安全阀的工艺计算
安全阀工艺计算
1 安全阀工艺计算
1.1 操作参数
1.1.1 最高操作压力P（表）：设备运行期间可能达到的最高压力，一般应按不同工艺过程确定。
1.1.2 安全阀定压P s：安全阀的开启压力。安全阀定压P s（表）必须等于或稍小于设备设计压力P D（表）；由不同工艺操作压力和设备设计压力确定。
当安全阀定压P s=设备设计压力时，
当P≤1.8MPa（表）时，P s=P D+0.1=P+0.18+0.1
当1.8 当4 当P>8MPa（表）时，P s=P D+0.1=1.05P+0.1 （1-1） 注：P D（表）：设备设计压力；P s（表）：安全阀定压；P D（表）：设备设计压力；P（表）：设备最高操作压力； 1.1.3 积聚压力Pa（表）：安全阀排放介质过程中，允许压力增加超过设备的设计压力的数值，可按表1.1选取 表1.1 定压和积聚压极限 1.1.4容许过压P h（表）：容许压力增加超过定压的数值。 如果定压等于设计压力：P s=P D，则P h=P a+P D-P s 如果定压小于设计压力：P s 1.1.5最高泄放压力P m（绝）：安全阀达到最大泄放能力时的压力。一般按如 下计算：P m=P a+P a（1-3） 1.1.6 背压P2（安全阀出口压力） 背压是由于排放系统有压力而存在于安全阀出口的压力，它是迭加背压 （安全阀开启前泄压总管的压力）和积聚背压（积聚背压是在安全阀开启后，由于介质流动所增加的压力）的总和。 对于普通型（非平衡型）安全阀：P2≤10%P S 1.1.7 回座压差：是安全阀的定压与关闭压力的差值，以定压的百分数或压力单位表示。 P D<回座压力 1.1.8 安全阀的压力等级关系（即容器设计压力，安全阀容许积聚压、定压、 注：1、与ASME锅炉压力容器规程和《压力容器安全技术监察规程，1990》基本一致； 2、所示压力条件是安装在容器的安全阀条件； 3、操作压力可高于或低于90%； 4、回座和压差应参照ASME规程有关章节。 1.1.9 温度按工艺操作温度考虑。 1.2 安全阀设置原则 按照《石油化工企业设计防火规范》（GB50160）的规定： 1.2.1 属于下列情况之一的容器和设备必须设置安全阀（或爆破片）。 1）在生产过程中，由于火灾、物料的化学反应、动力故障或操作故障等原因，可能导致容器或设备的内压超过设计压力； 2）顶部操作压力大于0.07MPa的压力容器； 3）顶部操作压力大于0.03MPa的蒸馏塔、蒸发塔和汽提塔（汽提塔顶部蒸汽通入另一蒸馏塔者除外）； 4）往复式压缩机各段出口或电动往复丞、齿轮泵、螺杆泵等容积式泵的出口（本身已有安全阀者除外）； 5）凡与鼓风机、离心式压缩机、离心泵或蒸汽往复泵出口连接的设备不能承受其最高压力时，上述机泵的出口阀后； 6）可燃的气体或液体受热膨胀可能超过设计压力的设备； 7）由几个容器组成的一个压力系统但中间设有隔断阀时，应视为几个独立的容器，每个容器均应按上述要求设置安全阀。 8）减压阀后，且减压阀后的设备或管道不能承受减压阀前的压力时。 1.2.2属于下列情况之一的容器或设备不需设置安全阀。 1）加热炉炉管； 2）离心泵出口（连接的设备不能承受其最高出口压力者除外）； 3）对于设计压力不低于压力来源，且不因介质化学反应或受热而使其压力超高的容器； 4）由几个容器组成的一个压力系统且中间不设隔断阀时，可只按一个压力系统考虑，如在前端设置安全阀，后面的容器可不设安全阀。 1.2.3有可能被介质堵塞或腐蚀的安全阀，应在其入口前设爆破片或在其出入口管道上采取吹扫、加热或保温等防堵措施。 1.2.4有突然超压或发生瞬时分解爆炸危险介质的反应设备，如安全阀不能满足要求时，应设置爆破片或爆破片和导管。 1.2.5因介质爆聚、分解造成超温超压可能引起爆炸的反应设备，应设报警信号和泄压排放设施，以及自动或手动遥控的紧急切断进料的设施。 3 泄放量的确定 在计算安全阀时，应先确定工艺所要求的泄放量。 导致设备超压的原因：一是操作故障，二是火灾。确定安全阀的泄放量时，应根据工艺过程的具体情况并按可能发生危险情况中的最大一种考虑，但不应机械地将各种不利情况考虑在同一时间发生。 3.1 操作故障时的泄放量 1）换热器管破裂时，安全阀泄放量可按式3-1～式3-2计算。 介质为气相时 G v=246.3×104×2 d(△P·ρv)0.5(3-1) i 介质为液相时 G L=16.8×104×2 d(△P/ρL)0.5(3-2) i 式中： G v—气体泄放量，kg/h; G L—液体泄放量，m3/h; d i—换热器管内径，m; △P—高低压侧压力差，MPa; ρv—气体密度，kg/m3； ρL—液体相对密度。 2）气体储罐等压力容器的安全泄放量，按式3-3计算： G v=2.83×10-3ρv·V·2 d（3-3) i 式中：G v—安全泄放量，kg/h; ρv—泄放条件下气体密度，kg/m3； di—容器进口管内径，mm; V—容器进口管内流速，m/s。 3）火灾条件下容器的安全泄放量 由于容器内液体润湿的表面积，在受到火焰辐射时全产生蒸气。为了确定蒸气产生量，先要确定受火焰源辐射影响的润湿表面积，一般系指等于或低于火焰源7.5m的那部分容器表面积。而火焰源是指地面火源，但也可能是受到大量火点的任何标高位置，应根据具体情况确定。容器的安全泄放量可按式3-4～3-5计算。 ①介质为可燃液化气体或装在有可能发生火灾的环境下工作时的非可燃液化气体： A、对无绝热材料保温层的压力容器 v v H A F G 82 .04105.25??= （3-4） 式中G v —安全泄放量，kg/h; F —系数，容器设在地面下用砂土覆盖时，取F=0.3；容器在地面上时，取F=1；容器设置在大于10L/m 2min 喷淋设施下时，取F=0.6。 A —容器的受热面积（m 2)，按下列公式计算（D o 外径，m; L 长度m; L’容器内最高液位,m); 对半球形封头的卧式容器A=π·D o ·L ； 对椭圆形封头的卧式容器A=π·D o (L+0.3D o ); 对立式容器A=π·D o ·L’； 对球形容器A=1/2π·20D 或从地平面起到7.5m 高度以下所包括的外表面积，取二者中较大的值； H v —在泄放压力下液体的蒸发潜热，kJ/kg 。（低于93kJ/kg 不能用）。 B 、对有完善的绝热材料保温层的液化气体压力容器 v v H A t G ??-=δλ82 .0)650(4.9 （3-5） 式中：G v —容器的安全泄放量，kg/h; t —泄放压力的饱和温度，℃； λ—常温下绝热材料的导热系数，W/m ·k; δ—保温层厚度，m; 其他符号同前。 3.5.2 介质为非易燃液化气体的容器，而且装在无火灾危险的环境下，安全泄放量可根据其有无保温层分别选用不低于按公式3-4～3-5计算值的30%。 4. 喷嘴面积计算 4.1 介质为气体 临界流速：气体通过安全阀喷嘴时，其速度和比容随下游压力的减少而增大，一直增大到极限速度为止，此极限速度即为该气体的声速，相当于极限速度的相应流率，称为临界流率。 声速下的喷嘴喉管压力P X 与入口压力（即最高泄放压力）P m 之绝压比称为临界压力比，P X 称为临界流动压力。 1） 临界流动压力：P X =P m σX (4-1) 注: P X :气体的临界流动压力,MPa(表); P m ：进口压力；σX ：气体的临界流动压力比 2） 临界压力比 气体的临界压力比，仅与气体绝热系数有关，可用理想气体关系的公式计算 σX =X 12[]1 k k m P P K -=+ （4-2） 式中：K —气体的绝热指数（C p /C v ); P X —临界流动压力，MPa （绝）； P m —进口处压力（即最高泄放压力），MPa （绝）， 即安全阀定压+容许过压+大气压。 一般烃类气体P c f /P m 值大都在0.5～0.6之间，其与K 值的关系见下表4.1。 