常用安全閥選用與計(jì)算方法淺析

常用安全閥選用與計(jì)算方法淺析摘要:安全閥是安全泄放裝置的一種，在意外發(fā)生時(shí)可以起到保護(hù)壓力系統(tǒng)的作用。安全閥的合理選型對整個(gè)壓力系統(tǒng)的保護(hù)有至關(guān)重要的作用，本文闡述了安全閥的定義、作用、分類，詳細(xì)介紹了鍋爐房設(shè)計(jì)中常用安全閥的選型及計(jì)算，列舉了鍋爐房設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的工程實(shí)例進(jìn)行計(jì)算并選型，最后提出常用安全閥選型的注意事項(xiàng)。通過對安全閥的合理選型，使得安全閥運(yùn)行可靠，防止安全事故的發(fā)生。同時(shí)，在安全閥滿足使用的要求下，節(jié)省了材料，避免了不必要的浪費(fèi)。關(guān)鍵詞：安全閥選型選型實(shí)例安全閥的定義：安全閥是保護(hù)壓力系統(tǒng)，防止意外發(fā)生的安全保護(hù)裝置。當(dāng)壓力容器、壓力管道和其他壓力設(shè)備等壓力系統(tǒng)中的工作介質(zhì)超過規(guī)定數(shù)值，閥門的啟閉件自動(dòng)打開并開始排放壓力介質(zhì)，以防止壓力繼續(xù)升高，當(dāng)排放至壓力低于規(guī)定值后，啟閉件自動(dòng)關(guān)閉，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，這一類對壓力系統(tǒng)起保護(hù)作用的閥門稱為安全閥。安全閥一般是按照結(jié)構(gòu)形式或啟閉件開啟高度進(jìn)行分類的[1]。按照結(jié)構(gòu)形式，安全閥可以分為重錘式、脈沖式、先導(dǎo)式、彈簧式；按照啟閉件開啟高度分類，安全閥可以分為微啟式和全啟式，其中微啟式安全閥開啟高度在喉部直徑的范圍內(nèi)，全啟式安全閥大于等于喉部直徑。安全閥的選型：安全閥的選型主要涉及兩個(gè)方面的問題。一方面是壓力系統(tǒng)的工作條件，包括工作介質(zhì)的性質(zhì)、工作壓力、工作溫度、允許超壓限度、必需排量等；另一方面是閥門本身的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)形式[2]?？偟脑瓌t是根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)的特性選用閥門的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)形式；根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力計(jì)算得出安全閥的壓力啟閉范圍；根據(jù)系統(tǒng)的工作溫度選出安全閥的使用溫度；根據(jù)系統(tǒng)安全排放量計(jì)算安全閥喉部面積或直徑。動(dòng)力管道上使用的大多數(shù)為彈簧式安全閥。安全閥的工作溫度：由系統(tǒng)的工作溫度確定安全閥的工作溫度。安全閥的公稱壓力：在選用安全閥時(shí)，應(yīng)根據(jù)閥門材料、工作溫度和最大允許工作壓力按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T12224-2015《鋼制閥門技術(shù)條件》中壓力-溫度額定值表確定閥門的公稱壓力。安全閥的工作壓力級：選用安全閥時(shí)，應(yīng)根據(jù)所需開啟壓力值確定閥門的工作壓力級。根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力pw，確定安全閥的開啟壓力pz取pz≤（1.1~1.05）pw；當(dāng)pz＜0.18Mpa時(shí)，可適量提高pz相對于Pw的比值；取系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力p等于或稍大于開啟壓力pz，即p≥pz；安全閥的額定排放量安全閥的通徑應(yīng)根據(jù)安全閥排氣量來確定，安全閥的排氣量大于并盡可能接近系統(tǒng)必需排量。安全閥的額定排放量計(jì)算如下[3]：介質(zhì)為氣體臨界條件即時(shí)，排放量為：亞臨界條件即時(shí)，排放量為：介質(zhì)為液體介質(zhì)為飽和蒸汽飽和蒸汽中蒸汽含量應(yīng)不小于98%，過熱度不大于11℃。a）當(dāng)≤10MPa時(shí)，b）當(dāng)10MPa＜≤22MPa時(shí)，常用安全閥計(jì)算選型實(shí)例經(jīng)常涉及到的常用安全閥選型的壓力系統(tǒng)有蒸汽系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)和壓縮空氣系統(tǒng)。工程實(shí)例一4臺(tái)25噸蒸汽鍋爐房系統(tǒng)中的分氣缸，直徑1m，長度6.1m，工作壓力1.4MPa，溫度350℃。選用步驟：閥體材料：考慮到溫度為350℃，為了使用安全，選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼；公稱壓力：根據(jù)優(yōu)質(zhì)碳素鋼和蒸汽的壓力溫度，閥門公稱壓力PN=2.5MPa；連接形式：為了便于閥門裝卸和維護(hù)，應(yīng)采用法蘭連接；閥門類別與型號(hào)：選用全啟式彈簧安全閥選用安全閥型號(hào)為A48Y-25（帶散熱器），DN300（）。工程實(shí)例二換熱站熱水供熱系統(tǒng)，供暖負(fù)荷1370kW，安全閥開啟壓力0.32MPa，系統(tǒng)工作壓力0.66MPa，溫度60℃。選用步驟：閥體材料：選用碳素鋼；公稱壓力：根據(jù)碳素鋼和熱水的壓力溫度，閥門公稱壓力PN=1.6Mpa；連接形式：為了便于閥門裝卸和維護(hù)，應(yīng)采用法蘭連接；閥門類別與型號(hào)：選用微啟式彈簧安全閥選用安全閥型號(hào)為A47Y-16C（平面型），DN25（）。工程實(shí)例三某項(xiàng)目壓縮空氣罐，氣體工作壓力0.75MPa，溫度25℃進(jìn)口管徑為DN80，管內(nèi)最大流速10m/s。選用步驟：閥體材料：選用碳素鋼；公稱壓力：根據(jù)碳素鋼和壓縮空氣的壓力溫度，閥門公稱壓力PN=1.6Mpa；連接形式：為了便于閥門裝卸和維護(hù)，應(yīng)采用法蘭連接；閥門類別與型號(hào)：選用全啟式彈簧安全閥選用安全閥型號(hào)為A48Y-16C，DN80（）。常用安全閥選用的注意事項(xiàng)彈簧式安全閥有封閉式和不封閉兩種，一般易燃、易爆或有毒介質(zhì)選用封閉式；蒸汽或者惰性氣體等可選用不封閉式。排放氣體或蒸汽時(shí)，一般選用全啟式安全閥，全啟式安全閥排量大，能迅速排放并且有良好的回座能力；排放介質(zhì)為液體時(shí)，可選用微啟式安全閥，微啟式安全閥結(jié)構(gòu)簡單、采購和維修成本低。排放氣體或蒸汽時(shí)，全啟式安全閥應(yīng)選用帶有扳手的，這樣便于檢查啟閉件的靈敏度[4]。帶散熱器的安全閥。用于介質(zhì)溫度較高壓力系統(tǒng)，以便降低彈簧腔室內(nèi)的溫度。一般封閉式安全閥介質(zhì)溫度高于300℃或者開放式安全閥介質(zhì)溫度高于350℃時(shí)，應(yīng)選用帶有散熱器的安全閥。劉學(xué)來等著.城市供熱工程[M].北京：中國電力出版社，2009孫曉霞等著.實(shí)用閥門技術(shù)問答[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2000GB/T12241-2005《安全閥一般要求》[S].中華人民