石化企業安全閥配管設計探討

李翠蘋　楊凱強

摘 要：在石油化工裝置不正常工作情況下，需要針對不同的設備和管道系統來安裝安全閥，在設計石油化工裝置是要充分的考慮到石油的特質，同時也要考慮到壓力容器的壓力值，確保壓力容器能夠安全的運行。安全閥是壓力裝置的最后一道保護屏障，如果在石油壓力容器當中產生的壓力值超過了預設的標準，那么安全閥就會自動開啟并釋放出足夠的介質，調整容器的壓力值。配管設計是安全閥能夠安全運行的重要關鍵環節，因此要合理的進行配管設計，才能夠確保安全法的安全運行。

關鍵詞：石油化工;安全閥;配管設計;安全運行

石油化工的生產具有很高的安全生產要求，必須要滿足安全生產的標準，各類裝置才能夠開展生產活動。在石油化工裝置當中安全閥屬于非常重要的組成部分，能夠確保控制裝置當中的壓力能夠處于穩定狀態，如果安全閥的配管設計不夠規范合理，會對安全閥的運行造成一定影響。本文主要針對石油化工裝置安全閥配管設計進行了詳細分析研究。

1 安全閥的分類

按照我國現行的《安全閥一般要求》，安全閥總共可以分成為以下幾種類型：第一種是直接載荷式安全閥，這種安全法門是一種直接依靠機械加載裝置就能夠克服介質壓力從而產生作用力的閥門類型，一般機械加載裝置是彈簧、杠桿加重錘還有重錘等。第二種是帶動力輔助裝置式安全閥，這種安全閥就需要使用一個動力輔助裝置，能夠在壓力較低的狀態下開啟，并把壓力值調整到正常狀態。第三種是帶補充載荷式安全閥，這種安全閥能夠在壓力達到整定壓力的時候，始終保持一個增強密封的附加力，可以由外部能源來提供附加力，在安全法的壓力達到了正定壓力時，還能進行可靠地釋放。第四種屬于先導式安全閥，這種安全閥需要依靠導閥首先排除介質，針對安全閥運行進行驅動和控制，導閥本身必須要嚴格符合直接荷載式安全閥的標準要求。

2 安全閥的設置

在石油化工生產過程中，石油屬于流動的介質，并且石油還具有易燃易爆的特點，因此對于石油化工裝置的要求非常高。例如說壓力容器的頂部最高操作的壓力大于或者是等于0.1MPa，則需要安裝安全閥。如果蒸餾塔、蒸發塔還有汽提塔的頂部最高操作壓力大于0.03MPa，那么需要進行安全閥的安裝。在往復式壓縮機各段出口或者是電動往復泵、齒輪泵等容積泵的出口管道中需要安裝安全閥，如果設備自身帶有安全閥可不再另行安裝。如果設備已經跟離心式壓縮機、鼓風機還有離心泵等出口連接的設備，在不能夠承受最高壓力的時候，就需要在出口管道的位置設置好安全閥。可燃氣體或者是液體在受熱之后會產生膨脹，因此如果在設備和管道中出現了超出設計壓力的現象，則需要安裝安全閥。根據不同的工藝技術要求，如果設備的頂部最高操作壓力為0.03-0.1MPA，則需要設置安全閥。

3 安全閥的選擇

在選擇安全閥門時，根據不同的壓力容器系統以及管道系統的操作條件、荷載特點、密閉性、背壓力、安全泄放量等客觀因素進行綜合評價，科學合理的選擇安全閥種類。首先安全閥比較適用于粘度比較低、清潔無顆粒的液體生產裝置當中，在石油化工生產的裝置中，一般使用的安全閥是先導式和彈簧式的安全閥類型。如果是易燃易爆有毒介質的流動液體，則需要使用封閉彈簧式安全閥，并且在安全地點進行介質泄放 [2] 。如果是蒸汽或者是壓縮空氣，那么可以選擇使用不封閉的彈簧式安全閥。如果需要排放的液體屬于不可壓縮液體時，例如說水或者石油等液體，那么就可以選擇使用微啟式安全閥，也可以選擇使用全啟式安全閥。全啟式安全閥也可以排放可壓縮的流體，例如說蒸汽還有其他氣體等。如果介質具有一定的腐蝕性，那么會在一定程度上影響安全閥彈簧的正常工作，可以選擇使用平衡波紋管式安全閥，但是這種安全閥不適用于含有焦粉、重石油餾分還有蠟液等流體，波紋管在使用過程中有可能會被污染甚至破壞。在水蒸氣和空氣的排放過程中可以選擇使用帶有扳手的安全閥，可以使用扳手來提升閥板。如果工作場所對于安全閥的密閉性要求比較高，那么可以選擇使用先導式安全閥，先導式安全閥也可以使用在排量較大、口徑較大的高壓系統中。

