安全阀泄放管路上切断阀的设置分析

王兵兵

(中国五环工程有限公司，湖北 武汉 430223)

安全阀泄放管路上切断阀的设置分析

王兵兵

(中国五环工程有限公司，湖北 武汉 430223)

国内外标准规范均表明，需要满足一定的前提才允许安全阀泄放管路上设置切断阀，但对于具体需要的设置没有明确统一的规定。本文在对比分析相关标准规范、明确设置切断阀带来利弊的基础上，对安全阀进出口管路上切断阀合理设置的情况进行了研究，并提出了切断阀设置的相关建议。

安全阀 ；泄放管路；切断阀；旁路；备用

doi：10.3969/j.issn.1004-8901.2016.06.013

随着国家经济建设的迅猛发展，工程项目中带有压力运行的设备越来越多，安全阀作为承压系统的泄压保护装置，在企业生产中起到至关重要的作用，安全阀泄放管路的合理设计显得尤为重要。依据工艺介质、系统状况、工艺要求等的不同，有时安全阀泄放通道上会设置切断阀。现依托国内外标准规范，就安全阀泄放管路上阀门的合理设置进行分析讨论。

1 安全阀泄放管路设置切断阀的标准要求

国内标准规范GB 12441、GB/T 24921.2、HG 20570.2、TSG D0001和TSG ZF001等中明确表明，在切断阀设置铅封开或锁开、不违背国家的法律或规范的要求或对于有关的潜在危险，必须在有适当控制措施的前提下才可以安装切断阀。GB 150和TSG R0004分别表示：对于连续操作的容器，可在容器与泄放装置之间设置截断阀专供检修用；为便于安全阀的清洗与更换，对于盛装毒性程度为极度、高度、中度危害介质，易爆介质，腐蚀、黏性介质或者贵重介质的压力容器，可装设截止阀门。

API RP 520讲到，切断阀可以用来隔断压力泄放装置和其保护的设备或下游的排放系统。如果压力泄放装置在使用时有泄漏、堵塞或其他影响阀门性能的严重问题存在，可能需要提供切断阀和泄放装置备件。

ASME B31.3指出，在切断阀铅封开启或大多数组合切断阀关闭且不会导致未受影响泄压装置的泄放能力时，可在泄放通道上安装切断阀。ASME《锅炉和压力容器规范》第Ⅷ卷讲到，在容器与泄压装置之间，或者在泄压装置与泄放口之间均不得装设切断阀，以下情况除外：①若这些切断阀在结构上或可靠控制上能在大多数连锁阀同时关闭时不会使未受影响的泄压装置的泄放能力降到所需的泄放排量以下；②按非强制性附录M提出的条件。非强制性附录M讲到，仅在使用者确认的前提下，在切断阀关闭的同时也切断压力源。为了便于泄压装置的维修，在关闭后不会超过装置的耐压极限并按程序能及时采取纠正措施、火灾状况是唯一的超压因素等几种情况下可以使用切断阀。

国内外的标准一致表明，在一定前提下均可设置切断阀，但是并没有对什么情况下使用切断阀做明确统一的规定，而且对增设切断阀均保持慎重的态度。

2 安全阀泄放管路设置切断阀的必要性

随着现在的化工装置趋向大型化，出于经济效益的考虑，延长开车周期，减少停车次数，是业主所关心的问题，但是，对于安全阀的强制校验以及一定情况下安全阀的失效是无法避免的。

安全阀定期校验是确保安全阀稳定运行的必要手段。TSG ZF001中规定“安全阀定期校验，一般每年至少1次，安全技术规范有相应规定的从其规定”。虽然安全阀校验周期可在一定条件下适当延长，但实际操作中满足条件较为困难。而近些年随着工程项目技术的提升及安全可靠性的提高，装置逐渐实施了3年甚至5年的长周期运行，重要设备、工序上的检修直接影响到生产系统的开停，给企业造成经济损失，也违背了长周期运行的初衷。

安全阀失效可分为长期运行后固有缺陷的失效和不定期随机事件出现后的失效。长期运行后的失效可归纳为内件腐蚀或锈蚀、泄放通道被堵塞、弹簧腐蚀断裂、弹簧部分腐蚀或高温软化和密封面腐蚀损坏等情况[1]。短期的失效有安装不当导致的密封面泄漏需更换垫片、安全阀本身质量问题需重新调试或检修等情况。无论短时间还是长时间运行后的失效，如果因检修而频繁停车，将会带来较大的经济损失。2012年大庆石化化肥厂尿素装置合成塔出气高压安全阀出现安全阀频繁起跳情况[2]，由于该装置安全阀是两开一备，在进行故障安全阀检修期间，只需关闭相应的切断阀，开启备用安全阀就可以保证生产正常进行。由此可见，增设切断阀确实会带来切实的方便与效益。

