工廠安全閥選型指南

安全閥作為特種設備的一種安全保護裝置，在特種設備上起到了最后一關的保護作用，其重要程度不言而喻。當設備出廠自帶的安全閥需要更換的時候，面對市場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備上重要的安全附件。其動作可靠性和性能好壞直接關系到設備和人身的安全，并與節(jié)能和環(huán)境保護緊密相關。而有的用戶和設計部門在選型時，總是選錯型號。為此本文對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監(jiān)督部門認可的閥門，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，二者都是在超過開啟壓力時自動排放內(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，人們在使用時，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理解：

（l）安全閥（Safety Valve）一種由閥前介質(zhì)靜壓力驅(qū)動的自動泄壓裝置。其特征為具有突開的全開啟動作。用于氣體或蒸汽的場合，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)動的自動泄壓裝置。它隨壓力超過開啟力的增長而按比例開啟。主要用于流體的場合。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)動的自動泄壓裝置。根據(jù)使用場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設施上的稱之為泄放閥。不過，若按日本通產(chǎn)省的《火力發(fā)電技術標準》的規(guī)定看，設備上安全保障的重要部分，使用安全閥，如鍋爐、過熱器、再熱器等。而在減壓閥的下側(cè)需要與鍋爐和渦輪機相接的場合，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，從日本勞動省的高壓氣體管理規(guī)則、運輸省及各級船舶協(xié)會的規(guī)則中，對安全排放量的認定和規(guī)定來看，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。

去市場前，先拍下被保護設備上的銘牌。

銘牌上需要注意的參數(shù)有：

　　1、設計壓力：設計壓力是最重要的參數(shù)，根據(jù)壓力容器的安全技術監(jiān)察規(guī)程，安全附件的整定壓力不能大于壓力容器的設計壓力，所以選購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)時必須選用封閉是安全閥。

　　3、設計溫度：設計溫度是安全閥選購時密封面材質(zhì)的主要因素之一，設計溫度較低時（小于200℃）時可選擇軟密封副安全閥，當設計溫度大于200℃時應選購硬密封（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量以外，如果安全閥出口有引出管時也需要測量出口法蘭的尺寸。

　　1、螺紋尺寸：安全閥為螺紋連接時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量好。

　三、工廠安全閥選型指南看。

　　1、安全閥出廠資料。選購安全閥時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)量證明書一個都不能少。

　　2、產(chǎn)品銘牌。銘牌上有型號、整定壓力、適用介質(zhì)、設計溫度、流道直徑等，根據(jù)被保護設備的設計來選擇對應的安全閥。

　　3、產(chǎn)品細節(jié)。細節(jié)往往決定了一個企業(yè)對待其產(chǎn)品的態(tài)度，那安全閥需要注意的細節(jié)有：

（1）進出口是否封裝.如果進出口不封裝，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）該進行鉛封的地方是否進行鉛封.安全閥出廠時都進行了相關測試，測試完成后需要對閥蓋、調(diào)節(jié)圈進行鉛封防止人為調(diào)整，有些安全閥制造企業(yè)只對閥蓋鉛封，調(diào)節(jié)圈不鉛封，這是不符合要求的哦，因為調(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、三看的選購技巧外，選購安全閥最重要的是，一定要選正規(guī)廠家的產(chǎn)品。安全閥制造企業(yè)需要取得特種設備制造許可資質(zhì)才能在相應的資質(zhì)范圍內(nèi)進行制造，進口安全閥也需要取得國內(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℃時閥門所允許承受的最高工作壓力。在同一公稱壓力下，當工作溫度提高時，其最大工作壓力則相應降低，在選用安全閥時應根據(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有不同的含義，不能混為一談。工作壓力是指安全閥正常運行時，閥門所承受的靜壓力，它與被保護的系統(tǒng)或設備的工作壓力是相同的。而彈簧工作壓力級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改變彈簧的預緊壓縮量進行調(diào)節(jié)。同一公稱壓力的安全閥，根據(jù)彈簧設計要求，可以公為多種不同的工作壓力級。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根據(jù)被保護系統(tǒng)所必需的排放量來確定。即所選用安全閥的額定排量應大于并盡可能接近必須的排放量。被保護系統(tǒng)所必需的排放量是指系統(tǒng)發(fā)生異常超壓時，為了防止過分超壓所必須排出的介質(zhì)量，它是由系統(tǒng)或設備的工作條件、容量以及可能引超壓的原因等因素來決定。

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，有時也可以用作手動緊急泄壓用，。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。溫度較高時選用帶散熱器的安全閥。

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

（6）E級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）負壓或操作過程中可能會產(chǎn)生負壓的系統(tǒng)一般用真空負壓安全閥。

（13）背壓波動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《容規(guī)》附件五中的公式計算安全閥的最小流道面積。

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

 5、選用工廠安全閥選型指南應注意的其它事項

（1）材質(zhì)的確定

  選用安全閥的材質(zhì)應考慮介質(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安全閥的適用溫度、壓力范圍以及適用介質(zhì)等進行選用。

（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)溫度較高的場合，以便使彈簧腔內(nèi)的溫度降低。通常，當封閉式安全閥使用溫度超過期300℃，以及不封閉式安全閥使用溫度超過350℃時，應選用帶散熱架的安全閥。

B、波紋管安全閥

  對承受有附加背壓力的安全閥，而且背壓變化量超過整定壓力的確良10%時，應選用這類安全閥。另外對使用于有腐蝕性介質(zhì)的安全閥，為了防止彈簧及導向機構(gòu)受介質(zhì)腐蝕，也應選用波紋安全閥。

（3）常規(guī)式安全閥訂貨須知

訂購一般安全閥應注明下列事項：

A、安全閥的型號、公稱通徑

B、安全閥的整定壓力

（4）特殊安全閥訂貨須知

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

A、閥門進出口法蘭標準、等級、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、封閉式或開放式；

E、是否帶提升扳手。

工廠安全閥選型指南的設計原則

1、設計的產(chǎn)品必須滿足用戶實際使用的所有要求。

2、保證實際使用的前提下，所設計的產(chǎn)品應是（如選型、用材等方面）。

3、如何使安全閥的綜合性能達到標準是設計人員的首先原則。

4、盡可能多地對設計產(chǎn)品做型式試驗，以獲取性能參數(shù)作為設計依據(jù)。

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

6、有較長的使用壽命（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，設計人員借助于冷態(tài)試驗的手段，對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，設計人員又不可能在各種介質(zhì)的工況條件下做性能試驗，這就使得安全閥的設計不能照搬哪種成熟產(chǎn)品模式，而是要根據(jù)不同介質(zhì)的實際使用狀況，設計出彈簧剛度適當，內(nèi)件結(jié)構(gòu)合理的產(chǎn)品。當然，安全閥設計原則最終是要讓用戶得到滿意的產(chǎn)品。但設計好產(chǎn)品的捷徑，主要還是來自現(xiàn)場實踐經(jīng)驗的積累。