淺析安全閥的布置及其配管設(shè)計(jì)

【上海制發(fā)閥門訊】

    安全閥是承壓設(shè)備、容器和管線上的最佳超壓保護(hù)裝置，當(dāng)介質(zhì)壓力升高超過(guò)允許值時(shí)，安全閥自動(dòng)開(kāi)啟，繼而全量排放，防止壓力繼續(xù)升高，從而保護(hù)設(shè)備及其運(yùn)行人員的安全;當(dāng)壓力降低至規(guī)定值時(shí)，安全閥及時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，阻止介質(zhì)繼續(xù)排出，減少損失。由于安全閥屬于自動(dòng)閥，所以常常作為受壓設(shè)備的最后一道保護(hù)裝置。從這個(gè)意義上說(shuō)，它的作用是不能用其他保護(hù)裝置來(lái)代替的。

    一、安全閥的布置

    安全閥應(yīng)直立安裝并盡量靠近被保護(hù)的設(shè)備或管道。如果不能靠近布置，則從被保護(hù)的設(shè)備或管道到安全閥入口之間的管道總壓力降，不應(yīng)超過(guò)安全閥定壓值的3%或最大允許啟閉壓差的1/3(以兩者中的較小值為準(zhǔn))，該壓力降過(guò)大會(huì)導(dǎo)致安全閥頻繁起跳。工程實(shí)踐中常用的減少管道壓力降的辦法有通過(guò)適當(dāng)擴(kuò)大安全閥入口管徑、采用長(zhǎng)半徑彎頭、減少?gòu)濐^數(shù)量等來(lái)降低管道總壓力降。

    安全閥的安裝位置應(yīng)主要考慮維修方便。故安全閥處宜設(shè)置檢修平臺(tái)，這樣可以方便進(jìn)行配管也便于定期對(duì)安全閥進(jìn)行檢查、維護(hù)和校驗(yàn)等工作。當(dāng)在布置重量大的安全閥時(shí)要考慮安全閥拆卸后吊裝的可能，必要時(shí)應(yīng)設(shè)吊桿以及預(yù)留檢維修的場(chǎng)地和空間。工程實(shí)踐中，常見(jiàn)的做法是把安全閥裝在管廊頂層。這樣，一方面高于放空總管，另一方面安全閥集中布置在管廊頂層方便檢修維護(hù)。

    因特殊原因難以裝在容器本體上時(shí)，可考慮將其裝在出口管路上，但安全閥裝設(shè)處與容器之間的管路上應(yīng)避免突然拐彎、截面局部收縮等結(jié)構(gòu)，應(yīng)防止增加管路阻力、引起污物積聚發(fā)生堵塞等情況。

    二、安全閥的入口配管設(shè)計(jì)

    安全閥入口管道設(shè)計(jì)應(yīng)短而直，并宜采用長(zhǎng)半徑彎頭。管道至少要有 5%的坡度，坡向被保護(hù)的系統(tǒng);入口管道需核算在工作溫度范圍內(nèi)是否需要進(jìn)行補(bǔ)償。入口管道應(yīng)盡量避免袋形彎，如果不能避免，則對(duì)易凝物質(zhì)在袋形彎低點(diǎn)處有連續(xù)流動(dòng)的排液管連接至同一壓力系統(tǒng)，若凝液易變稠或成固態(tài)，則此排液管要伴熱;對(duì)于不凝介質(zhì)，在袋形彎的最低處有易于接近操作的放凈閥。

    進(jìn)口管道的通道最小截面積應(yīng)不小于安全閥進(jìn)口截面積。對(duì)于高壓和大排量的場(chǎng)合，進(jìn)口管在入口處應(yīng)有足夠大的圓角半徑;或者具有錐形通道，錐形通道的入口截面積近似為出口截面積的兩倍。

    進(jìn)口管道應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度并適當(dāng)?shù)脑黾又Ъ苤�撐，以承受由介質(zhì)壓力、溫度以及安全閥排放反作用力等共同作用產(chǎn)生的應(yīng)力;同時(shí)避免設(shè)備的振動(dòng)傳遞到安全閥，影響安全閥的密封。

    三、安全閥的出口配管設(shè)計(jì)

    安全閥出口管道的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮背壓不超過(guò)安全閥定壓的一定值。對(duì)于普通型彈簧式安全閥，其背壓不超過(guò)安全閥定壓值的10%。

