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浅谈安全阀及安全阀的选用设计

作者：杨永刚

来源：《世界家苑·学术》2017年第06期

摘要：近些年，对安全阀设计越来越重视，安全阀是一种安全泄压维护装置。当设备或管道内的介质压力超越规定值后，可主动控制向外开释介质以到达让介质压力值回归正常数值，当压力恢复常值后，安全阀门可主动闭合，避免介质的持续排出，对管道或设备的正常工作有着重要作用。安全阀是一种依据压力体系的工作压力主动启闭，经过向体系外排放介质来避免管道或设备内介质压力超越规则数值的装置，适用于清洁、无颗粒、低粘度流体，一般装置于封闭体系的设备或管路上维护体系安全，一旦设备或许管道内部压力超越安全阀设定的额外压力时就会主动敞开释压，维护设备和管道正常工作，避免发生意外，减少丢失就现在来说安全阀广泛应用于锅炉、压缩机、压力容器和管道中，是这些设备上的重要的安全附件因而，所选安全阀的动作可靠性和功能好坏就直接关系到机器设备和人身产业的安全，而且与节能和环保密切相关。本文就安全阀的许多种类及功能做出计算与剖析，在安全阀的正确选用上总结了相关运用经验。

关键词：安全阀；选型要求：安装设置 引言

安全阀是一种经过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超越规则数值的设备，适用于清洁、无颗粒、低粘度流体，一般设备于关闭系统的设备或管路上，广泛应用于锅炉、压缩机、压力容器和管道中。当设备或管道内压力超越安全阀设定压力时，自动敞开泄压，维护设备和确保管道正常工作，本文主要介绍安全阀的选型设计 1安全阀的种类 1.1一般分类

安全阀一般分为以下几类：（1）直接载荷式是一种仅靠直接的机械加载设备如重锤、杠杆加重锤或绷簧等机械载荷来克服由阀瓣下介质压力所发生作用力的安全阀。（2）带动力辅佐设备式安全阀是一种借助动力辅佐设备，能够在低于正常的敞开压力下敞开。（3）带弥补载荷式安全阀在进口压力到达敞开压力前一直保持有一增强密封的附加力，该附加力可由外来的动力提供，而在安全阀到达敞开压力时应可靠地开释。（4）先导式安全阀是依靠从导阀排出介质来驱动或控制的安全阀，该导阀自身应契合直接载荷式安全阀规范要求。 1.2按阀瓣的敞开高度分类

（1）全启式：h≥1/4d0（2）微启式：1/4d0>h≥1/40d0

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式中，h为敞开高度；d0为喷嘴面积。 1.3按结构分类

依照结构不同有关闭绷簧式和不关闭绷簧式，带扳手和不带扳手，带散热片和不带散热片，有波纹管和没有波纹管等。 2安全阀的构造分类

弹簧式安全阀工作原理是利用阀瓣上的弹簧力来控制阀门的启闭。其显著优点是阀体小、重量轻、灵敏度高及启闭动作可靠，被广泛应用于工艺设备及管道上，适用于各种气体和液体的泄压。弹簧式安全阀又分为封闭式和不封闭式两种，通常应用于有毒有害及易燃易爆的介质排放中应选用封闭式，蒸汽或其他惰性气体适合选用不封闭式。在弹簧式安全阀中，亦分为带扳手及不带扳手两种类型，扳手主要用来检查阀瓣的灵活程度，必要时也可实施手动紧急泄压。其中需要注意的是当排泄介质温度大于300%时，应主动采用带有散热片的安全阀，以免影响管道设备的运行。波纹管在弹簧式安全阀中应用较少，主要适用于排放介质腐蚀性严重或背压波动情况严重的工作中。 2.1重锤杠杆式

