安全閥設置和選型

                                      安全閥設置和選型
1 應用范圍
1.1 本規定僅適用于石油化工、化工生產裝置中壓力大于0.2MPa的壓力容器上防超壓用安全閥的設置
和計算，不包括壓力大于100MPa的超高壓系統。適用于石油化工、化工生產裝置中上述范圍內的壓力容器和管道所用安全閥；不適用于其它行業的壓力容器上用的安全閥，如各類槽車、各類氣瓶、鍋爐系統、非金屬材料容器，以及核工業、電力工業等。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調節閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。同時，公司可按照客戶的要求進行非標產品的設計、制造、加工。始終以質量為本，一切為滿足用戶的經營理念，不斷引進*的新技術，新工藝、新材料，竭誠為用戶提供的閥門產品和更加*的售后服務。公司配有車、刨、磨、銑、鉆、焊、自動噴涂等機械設備二百六十余臺套，并配有材料分析、理化X線及超聲波探傷儀等專業檢測設備八十余臺套，同時設有閥門研發中心、控制閥測控中心、閥門質量檢測中心。上海申弘閥門有限公司是集閥門的研發生產、銷售及技術服務于一體的流體控制企業，其產品和服務在化工、石化、石油、液化氣、造紙、采礦、電力、食品、制藥、冶金、輕工、樓宇、市政工程、污水處理、環保、給排水等領域市場處于地位。公司憑著“生命在于運動、企業在與創新”的發展宗旨，緊跟市場需求，提升產品質量，竭誠為新老用戶提供具的產品及服務，確保用戶滿意。

