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1、1,安全泄放装置,压力容器设计Design of Pressure Vessels,2,过程设备设计,安全泄放装置,内容：,安全阀,爆破片,安全泄放装置,3,一、安全阀,安全阀是启闭件受外力作用下处于常闭状态，当设备或管道内的介质压力升高超过规定值时，通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值的特殊阀门。安全阀属于自动阀类，主要用于锅炉、压力容器和管道上，控制压力不超过规定值，对人身安全和设备运行起重要保护作用。,原理：是利用弹簧压缩的弹力来平衡气体作用在阀芯上的力。它的动作过程分为，密封过程、前泄过程、开启和排放过程及回座过程；分别对应有密封压力、开启压力、全启压力、回座压力
2、。,注意：安全阀必须经过压力调试才能使用,作用：,安全阀的主要类型,弹簧式,先导式,重力板式,先导+重力板,典型应用电站锅炉,典型应用长输管线,典型应用罐区,4,弹簧式安全阀的优点,结构简单,可靠性高适用范围广价格经济对介质不过分挑剔,5,弹簧安全阀的结构,6,弹簧安全阀结构,7,弹簧安全阀结构,8,9,（1）安全阀校验,根据TSG R0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程和TSG R0005-2011 移动式压力容器安全技术监察规程及其他相关的标准规范要求，要求各相关压力规定如下：,1、开启压力（动作压力或整定压力）：1）固定式压力容器：P开启P设计；2）移动式压力容器：P开启=1
3、.051.1P设计；2、全启压力：P全启1.2P设计；3、回座压力：P回座0.9P开启；,对于管路系统的DN8、DN10管路安全阀的开启压力按P开启=1.251.3P设计,10,（2）安全阀的校验周期,安全阀的校验周期应当符合以下要求：（1）安全阀定期校验，一般每年至少一次，安全技术规范有相应规定的从其规定；（2）经解体、修理或更换部件的安全阀，应当重新进行校验。,11,（2）安全阀的安装要求,1）安全阀应垂直安装在罐体液面以上气相空间部分，或者装设在与罐体气相空间相连的管路上，安全泄放装置气体进口横截面应当高于98%罐体容积的液面以上，并且尽量靠近罐体纵向中心；2）压力容器与安全阀之间的连接
4、管和管件的通孔，其截面积不得小于安全阀的进口截面积，其接管应尽量短而直。3）压力容器一个连接口上装设两个或两个以上的安全阀时，则该连接口入口的截面积，应至少等于这些安全阀的进口截面积总和。4）安全阀与压力容器之间一般不宜装设过渡连接阀门；对于充装毒性程度为极度或者高度危害类介质的压力容器，为了方便安全阀的清洗与更换，经过使用单位主管压力容器安全技术负责人批准，并且采取可靠的防范措施，方可在安全阀与罐体之间装设过渡连接阀门；在压力容器正常使用、装卸和运行期间，过渡连接阀门必须保证全开（加铅封或者锁定），过渡连接阀门的结构和通径不得妨碍安全阀的安全泄放；5）新安全阀应当校验合格后才能安装使用。,1
5、）频跳 安全阀的频跳是一种阀门高频反复开启关闭的现象。安全阀频跳时，一般来说密封面只打开其全启高度的几分只一或十几分之一，然后迅速回座并再次起跳。频跳时，阀瓣和喷嘴的密封面不断高频撞击会造成密封面的严重损伤。如果频跳现象进一步加剧还有可能造成阀体内部其他部分甚至系统的损伤。,（2）安全阀工作不正常的因素,频跳后果1、导向平面由于反复高频磨擦造成表面划伤或局部材料疲劳实效。2、密封面由于高频碰撞造成损伤。3、由于高频振颤造成弹簧实效。4、由频跳所带来的阀门及管道振颤可能会破坏焊接材料和系统上其他设备。5、由于安全阀在频跳时无法达到需要的排放量，系统压力有可能继续升压并超过最大允许工作压力。,12
6、,导致频跳的原因,A、系统压力在通过阀门与系统之间的连接管时压力下降超过3%。当阀门处于关闭状态时，阀门入口处的压力是相对稳定的。阀门入口压力与系统压力相同。当系统压力达到安全阀的起跳压力时，阀门迅速打开并开始泄压。但是由于阀门与系统之间的连接管设计不当，造成连接管内局部压力下降过快超过3%，是阀门入口处压力迅速下降到回座压力而导致阀门关闭。因此安全阀开启后没有达到完全排放，系统压力仍然很高，所以阀门会再次起跳并重复上述过程，既发生频跳。,导致接管压降高于3%的原因1、阀门与系统间的连接管内径小于阀门入口管内径。2、存在严重的涡流现象。3、连接管过长而且没有作相应的补偿（使用内径较大的管道）。
