安全阀设计和选用

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安全阀相关压力

1.公称压力:表示安全阀在常温状态下的最高许用压力,高温设备用的安全阀应考虑高温下材料许用应力的降低。安全阀是按公称压力标准进行设计制造的。

2.设定压力:安全阀入口处的静压达到该值时,安全阀将动作。设定压力要求不大于被保护系统内最低的设计压力。

3.开启压力:也叫整定压力、起跳压力,是安全阀阀瓣在运行条件下开始升起,物料连续流出时的介质压力。数值与设定压力相同。开启压力是进口端的压力!

4.排放压力(泄放压力):阀瓣达到规定开启高度时进口侧的压力,即安全阀的阀芯升到最大高度后阀入口处的压力。泄放压力等于设定压力加超压。

5.回座压力:安全阀排放后,阀瓣重新压紧阀座,介质停止排出时的进口压力。(安全阀起跳后,随着被保护系统内压力的下降,阀芯重新回到阀座时的压力。)回座压力是表征安全阀使用品质的一个重要参数,一般要求它至少为工作压力80%,上限以不产生阀瓣频繁跳动为宜。

6.启闭压差:开启压力和回座压力之差。

7.背压:安全阀背压是指作用在安全阀出口处的压力。背压分为静背压和动背压。静背压是指安全阀未起跳时阀出口处的压力;动背压是指安全阀起跳后,由于流体的流动引起的摩擦压力降值。如出口排空,则接近于大气压力;如出口接有出口管道再排空,则出口压

力为管道作用在安全阀出口处的压力。静背压是指安全阀未起跳时阀出口处的压力;动背压是指安全阀起跳后,由于流体的流动引起的摩擦压力降值。阻力产生的背压力;如出口接背压容器,则出口压力为背压容器压力加管道阻力产生压力。出口压力为出口侧的压力!安全阀背压分静背压和动背压,通俗解释静背压是安全阀排放处静压,是一定值,如直接排放大为0表压。动背压是安全阀排放时,系统排放气阻力降,如排放火炬动背压50kPa(表压),包括排放总管阻力降20kPa,高空火炬阻力降30kPa之和。如果排放总管比较长阻力降大于20kPa,或高空火炬大于30kPa,动背压会产生变化。安全阀背压指的是安全泄放后,压力释放在管线中产生的压力,所以楼主说的排放大气的安全阀就不存在后路产生压力,也就是说接大气的安全阀背压为0。要注意安全阀排放口后面的管道设置,设置不好很有可能会形成背压。后端管道尽量要直,越短越好。

8.安全阀的超压:在泄放过程中,安全阀入口处的压力超过设定压力的部分,通常以百分数表示。

9.排放压力=整定压力+超压,根据GB/T12241-2005《安全阀一般要求》,其中超压一般为10%整定压力,但是现在有些不少生产厂家都能将安全阀的超压控制在5%左右。排放压力=1.1整定压力+0.1,详见容规。安全阀的排放压力,和排放的介质和安全阀的结构有关,仅以弹簧直接载荷式安全阀为例(GB/T12243-2005):

蒸汽用安全阀≤1.03整定压力

空气或其他气体≤1.10整定压力

水或其他液体≤1.20整定压力

10.安全阀与容器有关的压力关系表

容器压力百分比安全阀

设计压力(或最大允许工作压力)

121%火灾用安全阀的最大泄放压力

116%非火灾用辅助安全阀的最大泄放压力

110%

非火灾用主安全阀的最大泄放压力、火灾

用辅助安全阀的最大设定压力

105%非火灾用辅助安全阀的最大设定压力

100%主安全阀的最大设定压力

93%~97%回座压力

11.安全泄放装置的相关压力的确定

1)对于独立压力系统中管道上的安全泄放装置,相关压力的确定应以系统的设计压力为基准,且符合以下规定。

a.当安装一个安全泄放装置时,安全阀的设定压力(或爆破片装置最大标定爆破压力)应不大于系统设计压力,且最大泄放压力应不大于系统设计压力的10%和20kPa中的较大者。

b.当安装多个安全泄放装置时,至少有一个安全阀的设定压力(或爆破片装置最大标定爆破压力)应不大于系统设计压力,其余安全阀设定压力(或爆破片装置最大标定爆破压力)不得超过系统设计压力的5%,且安全阀最大泄放压力均应不大于系统设计压力的12%或30kPa中的较大者。

c.为防止火灾事故发生而安装的安全泄放装置,其最大泄放压力

应不大于系统设计压力的16%。

2)对于防止液体管道热膨胀的安全泄放装置,安全阀设定压力(或爆破片装置最大标定爆破压力)应不大于管道设计压力的120%和系统试验压力中的较小值,且最大泄放压力应不超过相应温度下管道压力额定值的20%或由压力产生的管道名义应力不超过材料许用应力值的20%。

3)除上述两种情况外,在满足GB/T20801.3中4.2.3.1~4.2.3.8要求的条件下,最大泄放压力应不超过GB/T20801.3中4.2.3.9和

4.2.3.10规定的允许压力变动范围。

4)GC1级管道安全阀的设定压力(或爆破片装置最大标定爆破压力)应不大于管道设计压力,安全阀的最大泄放压力应不超过设计压力的10%。

12.名词解释

12.1公称压力norminal pressure

安全阀进口法兰的压力等级,亦为阀体强度试验压力的计算基础,单位为兆帕(MPa);代号为PN。

12.2公称通径norminal diameter

安全阀进口法兰的公称直径,单位为毫米(mm);代号为DN。

12.3喉部直径throat diameter

阀座进口侧流道最小截面处的直径,单位为毫米(mm);代号为d。

12.4开启高度lift

阀瓣离开关闭位置的实际升程,单位为毫米(mm);代号为h。

12.5排放面积relieving area

阀门排放时流体通道最小截面积,单位为平方厘米(cm2);代号为A d。

12.6帘面积curtain area

当阀瓣在阀座上升起时,在其密封面之间形成的圆柱面形或圆锥面形通道面积,单位为平方厘米(cm2);代号为A c。

12.7开启压力set pressure

安全阀阀瓣在运行条件下开始升起时的进口压力。在该压力下,开始有可测量的开启高度,介质呈可由视觉或听觉感知的连续排出状态,单位为兆帕(MPa);代号为P s。

12.8密封试验压力seal test pressure

进行密封试验时的进口压力,在该压力下测量通过关闭件密封面的泄漏率,单位为兆帕(MPa);代号为P t。

12.9回座压力re-seating pressure

排放后阀瓣重新与阀座接触,即开启高度为零时的进口压力,单位为兆帕(MPa);代号为P r。

12.10排放压力relieving pressure

阀瓣达到规定开启高度时进口压力,单位为兆帕(MPa);代号为P d。

12.11额定排放压力certified relieving pressure

标准规定的排放压力上限值,单位为兆帕(MPa);代号为P dr。

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