4 石油化工裝置安全閥進口管道的設計

4.1 確保安全法的可靠運行

想要確保安全法的可靠運行，除了要選擇合理的安全閥類型之外，還需要加強配管設計。安全閥在運行過程中經常容易產生震顫的現象，這樣的震顫會對石油化工裝置的安全閥造成很大的損害，一般震顫的誘發原因是安全法的進口管阻力降過大，如果進口管的阻力降過大，那么壓力容器自身和管道當中存在的壓力值也會逐漸升高，導致容器和管道當中的液體流動不穩定，出現了震顫的現象。為了能夠減少震顫現象對于石油化工裝置產生的影響，需要合理的調節安全法進口管道。在進口管道的設計過程中，要確保安全閥門進口管道承受的壓力值小于安全閥的定力值，并且在設計中還需要綜合考慮安全閥的最大流量，確保能夠讓石油化工裝置安全閥穩定運行。首先要先調整好裝置還有管道中的安全閥接管，接管的直徑一定要接近于安全閥進口直徑的大小。在不違背整體設計原則的前提條件之下，要盡可能的縮短配管設計。安全閥的安裝過程中，需要安裝在容器的出口管道或者是壓力容器的頂部，一定要高于出口排放管道。從原則上來說，石油化工裝置安裝的安全閥要選擇被保護管道或者是設備比較靠近的位置，同時也需要原理壓力源，處于壓力比較穩定的安裝地點。安全法的進口需要使用長半徑的彎頭設計，能夠有效減少阻力降。在不影響流蘇的情況下，要使用必要的防堵措施來避免出口管線或者是進口管線出現堵塞的現象。如果工作環境比較特殊，例如說易凝、濕氣體介質的安全閥入口管道設計中，需要予以伴熱，能夠有效避免出現水錘現象。

4.2 滿足開啟流速的要求

根據不同的開啟高度來進行劃分，那么石油化工裝置的安全閥主要分為三大類，微啟式、全啟式和中啟式。在石油化工流程中安全法的入口管道一定要大于入口直徑。壓力容器跟泄壓閥之間的所有管道跟管件通孔的面積都要跟安全閥的入口面積保持一致。在針對石油化工裝置安全法的配管進行設計時，要選擇大于或者是等于安全閥入口面積的入口隔離閥最小流道面積。全啟式石油化工裝置安全閥在我國的石油化工工藝當中屬于比較常見的類型，液壓系統使用的則多半都是微啟式石油化工裝置安全閥。

5 石油化工裝置安全閥出口管道設計

5.1 滿足安全閥流速要求

壓力容器當中產生的介質壓力值超出了預設值的時候，其中的安全閥就會自動開啟，向外排放壓力容器當中的介質，從而減少容器當中存在的壓力值。安全閥的出口管道設計需要按照一定的設計要求，設計的管道直徑大于安全閥的出口直徑。石油化工裝置在運行過程中，由于石油化工有一定的易燃易爆特點，對于身邊的人事物都會產生安全威脅，因此安全閥排放介質的過程要經過嚴格的檢查，確保排放在安全的區域當中，符合行業的運行標準。

5.2 確保安全閥的可靠運行

在設計安全閥出口管道時，要充分考慮被壓的因素，背壓的設計一定要小于安全法定壓，如果背壓值越來越大，那么會影響系統的穩定運行。開啟的壓力出現偏差同樣會對系統的流量產生一定的影響。背壓情況一般都會發生在泄壓裝置的出口位置，由于介質流動從而產生了背壓。在設計安全閥出口管道時，要根據專業的流程圖來布置好安全法的形式、管道的管徑、最終管道的走向還有整定壓力等因素。在設計管道時還需要統一規劃好管道的支撐方式和正確安裝細節，避免出現應力現象破壞了管道的形成。

參考文獻：

[1]高光虎.石油化工裝置安全閥的配管設計標準研究[J].中國石油和化工標準與質量，2017，37（21）：3-4.