7、4、连接管过于复杂（拐弯过多甚至在该管上开口用作它途。在一般情况下安全阀入口处不允许安装其他阀门。）,13,B、阀门的调节环位置设置不当。安全阀拥有喷嘴环和导向环。这两个环的位置直接影响安全阀的起跳和回座过程。如果喷嘴环的位置过低或导向环的位置过高，则阀门起跳后介质的作用力无法在阀瓣座和调节环所构成的空间内产生足够的托举力使阀门保持排放状态，从而导致阀门迅速回座。但是系统压力仍然保持较高水平，因此回座后阀门会很快再次起跳。,C、安全阀的额定排量远远大于所需排量。由于所选的安全阀的喉径面积远远大于所需，安全阀排放时过大的排量导致压力容器内局部压力下降过快，而系统本身的超压状态没有得到缓解，使安全
8、阀不得不再次起跳。,14,2）阀门拒跳：当系统压力达到安全阀的起跳压力时，阀门不起跳的现象。,安全阀拒跳的原因：1、阀门整定压力过高。2、阀门内落入大量杂质从而使阀办座和导套间卡死或摩擦力过大。3、弹簧之间夹入杂物使弹簧无法被正常压缩。4、阀门安装不当，使阀门垂直度超过极限范围（正负两度）从而使阀杆组件在起跳过程中受阻。5、排气管道没有被可靠支撑或由于管道受热膨胀移位从而对阀体产生扭转力，导致阀体内机构发生偏心而卡死。,15,3）阀门不回座或回座比过大：安全阀正常起跳后长时间无法回座，阀门保持排放状态的现象。,安全阀不回座或回座比过大的因素：1、阀门上下调整环的位置设置不当。2、排气管道设计不
9、当造成排气不畅，由于排气管道过小、拐弯过多或被堵塞，使排放的蒸汽无法迅速排出而在排气管和阀体内积累，这时背压会作用在阀门内部机构上并产生抑制阀门关闭的趋势。3、阀门内落入大量杂质从而使阀瓣座和导套之间卡死后摩擦力过大。4、弹簧之间夹入杂物从而使弹簧被正常压缩后无法恢复。5、由于对阀门排放时的排放反力计算不足，从而在排放时阀体受力扭曲损坏内部零件导致卡死。6、阀杆螺母（位于阀杆顶端）的定位销脱落。在阀门排放时由于振动使该螺母下滑使阀杆组件回落受阻。,16,7、由于弹簧压紧螺栓的锁紧螺母松脱，在阀门排放时由于振动时弹簧压紧螺栓松动上滑导致阀门的设定起跳值不断减小。8、阀门安装不当，使阀门垂直度超过
10、极限范围（正负两度）从而使阀杆组件在回落过程中受阻。9、阀门的密封面中有杂质，造成阀门无法正常关闭。10、锁紧螺母没有锁紧，由于管道震动下环向上运动，上平面高于密封面，阀门回座时无法密封,17,二、爆破片,18,是一种断裂破坏型的一次性使用的安全泄压装置，用来装设在那些不适宜装设安全阀的压力容器上（或与安全阀装置组合使用），当容器内的压力超过设定压力值时，自行爆破，使容器内的气体经爆破片断裂后形成的流出口向外排出，避免容器本体发生爆炸。泄压后断裂的防爆片不能继续使用，容器也被迫停止运行。因此爆破片只用在不宜装设安全阀的一种代用装置或与安全阀装置组合使用。,优点：动作灵敏、准确、可靠、无泄漏。排
11、放面积大小不限，适应面广（如高温、高压、真 空、强腐蚀等）。结构简单、维护方便等突出特点缺点：通道打开后不能再关闭，物料全部损失。注意：1.爆破片是一次性使用的安全泄压装置，故只能按设定压力进行采购，回厂后不能进行校验。2.爆破片安全装置不能单独用于排放介质毒性程度为极度、高度危害或易爆及液化石油气等场合，这些场合可以和安全阀组合使用。,（1）作用：,19,满足下列情况之一应优先选用爆破片，或选用爆破片与安全阀进行串联或并联结构:压力有可能迅速上升的场合。如，发生各种爆炸超压或急剧化学反应超压可使用爆破片或采用爆破片与安全阀并联 泄放介质为含有颗粒、易沉淀、易结晶、易聚合和介质粘度较大可使用爆
12、破片或爆破片与安全阀串联结构 泄放介质有强腐蚀性，使用耐腐蚀安全阀时其价格很高可单独使用爆破片或采用普通安全阀与爆破片串联；工艺介质十分贵重或有剧毒，在工作过程中不允许有任何泄漏采用爆破片与安全阀串联结构;工作压力很低或很高时，选用安全阀则其制造比较困难采用爆破片;当使用温度较低而影响安全阀的工作特性采用爆破片;需要较大泄放面积采用爆破片；对于一次性使用的管路系统(如开车前吹扫的管路放空系统)，爆破片的破裂不影响操作和生产的场合采用爆破片；为减少爆破片破裂后的工艺介质的损失可采用爆破片与安全阀串联结构 经常超压场合应采用安全阀，不宜选用爆破片。,（2）选用特点,20,（a）单一爆破片装置 爆破片的设计爆破压力不得大于容器设计压力，并且爆破片 的最小爆破压力不得小于容器的工作压力。（b）采用安全阀与爆破片串联组合装置:爆破片的最小爆破压力应当大于安全阀的整定压力，但其最大 爆破压力不得大于安全阀整定压力的1.10倍；(c)采用安全阀与爆破片并联组合装置或者爆破片装置为辅助安全泄放装置时:爆破片的最小爆破压力应当大于安全阀的整定压力，但其设计 爆破压力不得大于罐体设计压力的1.20倍，最大爆破压力不得大于 罐体的耐压试验压力；,（3）爆破片爆破压力：,21,