表4.1 K 值与P X /P m 值关系表 如果喉管下游压力P 2（即安全阀出口压力）高于临界流动压力，此时的流动状态为亚临界流动。 3）临界流动状态下喷嘴面积计算，可按式4-3计算 o A = （4-3） 对全启式 785 .0o o A d = （4-4） 对微启式 φ πs i n h A d o o = （4-5） 式中： A o —喷嘴面积，cm 2; h —安全阀开启高度，cm; φ—锥形密封面的半锥角度，（°）; d o—喷嘴内径，cm; G v—气体最大泄放量，kg/h； P m—最高泄放压力，MPa（绝）； T1—进口处气体温度，K； M—气体分子量； Z—在Pm压力下气体的压缩系数； K F—流量系数，应由制造厂提供，全启式：K F=0.6～0.7，带调节圈的微启式：K F=0.4～0.5，全启式：不带调节圈的微启式：K F=0.6～0.7。 C—气体特性系数，仅与气体的绝热指数K有关，可用下式计算 C=（4-1-4）也可用表4.1查得； K b—背压校正系数，对普通型安全阀，随着P2值增大，安全阀的理论泄放量 将随之减少。但当P2 的P2值要求小于0.1Ps，在此条件下，K b值可取为1。当P2值大于 0.1Ps时，一般应选用波纹管（平衡型）安全阀，当P2值大于0.3P s可 选用先导式安全阀。波纹管安全阀的K b值见表4-1-3。 表4-1-2 不同K值与C值关系 * 内插值因在K接近于1时，C变为不定的无穷数。 表4-1-3 波纹管安全阀K b值 表4-1-3是国外制造商提供的平均值（见API RP520-90），背压低于 0.34MPa（表）时，不应选用上表数值，而应由制造厂按背压条件提供K b值。 4.1.2 亚临界流动状态下喷嘴面积计算为了简化计算，仍然采用式4-1-2计算，对普通型安全阀，K b校正系数需改用表4-1-4值；对波纹管安全阀，K b值应由制造厂提供。其它符号意义和取值与临界流动状态相同。 表4-1-4 亚临界流动状态下普通型安全阀K b值 *绝对背压%为P2/Pm%(以绝压计) 例题1≌ 已知下列泄放要求: G V =24318kg/h,烃蒸气平均分子量M=65,K=1.1, T 1=348K(75℃),P S =0.51MPa(表),即设备的设计压力, P 2(背压)=0(表)。 计算出下列数据，容许积聚压为10%（由于定压即为设备压力，积聚压等于过压），最高泄放压力P m =0.51×1.1+0.1=0.661MPa(绝),Z=0.84,临界压力比=0.59(查表4-1-1),临界流动压力P c f =0.661×0.59≈0.39MPa(绝)=0.29MPa(表)。 因背压P 2=0，小于P c f ，处于临界流状态，因此可用式4-1-2计算喷嘴面积 K F 采用0.975,K b =1，C=326（查表4-1-2）。 例题2 把例1中的迭加背压改为0.37MPa(表），其它数据与例1相同，选用普通型安全阀。 因迭加背压等于0.37MPa(表），大于临界流动压力0.29MPa(表），气体处于亚临界状态。 容许积聚背压0.1×0.51=0.051MPa 总背压P 2=0.37+0.051=0.421MPa(表）=0.521MPa( 绝） P 2/P m =0.521/0.661=79%,从表4-1-4查得K b =0.88 4.2 介质为水蒸汽（压力小于10MPa ）按4-2-1计算 式中G V --水蒸汽最大泄放量，kg/h ； 22 09.3165 84 .03481661.0975.032624318130.0cm A =?????= 225.3665 84 .034888.0661.0975.03262431813.0cm A O =?????= φ K K P G A F m V O ??= 500 A O --喷嘴面积，cm 2； P m --最高泄放压力，MPa （绝）； K φ--蒸汽过热度校正系数，见表4-2-1； K F --由制造厂提供。 表4-2-1 蒸汽过热度校正系数 4.3 介质为液体 按液体介质设计的安全阀 应取得能力检验证，并给定流量系数，其喷嘴面积可按式4-3-1计算 （4-3-1） 式中A O --喷嘴面积，cm 2； G L --液体泄放量，m 3 /h ； ργ--泄放温度下液体相对密度（相对于20℃水）； P m ，P 2--最高泄放压力，出口压力，MPa （表）； K F --流量系数，应由制造厂提供，需要进行估算时，取K F =0.65； K b --背压校正系数，对于普通型安全阀，K b =1，对于波纹管式安全阀，一般由制造厂给出K b 值，必要时，可从表4-3-1查得。 表4-3-1 波纹管式安全阀K b 值 25 .015P P K K K G A m F b L O -????=μγρ K μ--粘度校正系数 可从表4-3-2查得 表4-3-2 粘度校正系数K μ 根据雷诺数Re 选取K μ值时,需要先按非粘性介质(K μ=1)用式4-3-1确定喷嘴面积,再从有关制造厂的样本中选取接近或稍大的喷嘴面积的安全阀,按式4-3-2计算雷诺数 (4-3-2) 式中μ--流动温度下介质的绝对粘度,MPa ·S(其值与厘泊相等); A ’o --初选的安全阀喷嘴面积,cm; 其它符号见前。 根据计算的雷诺数从表4-3-2查得K μ值，再按式4-3-1计算校正后的喷嘴面积。如果校正后的喷嘴面积大于初选的喷嘴A ’O ，则需选用较大A ’o 的面积重新进行计算，直到基本一致为止。 4.4 液体膨胀时喷嘴面积计算 可按式4-4-1计算： （4-4-1） 式中G L --液体膨胀的泄放量，m 3/h ； 其它符号相同。 4.5 介质为气液两相流体 可按前述方法分别计算气体和液体排放所需的喷嘴面积，再将两者相加即为安全阀喷嘴的总面积。 5 安全阀的选用 5.1 石油化工装置所用安全阀一般均选用弹簧全启式，在一般情况下，可选用普通型安全阀。当背压变化较大时，可选用波纹管（平衡型）式或选导式安全阀。但波纹管型不适用于酚、蜡液、重石油馏分、含焦粉等介质以及往复式压 5 .025 .0) (9.5P P G A m L O -=γρ t O L e A G R μργ?=31300 缩机等场所。因为在这些情况下，波纹管有可能被污染或被损坏。如选用先导式时，导阀由制造厂配，故应将介质条件提交制造厂，以满足工艺要求。 5.2 根据介质的操作温度和安全阀定压值确定安全阀的公称压力和最高泄放压力P m。 5.3 根据计算所得出的喷嘴面积，可从安全阀样本或其他资料中选用安全阀，选用的安全阀喷嘴面积必须等于或稍大于计算面积。如果一个安全阀的喷嘴面积不能满足需要，可选用两个或多个安全阀并联。由于多阀的定压和积聚压力与单阀不同，须按表1-4-1选取定压的积聚压计算所需喷嘴面积，再选用合适的安全阀，使其总面积等于或稍大于计算面积。对排入全厂性放空系统的直径较大的安全阀，若所选用安全阀的实际喷嘴面积比计算面积大得多时，应反算安全阀实际排放的最大瞬时量，以保证火炬系统的安全。 5.4 弹簧安全阀定压按不同结构的安全阀的要求确定。普通型安全阀在常压下调整弹簧时，其弹簧定压应调整为安全阀定压P s减去其背压P2的差值，即弹簧定压值为P s-P2；对波纹管安全阀，弹簧定压值即为安全阀的定压值P s。 在选用安全阀时，应注明其定压范围或确定其弹簧号。 5.5 对排入全厂性公用放空系统的安全阀，当其定压低于0.5MPa(绝）时，一般应选用平衡型或先导式安全阀，以适应放空系统压力波动的要求。 5.6 安全阀进出口管道一般不设置阀门，但对易燃、有毒、粘性或含固体介质的容器，为便于安全阀的更换或清洗，可在容器与安全之间设置隔断用闸阀，正常运行时，偏阀必须保持全开，并加铅封。如装有隔断阀的安全阀的出口系排入全厂性放空系统，其出口也应设置隔断阀和副线阀，以防其它装置的安全阀排放时影响该安全阀系统，出口阀（全开）和副线阀（全关）均应予铅封。 