工廠安全閥選型指南

安全閥作為特種設(shè)備的一種安全保護(hù)裝置，在特種設(shè)備上起到了最后一關(guān)的保護(hù)作用，其重要程度不言而喻。當(dāng)設(shè)備出廠自帶的安全閥需要更換的時(shí)候，面對(duì)市場(chǎng)上琳瑯滿目的安全閥如何才能挑選出、可靠的呢？安全閥是鍋爐、壓力容器和其他受壓力設(shè)備上重要的安全附件。其動(dòng)作可靠性和性能好壞直接關(guān)系到設(shè)備和人身的安全，并與節(jié)能和環(huán)境保護(hù)緊密相關(guān)。而有的用戶和設(shè)計(jì)部門在選型時(shí)，總是選錯(cuò)型號(hào)。為此本文對(duì)安全閥的選用加以分析。

二、工廠安全閥選型指南定義

所謂安全閥廣義上講包括泄放閥，從管理規(guī)則上看，直接安裝在蒸汽鍋爐或一類壓力容器上，其必要條件是必須得到技術(shù)監(jiān)督部門認(rèn)可的閥門，狹義上稱之為安全閥，其他一般稱之為泄放閥。安全閥與泄放閥在結(jié)構(gòu)和性能上很相似，二者都是在超過(guò)開(kāi)啟壓力時(shí)自動(dòng)排放內(nèi)部的介質(zhì)，以保證生產(chǎn)裝置的安全。由干存在這種本質(zhì)上類似性，人們?cè)谑褂脮r(shí)，往往將二者混同，另外，有些生產(chǎn)裝置在規(guī)則上也規(guī)定選用哪種均可。因此，二者的不同之處往往被忽視。從而也就出現(xiàn)了許多間題。如果要將二者作出比較明確的定義，則可按照《ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范》第一篇中所闡述的定義來(lái)理解：

（l）安全閥（Safety Valve）一種由閥前介質(zhì)靜壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)泄壓裝置。其特征為具有突開(kāi)的全開(kāi)啟動(dòng)作。用于氣體或蒸汽的場(chǎng)合，如圖1。

（2）泄放閥（Relief Valve），又稱溢流閥一種由閥前介質(zhì)靜壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)泄壓裝置。它隨壓力超過(guò)開(kāi)啟力的增長(zhǎng)而按比例開(kāi)啟。主要用于流體的場(chǎng)合。如圖2所示。

（3）安全泄放閥（Safet Relief Valve），又稱安全溢流閥一種由介質(zhì)壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)泄壓裝置。根據(jù)使用場(chǎng)合不同既適用作安全閥也適用作泄放閥。以日本為例，給安全閥和泄放閥作出明確定義的比較少，一般用作鍋爐這類大型貯能壓力容器的安全裝置稱之為安全閥，安裝在管道上或其他設(shè)設(shè)施上的稱之為泄放閥。不過(guò)，若按日本通產(chǎn)省的《火力發(fā)電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定看，設(shè)備上安全保障的重要部分，使用安全閥，如鍋爐、過(guò)熱器、再熱器等。而在減壓閥的下側(cè)需要與鍋爐和渦輪機(jī)相接的場(chǎng)合，都需要安裝泄放閥或安全閥。如此看，安全閥要求比泄放閥更具可靠性。另外，從日本勞動(dòng)省的高壓氣體管理規(guī)則、運(yùn)輸省及各級(jí)船舶協(xié)會(huì)的規(guī)則中，對(duì)安全排放量的認(rèn)定和規(guī)定來(lái)看，我們把保證了排放量的稱之為安全閥，而不保證排放量的閥門稱作泄放閥。在國(guó)內(nèi)不論全啟式或微啟式統(tǒng)稱為安全閥。

　一、工廠安全閥選型指南記。

去市場(chǎng)前，先拍下被保護(hù)設(shè)備上的銘牌。

銘牌上需要注意的參數(shù)有：

　　1、設(shè)計(jì)壓力：設(shè)計(jì)壓力是最重要的參數(shù)，根據(jù)壓力容器的安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程，安全附件的整定壓力不能大于壓力容器的設(shè)計(jì)壓力，所以選購(gòu)的安全閥的整定壓力不能大于1.7MPa。

