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安全阀的设置和选用

HG/T 20570.2一95《安全阀的设置和选用》主要内容如下:

1 应用范围
     本规定仅适用于化工生产装置中压力大于0.2MPa的压力容器上防超压用安全阀的设置和计算,不包括压力大于100MPa的超高压系统。
    适用于化工生产装置中上述范围内的压力容器和管道所用安全阀,不适用于其它行业的压力容器上用的安全阀,如各类槽车、各类气瓶、锅炉系统、非金属材料容器,以及核工业、电力工业等。
    计算方法引自《压力容器安全技术监察规程》和API-520见2. 3节》,在使用本规定时,应采用同一个规范来进行泄放量和泄放面积的计算。

2 安全阀名词介绍

安全阀
    由弹簧作用或由导阀控制的安全阀。当入口处静压超过设定压力时,阀瓣上升以泄放被保护系统的超压,当压力降至回座压力时,可自动关闭的安全泄放阀。
导 阀
    控制主阀动作的辅助压力泄放阀。
全启式安全阀
    当安全阀入口处的静压达到其设定压力时,阀瓣迅速上升至最大高度,最大限度地排出超压的物料。一般用于可压缩流体。阀瓣的最大上升高度不小于喉径的1/4。
微启式安全阀
    当安全阀入口处的静压达到其设定压力时,阀瓣位置随入口压力的升高而成比例的升高,最大限度地减少应排出的物料。一般用于不可压缩流体。阀瓣的最大上升高度不小于喉径的1/20~1/40.
弹簧式安全阀
    由弹簧作用的安全阀。其设定压力由弹簧控制,其动作特性受背压的影响。
背压平衡式安全阀
    由弹簧作用的安全阀。其设定压力由弹簧控制,用活塞或波纹管减少背压对其动作性能的影响。
导阀式安全阀
    由导阀控制的安全阀。其设定压力由导阀控制,其动作性能基本上不受背压的影响。当导阀失灵时,主阀仍能在不超过泄放压力时自动开启,并排出全部额定泄放量。
主安全阀
    主安全阀是被保护系统的主要安全泄放装置,其泄放面积是基于最大可能事故工况下的泄放量。
辅助安全阀
    辅助安全阀(有时多于一个)是主安全阀的辅助装置,提供除主安全阀以外的附加泄放面积。用于非最大可能事故工况下的超压泄放。
实际泄放面积
    流体经过安全阀的最小流通面积。
有效泄放面积(最小泄放面积)
    用公式或图表计算的泄放面积。有效泄放面积要小于实际泄放面积。
喉径面积
    安全阀喷嘴中最小直径处的截面积。
环隙面积
    安全阀的阀瓣与阀座之间的圆柱形面积。
最大工作压力
    系指容器在正常工作情况下容器顶部可能达到的最大压力。见《设备和管道系统设计压力和温度的确定》(HG/T 20570. 1一95)规定。
设计压力
    系指设定的容器顶部的最高压力,应不小于安全阀的设定压力(开启压力)。
安全阀的设定压力
    安全阀入口处的静压达到该值时,安全阀将动作。设定压力要求不大于被保护系统内最低的设计压力。
安全阀的开启压力(整定压力)
    安全阀的阀瓣开始升起,物料连续流出时的压力。数值与设定压力相同。
安全阀的背压
    作用在安全阀出口处的压力。背压分为静背压和动背压。静背压是指安全阀未起跳时阀出口处的压力;动背压是指安全阀起跳后,由于流体的流动引起的摩擦压力降值。
安全阀的超压
    在泄放过程中,安全阀入口处的压力超过设定压力的部分。通常以百分数表示。
安全阀的泄放压力
    安全阀的阀芯升到最大高度后阀入口处的压力。泄放压力等于设定压力加超压。
安全阀的回座压力
    安全阀起跳后,随着被保护系统内压力的下降,阀芯重新回到阀座时的压力。
最大允许工作压力
    系指在设计温度下,容器顶部所允许承受的最大表压力。该压力是根据容器受压元件的有效厚度计算所得,且取其最小值。

3 引用标准
《压力容器安全技术监察规程》(劳动部颁发,1991年1月1日施行)
GB150-89《钢制压力容器》
API一520 《Sizing Selection and Installation of Pressure一Relieving Devicesin Refineries》1992.(美国石油学会标准)
API- 526《Flanged Steel Safety-Relief Valves》(美国石油学会标准)

4 压力关系表

安全阀与容器有关的压力关系表
image 
    压力关系表 表明了不同情况下被保护系统设置安全阀的最大泄放压力、最大设定压力的数值与被保护容器的设计压力(或最大允许工作压力)数值的比例关系。

5 安全阀的设置
    A、安全阀适用于清洁、无颗粒、低粘度流体。凡必须安装安全泄压装置而又不适合安装安全阀的场所,应安装爆破片或安全阀与爆破片串联使用。
    B、凡属下列情况之一的容器必须安装安全阀:
    C、独立的压力系统(有切断阀与其它系统分开)。该系统指全气相、全液相或气相连通;
    D、容器的压力物料来源处没有安全阀的场合;
    E、设计压力小于压力来源处的压力的容器及管道;
    F、容积式泵和压缩机的出口管道;
    G、由于不凝气的累积产生超压的容器;
    H、加热炉出口管道上如设有切断阀或控制阀时,在该阀上游应设置安全阀;
    I、由于工艺事故、自控事故、电力事故、火灾事故和公用工程事故引起的超压部位;
    J、液体因两端阀门关闭而产生热膨胀的部位;
    K、凝气透平机的蒸汽出口管道;
    L、某些情况下,由于泵出口止回阀的泄漏,则在泵的人口管道上设置安全阀;
    M、其它应设置安全阀的地方。

6 安全阀形式的选择
    A、排放气体或蒸汽时,选用全启式安全阀。
    B、排放液体时,选用全启式或微启式安全阀。
    C、排放水蒸汽或空气时,可选用带扳手的安全阀。
    D、对设定压力大于3MPa,温度超过235℃的气体用安全阀,则选用带散热片的安全阀,以防止泄放介质直接冲蚀弹簧。
    E、排放介质允许泄漏至大气的,选用开式阀帽安全阀;不允许泄漏至大气的,选用闭式阀帽安全阀。
    F、排放有剧毒、有强腐蚀、有极度危险的介质,选用波纹管安全阀。
    G、高背压的场合,选用背压平衡式安全阀或导阀控制式安全阀。
    H、在某些重要的场合,有时要安装互为备用的两个安全阀。两个安全阀的进口和出口切断阀宜采用机械联锁装置,以确保在任何时候(包括维修,检修期间)都能满
足容器所要求的泄放面积。

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