5.7 普通型安全阀的总背压一般宜在10%左右，对有多个安全阀排入一个公用的总管时，背压变化范围要限制在最低定压安全阀的定压10%左右，据此原则确定出总管的直径。 5.8 安全阀的进口或出口接管的直径不得小于其进口或出口的直径。当几个安全阀并联安装在同一设备上时，进出口主管的截面积应等于或大于各管截面积之和。 6 安全阀的安装设计 6.1 安全阀的安装 6.1.1 在设备或管道上的安全阀一般应垂直安装。但对设置在液体管道、换热器或容器等处的安全阀，当阀门关闭后，可能由于热膨胀而使压力升高的场所，可水平安装。 6.1.2 安全阀不应安装在长的水平管道的死端，因死端容易积聚固体物的和液体。 6.1.3 安全阀一般应安装在易于检修和调节之处，周围要有足够的工作空间，如：立式容器的安全阀，DN80以下者，可安装在平台内靠外侧；DN100以上者安装在平台外靠平台处，借平台可以阀门进行维护和检修。 6.1.4 由于直径安全阀重量大，故在布置时要考虑大直径安全阀拆开后吊装的可能，必要时要设置吊杆。 6.2 安全阀入口管设计 安全阀入口管道最大压力损失一般不应超过安全阀的3%，它是按通过安全阀的最大流量计算得出的（包括入口压力损失、管道阻力和切断阀阻力之和）。为了减少入口压力降，可采取下列措施： 6.2.1 安全阀的安装位置应尺量靠近被保护的设备或管道。 6.2.2 管道或设备上安全阀接管公称直径可大于安全阀入口直径1～2级。 6.2.3 增大入口管径：安全阀入口管道的管径必须大于或等于安全阀入口管径，其连接大小头尽量设在靠近安全阀的入口处。 6.2.4 采用长半径弯头（R≥1.5DN) 。 6.2.5 考虑压力脉动的影响 （1）由于安全阀入口不宜受脉动压力影响，在往复式压缩机或往复泵出口处应采用脉冲衰减器，但此时对管道内介质的流动有一定的影响。若采用先导式安全阀，将脉冲衰减器加装在导阀取压管上时，介质在管道内的流动不受影响。 （2）管道上安装的安全阀，应位于压力比较稳定，距波动源有一定距离的地方。见表6-1-1所示。 表6-1-1 安全阀距波动源的距离（APIRP520推荐值） 6.3 安全阀出口管设计 安全阀出口管的设计应考虑背压不超过安全阀定压的一定值。对于弹簧式安全阀，普通型的背压一般不宜超过安全阀定压的10%，波纹管型（平衡型）的 背压不超过安全阀定压的30%；对于先导式安全阀，其背压不超过安全阀定压的60%。具体数值应查阅制造厂样本，由工艺计算决定。 安全阀出口管道在安装时，应注意下列各点： 6.3.1 非易燃易爆介质的安全阀排放管向大气排放时，要注意其排出口不能朝向设备、平台、梯子、电缆等，且在安全阀出口弯头附近的低处开φ6～φ10的小孔。 6.3.2 易燃易爆气体安全阀排放管排入大气时，端部切成平口。使排出物直接向上高速排出，排放速度不小于150m/s，并应远离平台等有人之处，减少对周围环境的影响。这种方法近年来得到广泛应用替代了管口切成45°斜口。此时，在安全阀出口弯头附近的低处设置φ500mm左右小罐（加液位指示），当液位升高到0.7罐径时，将液体排至安全设施内。 6.3.3 安全阀向大气排放的放空管管口高度应符合下列要求： （1）无毒、无危险性气体安全阀排放口应高于以排放口为中心的7.5m 半径范围内的操作平台、设备或地面2.5m以上。 （2）对有毒或易燃、易爆、有腐蚀性的介质，排放口的排放高度应符合《石油化工企业设计防火规范，GB50160-92》和国家环保及卫生规定。 6.3.4 对石油化工装置，大多数工艺介质的安全阀排出口都是接至火炬总管上，并要求顺流向45°斜接在泄压总管的顶部，以免总管内的凝液倒入支管，并可减少安全阀的背压，但对干气系统，不一定有要坡度。 6.3.5 气体泄压系统排放管内不应有袋形积液处，安全阀的安装高度应高于泄压系统。若安全阀出口低于泄压总管或排出管需要抬高接入总管时，应在低处易于接近处设置φ500mm左右小罐（加液位指示）当液位升高到0.7罐径时将液体排至安全设施，以免袋形管段积液。 6.3.6 泄压管道使用闸阀时，阀杆应水平安装，不可朝上，以免阀杆和阀板的销钉腐蚀松动时，滑板下滑。 6.3.7 对可能有液化烃类排入的泄压管道，因介质气化而导致低温的管道，应考虑采用低温钢，并保温和伴热。 6.3.8 对有可能蒸汽吹扫的泄压管道，应考虑由于蒸汽吹扫产生的热膨胀。6.4 安全阀的反作用力 气体或蒸汽由安全阀出口排入大气时，在出口管中心线上产生与流向相反的作用称为安全阀的反作用力。反作用力的计算详见《石油化工装置工艺管道安装设计手册，第一篇》第十七章第四节，必要时可按此进行设计。 附录一 安全阀出厂必须随带产品质量证明书，并在产品上装设牢固的金属铭牌。 1、安全阀的质量证明书应包括下列内容： （1）铭牌上的内容； （2）制造依据的标准； （3）检验报告； （4）监检报告； （5）其它特殊要求。 2、安全阀的金属铭牌上应载明下列内容： （1）制造单位名称、制造许可证编号； （2）型号、型式、规格； （3）产品编号； （4）公称压力，MPa； （5）阀座喉径，mm； （6）排放系数（即流量系数）； （7）适用介质、温度； （8）检验合格标记、监检标记； （9）出厂年月。 以上摘自《压力容器安全技术监察规程，1990》第八章第131条。 附录二 国内制造厂推荐的流量系数，K F（亦称额定排量系数，Kdr） 下面是目前收集到的部分国内制造厂提供的流量系数。 如果制造厂提供额定流量，可以按国标《安全阀的一般要求》GB12241-89 中有关部分的规定计算安全阀排量。 续上表 续上表 安全阀型号识别代码和压力等级 安全阀是承压设备、容器和管线上的最佳超压保护装置，当介质压力升高超过允许值时，安全阀自动开启，继而全量排放，防止压力继续升高，当压力降低至规定值时，安全阀及时自动关闭。 安全阀设计、制造、验收技术标准符合GB/T12243-89要求。 封闭式安全阀的阀盖是封闭的，利于防止灰尘和杂物侵入，防止有毒和易燃介质溢出，开放式安全阀由于阀盖敞开，利于降低弹簧腔室的温度，主要用于蒸汽介质管道及容器，带散热器安全阀主要适用于介质温度超过350℃的工况。 带扳手弹簧式安全阀当介质压力达到开启压力的75%以上时，能利用作手动开启。 流道直径，排放量大，微启式安全阀开启高度为～流道直径。 安全阀型号编制方法 阀门的型号参照机械部标准JB308-75《阀门型号编制方法》编制，系由以下八个部分组成：1 A 2 3 4 - 5 6 其中：1表示特种阀门代号（如低温- D、保温- B、波纹管-W，无省略） A 表示阀门类型代号（A表示安全阀） 2表示连接形式代号（表一） 3表示结构形式代号（表2） 4表示阀座密封面或衬里材料代号（表3） 5表示公称压力数值 6表示阀体材料代号（表4） 表一 连接形式 内螺纹 外螺纹 法兰 焊接 表二 带散热片安全阀结构形式 全启式代号 0代号1246 弹簧式封闭微启式 全启式 全启式 双联弹簧微启式 微启式 全启式 微启式 带控制机构全启式 脉冲式9不封闭带扳手 阀座密封面或衬里材料代号用汉语拼音字母表示，如表三所列。 阀座密封面或衬里材料 铜合金 橡胶 尼龙塑料 氟塑料 锡基轴承合金（巴氏合金） 代号表示。 阀体材料代号用汉语拼音字母表示。如表四所列。表四 阀体材料 HT250 WCB ZG230-450 Cr5Mo代号ZC I阀体材料 1Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni12Mo2Ti 15CrMoV代号 PRV代号TXNF B阀座密封面或衬里材料 合金钢 安全阀标准汇总 标准编号 标准中文名称 标准英文名称 SY/T0525.1-93 石油储罐液压安全阀 SY/T10006-2000 海上井口地面安全阀和水下安全阀规范 SY/T10024-1998 井下安全阀系统的设计、安装、修理和操作的推荐作法 GB/T14087-1993 船用空气瓶安全阀 Safety valves for marine air vessel JB/T6441-1992(2005复审) 压缩机用安全阀 JB/T2203-1999 弹簧式安全阀 结构长度 JB/T9624-1999 电站安全阀技术条件 JB/T53170-1999 弹簧直接载荷式安全阀 产品质量分等 NF E86-512-1-2002 冷凝容器.