　　2、工作介質(zhì)：工作介質(zhì)是空氣、蒸汽等應(yīng)選用全啟式安全閥，工作介質(zhì)是液體一般選用微啟式安全閥，工作介質(zhì)是有毒有害、易燃易爆介質(zhì)時(shí)必須選用封閉是安全閥。

　　3、設(shè)計(jì)溫度：設(shè)計(jì)溫度是安全閥選購(gòu)時(shí)密封面材質(zhì)的主要因素之一，設(shè)計(jì)溫度較低時(shí)（小于200℃）時(shí)可選擇軟密封副安全閥，當(dāng)設(shè)計(jì)溫度大于200℃時(shí)應(yīng)選購(gòu)硬密封（Cr13堆焊密封或者硬質(zhì)合金堆焊）安全閥。

　　二、工廠安全閥選型指南量。

　　1、法蘭尺寸：安全閥為法蘭連接時(shí)需量好法蘭尺寸和密封面形式，密封面形式有凸面、凹凸面和平面法蘭，法蘭尺寸包括法蘭外圓、密封面尺寸和流道通徑尺寸，除了入口法蘭需要測(cè)量以外，如果安全閥出口有引出管時(shí)也需要測(cè)量出口法蘭的尺寸。

　　1、螺紋尺寸：安全閥為螺紋連接時(shí)需量好螺紋尺寸和型式，型式有NPT、PT、G等，尺寸包括螺距、螺紋直徑、牙型高度等，同樣的如果出口是螺紋連接的話，那出口螺紋尺寸也需要測(cè)量好。

　三、工廠安全閥選型指南看。

　　1、安全閥出廠資料。選購(gòu)安全閥時(shí)首先檢查安全閥出廠資料是否齊全，包括銘牌、合格證或質(zhì)量證明書(shū)一個(gè)都不能少。

　　2、產(chǎn)品銘牌。銘牌上有型號(hào)、整定壓力、適用介質(zhì)、設(shè)計(jì)溫度、流道直徑等，根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的設(shè)計(jì)來(lái)選擇對(duì)應(yīng)的安全閥。

　　3、產(chǎn)品細(xì)節(jié)。細(xì)節(jié)往往決定了一個(gè)企業(yè)對(duì)待其產(chǎn)品的態(tài)度，那安全閥需要注意的細(xì)節(jié)有：

（1）進(jìn)出口是否封裝.如果進(jìn)出口不封裝，粉塵、腐蝕性介質(zhì)一旦侵入安全閥密封面，那很容易造成安全閥壽命縮短甚至直接泄漏；

（2）該進(jìn)行鉛封的地方是否進(jìn)行鉛封.安全閥出廠時(shí)都進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試，測(cè)試完成后需要對(duì)閥蓋、調(diào)節(jié)圈進(jìn)行鉛封防止人為調(diào)整，有些安全閥制造企業(yè)只對(duì)閥蓋鉛封，調(diào)節(jié)圈不鉛封，這是不符合要求的哦，因?yàn)檎{(diào)節(jié)圈直接影響了安全閥的排放壓力和回座壓力。

　　除了上述一記、二量、三看的選購(gòu)技巧外，選購(gòu)安全閥最重要的是，一定要選正規(guī)廠家的產(chǎn)品。安全閥制造企業(yè)需要取得特種設(shè)備制造許可資質(zhì)才能在相應(yīng)的資質(zhì)范圍內(nèi)進(jìn)行制造，進(jìn)口安全閥也需要取得國(guó)內(nèi)的制造許可證。

3、工廠安全閥選型指南公稱壓力與工作壓力

（1）公稱壓力

安全閥的公稱壓力的含義與其它閥門相同，是指溫度在于200℃時(shí)閥門所允許承受的最高工作壓力。在同一公稱壓力下，當(dāng)工作溫度提高時(shí)，其最大工作壓力則相應(yīng)降低，在選用安全閥時(shí)應(yīng)根據(jù)閥門的材料、工作溫度和最大工作壓力按按溫度壓力表來(lái)確定閥門的公稱壓力。

（2）工作壓力

安全閥的工作壓力與公稱壓力以及彈簧的工作壓力級(jí)有不同的含義，不能混為一談。工作壓力是指安全閥正常運(yùn)行時(shí)，閥門所承受的靜壓力，它與被保護(hù)的系統(tǒng)或設(shè)備的工作壓力是相同的。而彈簧工作壓力級(jí)則是指某一根彈簧所允許使用的工作壓力范圍。在該壓力范圍內(nèi)，安全閥的整定壓力可以通過(guò)改變彈簧的預(yù)緊壓縮量進(jìn)行調(diào)節(jié)。同一公稱壓力的安全閥，根據(jù)彈簧設(shè)計(jì)要求，可以公為多種不同的工作壓力級(jí)。具體劃分按制造廠的生產(chǎn)水平而定。

