve; rule

U664.5

A

10.14141/j.31-1981.2017.03.004

許小紅（1981—），女，工程師，研究方向：船舶輪機系統設計。