防超压安全设施.第1部分:冷凝设备的安全阀 (Cryogenic vessels - Safety devices for protection against excessive pressure - Part 1 : safety valves for cryogenic service.) NF A84-330-1982 气焊设备.乙炔发生器用“防回气—断 火”的液压安全阀和组合装置.规范和试验 (GAS WELDING EQUIPMENT. HYDRAULIC SAFETY SEALS AND COMBINED “NON-RETURN VALVE/FLAME ARRESTOR“ DEVICES FOR A CET YLENE GE NERATORS. REQUIREMENTS AND TESTS.) NF E32-110-10-2002 水管锅炉和辅助设备.第10部分:防过压安全阀的要求 (Water-tube boilers and auxiliary installations - Part 10 : requirements for safeguards against excessive pressure.) NF D36-404-2000 建筑阀门.温度和压力组合安全阀.试验和要求 (Building valves - Combined temperature and pressure relief valves - Tests and requirements.) NF M87-213-2001 石油和天然气工业.下降孔设备.地下安全阀设备 (Petroleum and natural gas industries - Downhole equipment - Subsurface safety valve equipment.) NF T81-103-1980 液态体化学产品的运输和装卸.底部注入或排放的罐车.内部关闭阀和安全阀.使用压力等于或小于４巴 (TRANSPORTATION AND HANDLING OF LIQUID CHEMICAL PRODU CT S. TANKER VEHICLES FIL LED AND EMPTIED FROM BELOW. INTERNAL SAFETY AND STOP VALVE. OPERATING PRESSURE EQUAL TO OR LESS THAN 4 BAR.) NF E29-420-1985 工业阀门.安全阀.技术说明书样式和协调证明书 (INDUSTRIAL VALVES. SAFETY AND RELIEF VALVES. MODEL OF TECHNICAL SPECIFICATIONS AND CONFORMITY CERTIFICATE.) NF P52-001-1975 取暖设备用安全阀.一般技术规范 (SAFETY VALVES FOR HEATING INSTALLATIONS.) NF E29-413-1989 工业阀门.安全阀流量计算.其他方法 (INDUSTRIAL VALVE. SAFETY VALVES AND BURSTING DISC(S) DEVICES. CALCULATION OF TH EO RETICAL FLOWRATE.) NF E29-414-1992 工业阀门.安全阀门.安全阀门类型 S,G1,L1和L2流率计算示例 (INDUSTRIAL VALVES. SAFETY VALVES. EX AMP LES FOR FLOWRATE CALCULATION OF SAFETY VALVES TYPES S,G1,L1 AND L2.) NF E29-415-1990 工业阀门.安全阀.G 平方型安全阀排出空气当量流量计算实例.GPL 标准蓄水池的应用 (INDUSTRIAL VALVES. SAFETY VALVES. CALCULATION OF AIR EQUIVALENT FLOW CA PA CITY FOR SAFETY VALVES OF TYPE G2. APP LICATION FOR STANDARD VESSELS FOR GPL.) NF E29-421-1987 工业阀门.安全阀.安全膜.为获得工作特性的安装规范 (Industrial valves. Safety valves. Bursting discs.) 2006.04.11 6.1.3 泄放量的计算 6.1.3.1 根据本导则4的内容，选取合乎该设备工作条件下的安全阀型式。 6.1.3.2 根据本导则5的内容确定安全阀的设计参数，确定最大操作压力、整定压力、聚积压力和排放压力；根据排放工况确定安全阀的背压。 6.1.3.3 按本导则6的内容计算安全阀的工艺泄放量；按火灾、误操作、设备故障三类事故状态来分析可能发生的一种或几种事故状态，分别计算它们的最大泄放量。泄放量最大的工况就是该安全阀（或组）的设计工况及泄放量。不应该把各种可能的工况，采用叠加的方式来计算最大泄放量。 6.2 出口切断 6.2.1 压缩机贮气罐 压缩机贮气罐，由于出口阀关闭，造成超压的安全阀的泄放量，按压缩机的最大生产能力W G（产气量），kg/hr计算。 6.2.2 液体贮罐 液体贮罐的泄放量，由于出口阀关闭造成超压的安全阀的泄放量，按泄放压力时进入贮罐物料最大值计。 在不明确情况下，按液体容器正常进料量的1.25倍计： W L=1.25G 此式来自日本三菱公司设计文件 W L——液体贮罐的安全阀的泄放量，kg/hr G——液体贮罐的正常进料量，kg/hr 6.2.3 气体贮罐 气体贮罐泄放量的计算公式： W G=2.83×10-3×ρG×u×d2 (6-1) 此式来自GB150-1998的136页公式B1 W G——气体贮罐的安全阀的泄放量，kg/hr ρG——在安全阀泄放压力P d的工况下的气体密度，kg/m3 d——气体贮罐的进料管的内径，mm u——气体在管内的流速，m/s 气体流速可按下述范围选取： 一般气体：u=10 m/s～15 m/s 饱和蒸汽：u=20 m/s～30 m/s 过热蒸汽：u=30 m/s～60 m/s 6.3 外部火灾 6.3.1 外部火灾的考虑因素 6.3.1.1 火焰高度 只考虑火焰高度在7.5米（25英尺）以内的设备，火焰的高度是以地面或可积存液体物料的装置平台为计算基准，如果平台是格栅不能积存液体，则不能作为计算基准。 6.3.1.2 设备的受热面积 只考虑存有液体的部分，统一称湿表面积，在计算设备湿表面积时，是计算整台设备的湿表面积。对换热器是指计算整体的表面积，不是只计算换热管的面积。 湿表面积的计算公式有以下五个： 半球形封头立式容器 A=π×D×h +1.57×D2(6-2) 半球形封头卧式容器 A=π×D×L (6-3) 椭圆封头卧式容器 A=π×D×（L+0.3×D）(6-4) 椭圆封头立式容器 A=π×D×h+0.41×π×D2(6-5) 球形容器 A=1.57×D2 安全阀计算公式 安全阀系压力容器在运行中实现超压泄放的安全附件之一，也是在线压力容器定期检验中必检项目。它包括防超压和防真空两大系列，即一为排泄容器内部超压介质防止容器失效，另一方面则为吸入外部介质以防止容器刚度失效。凡符合《容规》适用范围的压力容器按设计图样的要求装设安全阀。 一．安全阀的选用方法 a）根据计算确定安全阀.公称直径.