1.2 計算方法引自《壓力容器安全技術監察規程》和API－520（見2.3節），在使用本規定時，應用

同一個規范來進行泄放量和泄放面積的計算。
2 名詞
2.1 安全閥
由彈簧作用或由導閥控制的安全閥。當入口處靜壓超過設定壓力時，閥瓣上升以泄放被保護系統的超壓，當壓力降至回座壓力時，可自動關閉的安全泄放閥。
2.2 導閥
控制主閥動作的輔助壓力泄放閥。
2.3 全啟式安全閥
當安全閥入口處的靜壓達到其設定壓力時，閥瓣迅速上升至大高度，大限度地排出超壓的物料。一般用于可壓縮流體。閥瓣的大上升高度不小于喉徑的1/4。
2.4 微啟式安全閥
當安全閥入口處的靜壓達到其設定壓力時，閥瓣位置隨入口壓力的升高而成比例的升高，大限度
地減少應排出的物料。一般用于不可壓縮流體。閥瓣的大上升高度不小于喉徑的1／20～1／40。
2.5 彈簧式安全閥
由彈簧作用的安全閥。其設定壓力由彈簧控制，其動作特性受背壓的影響。
2.6 背壓平衡式安全閥
由彈簧作用的安全閥。其設定壓力由彈簧控制，用活塞或波紋管減少背壓對其動作性能的影響。
2.7 導閥式安全閥
由導閥控制的安全閥。其設定壓力由導閥控制，其動作性能基本上不受背壓的影響。當導閥失靈時，
主閥仍能在不超過泄放壓力時自動開啟，并排出全部額定泄放量。
2.8 主安全閥
主安全閥是被保護系統的主要安全泄放裝置，其泄放面積是基于大可能事故工況下的泄放量。
2.9 輔助安全閥
輔助安全閥（有時多于一個）是主安全閥的輔助裝置，提供除主安全閥以外的附加泄放面積。用于
非大可能事故工況下的超壓泄放。
2.10 實際泄放面積
流體經過安全閥的小流通面積。
2.11 有效泄放面積（小泄放面積）
用公式或圖表計算的泄放面積。有效泄放面積要小于實際泄放面積。
2.12 喉徑面積
安全閥噴嘴中小直徑處的截面積。
2.13 環隙面積
安全閥的閥瓣與閥座之間的圓柱形面積。
2.14 大工作壓力
系指容器在正常工作情況下容器頂部可能達到的大壓力。見《設備和管道系統設計壓力和設計溫
度的確定》（SLDI 233A11－98）規定。
2.15 設計壓力
系指設定的容器頂部的高壓力，應不小于安全閥的設定壓力（開啟壓力）。
2.16 安全閥的設定壓安全閥入口處的靜壓達到該值時，安全閥將動作。設定壓力要求不大于被保護系統內低的設計壓
力。
2.17 安全閥的開啟壓力（整定壓力）
安全閥的閥瓣開始升起，物料連續流出時的壓力。數值與設定壓力相同。
2.18 安全閥的背壓
作用在安全閥出口處的壓力。背壓分為靜背壓和動背壓。靜背壓是指安全閥未起跳時閥出口處的壓
力；動背壓是指安全閥起跳后，由于流體的流動引起的磨擦壓力降值。
2.19 安全閥的超壓
在泄放過程中，安全閥入口處的壓力超過設定壓力的部分。通常以百分數表示。
2.20 安全閥的泄放壓力
安全閥的閥芯升到大高度后閥入口處的壓力。泄放壓力等于設定壓力加超壓。
2.21 安全閥的回座壓力
安全閥起跳后，隨著被保護系統內壓力的下降，閥芯重新回到閥座時的壓力。
2.22 大允許工作壓力
系指在設計溫度下，容器頂部所允許承受的大表壓力。該壓力是根據容器受壓元件的有效厚度計
算所得，且取其小值。
3 引用標準
3.1 《壓力容器安全技術監察規程》（勞動部頒發，1991年1月1日施行）
3.2 GB150－89《鋼制壓力容器》
3.3 API－520《Sizing Selection and Installation of Pressure－Relieving Devices in Refineries》1992.（美
國石油學會標準）
3.4 API－526《Flanged Steel Safety－Relief Valves》（美國石油學會標準）
4 壓力關系表
壓力關系見表4.1。
表4.1 表明了不同情況下被保護系統設置安全閥的大泄放壓力、大設定壓力的數值與被保護容器的設計壓力（或大允許工作壓力）數值的比例關系。
5 安全閥的設置
5.1 安全閥適用于清潔、無顆粒、低粘度流體。凡必須安裝安全泄壓裝置而又不適合安裝安全閥的場所，應安裝爆破片或安全閥與爆破片串聯使用。
5.2 凡屬下列情況之一的容器必須安裝安全閥：
5.2.1 獨立的壓力系統（有切斷閥與其它系統分開）。該系統指全氣相、全液相或氣相連通；
5.2.2 容器的壓力物料來源處沒有安全閥的場合；
5.2.3 設計壓力小于壓力來源處的壓力的容器及管道；5.2.4 容積式泵和壓縮機的出口管道；
5.2.5 由于不凝氣的累積產生超壓的容器；
5.2.6 加熱爐出口管道上如設有切斷閥或控制閥時，在該閥上游應設置安全閥；
5.2.7 由于工藝事故、自控事故、電力事故、火災事故和公用工程事故引起的超壓部位；
5.2.8 液體因兩端閥門關閉而產生熱膨脹的部位；
5.2.9 凝氣透平機的蒸汽出口管道；
5.2.10 某些情況下，由于泵出口止回閥的泄漏，則在泵的入口管道上設置安全閥；
5.2.11 其它應設置安全閥的地方。
6 安全閥形式的選擇
6.1 排放氣體或蒸汽時，選用全啟式安全閥。
6.2 排放液體時，選用全啟式或微啟式安全閥。
6.3 排放水蒸汽或空氣時，可選用帶扳手的安全閥。
6.4 對設定壓力大于3MPa，溫度超過235℃的氣體用安全閥，則選用帶散熱片的安全閥，以防止泄放
介質直接沖蝕彈簧。
6.5 排放介質允許泄漏至大氣的，選用開式閥帽安全閥；不允許泄漏至大氣的，選用閉式閥帽安閥。
6.6 排放有劇毒、有強腐蝕、有極度危險的介質，選用波紋管安全閥。
6.7 高背壓的場合，選用背壓平衡式安全閥或導閥控制式安全閥。
6.8 在某些重要的場合，有時要安裝互為備用的兩個安全閥。兩個安全閥的進口和出口切斷閥宜采用機械聯鎖裝置，以確保在任何時候（包括維修，檢修期間）都能滿足容器所要求的泄放面積。
7 各種事故工況下泄放量的計算
7.1 閥門誤關閉
7.1.1 出口閥門關閉，入口閥門未關閉時，泄放量為被關閉的管道大正常流量。
7.1.2 管道兩端的切斷閥關閉時，泄放量為被關閉液體的膨脹量。此類安全閥的入口一般不大DN25。但對于大口徑、長距離管道和物料為液化氣的管道，液體膨脹量按式(7.1)計算。
7.1.3 換熱器冷側進出口閥門關閉時，泄放量按正常工作輸入的熱量計算，計算公式見式(7.1)。
7.1.4 充滿液體的容器，進出口閥門全部關閉時，泄放量按正常工作輸入的熱量計算。按式(7.1)計算
7.2 循環水故障
7.2.1 以循環水為冷媒的塔頂冷凝器，當循環水發生故障（斷水）時，塔頂設置的安全閥泄放量為正
常工作工況下進入冷凝器的大蒸汽量。
7.2.2 以循環水為冷媒的其它換熱器，當循環水發生故障（斷水）時，應仔細分析影響的范圍，確定泄放量。
7.3 電力故障
7.3.1 停止供電時，用電機驅動的塔頂回流泵、塔側線回流泵將停止轉動，塔頂設置的安全閥的泄放量為該事故工況下進入塔頂冷凝器的蒸汽量。
7.3.2 塔頂冷凝器為不裝百葉的空冷器時，在停電情況下，塔頂設置的安全閥的泄放量為正常工作工
況下，進入冷凝器的大蒸汽量的75％。
7.3.3 停止供電時，要仔細分析停電的影響范圍，如泵、壓縮機、風機、閥門的驅動機構等，以確定
足夠的泄放量。
7.4 不凝氣的積累
7.4.1 若塔頂冷凝器中有較多無法排放的不凝氣，則塔頂設置的安全閥的泄放量與7.2規定相同。
7.4.2 其它積累不凝氣的場合，要分析其影響范圍，以確定泄放量。
7.5 控制閥故障
7.5.1 安裝在設備出口的控制閥，發生故障時若處于全閉位置，則所設安全閥的泄放量為流經此控閥的大正常流量。
7.5.2 安裝在設備入口的控制閥，發生故障時若處于全開位置時；
a) 對于氣相管道，如果滿足低壓側的設計壓力小于高壓側的設計壓力的2/3，則安全閥的泄放量
應按式(7.5)計算：如果高壓側物料有可能向低壓側傳熱，則必須考慮傳熱的影響。
b) 對于液相管道，安全閥的泄放量為控制閥大通過量與正常流量之差，并且要估計高壓側物料有無閃蒸。
7.6 過度熱量輸入
換熱器熱媒側的控制閥失靈全開、切斷閥誤開，設備的加熱夾套、加熱盤管的切斷閥誤開等工況下，以過度熱量的輸入而引起的氣體蒸發量或液體的膨脹量來計。如還需了解更多安全閥選用資料，請點擊安全閥選用查看。