不可否认，增设切断阀带来经济效益的同时，切断阀意外关闭，为了检修安全阀，关闭切断阀，在此期间无安全阀保护等问题也带来安全隐患，这也是国内外规范资料中并没有明确规定是否需要加装的原因。由此，笔者将对设备和装置需要增设切断阀的情况以及安全阀增设旁路的情况分别予以分析讨论。

2.1 安全阀进口管道设置切断阀

(1)需要连续操作。

(2)生产或贮存污染性或危险性较高的气体和液体。

(3)压力泄放装置在使用时有泄漏、堵塞或其他影响阀门性能的严重问题存在。

(4)压力泄放装置起跳较为频繁。

(5)火灾状况是唯一超压原因。

(6)另外一种增加切断阀的情况是依据标准HG 20570，在某些重要的场合，有时需要安装互为备用的两个安全阀。两个安全阀的进口和出口切断阀宜采用机械联锁装置，以确保在任何时候(包括维修、检修期间)都能满足容器所要求的泄放面积。

2.2 安全阀出口管道设置切断阀

(1)由于安全阀出口压力可认为是常压，且不会受其他系统影响，可直接排向大气系统不用增设切断阀。

(2)多个安全阀出口汇总后排放到火炬或密闭系统，检修时阀后管路需要与系统隔开，通常在安全阀出口管道上装一个切断阀并铅封开，以便于该安全阀故障维修时切出火炬或密闭系统，否则整个火炬或密闭系统都要停工。

2.3 安全阀旁路的设置

设置安全阀旁路的目的是为了使得安全阀保护的设备和系统不需要停工就能维修安全阀。安全阀旁路安装于安全阀进出口管线的切断阀外侧(切断阀介于旁路和安全阀之间)，一般跟入口管同径。若检修时安全阀没有备用，为防止检修过程中系统超压造成安全事故，需要随时依据设备压力状况进行泄压，由此也可以认为，在设置旁路的同时，要有相应的压力检测装置与之配套使用。安全阀需要送出检修，检修时间以天计，这时旁路用24 h观察并手动排放就显得不太现实，可以认为，仅以维修安全阀为目的，旁路的设置不是必须的。同时，旁路的另外一个重要作用是可以在开、停工期间，对设备和系统进行吹扫的同时，也能打开旁路吹扫到火炬系统。

3 结语

安全阀泄放管路上增设切断阀的目的是在对正常生产操作影响降到最低的同时，方便安全阀的校验与维修，这些一次投资的费用远远低于开停车一次的费用。笔者认为，在次要、不易损坏部位可不加切断阀，以减少入口管道阻力和阀门购置费；旁路主要起到短时在线检修或者吹扫管线时使用，不建议作为检修泄压管路目的设置；重要部位、安全阀易损坏部位，最好设置一开一备，甚至设置多开一备，并增设机械联锁装置保证不会产生误操作。有理由认为，真正实现安全阀的检修而不影响装置的正常生产，安全阀的备用显得十分必要，这也将是安全阀安全配备的一个趋势。

[1] 刘汇源，陈学东，等.石化企业承压设备安全阀失效模式及失效原因[J].压力容器，2005，22(4):32-36，13.

[2] 王家帮，孔祥夷，等.安全阀常见故障的分析与处理[J].化工设备与管道，2012，49(3)：79-81.

[3] 邵广义.尿素合成塔出气高压安全阀频繁起跳的解决[J].中国科技博览，2014(4)：42.

[4] 艾克利，胡维波.加强安全阀日常管理保障装置安全经济长周期运行[J].广东化工，2013，40(2)：130-131.

修改稿日期：2016-07-20

Analysis on Setting of Stop Valve on Relief Path of Safety Valve

WANG Bing-bing

(WuhuanEngineeringCo.,Ltd.,WuhanHubei430223China)

The domestic and international standards and norms indicate that the stop valve can’t be set on the relief path of safety valve until meeting certain conditions.However, there are no clear and uniform provisions for the specific setting needs.Based on the comparison and analysis of related standards, and the advantages and disadvantages of setting stop valve, this paper studies the reasonable setting of stop valve in import and export pipeline of safety valve, and puts forward the relevant suggestions for setting stop valve.

safety valve; relief path; stop valve; bypass; spare parts

王兵兵(1987年-)，男，河北沧州人，2012年毕业于天津大学化学工程专业，硕士，工程师，现主要从事管道布置等工作。

10.3969/j.issn.1004-8901.2016.06.013

TQ 055.81

B

1004-8901(2016)06-0037-02