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安全閥設(shè)置和選用原則
安全閥的選用與被保護(hù)系統(tǒng)密切相關(guān),選擇的安全閥應(yīng)能在允許的超過壓力范圍內(nèi)排放出額定數(shù)量的流體,以防止系統(tǒng)內(nèi)的壓力超過設(shè)計(jì)規(guī)定的壓力值, 當(dāng)壓力恢復(fù)正常后,閥門能夠自行關(guān)閉并阻止介質(zhì)繼續(xù)流出。
由于被保護(hù)系統(tǒng)的不同以及安全閥結(jié)構(gòu)類型的多樣性,選用安全閥時(shí)不僅要確定其整定壓力和排放面積,還要考慮所選安全閥對系統(tǒng)工況的適應(yīng)性。
安全閥能否正常工作以及其性能的好壞,不僅同它的設(shè)計(jì)、制造有關(guān),而且同選用安全閥是否得當(dāng)有直接關(guān)系。如果不是按照被保護(hù)設(shè)備或系統(tǒng)的工作條件來正確地選用安全閥,安全閥的性能就得不到正確發(fā)揮,甚至不能起到安全保護(hù)作用。
選用安全閥涉及兩個(gè)方面的問題,一方面是被保護(hù)設(shè)備或系統(tǒng)的工作條件,例如工作壓力、允許超壓限度、防止超壓必需的排放量(即安全泄放量)、工作介質(zhì)的性質(zhì)、工作溫度等;另一方面則是安全閥本身的性能參數(shù)、動(dòng)作特性、排放能力、結(jié)構(gòu)形式等。
14.10.1安全閥的適用場合
(1) 設(shè)置安全閥的一般原則
安全閥適用于清潔、無顆粒、低黏度的流體。當(dāng)有顆粒的場合必須設(shè)置安全閥時(shí),應(yīng)該考慮在安全閥前加設(shè)過濾裝置,過濾裝置必須保證不會(huì)影響安全閥的性能。
須安裝安全泄放裝置而又不適合單獨(dú)安裝安全閥的場合,可以采用爆破片或安全閥與爆破片組合設(shè)置的方式。
(2) 應(yīng)設(shè)置安全閥的場合
①容器的介質(zhì)來源于沒有設(shè)置安全閥的壓力系統(tǒng);
②設(shè)計(jì)壓力小于外部壓力源的壓力,出口可能被關(guān)斷或堵塞的設(shè)備和管道系統(tǒng);
③出口可能被關(guān)斷的容積泵和壓縮機(jī)的出口管道;
④由于不凝氣的累積產(chǎn)生超壓的設(shè)備和管道系統(tǒng);
⑤加熱爐出口管道中切斷閥或調(diào)節(jié)閥的上游管道;
⑥由于工藝事故、自控事故、電力事故和公用工程事故引起的超壓部位;
⑦兩端閥門關(guān)閉而產(chǎn)生液體熱膨脹或汽化的管道系統(tǒng);
⑧凝氣透平機(jī)的蒸汽出口管道;
⑨蒸汽發(fā)生器等產(chǎn)汽設(shè)備的出口管道;
⑩低沸點(diǎn)液體(液化氣等)容器的出口管道;
?管程可能破裂的熱交換器低壓側(cè)的出口管道; ?減壓閥組的低壓側(cè)管道;
?放熱反應(yīng)可能失控的反應(yīng)器出口處切斷閥上游的管道系統(tǒng);
?因冷卻水或回流中斷或再沸器輸人熱量過多而引起超壓的蒸餾塔頂?shù)臍庀喙艿溃?/p>
?某些場合下,由于泵出口止回閥的泄漏,在泵的入口管道上設(shè)置安全閥;
?經(jīng)常超壓的場合以及溫度波動(dòng)很大的場合;
?設(shè)計(jì)者認(rèn)為可能產(chǎn)生超壓的其他部位。
(3) 不適合設(shè)置安全閥的場合
①系統(tǒng)壓力有可能迅速上升,如化學(xué)爆炸等場合
②泄放介質(zhì)含有顆粒、易沉淀、易結(jié)晶、易聚合和介質(zhì)黏度較大;
③泄放介質(zhì)有強(qiáng)腐蝕性,而使用安全閥時(shí)價(jià)格過高;
④工作壓力很低或很高的場合,且安全閥難以滿足要求時(shí);
⑤需要較大的排放面積;