4、工廠安全閥選型指南公稱通徑的選擇

安全閥的公稱通徑應(yīng)根據(jù)被保護(hù)系統(tǒng)所必需的排放量來(lái)確定。即所選用安全閥的額定排量應(yīng)大于并盡可能接近必須的排放量。被保護(hù)系統(tǒng)所必需的排放量是指系統(tǒng)發(fā)生異常超壓時(shí)，為了防止過(guò)分超壓所必須排出的介質(zhì)量，它是由系統(tǒng)或設(shè)備的工作條件、容量以及可能引超壓的原因等因素來(lái)決定。

1．分類

目前大量生產(chǎn)的安全閥有彈簧式和桿式兩大類。另外還有沖量式安全閥、先導(dǎo)式安全閥、安全切換閥、安全解壓閥、靜重式安全閥等。彈簧式安全閥主要依靠彈簧的作用力而工作，彈簧式安全閥中又有封閉和不封閉的，一般易燃、易爆或有毒的介質(zhì)應(yīng)選用封閉式，蒸汽或惰性氣體等可以選用不封閉式，在彈簧式安全閥中還有帶扳手和不帶扳手的。扳手的作用主要是檢查閥瓣的靈活程度，有時(shí)也可以用作手動(dòng)緊急泄壓用，。杠桿式安全閥主要依靠杠桿重錘的作用力而工作，但由于杠桿式安全閥體積龐大往往限制了選用范圍。溫度較高時(shí)選用帶散熱器的安全閥。

安全閥的主要參數(shù)是排量，這個(gè)排量決定于閥座的口徑和閥瓣的開(kāi)啟高度，由開(kāi)啟高度不同，又分為微啟式和全啟式兩種。微啟式是指閥瓣的開(kāi)啟高度為閥座喉徑的1／40～l／20。全啟式是指閥瓣的開(kāi)啟高度為閥座喉徑的1／4。

2．安全閥的選用

由操作壓力決定安全閥的公稱壓力，由操作溫度決定安全閥的使用溫度范圍，由計(jì)算出的安全閥的定壓值決定彈簧或杠桿的定壓范圍，再根據(jù)使用介質(zhì)決定安全閥的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)型式，再根據(jù)安全閥泄放量計(jì)算出安全閥的喉徑。以下為安全閥選用的一般規(guī)則。

（l）熱水鍋爐一般用不封閉帶扳手微啟式安全閥。

（2）蒸汽鍋爐或蒸汽管道一般用不封閉帶扳手全啟式安全閥。

（3）水等液體不可壓縮介質(zhì)一般用封閉微啟式安全閥，或用安全泄放閥。

（4）高壓給水一般用封閉全啟式安全閥，如高壓給水加熱器、換熱器等。

（5）氣體等可壓縮性介質(zhì)一般用封閉全啟式安全閥，如儲(chǔ)氣罐、氣體管道等。

（6）E級(jí)蒸汽鍋爐一般用靜重式安全閥。

（7）大口徑，大排量及高壓系統(tǒng)一般用脈沖式安全閥，如減溫減壓裝置、電站鍋爐等，如圖8所示。

（8）運(yùn)送液化氣的火車槽車、汽車槽車、貯罐等一般用內(nèi)裝式安全閥，如圖4所示。

（9）油罐頂部一般用液壓安全閥，需與呼吸閥配合使用。

（10）井下排水或天然氣管道一般用先導(dǎo)式安全閥，如圖6所示。

（11）液化石油氣站罐泵出口的液相回流管道上一般用安全回流閥。

（12）負(fù)壓或操作過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓的系統(tǒng)一般用真空負(fù)壓安全閥。

