淺析在用鍋爐壓力容器壓力管道安全閥常見問題

李奇

【摘要】安全閥結構簡單、緊湊、調解方便、靈敏可靠、安全性高，在鍋爐壓力容器壓力管道上已被廣泛應用。在長期安全閥校驗安裝使用過程中發現，安全閥在設計、制造、安裝、校驗、使用等方面存在不少問題，對在用鍋爐壓力容器壓力管道的安全運行構成了威脅。所以有必要對在用安全閥實際中暴露的問題，進行分析討論，防止發生安全事故。

【關鍵詞】安全閥；鍋爐壓力容器壓力管道

1、安全閥設計問題

安全閥的設計是一個系統性問題，既要考慮安全閥本身的有關因素，又要考慮被保護系統的各種情況對最終的產品的影響。因此，在設計時需要對引起超壓的各種因素進行綜合分析、判斷，只有這樣才能確保安全閥設計的合理、安全和可靠。系統對安全閥的基本要求是準確的開啟、穩定的排放、適時全開、及時的回座和可靠的密封。

安全閥的設計主要考慮材料、結構和性能等方面的內容。材料方面主要考慮材料的特性以及介質的可燃性、易爆性、有毒性和腐蝕性以及低溫、高溫、高壓對材料的影響；

結構設計包括閥體結構、密封結構、閥座結構、閥瓣結構、背壓平衡結構、緊急提升結構；性能設計包括閥座（噴嘴）、閥瓣、導向套、調節圈、彈簧的優化組合，以及被保護系統的各種情況，其目的就是設計和制造的安全閥能夠滿足標準中對整定壓力、排放壓力、啟閉壓差等性能指標的要求。

2、安全閥制造質量問題

安全閥的制造質量是保證安全閥性能的先決條件，安全閥制造廠主要安全質量問題如下：

（1）外觀質量較差，鑄造粗糙；

（2）產品質量銘牌所載項目不全；

（3）外部幾何尺寸偏差較大，進出口法蘭垂直度差，造成安裝困難；

（4）安全閥喉徑偏小，使其排放能力降低；

（5）裝配錯誤，造成彈簧壓力等級與整定壓力不匹配，使安全閥無法正常使用；

（6）密封面加工粗糙，有劃痕等缺陷，安全閥密封性差；

（7）彈簧質量不符合要求。

3、安全閥安裝質量問題

安全閥在安裝過程常出現的錯誤如下：

（1）安裝位置錯誤：安全閥應垂直安裝，并應裝在鍋爐筒體、集箱或壓力容器的最高位置，否則將造成安全閥不能正常工作。

（2）排氣管過長、彎頭多。安全閥排氣管直通排氣地點，并有足夠排氣面積，確保排氣暢通。排氣管過長、彎頭多，將造成排氣管阻力增加，排氣背壓過高，對安全閥的排放壓力和回座壓力會產生較大的影響。同時，排氣所產生的反作用力在彎頭部位產生很大彎矩，造成安全閥元件損壞。

（3）排氣管無支撐：排氣管自身的重量也可對安全閥產生附加彎矩，引起安全閥元件同軸度損壞，影響安全閥的動作性能。

（4）排氣管底部未接疏水管或排氣管出口過高。在排氣管或疏水管上不允許裝設閥門。但實際上很多在用鍋爐的安全閥均未做到這一點。這樣安全閥排氣后的凝結水就會聚集在底部，導致閥芯和排氣管腐蝕。如積水多，安全閥排氣時將會產生震動。

（5）安全閥排氣管朝向錯誤：個別單位安全閥朝向均通房頂（熱水鍋爐、蒸汽鍋爐省煤器）。這樣，一旦安全閥開啟，在排放管的垂直段將形成一個水柱（排放背壓），從而影響安全閥的動作性能。