⑥系統(tǒng)溫度較低并影響安全閥動(dòng)作性能。
(4) 安全閥和爆破片聯(lián)合使用的場合
①工藝介質(zhì)十分貴重或有,在過程中不允許有任何泄漏時(shí),就將安全閥與爆破片串聯(lián)使用或只使用爆破片;
②保護(hù)安全閥不受工藝介質(zhì)腐蝕、堵塞或其他不利因素影響;
③減少爆破片破裂后的泄放損失;
④安全閥的在線檢測;
⑤為增加在異常工況(如火災(zāi)等)下的泄放面積,可考慮與爆破片并聯(lián)使用。
14.10.2安全閥的定徑
根據(jù)工藝參數(shù)或工藝條件,按照相應(yīng)規(guī)范或者標(biāo)準(zhǔn)提供的公式,計(jì)算安全閥所需的排放面積,然后從安全閥產(chǎn)品的實(shí)際流道面積中,選擇大于這個(gè)數(shù)值的臨近流道尺寸及規(guī)格。
(1)按照GB/T 12241—2005中提供的計(jì)算公式計(jì)算安全閥所需流道面積
①蒸氣的定徑程序
a.干飽和蒸汽的理論排量計(jì)算。這里干飽和蒸汽是指zui小干度為98%或zui大過熱度為10°C的蒸汽。 當(dāng)壓力為0.1?llMPa時(shí),有
此處,々為排放時(shí)閥進(jìn)口狀況下的絕熱指數(shù)。如果不能獲得在該狀況下的々值,則應(yīng)取在 0.1013MPa 和15X:時(shí)的值。
注意:由于公式來源不同,從式(14-4)和式 (14-5)計(jì)算得到的結(jié)果未必與從式(14-6)得到的相同,但其差值是很小的。
k | C | k | C | k | C | k | C | k | C | k | C |
0. 40 | 1. 65 | 0. 84 | 2. 24 | 1.02 | 2. 41 | 1.22 | 2. 58 | 1-42 | 2. 72 | 1. 62 | 2. 84 |
0. 45 | 1. 73 | 0. 86 | 2. 26 | 1.04 | 2. 43 | 1. 24 | 2.59 | 1. 44 | 2. 73 | 1.64 | 2. 85 |
0. 50 | 1.81 | 0. 88 | 2. 28 | 1.06 | 2. 45 | 1.26 | 2.61 | 1.46 | 2. 74 | 1. 66 | 2. 86 |
0. 55 | 1.89 | 0. 90 | 2. 30 | 1.08 | 2. 46 | 1. 28 | 2. 62 | 1.48 | 2. 76 | 1. 68 | 2. 87 |
0. 60 | 1.96 | 0. 92 | 2.32 | 1. 10 | 2. 48 | 1.30 | 2. 63 | 1. 50 | 2. 77 | 1. 70 | 2. 89 |
0. 65 | 2. 02 | 0. 94 | 2. 34 | 1. 12 | 2. 50 | 1.32 | 2. 65 | 1. 52 | 2. 78 | 1.80 | 2. 94 |
0. 70 | 2. 08 | 0. 96 | 2. 36 | 1. 14 | 2.51. | 1.34 | 2. 66 | 1.54 | 2. 79 | 1.90 | 2. 99 |
0. 75 | 2. 14 | 0. 98 | 2. 38 | 1. 16 | 2. 53 | 1.36 | 2. 68 | 1.56 | 2. 80 | 2. 00 | 3. 04 |
0. 80 | 2. 20 | 0. 99 | 2. 39 | 1. 18 | 2. 55 | 1.38 | 2.69 | 1. 58 | 2. 82 | 2. 10 | 3. 09 |
0. 82 | 2. 22 | 1.01 | 2. 40 | 1.20 | 2.56 | 1.40 | 2. 70 | 1.60 | 2. 83 | 2. 20 | 3. 13 |
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