    對(duì)于液相介質(zhì)的安全閥出口管線要盡量高于放空總管，主要是避免凝液回流影響安全閥的正常使用。當(dāng)排入放空總管或去火炬總管的介質(zhì)帶有凝液或可冷凝氣體時(shí)，安全閥的出口也應(yīng)高于總管。否則，則應(yīng)考慮有自動(dòng)排液措施。工程實(shí)踐中一般通過(guò)排凝管接入積液罐再通過(guò)泵或氣體吹掃送至分液罐集中處理。

    排入火炬總管的安全閥出口管道應(yīng)順介質(zhì)流向45°斜接在排放總管的頂部，以免總管內(nèi)的凝液倒流入支管，并可減少安全閥背壓。

    由于物料泄放時(shí)，物料的排放會(huì)對(duì)排放管道產(chǎn)生一定作用力并通過(guò)排出管道傳遞至安全閥，由此生成的力和力矩會(huì)對(duì)設(shè)備管口和安全閥進(jìn)出口管道產(chǎn)生不良影響，甚至造成安全閥密封處泄露產(chǎn)生事故。故應(yīng)對(duì)安全閥出口反力進(jìn)行計(jì)算，并綜合考慮自身的自重、振動(dòng)、風(fēng)載荷、熱脹冷縮等因素設(shè)置合適的支架支撐。

    四、安全閥前后切斷閥及旁路閥門的設(shè)置

    1.安全閥前后切斷閥的設(shè)置

    在企業(yè)生產(chǎn)中，安全閥更換時(shí)，設(shè)備不一定停產(chǎn)，因此大部分企業(yè)為了保證生產(chǎn)，在安全閥前加裝切斷閥。一般應(yīng)選用單閘板閘閥，并鉛封開(kāi)，閥桿應(yīng)水平安裝，以免閥桿和閥板連接的銷釘腐蝕或松動(dòng)時(shí)閥板下滑。當(dāng)安全閥檢定到期、起跳后損壞時(shí)，可關(guān)閉安全閥入口的切斷閥，拆下安全閥進(jìn)行校驗(yàn)或更換。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，加裝前切斷閥的主要情形有：

    1.1安全閥在正常生產(chǎn)時(shí)存在閥門泄漏以及超壓開(kāi)啟后不能復(fù)位。

    1.2便于技術(shù)監(jiān)督部門在生產(chǎn)時(shí)對(duì)安全閥進(jìn)行的監(jiān)測(cè)。

    1.3在重要設(shè)備、工序上直接影響到生產(chǎn)系統(tǒng)的開(kāi)停，給企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失。

    1.4生產(chǎn)或貯存污染性或危險(xiǎn)性的氣體和液體的設(shè)備和裝置。

    對(duì)于排放到火炬或密閉系統(tǒng)的安全閥，即使出口管道不需要設(shè)置旁路，也通常在安全閥出口管道上裝一個(gè)切斷閥并鉛封開(kāi)，以便于該安全閥故障維修時(shí)切出火炬或密閉系統(tǒng)，否則整個(gè)火炬或密閉系統(tǒng)都要停工。

    2.安全閥旁路的設(shè)置

    安全閥旁路的設(shè)置不是必須的。設(shè)置安全閥旁路的目的是為了使得安全閥保護(hù)的設(shè)備和系統(tǒng)不需要停工就能維修安全閥。只有那些重要的，需要在線維護(hù)而不能停工的設(shè)備的安全閥才需要設(shè)置旁路。如果安全閥所保護(hù)的設(shè)備和系統(tǒng)可以在安全閥故障時(shí)停工切出操作而進(jìn)行檢修，則不需要設(shè)置旁路。旁路的另外一個(gè)作用是可以在開(kāi)停工時(shí)對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行蒸汽吹掃時(shí)打開(kāi)旁路吹掃到火炬系統(tǒng)。

    安全閥旁路安裝于安全閥進(jìn)出口管線的切斷閥外側(cè)(切斷閥介于旁路和安全閥之間)，一般跟入口管同徑;最好在安全閥附近系統(tǒng)的管線上裝個(gè)壓力表，這樣可以隨時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)壓力。

    五、小結(jié)

    本文就安全閥的布置原則和配管設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了探討，安全閥是現(xiàn)代受壓裝置中最普遍以及重要的保護(hù)裝置，對(duì)裝置和設(shè)備的安全運(yùn)行具有很重要的意義，在以后的實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中應(yīng)該對(duì)其布置和配管設(shè)計(jì)引起足夠的重視。

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