必须使安全阀的排放能力≥压力容器的安全泄放量b）根据压力容器的设计压力和设计温度确定安全阀的压力等级; c）对于开启压力大于3MPa蒸汽用的安全阀或介质温度超过320℃的气体用的安全阀,应选用带散热器(翅片)的形式; d）对于易燃、毒性为极度或高度危害介质必须采用封闭式安全阀,如需采用带有提升机构的,则应采用封闭式带板手安全阀; e）当安全阀有可能承受背压是变动的且变动量超过10%开启压力时,应选用带波纹管的安全阀; f）对空气、60℃以上热水或蒸汽等非危害介质,则应采用带板手安全阀 g）液化槽(罐)车,应采用内置式安全阀. h）根据介质特性选合适的安全阀材料:如含氨介质不能选用铜或含铜的安全阀;乙炔不能选用含铜70%或紫铜制的安全阀. i）对于泄放量大的工况,应选用全启式;对于工作压力稳定, 泄放量小的工况,宜选用微启式;对于高压、泄放量大的工况, 宜选用非直接起动式,如脉冲式安全阀.对于容器长度超过6m的应设置两个或两个以上安全阀. j）工作压力Pw低的固定式容器,可采用静重式（高压锅）或杠杆重锤式安全阀.移动式设备应采用弹簧式安全阀. k）对于介质较稠且易堵塞的, 宜选用安全阀与爆破片的串联组合式的泄放装置. l）根据安全阀公称压力大小来选择的弹簧工作压力等级. 安全阀公称压力与弹簧工作压力关系,见表1 m） 安全阀公称压力PN与弹簧工作压力关系表 表1 安全阀应动作灵敏可靠,当到达开启压力时,阀瓣应及时开启和完全上升,以顺利排放;同时应具有良好的密封性能,不仅正常工作时保持不漏,而且要求阀瓣在开启复位后及时关闭且保持密封;在排气压力下阀瓣应达到全开位置,无震荡现象,并保证排出规定的气量。 二．安全阀计算实例 一、设计依据： 1．业主提供的石油库设计图纸 2．《石油库设计规范》GB50074-2002 3．《建筑设计防火规范》GBJ16-87 4．《低倍数泡沫灭火系统设计规范》GB50151-92 及2000年局部修订条文 二、设计内容： 保护对象：500M3立式固定拱顶钢制保温储罐2座[D=9M,H=10M）。 灭火方式：采用固定式液上喷射泡沫灭火系统，并移动泡沫枪辅助灭火 灭火剂：6%氟蛋白泡沫液，其混合比为6% 冷却方式：采用移动式水冷却 （一）、泡沫用量 1．储罐的保护面积（A1） 根据规范第3.1.2条一款规定： A1=3.14D2=3.14x92/4=63.585m2 2.根据规范第 3.2.1条一款规定：泡沫混合液供给强度 q=6.0L/min.m2 连续供给时间t1 ：不小于30min（注：闪点为60°C的轻柴油为丙类液体）3．计算泡沫混合液流量（Q） Q=q.A1=6×63.585=381.51L/min 4．根据规范第3.2.4条规定：泡沫产生器数量及流量（Q产）PC8泡沫产生器2个，Q产为480L/min 注：泡沫产生器工作压力按0.5MPa计 5.泡沫枪数量及连续供给时间、流量Q枪 根据规范第3.1.4条,用于扑救防火堤内流散液体火灾的泡沫枪数量为1 支，其泡沫枪的泡沫混合液流量不应小于240L/min，选Q枪=240L/min 即PQ4型泡沫枪：1支连续供给时间t2：不小于20min 6．泡沫混合液用量M混V （系统管道内泡沫混合液剩余量）：考虑设DN100管道170.0m及DN65管道150.0m。管道容积为1823L M混=n产×Q产×t1+n枪×Q枪×t2+V（系统管道内泡沫混合液剩余量）=2×480×30+1×240×20+3800=28800+4800+1823 =35423L 7．泡沫液用量V=K.V混/1000=6%×35423/1000=2125L/1000=2.125M3则泡沫贮罐的容积为2.125m3 配制泡沫混合液所需的水量为：35423L×94%=33298L=33.298M3 泡沫比例混合器的流量为：8×2+4=20L/S 配制泡沫混合液的水流量：20L/S×94%=18.8L/S 8．根据规范第3.7.3条储罐区泡沫灭火系统管道内的泡沫混合液流速，不宜大于3m/s 主管初选管径DN100 流速S=4Qmax/3.14D2=(2×480+1×240) ×4/3.14×0.12×60×1000=2.265M/S 规范第3.7.3条泡沫灭火系统管道内的混合液流速不宜大于3M/S 故管径DN100选择合适 9．泡沫产生器下面混合液立管初选管径DN65 S=1×480×4/3.14×0.0652×60×1000=2.412m/s<3m/s 管径DN80合适 10．计算管道沿程压力损失h沿 根据第3.7.4条计算单位长度泡沫混合液管道压力损失 I=0.0000107V2/D 1.3 1)从泡沫产生器到防火堤外缘DN65管段，罐高10m，罐外壁至防火堤外缘 距离按32m计，总长45m 每m管道压力损失I=0.0000107V2/D 1.3 安全阀知识概述及选型 一、安全阀知识概述 安全阀是锅炉、压力容器和其他受压力设备上重要的安全附件。其动作可靠性和性能好坏直接关系到设备和人身的安全，并与节能和环境保护紧密相关。 二、安全阀的定义所谓安全阀广义上讲包括泄放阀，从管理规则上看，直接安装在蒸汽锅炉或一类压力容器上，其必要条件是必须得到技术监督部门认可的阀门，狭义上称之为安全阀，其他一般称之为泄放阀。安全阀与泄放阀在结构和性能上很相似，二者都是在超过开启压力时自动排放内部的介质，以保证生产装置的安全。由干存在这种本质上类似性，人们在使用时，往往将二者混同，另外，有些生产装置在规则上也规定选用哪种均可。因此，二者的不同之处往往被忽视。从而也就出现了许多间题。如果要将二者作出比较明确的定义，则可按照《ASME锅炉及压力容器规范》第一篇中所阐述的定义来理解： 1、安全阀（Safety Valve）一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。其特征为具有突开的全开启动作。用于气体或蒸汽的场合。 2、泄放阀（Relief Valve），又称溢流阀一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。它随压力超过开启力的增长而按 比例开启。主要用于流体的场合。 3、安全泄放阀（Safet Relief Valve），又称安全溢流阀一种由介质压力驱动的自动泄压装置。根据使用场合不同既适用作安全阀也适用作泄放阀。以日本为例，给安全阀和泄放阀作出明确定义的比较少，一般用作锅炉这类大型贮能压力容器的安全装置称之为安全阀，安装在管道上或其他设设施上的称之为泄放阀。不过，若按日本通产省的《火力发电技术标准》的规定看，设备上安全保障的重要部分，指定使用安全阀，如锅炉、过热器、再热器等。而在减压阀的下侧需要与锅炉和涡轮机相接的场合，都需要安装泄放阀或安全阀。如此看，安全阀要求比泄放阀更具可靠性。另外，从日本劳动省的高压气体管理规则、运输省及各级船舶协会的规则中，对安全排放量的认定和规定来看，我们把保证了排放量的称之为安全阀，而不保证排放量的阀门称作泄放阀。在国内不论全启式或微启式统称为安全阀。 三、安全阀的选型 1、安全阀的分类 目前大量生产的安全阀有弹簧式和杆式两大类。另外还有冲量式安全阀、先导式安全阀、安全切换阀、安全解压阀、静重式安全阀等。弹簧式安全阀主要依靠弹簧的作用力而工作，弹簧式安全阀中又有封闭和不封闭的，一般易燃、易爆或有毒的介质应选用封闭式，蒸汽或惰性气体等可以选用不 安全阀的工艺计算 1各种事故工况下泄放量的计算 1.1阀门误关闭 1.1.1出口阀门关闭，入口阀门未关闭时，泄放量为被关闭的管道最大正常流量。 1.1.2管道两端的切断阀关闭时，泄放量为被关闭液体的膨胀量。此类安全阀的入口一般不大于DN25。但对于大口径、长距离管道和物料为液化气的管道，液体膨胀量按式(1.1)计算。 1.1.3换热器冷侧进出口阀门关闭时，泄放量按正常工作输入的热量计算，计算公式见式(1.1)。 1.1.4充满液体的容器，进出口阀门全部关闭时，泄放量按正常工作输入的热量计算。按式(1.1)计算液体膨胀工况的泄放量： V=B·H／(G l ·C p ) (1.1) 式中: V——体积泄放流量，m3／h； B——体积膨胀系数，l／℃； H——正常工作条件下最大传热量，kJ／h； G l ——液相密度，kg／m3； C P --定压比热，kJ／(kg℃)。 