其工作原理是利用重锤和杠杆来平衡作用在阀门上的力。通过改变整重锤在杠杆上的位置或调节重锤的重量来调整安全阀的开启压力。其构造简单且调整容易，准确性能不受高温影响，但由于重锤杠杆式安全阀的体积较大，结构相对笨重，其密封性易受震动因素影响，所以一般适用于压力较低且无震动容器工作的高温场合中。例如锅炉及温度较高的压力容器上。 2.2脉冲式安全阀，也称之为先导式安全阀

其主体构造由主安全阀和先导阀组成，当设备或管道内介质的压力值超过规定压力值时，先导阀先行开启，主阀和先导阀之间采用的是无缝管接通，介质沿着导管流进主安全阀，由先导阀来感应控制主阀的启闭。其工作原理是当安全阀的阀前压力未达到规定压力值时，先导阀通过整定弹簧将阀芯向阀座密封面用力，让阀芯下移与阀座紧贴，以保证主阀和导阀在闭合状态下皆无泄漏情况；当阀前压力高于达到或高于规定压力值时，弹簧将导阀阀芯向上向上推移，使导阀受力面积有阀芯面积扩至活塞受力面积，受力面积的增大导致上升力的增加，導阀随之开启。从导阀出口处排出的气体涌向主阀，主阀开启，活塞开启至最大位置，高压介质迅速得到释放。当介质压力释放到一定程度时，阀前压力回归到正常数值后，在较小的弹簧力作用下，阀芯下移封闭导阀，导阀关闭，主阀也会回归闭合状态。需要注意的是如果相关排放介质密度较大，易发生物料堵塞或腐蚀现象时，应在安全阀的人口前设置爆破片装置，防止影响工作。

3安全阀的安装设置

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由于安全阀在化工业中具有重要的安全保护作用，随着安全阀在化工设备和各类管道内使用数量的日益增多，正确地选用安全阀及合理的设置安全阀的位置也是生产工作中的关键部分。下文列举了在安全阀安装及使用过程中应注意的事项。 3.1管道上安全阀的安装

安装在设备或管道上的安全阀应为垂直安装，且与被保护的设备或管道的距离不宜过远。但对高温液体管道或换热器等处的安全阀，当阀门闭合时易出现由于热膨胀而导致的介质压力升高的场合，更适合水平安装安全阀。 3.2由于安全阀的重要性

所以在安装过程中应选择安装在方便检修和调节处，周围应保留足够的工作空间。例如：DN80以下的安全阀适装在平台内靠外侧；DN100以上的安全阀适装在平台外考评太初，以便借助平台进行对安全阀维护及检修工作， 3.3安装在管道上的安全阀

适合安装在流体或液体介质状态较为稳定的管段部位，应避免在水平管道的死端进行安装，此处容易出现固体物的堆积。易导致安全阀在使用过程中发生故障。 3.4不封闭式安全阀

在向系统外排放介质时，（指无毒无害介质，例如惰性气体的排放）排管口应高出以排放口为中心的715m半径范围内的操作平台上或高出地面2.5m以上，排放管口不得朝向电缆、设备及其他施工工作处。由于蒸汽或惰性气体通过安全阀向大气中排放时，会在出口管道的中心线上出现流向相反的作用力，此为安全阀的反作用力。在出口管道处进行设计安装安全阀时，应对此作用力多加注意，可在安全阀出口管处架设固定支架；当安全阀人口管距离较长，可适当增加压力容器的内壁。在封闭式安全阀的安装工作时，（用于易燃；易爆、有毒及腐蚀性的介质的排放），排放口应高出15m半径范围内的操作平台上或高出地面3m以上距离。 3.5安全阀出口管的设计

应保证其背压不超过安全阀定压的规定值。对于常规弹簧式安全阀，其背压一般不超过阀定压的10%；平衡性或波纹管型安全阀其背压一般不宜超过阀定压的30%；对于脉冲式安全阀，其背压不宜超过50%。其准确数值可结合样本，通过相关公式计算得出。 结束语