4、安全閥排放量的核算

為了確保鍋爐壓力容器壓力管道的安全運行，必須按有關規程對安全閥的排放量進行核算，確認是否滿足要求。當前存在的問題：

（1）更換安全閥時未進行排放量核算，有些單位在更換安全閥時，只注意公稱通徑、公稱壓力，而未考慮到公稱通徑相同，型號不同的安全閥，排放能力可能不同。因此，盲目更換是非常危險的。

（2）降壓使用時未進行排放量的核算，蒸汽鍋爐的安全閥的排放量按下式進行核算：E=0.235A（10.2P+1）K。對于既定的安全閥，安全閥入口處介質比容修正系數，排氣面積均不變，但隨著入口壓力的下降，安全閥的排放量將減小。因此，因受壓元件強度不足而降壓使用的鍋爐壓力容器，必須對原安全閥進行排放量核算。如排放量不能滿足要求的，應立即更換。否則，排氣能力不足，將導致鍋爐壓力容器事故的發生。對于由于工藝參數制約鍋爐壓力容器降壓使用，屬于非強度原因降壓運行的，安全閥排放量降低，如果不超過鍋爐壓力容器的設計壓力，可不用更換安全閥。但對于并聯運行的鍋爐，如降壓運行后，原安全閥排放量不足，必須更換。以免造成該鍋爐蒸汽壓力超過管網中壓力，危及管網安全運行。

5、始啟壓力整定

安全閥始起壓力整定是安全閥校驗的一項重要工作，不合理的定壓將會對鍋爐壓力容器的安全運行帶來很大影響。在用鍋爐壓力容器往往由于承壓元件存在缺陷，或由于工藝條件要求而需降壓運行，因而安全閥始啟壓力整定，前種情況下應以強度校核允許的壓力為整定依據。后種情況則應以生產工藝要求的最高工作壓力作為整定依據，而不宜以設計壓力或額定工作壓力作為整定依據。

6、彈簧工作壓力等級選用

經常發現安全閥彈簧的壓力等級與運行壓力不相匹配的情況。雖然彈簧式安全閥的開啟壓力可以通過改變彈簧的預緊壓縮量進行調節，但是這種調節是有限的，超出規定范圍，彈簧的性能就不能保證。安全閥在使用過程中就會出現泄漏、開啟壓力不穩定現象。因此，在選購安全閥時，應盡量按使用壓力選擇壓力等級范圍，盡可能選擇壓力等級下限值，以利于安全閥調整和安全使用。

7、安全閥的維修和報廢

以下情況可對安全閥進行修復或報廢：

（1）密封面劃痕，麻點在0.5mm以內，可研磨修復。

（2）銹蝕粘連或臟污卡住，可采用清洗。

（3）彈簧不正，應修復調整。

（4）密封面磨損、損壞，可更換部件。

8、安全閥的更換

有下列情況之一的安全閥，應進行更換：

（1）排氣能力不能滿足要求的。

（2）安全閥開啟壓力值偏差較大或動作性能不穩定、重復性差。

（3）公稱壓力，彈簧工作壓力等級與開啟壓力不匹配。

（4）彈簧產品質量不合格或因斷裂，嚴重銹蝕，引起失效。

（5）閥芯與閥座嚴重銹蝕、裂紋、凹坑等缺陷，無修復價值。

9、離線校驗與鍋爐壓力容器壓力管道熱態使用

安全閥校驗常采用離線校驗，是在整定開啟壓力或密封性能實驗前完成，可以對安全閥進行部件質量、裝配質量的宏觀檢查，并完成對銹蝕及沉積物的清除和密封面的研磨等工作，可解決安全閥大部分技術質量問題。但是，受氣源條件的限制，不能對使用條件下的安全閥進行排放壓力和回座壓力測定。而離線常溫校驗與實際使用個條件相差較大。隨著溫度的變化，彈簧剛度亦變化，從而使安全閥的開啟壓力變化較大。

結束語：

安全閥的設計，產品質量、安裝質量校驗以及正確的選用，是保證安全閥在使用過程中具有良好性能的先決條件。搞好安全閥的定期檢驗，是保證安全閥正常運行的重要環節。

（本文作者單位為青島久通鍋爐安裝有限公司）