安全阀设计选型分析

安全阀设计选型分析

如何正确选用安全阀直接关系到使用单位的经济效益和操作人员及设备的安全，下面概略介绍安全阀选用的几个要点：安全阀是一种用于受压设备、容器或管路上的自动压力释放装置。当被保护系统内的压力升高超过允许值时，阀门自动开启，排出部分多余的介质，以防止系统压力继续升高，当系统压力降低到某规定值时，阀门又能自动关闭，从而保证系统正常运行。 随着我国经济建设的快速发展，在带有压力操控的设备项目工程越来越多。鉴于设备泄压的需要，安全阀在保护设备过程中起到至关重要的作用。截止2013年，各类安全阀制造商和贸易商已超过700多家，每日交易询盘达到200多条，安全阀供求市场明显升温。安全阀主要用于锅炉、压力容器和管道设备上，以保证系统不因压力过高而发生事故，对设备运行和作业人员的安全起到重要保护作用。

安全阀主要被广泛应用于：蒸汽锅炉、液化石油气汽车槽车或液化石油气铁路罐车、采油井、蒸汽发电设备的高压旁路、压力管道、压力容器等。安全阀结构主要有三大类：弹簧式、杠杆式和先导式。弹簧式是指阀瓣与阀座的密封靠弹簧的作用力；杠杆式是靠杠杆和重锤的作用力；先导式安全阀是为满足大容量需要设计的，由主安全阀和辅助阀组成的脉冲式安全阀。当管道内介质压力超过规定压力值时，辅助阀先开启，介质沿着导管进入主安全阀，并将主安全阀打开，使增高的介质压力降低。安全阀根据其结构、开启方式、排放方式、作用原理等条件的不同而产生多种不同的分类方式，其中较为常见的安全阀类型有：

普通弹簧载荷安全阀：仅靠直接的机械加载装置（如弹簧等）来克服由阀瓣下介质压力所产生作用力的安全阀；

平衡式弹簧载荷安全阀：采取措施将背压对动作持续性的影响降低到小限度的安全阀；

带气动装置的弹簧式安全阀：借助一个动力辅助装置以在压力低于正常整定压力时开启的安全阀；

先导式安全阀：依靠从导阀排出介质来驱动或控制的安全阀。

由于安全阀属于特种设备，在进行选型时需要严格遵循国际规范与标准，在选择安全阀时需要考虑作业现场的工况、阀门的部件材质和连接方式，以及相关的介质参数。

安全阀设计选型分析的主要性能指标有：
  1）安全性。阀门出厂时按国家相关标准进行了强度试验与密封试验，确保阀门的机械性能符合国家标准的要求。
  2）灵敏性。阀门的起跳条压力、回座压力，在国家标准及用户要求的范围内，起跳压力准确、起跳迅速，回座压力稳定。
   3）密封性。阀门回座后密封性能优良，无泄漏。
   4）有排放量要求的安全阀，阀门起跳后排放量达到国家标准规定的要求之机械特性，阀门的密封性能及其它性能保持稳定，不发生变化。

1、安全阀设计选型分析工作压力级（压力等级）的确定。
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。

2、安全阀设计选型分析选用条件
（1）公称通径的选用
安全阀的公称通径应根据被保护系统所必需的排放量来确定。所用安全阀的额定排量应大于并尽可能接近必需排放量。被保护系统所必需的排放量是指系统发生异常超压时为防止过分超压所必须排除的介质量，它是由系统或设备的工作条件、容量以及可能引起超压的原因等因素来决定。
（2） 材质的确定
选用安全阀的材质应考虑介质的工作温度、工作压力，介质性能以及材料的工艺性，经济性等多种因素。一般情况下用户可根据生产单位提供的安全阀样本中列举的不同型号安全阀的工作温度、压力范围以及代表性使用介质的种类进行选用。对材质有特殊要求时，可在订货时与生产单位协商解决。

（3) 安全阀设计选型分析特殊结构安全阀的选用
1）带散热器安全阀的选用
这种类型安全阀一般是用于介质温度较高的场合，以便于降低弹簧腔室的温度。通常当封闭式安全阀使用温度超过300℃以及开放式安全阀使用温度超过350℃时，应选用带散热器的安全阀。
2）波纹管安全阀
对承受附加背压力的安全阀，而且其背压力变化量超过整定压力10％时，应选用这种安全阀。另外对使用有腐蚀性介质的安全阀，为防止弹簧及导向机构受介质腐蚀，也应选用波纹管安全阀。
3、一般安全阀订货须知
订购一般安全阀应注明下列各项内容：
1）安全阀的型号、公称通径、公称压力
2）安全阀的工作压力级或开启压力（整定压力）值
3）阀体材质及密封面材质
4、特殊规格安全阀订货须知订购特殊安全阀时，除应注明安全阀的型号、公称通径以及开启压力之外，尚需注明以下各项：
（1）安全阀排放压力的值及回座压力（或启闭压差）值；
（2）被保护系统或设备的必须排量及拟装设阀门的数量；
（3）使用介质及其重度（液体）或分子量（气体）；
（4）阀门进口介质温度；
（5）阀门承受背压的类型及数值；
（6）其他要求。