1.2循环水故障 1.2.1以循环水为冷媒的塔顶冷凝器，当循环水发生故障(断水)时，塔顶设置的安全阀泄放量为正常工作工况下进入冷凝器的最大蒸汽量。 1.2.2以循环水为冷媒的其它换热器，当循环水发生故障(断水)时，应仔细分析影响的范围，确定泄放量。 1.3电力故障 1.3.1停止供电时，用电机驱动的塔顶回流泵、塔侧线回流泵将停止转动，塔顶设置的安全阀的泄放量为该事故工况下进入塔顶冷凝器的蒸汽量。 1.3.2塔顶冷凝器为不装百叶的空冷器时，在停电情况下，塔顶设置的安全阀的泄放量为正常工作工况下，进入冷凝器的最大蒸汽量的15%。 1.3.3停止供电时，要仔细分析停电的影响范围，如泵、压缩机、风机、阀门的驱动机构等，以确定足够的泄放量。 安全阀计算与选型 1. 确定确定安全阀类型安全阀类型 根据卸放介质物性、卸放量确定安全阀类型。 2. 确定安全阀公称压力 根据介质操作条件确定PN，选定弹簧工作压力级。 3. 安全阀安全阀计算计算 3.1 由工艺计算软件（hysis,pro II,aspen）计算获得介质基本物性数据（比重ρ，分子量M， 粘度μ，泄放量Gv，气体特性系数C，流量系数Kf，压缩系数Z，最高泄放压力Pm，泄放温度Ti，操作压力P 0，整定压力Ps）。 3.2 计算公式： 安全阀的计算参照GB/T 12241-2005（它与ISO 4126 安全阀一般要求计算方法相同） 中 的公式并依据实测额定排量系数来计算安全阀的额定排量，进而确定安全阀的口径，是比较可靠的计算方法。具体计算公式见GB/T 12241-2005 6.3节/6.5节。 3.2.1 介质为气体或蒸汽 1）临界流动下的理论排量计算 在下列条件下达到临界流动： 临界流动下的理论排量计算公式： 2）亚临界流动下的理论排量计算： 在下列条件下达到亚临界流动： 亚临界流动下的理论排量计算公式： 3）Excel 表格计算安全阀卸放面积A 0（作者Huang WenJia） 3.3 将必须的介质物性数据编入Excel 表格，并在安全阀卸放面积栏编好计算公式（见安全阀 计算excel 表格）。 安全阀安全阀的选用与的选用与的选用与计算实例计算实例计算实例 安全阀系压力容器在运行中实现超压泄放的安全附件之一，也是在线压力容器定期检验中必检 项目。它包括防超压和防真空两大系列，即一为排泄容器内部超压介质防止容器失效，另一方面则为吸入外部介质以防止容器刚度失效。凡符合《容规》适用范围的压力容器按设计图样的要求装设安全阀。 一．安全阀的选用安全阀的选用 1. 1. 安全阀安全阀安全阀各种参数的确定各种参数的确定各种参数的确定 a）确定安全阀公称压力。 根据阀门材料、工作温度和最大工作压力选定公称压力。 b) 确定安全阀的工作压力等级。 根据压力容器的设计压力和设计温度选定工作压力等级。安全阀的工作压力与弹簧的工作压力级有着不同的含义，不能混为一谈。工作压力是指安全阀正常运行时阀前所承受的静压力，它与被保护系统或设备的工作压力相同。而弹簧的工作压力级则是指某一根弹簧所允许使用的工作压力范围，在该压力范围内，安全阀的开启压力（即整定压力）可以通过改变弹簧的预紧压缩量进行调节。同一公称压力的安全阀，根据弹簧设计要求，可以分为多种不同的工作压力级。具体划分见下表，划分的前提是能足以保证各个工作压力级的压力上限与下限均能符合有关标准所规定的动作性能指标。 选用安全阀时，应根据所需开启压力值确定阀门的工作压力级。 表1 安全阀公称压力PN 与弹簧工作压力关系表 PN 弹簧工作压力等级 1.6 0.06～0.1 >0.12 >0.16～0.25 >0.25～0.4 >0.4～0.5 >0.5～0.6 >0.6～0.8 >0.8～1.0 >1.0～1.3 >1.3～1.6 2.5 >1.3～1.6 >1.6～2.0 >2.0～2.5 只能用于大于 1.3MP 6.4 ->1.3～1.6 >1.6～2.0 >2.0～2.5 >2.5～3.2 >3.2～4.0 >4.0～6.4 只能用于大于1.3MPa 10 >4～5 >5～6.4 >6.4～8 >8～10 只能用于大于4.0MPa When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 浅谈安全阀安全的使用常识 (2021新版) 浅谈安全阀安全的使用常识(2021新版)导语：生产有了安全保障，才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷，生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时，生产活动停下来整治、消除危险因素以后，生产形势会变得更好。"安全第一" 的提法，决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。 安全阀是特种设备（锅炉、压力容器、压力管道等）上的一种限压、泄压起到安全保护作用的重要附件。安全阀一般直接安装在特种设备上的，安全阀的设计、制造、安装、使用、检验等都要符合特种设备相关规定的要求，其动作的可靠性和性能好坏直接关系到设备和人身的安全，并与节能和环境保护紧密相关。 一、安全阀的分类方法，常见的安全阀一般有以下几种： 1、按整体结构和加载结构的形式可以分为重锤杠杆式安全阀、弹簧式和控制式3种； 2、按阀瓣式开启高度与阀流通直径之比可以分为微启式和全启式安全阀2种； 3、按气体排放的方式可以分为全封闭式、半封闭式和敞开式3种。 二、安全阀的选用，选用安全阀应从以下几个方面考虑： 1、结构形式，主要取决于设备的工艺条件以及工作介质、特性。一般锅炉、压力容器多选用弹簧式安全阀。如果设备介质有毒、易燃 安全阀计算规定 中国石化集团公司上海医药工业设计院 2001年10月12日 1. 应用范围 1.1 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。1.2计算方法引自《工艺设计手册》(Q/SPIDI 3PR04-3-1998)，使用本规定时，一般情况应根据本规定进行安全阀计算，复杂工况仍按《工艺设计手册》有关章节进行计算。 1.3 本规定提供了超压原因分析，使用本规定必须详细阅读该章节。 2. 计算规定的一般说明 2.1安全阀适用于清洁、无颗粒、低粘度流体，凡必须安装泄压装 置而又不适合安全阀的场所，应安装爆破片或安全阀与爆破 片串联使用。 2.2在工艺包设计阶段（PDP），应根据工艺装置的操作规范，按 照本规定（见5.0章节），对本规定所列的每个工况进行分析， 根据PDP的物流表，确定每个工况的排放量，填入安全阀数 据表一。 2.3在基础设计阶段（BDP）和详细设计阶段（DDP），按照泄放 量的计算书规定（见6.0章节），在安全阀数据表一的基础上， 形成安全阀数据表二（数据汇总表）和安全阀数据表三。安 全阀数据表三作为条件提交有关专业。 3.0术语定义 3．1 积聚（accumulation）：在安全阀泄放过程中，超过容器的最大允许工作压力的压力，用压力单位或百分数表示。最大允许积聚由应用的操作规范和火灾事故制定。 3．2 背压（back pressure）：是由于泄放系统有压力而存在于安全阀出口处的压力，背压有固定的和变化的两种形式。背压是附加背压和积聚背压之和。 3．3 附加背压（superimposed back pressure）：当安全阀启动时，存在于安全阀出口的静压，它是由于其它阀排放而造成的压力，它有两种形式，固定的和变化的。 3．4 积聚背压（built-up back pressure）：泄压阀打开后由于流动使泄放主管中增加的压力。 3．5最大允许积聚压力（maximum allowable accumulated pressure）：是最大允许工作压力与最大允许积聚之和。 