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)壓力升高超過允許值時(shí)，安全閥自動(dòng)開啟，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，它的作用是不能用其他保護(hù)裝置來代替的。

    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適當(dāng)擴(kuò)大安全閥入口管徑、采用長半徑彎頭、減少彎頭數(shù)量等來降低管道總壓力降。

    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)踐中一般通過排凝管接入積液罐再通過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，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，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)作用是可以在開停工時(shí)對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行蒸汽吹掃時(shí)打開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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