电站锅炉安全阀的校验和排放量计算 电力锅监师培训教材

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电站锅炉安全阀的 校验和排放量计算

安徽省能源集团有限公司 俞 民 电力行业电站阀门标委会 张传虎 2

电站锅炉安全阀的校验和排放量计算 第一章 阀门的基本知识 1 阀门的定义和用途 阀门是一种管路附件。它是用来改变通路断面和介质流动方向，控制输送介质流动的一种装置。阀门有以下几种用途：

1) 接通或截断管路中的介质。如闸阀、截止阀、球阀、旋塞阀、隔膜阀、蝶阀等。 2) 调节、控制管路中介质的流量和压力。如节流阀、调节阀、减压阀、安全阀等。 3) 改变管路中介质流动的方向。如分配阀、三通旋塞、三通或四通球阀等。 4) 阻止管路中的介质倒流。如各种不同结构的止回阀、底阀等。 5) 分离介质。如各种不同结构的蒸汽疏水阀、空气疏水阀等。 6) 指示和调节液面高度。如液面指示器、液面调节器等。 7) 其他特殊用途。如温度调节阀、过流保护紧急切断阀等。

2 阀门的分类 1) 自动阀门。依靠介质（液体、空气、蒸汽等）本身的能力而自行动作的阀门。如安全阀、减压阀、止回阀、蒸汽疏水阀、空气疏水阀、紧急切断阀等。 2) 驱动阀门。借助手动、电力、液力或气力来操纵启闭的阀门。如闸阀、截止阀、节流阀、调节阀、蝶阀、球阀、旋塞阀等。 3) 阀门的分类方法还可以按结构特征、用途、操纵方式、公称压力、介质工作温度、阀体材料、公称通径、与管路连接方式等分类。

3 阀门的公称通径 用以标示通径的数字。通用于一个管道系统中的所有部件，是一个用作参考的整数，通常仅与制造尺寸大致相符。如公称通径200mm应标志为DN200。 3

4 阀门的压力 阀门的公称压力PN是一个用数字表示的与压力有关的标示代号。单位以MPa表示。 欧、美各国习惯用class表示公称压力。Class与公称压力PN的对照如下：

Class 150 300 400 600 800 900 1500 2500 公称压力 PN(MPa) 1.6 2.0 2.5 4.0 5.0 6.3 10.0 13.0 15.0 25.0 42.0

日本标准压力级用“K”级表示，与欧、美class的对照如下： Class 150 300 600 “K”级 10 20 40

5 阀门型号编制方法和阀门标志 安全阀的型号编制方法完全是按照JB/T308—2004《阀门型号编制方法》执行的。它由7个单元组成，其含意如下图所示。

□ □ □ □ □ □ □ 阀体材料代号 压力代号或工作温度下的工作压力代号 密封面或衬里材料代号 （详见表1.4） 结构形式代号 详见表1.3） 连接形式代号 （详见表1.2） 驱动方式代号 （因安全阀是一种自动阀，省略此项） 类型代号 （用汉语拼音字母A表示安全阀）（详见表1.1）

示例：A42Y16C—DN50 是表示：公称通径为50、弹簧封闭全启式、法兰连接、密封面材料硬质合金、公称压力1.6Mpa、阀体材料为碳素钢的安全阀。 注：当阀门还具有其他功能时，可在类型代号前加注一个汉语拼音字母。 如B-保温型；DA-低温型；F-防火型等 由于近年来，随着技术的发展，不断新的特殊用途的安全阀的产生，可能会出现根据JB308的型号编制方法不能满足要求，各个生产厂家均采取自己编制新的型号编制方法，如用户或校验人员要了解更多的情况，可和制造厂商联系。 国外的安全阀制造厂大都也有各自的型号编制方法。如日本的本山公司对常规型安全阀的编号用JNO表示，而日本的福井公司对常规型安全阀则用REC表示。要想详细了解进口安全阀的含义，须查看各国制造商的型号编制说明。

表1.1 阀门的类型代号 类 型 代 号 类 型 代 号 弹簧式安全阀 A 排 污 阀 P 4

蝶 阀 D 球 阀 Q 隔 膜 阀 G 蒸 汽 疏 水 阀 S 杠杆式安全阀 GA 柱 塞 阀 U 止回阀和底阀 H 旋 塞 阀 X 截 止 阀 J 减 压 阀 Y 节 流 阀 L 闸 阀 Z

表1.2 连接形式代号 连接形式 代 号 连接形式 代 号 内 螺 纹 1 对 夹 7 外 螺 纹 2 卡 箍 8 法 兰 4 卡 套 9 焊 接 6

表1.3 安全阀结构形式代号 结构形式 代号 结构形式 代号

弹簧载荷弹簧封闭结构 带散热片全启式 0 弹簧载荷弹簧不封闭且带扳手结构

微启式、双联式 3 微启式 1 微启式 7 全启式 2 全启式 8 带扳手全启式 4 － －

杠杆式 单杠杆 2 带控制机构全启式 6 双杠杆 4 脉冲式 9 表1. 4 密封或衬里材料代号 密封面或衬里材料 代 号 阀痤密封面或衬里材料 代 号 锡基轴承合金（巴氏合金） B 尼龙塑料 N 搪瓷 C 渗硼钢 P 渗氮钢 D 衬铅 Q 氟塑料 F 奥氏体不锈钢 R 陶瓷 G 塑料 S Cr13系不锈钢 H 铜合金 T 衬胶 J 橡胶 X 蒙乃尔合金 M 硬质合金 Y