（13）背壓波動(dòng)較大和有毒易燃的容器或管路系統(tǒng)一般用波紋管安全閥。

（14）介質(zhì)凝固點(diǎn)較低的系統(tǒng)一般選用保溫夾套式安全閥，如圖7所示。

確定安全閥公稱通徑的具體步驟是：

（1）根據(jù)《容規(guī)》或API520確定安全閥的必須排量；

（2）根據(jù)必須排量通過(guò)《容規(guī)》附件五中的公式計(jì)算安全閥的最小流道面積。

（3）根據(jù)計(jì)算所得的面積，選取相應(yīng)的安全閥公稱通徑DN。所選用安全閥閥座的喉部截面積應(yīng)等于或略大于安全閥流道最小流通面積的計(jì)算值。具體可查廠家的樣本。

 5、選用工廠安全閥選型指南應(yīng)注意的其它事項(xiàng)

（1）材質(zhì)的確定

  選用安全閥的材質(zhì)應(yīng)考慮介質(zhì)的工作溫度、工作壓力、介質(zhì)性質(zhì)和材料的工藝性、經(jīng)濟(jì)性等多種因素。一般情況下用戶可根據(jù)制造廠提供的不同型號(hào)安全閥的適用溫度、壓力范圍以及適用介質(zhì)等進(jìn)行選用。

（2）特殊結(jié)構(gòu)安全閥的選用

A、帶散熱架的安全閥

這類安全閥一般用于介質(zhì)溫度較高的場(chǎng)合，以便使彈簧腔內(nèi)的溫度降低。通常，當(dāng)封閉式安全閥使用溫度超過(guò)期300℃，以及不封閉式安全閥使用溫度超過(guò)350℃時(shí)，應(yīng)選用帶散熱架的安全閥。

B、波紋管安全閥

  對(duì)承受有附加背壓力的安全閥，而且背壓變化量超過(guò)整定壓力的確良10%時(shí)，應(yīng)選用這類安全閥。另外對(duì)使用于有腐蝕性介質(zhì)的安全閥，為了防止彈簧及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)受介質(zhì)腐蝕，也應(yīng)選用波紋安全閥。

（3）常規(guī)式安全閥訂貨須知

訂購(gòu)一般安全閥應(yīng)注明下列事項(xiàng)：

A、安全閥的型號(hào)、公稱通徑

B、安全閥的整定壓力

（4）特殊安全閥訂貨須知

對(duì)于特殊安全閥，除了注明安全閥型號(hào)、規(guī)格、整定壓力為，還須注明以下各項(xiàng)：

A、閥門進(jìn)出口法蘭標(biāo)準(zhǔn)、等級(jí)、法蘭密封面型式；

B、使用介質(zhì)工況、必需排量

C、閥門承受背壓的類型有數(shù)值；

D、封閉式或開(kāi)放式；

E、是否帶提升扳手。

工廠安全閥選型指南的設(shè)計(jì)原則

1、設(shè)計(jì)的產(chǎn)品必須滿足用戶實(shí)際使用的所有要求。

2、保證實(shí)際使用的前提下，所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品應(yīng)是（如選型、用材等方面）。

3、如何使安全閥的綜合性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)是設(shè)計(jì)人員的首先原則。

4、盡可能多地對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品做型式試驗(yàn)，以獲取性能參數(shù)作為設(shè)計(jì)依據(jù)。

5、正確設(shè)計(jì)彈簧的剛度，以便內(nèi)部零件結(jié)構(gòu)的匹配更合理，設(shè)計(jì)的產(chǎn)品便于裝拆和維修。

6、有較長(zhǎng)的使用壽命（包括維修后的壽命）。

由于安全閥使用的介質(zhì)繁多，總體可歸納為三種狀態(tài)，即蒸汽、氣態(tài)和液體（臨界狀態(tài)是一種特例）。有時(shí)，設(shè)計(jì)人員借助于冷態(tài)試驗(yàn)的手段，對(duì)安全閥所得出合格的性能數(shù)據(jù)，但用于重油（瀝青）等介質(zhì)性能又不一定理想，設(shè)計(jì)人員又不可能在各種介質(zhì)的工況條件下做性能試驗(yàn)，這就使得安全閥的設(shè)計(jì)不能照搬哪種成熟產(chǎn)品模式，而是要根據(jù)不同介質(zhì)的實(shí)際使用狀況，設(shè)計(jì)出彈簧剛度適當(dāng)，內(nèi)件結(jié)構(gòu)合理的產(chǎn)品。當(dāng)然，安全閥設(shè)計(jì)原則最終是要讓用戶得到滿意的產(chǎn)品。但設(shè)計(jì)好產(chǎn)品的捷徑，主要還是來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累。