3．6最大允许工作压力（maximum allowable working pressure）：系指在设计温度下，容器顶部所允许承受的最大压力。这压力基于设备计算中的正常厚度、金属腐蚀裕度、负载和压力。最大允许工作压力是设定安全阀压力保护设备的基础。 3．7超压（overpressure）：超过安全阀设定压力的压力，用压力单位或百分数表示。它与容器设定的最大允许工作压力时的积聚一样，假设安全阀人口没有管路损失。 3．8安全阀的设定压力（set pressure）：安全阀人口出的静压达到 1. 安全阀的选用 由于安全阀的多样性以及压力系统的多样性、复杂性，因此在安全阀选用时，应考虑系统内的温度、压力、介质相态等因素的影响，逐步确定安全阀的公称压力、压力－温度等级、弹簧的工作压力等级、公称通径、基本形式。最后确定选用安全阀的型号。 （1）公称压力的选择 公称压力和整定压力是不同的概念，确定和选用安全阀时一定要注意。公称压力PN 是用数字表示的与压力有关的标示代号，也是供参考用的圆整数。在安全阀中，公称压力是指安全阀进口处所能承受的最高压力。和材料及温度相关。而安全阀的出口处法兰的公称压力一般比进口处公称压力低一至三个级别，选用时应该注意这个区别。 在确定安全阀的公称压力时，公称压力一定要大于整定压力。最好是安全阀达到全开启时的压力不能超过安全阀的公称压力。我国的安全阀公称压力系列其压力系列为0.25,0.6,1.0,1.6，2.5，4.0，6.3，10，16，32,40MPa (注：PN1.0以下的安全阀通常采用铸铁阀体，不推荐在压力容器种使用)。 （2）压力一温度等级 选用安全阀时必须要考虑温度的影响，当温度升高时，在同一公称压力下，其最大允许工作压力也随之相应降低．应根据所保护的介质情况、阀门材料、工作温度和最大工作压力，确定阀门的公称压力。 阀门在各种温度下最高允许工作压力可按式公式5－1计算。或在GB/T 9124－2000。《钢制管法兰技术条件》 中查选。 式（9.2-3） 式中 [σ]t ――设计温度t ℃ 时材料的许用应力值，MPa ； [σ]200――200 ℃ 时的材料许用应力值，MPa ； Ptmax ――最高允许工作压力，MPa ； PN ――公称压力，MPa (3)弹簧工作压力级的确定 确定了安全阀的公称压力后，弹簧式安全阀还要选定弹簧的工作压力等级。弹簧的工作压力等级是指选定的弹簧允许的工作范围，超出了其工作范围就可能导致安全阀不能正常工作。弹簧式安全阀的整定压力范围就是弹簧的工作压力等级。 安全阀的整定压力是通过改变弹簧压缩量来进行调节，安全阀的各种动作性能也是由弹簧来控制的，每一根弹簧都只能在一定的整定压力范围内工作，超出了该范围就要另换弹簧， PN Pt t 200 ] [] [max σσ= 管理制度参考范本 安全阀基本常识 a I时'间H 卜/ / 1 / 6 安装注意事项 安全阀是特种设备上重要的安全附件，其安装也有相应的要求， 面列举一些常见的事项： 1、额定蒸发量大于0.5t/h 的锅炉，至少装设两个安全阀：额定蒸发量小于或等于0.5t/h 的锅炉，至少装一个安全阀。可分式省煤器出口处、蒸汽过热器出口处都必须装设安全阀。 2、安全阀应垂直安装在锅商、集箱的最高位置。在安全阀和锅筒或集箱之间，不得装有取用蒸汽的出口管和阀门。 3、杠杆式安全阀要有防止重锤自行移动的装置和限制杠杆越轨的导架，弹簧式安全阀要有提升手把和防止随便拧动调整螺钉的装置。 4、对于额定蒸汽压力小于或等于3.82M Pa的锅炉，安全阀喉径不应小于25mm对于额定蒸汽压力大于3.82MPa的锅炉，安全阀喉径不应小于20mm。 5、安全阀与锅炉的连接管，其截面积应不小于安全阀的进口截面积。如果 几个安全阀共同装设在一根与锅筒直接相连的短管上，短管的通路截面积应不步 于所有安全阀排汽面积的1.25 倍。 6、安全阀一般应装设排汽管，排汽管应直通安全地点，并有足够的截面积，保证排汽畅通。安全阀排气管底部应装腔作势有接到安全地点的疏水管，在排气管和疏水管上都不允许装设阀门。 安全阀的分类方法 我们常见的安全阀一般有以下几种： 1、按整体结构和加载结构的形式可以分为重锤杠杆式安全阀、弹簧式和控制式3 种； 2、按阀瓣式开启高度与阀流通直径之比可以分为微启式和全启式安全阀2 种； 3、按气体排放的方式可以分为全封闭式、半封闭式和敞开式 3 种。 通常所说的安全阀，一般是指较常见的弹簧式安全阀。 安全阀出厂资料应有的内容 安全阀出厂必须随带产品质量证明书，并在产品上装设牢固的金属铭牌。铭牌上应载明下列内容： 制造单位名称、制造许可证编号； 2) 产品编号； 型号、型式、规格； 4) 公称压力，MPa； 阀座通径，mm； 排放系数；检验合格标记。 7) 出厂年月； 部分安全阀铭牌上还应注明适用的介质、温度。安全阀的选用 选用安全阀应从以下几个方面考虑： 1、结构形式，主要取决于设备的工艺条件以及工作介质、特性。 般锅炉、压力容器多选用弹簧式安全阀。如果设备介质有毒、易燃易爆，应选封闭式的安全阀。 2、锅炉、高压容器、安全泄放量较大而壁厚腐蚀余量不大的中、低压容器宜选用全启式安全阀。 3、压力范围，每种安全阀都有一定的工作压力范围。选用时应按设备的最大允许工作压力选用合适的安全阀。 4、排放量，必须大于设备的安全泄放量，这样才能保证超压时，安全阀开启及时排出部分介质，避免压力继续升高。对于锅炉，安全阀的总排量必须大于 （安全生产）安全阀的 工艺计算 安全阀的工艺计算 1各种事故工况下泄放量的计算 1.1阀门误关闭 1.1.1出口阀门关闭，入口阀门未关闭时，泄放量为被关闭的管道最大正常流量。 1.1.2管道俩端的切断阀关闭时，泄放量为被关闭液体的膨胀量。此类安全阀的入口壹般不大于DN25。但对于大口径、长距离管道和物料为液化气的管道，液体膨胀量按式(1.1)计算。 1.1.3换热器冷侧进出口阀门关闭时，泄放量按正常工作输入的热量计算，计算公式见式(1.1)。 1.1.4充满液体的容器，进出口阀门全部关闭时，泄放量按正常工作输入的热量计算。按式(1.1)计算液体膨胀工况的泄放量： V=B·H／(G l·C p)(1.1) 式中: V——体积泄放流量，m3／h； B——体积膨胀系数，l／℃； H——正常工作条件下最大传热量，kJ／h； G l——液相密度，kg／m3； C P--定压比热，kJ／(kg℃)。 1.2循环水故障 1.2.1以循环水为冷媒的塔顶冷凝器，当循环水发生故障(断水)时，塔顶设置的安全阀泄放量为正常工作工况下进入冷凝器的最大蒸汽量。 1.2.2以循环水为冷媒的其它换热器，当循环水发生故障(断水)时，应仔细分析影响的范围，确定泄放量。 1.3电力故障 1.3.1停止供电时，用电机驱动的塔顶回流泵、塔侧线回流泵将停止转动，塔顶设置的安全阀的泄放量为该事故工况下进入塔顶冷凝器的蒸汽量。 1.3.2塔顶冷凝器为不装百叶的空冷器时，在停电情况下，塔顶设置的安全阀的泄放量为正常工作工况下，进入冷凝器的最大蒸汽量的15%。 1.3.3停止供电时，要仔细分析停电的影响范围，如泵、压缩机、风机、阀门的驱 动机构等，以确定足够的泄放量。 标准阀门型号编制方法及示例 1．标准阀门型号编制方法如下： 2．类型代号用汉语拼音字母表示，按表1的规定。 表1 类型代号类型代号 闸阀Z 旋塞阀X 截止阀J 止回阀和底阀H 节流阀L 安全阀 A 球阀Q 减压阀Y 蝶阀 D 疏水阀S 隔膜阀G 柱塞阀U 注：低温（低于零下40摄氏度）、保温（带加热层）和带波纹管的阀门在类型代号前分别加“D”“B”和“W”汉语拼音字母。 3．传动方式代号用阿拉伯数字表示，按表2的规定。 表2 传动方式代号传动方式代号 电磁动0 伞齿轮 5 电磁-液动 1 气动 6 电-液动 2 液动7 蜗轮 3 气-液动8 正齿轮 4 电动9 注：（1）手轮、手枘和板手传动以及安全阀，减压阀，疏水阀省略本代号。 （2）对于气动或液动：常开式用6K、7K表示；常闭式用6B、7B表示；气动带手动 用6S表示，防爆电动用“9B”表示。蜗杆-T形螺母用3T表示。4．连接形式代号用阿拉伯数字代号表示，按表3的规定。 表3 5．结构形式代号用阿拉伯数字表示，按表4~13的规定。 表4 表5 表6 表7 表8 表9 表10 表11 表12 表13 6．阀座密封面或衬里材料代号用汉语拼音字母表示，按表14的规定。 表14 7．公称压力数值，按JB74-59《管路附件公称压力，试验压力和工作压力》的规定。用于电站工业的阀门，当介质最高温度超过530摄氏度时，按JB74-59第5条的规定标注工作压力。 8．阀体材料代号用汉语拼音字母表示，按表15的规定。 表15 注：PN≤1.6MPa的灰铸铁阀体和PN≥2.5MPa的碳素钢阀体省略本代号。 9．示例： 例1：电动传动、法兰连接、明杆楔式双闸板、阀座密封面材料由阀体直接加工、公称压力PN0.1MPa、阀体材料为灰铸铁的闸阀：Z942W-1 直动楔式双闸板闸阀 例2：手动、外螺纹连接、浮动直通式、阀座密封面材料为氟塑料、公称压力PN4.0MPa、阀体材料为1Cr18Ni9Ti的球阀：Q21F-40P 外螺纹球阀 例3：气动常开式、法兰连接、屋脊式、衬里材料为衬胶、公称压力PN0.6MPa、阀体材料为灰铸铁的隔膜阀：G6k41J-6 气动常开式衬胶隔膜阀 例4：液动、法兰连接、垂直板式、阀座密封面材料为铸铜、阀瓣密封面材料为橡胶、公称压力PN0.25MPa、阀体材料为灰铸铁的蝶阀：D741X-2.5 液动蝶阀 例5：电动机传动、焊接连接、直通式、阀座密封面材料为堆焊硬质合金、在540℃下的工作压力为17MPa、阀体材料铬钼钒钢的截止阀：J961Y-P54170 电动焊接截止阀 安全阀: 安全阀是启闭件受外力作用下处于常闭状态，当设备或管道内的介质压力升高超过规定值时，通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值的特殊阀门。安全阀属于自动阀类，主要用于锅炉、压力容器和管道上，控制压力不超过规定值，对人身安全和设备运行起重要保护作用。注安全阀必须经过压力试验才能使用。 安全阀计算: 计算的最小泄放面积为物料流经安全阀时通过的最小截面积。对于全启式安全阀为喉径截面积，对于微启式安全阀为环隙面积。 根据劳动部颁发的《压力容器安全技术监察规程))(1991年1月1 13施行)中规定： (1)对于气体、蒸汽在临界条件下的最小泄放面积为(2.2—1) 式中: a——最小泄放面积，mm2； W——质量泄放流量，kg／h， X——气体特性系数； P——泄放压力，MPa Z——气体压缩因子， T——泄放温度，K； M——分子量。 流量系数(C0)由制造厂提供。若没有制造厂的数据时，对于全启式安全阀C0=0.6～0.7；对于带调节圈的微启式安全阀:C0=0.4～0.5； 对于不带调节圈的微启式安全阀：C0=0.25～0.35。 (2)根据计算的最小泄放面积(a)，计算安全阀喉径(d1)或阀座口径(D) a．对于全启式安全阀(2.2—2) b.对于平面密封型微启式安全阀(2.2—3) c．对于锥面密封型微启式安全阀(2.2—4) 式中: d——安全阀喉径，mm h——安全阀开启高度，mm D——安全阀的阀座口径，mm —密封面的半锥角，度。 根据美国石油学会标准API—520中的规定如下： 临界条件的判断 如果背压满足式(2.3—1)，则为临界流动，否则为亚临界流动。 (2.3—1) 式中: Pb——背压，MPa Pcf——临界流动压力，MPa P——泄放压力，MPa K——绝热指数。 气体或蒸气在临界流动条件下的最小泄放面积(2.3—2) 式中 安全阀型号编制方法 安全阀是承压设备、容器和管线上的最佳超压保护装置，当介质压力升高超过允许值时，安全阀自动开启，继而全量排放，防止压力继续升高，当压力降低至规定值时，安全阀及时自动关闭。 安全阀设计、制造、验收技术标准符合GB/T12243-89要求。 封闭式安全阀的阀盖是封闭的，利于防止灰尘和杂物侵入，防止有毒和易燃介质溢出，开放式安全阀由于阀盖敞开，利于降低弹簧腔室的温度，主要用于蒸汽介质管道及容器，带散热器安全阀主要适用于介质温度超过350℃的工况。 带扳手弹簧式安全阀当介质压力达到开启压力的75%以上时，能利用作手动开启。 全启式安全阀开启高度≥1/4流道直径，排放量大，微启式安全阀开启高度为1/20～1/40流道直径。 安全阀型号编制方法 阀门的型号参照机械部标准JB308-75《阀门型号编制方法》编制，系由以下八个部分组成： 1A234 - 56 其中：1 表示特种阀门代号（如低温-D、保温-B、波纹管-W，无省略） A 表示阀门类型代号（A表示安全阀） 2 表示连接形式代号（表一） 3 表示表示结构形式代号（表2） 4 表示阀座密封面或衬里材料代号（表3） 5 表示公称压力数值 6 表示阀体材料代号（表4） 阀座密封面或衬里材料代号用汉语拼音字母表示，如表三所列。 注：由阀体直接加工的阀座密封面材料用“W”表示；当阀座和阀瓣密封面材料不同时，用低硬度材料代号表示。 阀体材料代号用汉语拼音字母表示。如表四所列。 注：PN≤1.6MPa的灰铸铁或PN≥2.5MPa碳素钢阀体，省略本代号。 型号示例： A42Y-16C 表示：弹簧封闭全启式安全阀，法兰连接，密封面材料硬质合金，公称压力1.6MPa阀体材料为碳素钢。 弹簧全启式安全阀基本 知识 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289- 弹簧全启式安全阀基本知识产品简介 弹簧全启式安全阀，它适用于大型火电机组的汽包、过热器以及其它蒸汽设备或管道作为超压保护装置，其主要性能指标符合ASMESecI和VIIIASTM和API527的规定。 1、结构简介 1.1弹性阀辩 本类产品采用目前国际上高温安全阀普遍采用的弹性阀辩结构。这种结构能大大减少变形，并且具有自密封作用，从而达到了较好的密封性。 1.2双调节圈 本类安全阀采用双调节圈结构，即在导向套和阀座上各配置一个调节圈（称为上、下调节圈）可以对安全阀的动作性能进行调整。 1.3开放式结构 本类安全阀具有敞开的阀盖和敞开的阀帽（保护罩）结构。这种结构可确保安全阀无论在正常工作情况下，或安全阀开启情况下，其整定（开启）压力可保持在稳定状态。 2．运输和存放 本类安全阀应堵塞进出口后装箱运输，并在箱内加以固定。运送时应避免剧烈振动，存放时应置于干燥通风的室内。 3安装 3.1进口管的装设 3.1.1 本安全阀必须垂直安装，并要求直接安装在容器或管道的接头上，进口管道的内径应不小于安全阀的进口通径，并尽可能地短，其压降必须小于3%开启压力。 3.1.2 进口管的支撑 是否需要对进口管道或阀门加以支撑，应由用户考虑到安全阀排气反作用力的影响加以确定。 3.2 排放管的装设 3.2.1 排放管的内径应不小于安全阀的排出口通径，其阻力应尽可能地小。安全阀排放时，排放管道中的压降必须小于20%开启压力。 3.2.2 排放管道必须加以适当的弹性支撑，以防止管道应力（包括热应力）附加到安全阀上。 3.2.3 原则上一个安全阀单独使用一根排放管为佳，如两个以上安全阀共用一根集合管时，集合管的排放面积要足够大（应不小于各个安全阀出口截面积的总和的1.25倍），排放管的导入集合管处流向的转折要尽可能地小。 3.2.4 在排放管靠近安全阀出口法兰的弯管底部，必需设置疏水管道或排泄螺塞，以便排去排放管中积聚的冷凝水。 4．系统水压试验时安全阀的调整 在这种情况下应松开阀顶部锁紧螺母，然后将螺栓（testgag）向下旋至与阀杆顶部接触并拧紧（参见图1）。此时即可进行系统水压试验。水压试验完成后，将螺栓（testgag）恢复至原来位置（参见图2），并用螺母锁紧。安全阀型号识别代码和压力等级
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