表1.5 阀体材料代号 阀体材料 代号 阀体材料 代号 碳钢 C 铬镍钼系不锈钢 R Cr13系不锈钢 H 塑料 S 铬钼钢 I 铜及铜合金 T 可锻铸铁 K 钛及钛合金 Ti 铝合金 L 铬钼钒钢 V 5

铬镍系不锈钢 P 灰铸铁 Z 球墨铸铁 Q － －

注：压力级别符合GB/T1048规定时，采用GB/T1048标准10倍的兆帕单位； 压力级别采用磅级（lb）或K级时，应注明压力单位符号； 温度超过425℃时标注最高工作温度下的工作压力代号； 公称压力小于等于1.6MPa的灰铸铁阀门阀体材料代号可以省略； 公称压力大于等于2.5MPa的碳素钢阀门阀体材料代号可以省略。

6 阀门的密封性能 阀门的密封性能主要包括两个方面即内漏和外漏。内漏是指阀座与关闭件之间对介质达到的密封程度，考核内漏的标准我国有两个。一个是国家技术监督局于1992年12月发布的，1993年6月1日开始实施的国标GB/T13927-1992《通用阀门 压力试验》（适用于一般工业用阀门）。该标准是参照国际标准ISO5208-1982《工业用阀门 阀门的压力试验》制定的。另一个是原机械工业部发布的JB/T9092-1999《阀门的试验与检验》（适用于石油工业用阀门），这个标准是参照API598-1986《阀门的检查和试验》制定的。外漏是指阀杆填料部位的泄漏、中法垫片部位的泄漏及阀体因铸造缺陷造成的渗漏，外漏是根本不允许的。 GB/T 13927-1992的密封试验要求： 试验介质 最大允许泄漏量（mm3/s）

A级 B级 C级 D级 液体 在试验持续时间内无可见泄漏 0.01DN 0.03DN 0.1DN 气体 0.3DN 3DN 30DN 注：B、C、D级适用于金属密封阀门，B级适用于比较关键的阀门。

第二章 安全阀 第一节 概述 安全阀为一种自动阀门，它不借助任何外力而是利用介质本身的力来排出一额定数量的流体，以防止系统内压力超过预定的安全值。当压力恢复正常后，阀门再行关闭并阻止介质继续流出。 安全阀用在受压设备、容器或管路上，作为超压保护装置。当设备、容器或管路内的压力升高超过允许值时，阀门自动开启，继而全量排放，以防止压力继续升高；当压力降低到规定值时，阀门应自动及时关闭，从而保护设备、容器或管路的安全运行。对安全阀的基本要求是动作灵敏可靠，无颤振、频跳现象。关 6

闭时具有良好的密封性能。还应具有结构紧凑、调节、维护方便等特点。 1 安全阀名词术语 1 安全阀 safety valve 安全阀是一种自动阀门。它不借助任何外力而利用介质本身的力来排出一定数量的流体，以防止系统内部压力超过预定的安全压力数值。当压力恢复正常值后，阀门自行关闭并阻止介质继续流出。 2 压力 pressure 2.1 整定压力 set pressure （Ps） 安全阀阀瓣在运行条件下开始升起时的进口压力(即阀门安装地点的工作压力或冲量接出点的工作压力)，在该压力下，由介质压力所产生的力与阀瓣开启阻力平衡，由视觉或听觉可感知有介质连续排出。又称开启压力、起座压力，用PS表示。 2.2 排放压力 relieving pressure 安全阀阀瓣达到规定的开启高度时，安全阀入口处的静压力（即整定压力加超过压力），又称全开压力，用Pd表示。 2.3 超过压力 over pressure 排放压力与整定压力之差，用Pc表示。 2.4 回座压力 reseating pressure 安全阀排放后随着系统压力的降低，阀瓣与阀座重新接触，阀门开启高度为零，介质停止连续流出时安全阀入口处的静压力，用Pr表示。 2.5 启闭压差 blowdown 安全阀整定压力与回座压力的差值，通常用整定压力的百分数表示,用ΔPbl表示。 2.6 密封压力 sealing pressure （Pm） 安全阀处于关闭状态下，满足密封性要求时安全阀入口处的最大介质静压力（安全阀的密封压力不应低于系统的额定工作压力或开启压力的10％。取二者的最大值），用Pm表示。 2.7 背压 back pressure 背压（用Pb表示）分两种情况。 2.7.1 排放背压力 built-up back pressure 安全阀排放时，由于排汽侧阻力，在安全阀出口侧建立起来的压力，用Pbd表示。 2.7.2 附加背压力 adding back pressure 安全阀排放前，在排汽侧已经存在的或由其他压力源形成的压力，用Pbs表示。 2.8 设计压力 design pressure 蒸汽锅炉系统设计要求的安全阀压力理论值。如设计整定压力、设计回座压力等。 3 机械特性 mechanical properties 3.1 频跳 chatter 安全阀动作过程中，阀瓣密封面和阀座密封面互相接触的瞬间，阀瓣迅速异常的来回运动。 3.2 颤振 flutter 安全阀动作过程中，阀瓣密封面和阀座密封面互相不接触，阀瓣迅速异常的来回运行。 3.3 卡阻 sticking 是指安全阀的活动部件，在运动中所产生的卡涩现象。 4 面积 area 4.1 流道面积 flow area 指安全阀入口端至阀座密封面间的流道最小截面积，又称喉部面积，用A表示。