安全阀的类型及选用

高永利

(兰州石化职业技术学院,甘肃 兰州 730060)

安全阀的类型及选用

高永利

(兰州石化职业技术学院,甘肃 兰州 730060)

安全阀是阀门家族比较特殊的一个分支，它的特殊性是因安全阀为不仅仅起到开关的作用，更重要的是起到保护设备的安全。本文从安全阀的类型出发，提出了安全阀选用和安装的要求。

安全阀；类型；选用安装

安全阀(又称泄压阀)，是阀门家族中比较特殊的一个分支，为保证锅炉、压力容器和其他受压力设备及管路的安全，将安全阀安装于封闭系统的设备或管路上以保护系统安全，能够有效预防由生产装置超压引起的爆炸事故。因为安全阀能够根据系统的工作压力(工作温度)自动启闭，因此，安全阀在化工装置中占有非常重要的地位，同时，准确的选用和安装安全阀很有必要。

1 分类及特点

1.1 按安全阀的结构及加载机构分类

按照安全阀的整体结构及加载机构，可以分为重锤杠杆式、弹簧式和脉冲式三种。三种形式的安全阀中，用得比较普遍的是弹簧式安全阀。

重锤杠杆式安全阀结构简单，准确，它的工作原理是通过杠杆获得较大的作用力，调整安全阀的开启压力就通过改变重锤的位置(或变换重锤的质量)来实现。适用于锅炉和温度较高的压力容器上。其结构比较笨重，常因振动而产生泄漏。

弹簧式安全阀结构紧凑，安装位置不受限制，灵敏度较高，常用于移动式的压力容器上。它的工作原理是利用压缩弹簧来平衡阀瓣上的压力。通过转动弹簧式安全阀上面的调整螺母来调节螺旋圈形弹簧的压缩量来校正安全阀的开启(整定)压力。所连接设备或管道的压力升高，弹簧的压缩量增大，阀瓣升高，阀瓣上的力也增加。但是，由于弹簧长期受高温的影响会导致弹力的减小。所以，在温度较高的容器上使用时，要解决弹簧的隔热或散热问题。

脉冲式安全阀由主阀和辅阀构成，其结构复杂，通常安装于安全泄放量很大的锅炉和压力容器。

1.2 按介质排放方式的不同分类

按介质排放方式的不同安全阀可分为全封闭式安全阀、半封闭安全阀、开放式安全阀。

全封闭式安全阀主要用于介质为有毒、易燃气体的容器。当安全阀开启时，气体全部随排气管排放，介质不外漏。

半封闭式安全阀主要用于无污染的气体，当安全阀开启时，所排出的气体一部分从排气管排出，一部分从阀盖与阀杆间的间隙中排出。

开放式安全阀适用于蒸汽，以及无污染的高温气体。敞开的阀盖使弹簧腔室与大气相通，这样可降低弹簧的温度。

1.3 按安全阀阀瓣开启的最大高度和流道之比分类

按安全阀阀瓣开启的最大高度和流道之比分类，安全阀可分为微启式安全阀和全启式安全阀两种。

微启式安全阀主要适用于介质是液体，或气体排放量很小的场合。微启式安全阀的动作过程是比例作用式，开启高度通常为流道直径的1/40- 1/20。

全启式安全阀主要用于介质为气体的场合。开启高度大于或等于流道直径的1/4。其动作过程是属于两段作用式，必须借助升力机构才能达到完全开启。

1.4 按作用原理分类

按作用原理，可以分为直接作用式安全阀和非直接作用式安全阀。

直接作用式安全阀结构简单，动作迅速，可靠性好，是在工作介质的直接作用下开启的。但因为载荷大小受到限制，不能用于高压、大口径的场合。

非直接作用式安全阀，可以分为先导式安全阀、带动力辅助装置的安全阀。

先导式安全阀适用于高压、大口径的场合，它依靠从导阀排出的介质来驱动或控制的，而导阀本身是一个直接作用式安全阀，有时也采用其他形式的阀门。带动力辅助装置的安全阀适用于开启压力很接近于工作压力的场合，或需定期开启安全阀的场合。同时，还可以在紧急情况下强制开启。

2 安全阀的选型和安装

2.1 确定安全阀的工作压力

选用安全阀时，应根据所需开启压力值确定阀门的工作压力级，根据压力容器的设计压力和设计温度选定工作压力等级。

2. 2 确定安全阀的排放压力Pd

安全阀的排放压力一般为整定压力(开启压力)的1.1倍，蒸汽锅炉安全阀的排放压力为整定压力的1.03倍。

2. 3 安全阀通径的确定

安全阀的排放能力≥被保护系统必需排放量。被保护系统必需排放量是由系统或设备的工作条件、容量以及可能引起超压的因素决定的。

2. 4 材质的确定

应考虑介质的物理性质以及正常工作时的工作温度、工作压力，腐蚀性等多种因素。

2. 5 特殊场合安全阀的确定

输送温度超过320℃的气体或压力大于3MPa的蒸汽，应选用带散热器(翅片)的安全阀；对承受附加背压力的安全阀应选用波纹管安全阀；对使用有腐蚀性介质的安全阀，也应选用波纹管安全阀；对易燃、毒性为极度或高度危害介质必须采用封闭式安全阀；全启式安全阀适用于泄放量大的场合；当设备内工作压力稳定、泄放量小时应选用微启式安全阀；高压、泄放量大，宜选用非直接起动式安全阀； 对较稠且易堵塞的介质，宜选用安全阀与爆破片的串联组合式的泄放装置。

3 安全阀安装位置及要求

3.1 安装位置

①垂直向上安装。②尽量靠近被保护的设备或管道。③安装在易于检修和调节之处，周围有足够空间。④压力容器的安全阀，安装在容器本体液面以上气相空间，也可以安装在连接点位于压力容器气相空间的管道上。⑤对于盛装易燃、毒性、黏性介质的容器、设备，可在安全阀前装截止阀，但截止阀的流通面积，不得小于安全阀的最小流通面积，并加装铅封，保证截止阀处于全开、常开状态。⑥安全阀要与截止阀反向安装，减少阀门自重力影响，避免出现应力疲劳和排放振动疲劳。⑦对于可能被物料堵塞或腐蚀的安全阀，在其入口前设爆破片，并在安全阀与爆破片之间，加装检查阀，在其入口管道上采取反吹扫、伴热或保温等防堵措施。⑧管道上的安全阀，不能安装在水平管道的死角处，应设置在流体压力比较稳定的地方。⑨对于液体介质的管道、换热器或压力容器等，当阀门关闭可能会出现热膨胀，造成压力憋高的问题时，设置的安全阀可水平安装，直接向下排出液体。⑩对空紧急排放，管口要平整、不尖锐，没有毛刺，以防产生静电放电。安全阀安装点，不能使安全阀承受过大的背压值，应在规定允许范围内。安全阀的阀体，要支撑平稳。装有极度和高度危害或易燃易爆介质的容器，安全阀的排出口应引至安全地点，并进行妥善处理。

3.2 安装要求

①对于腐蚀性介质，安全阀要与爆破片组合安装。②对于高毒性介质，要选用密封性良好的安全阀类型。③对于高温介质安全阀，高温对弹簧影响较大，应避免选用弹簧式安全阀。④对于重要安全阀，或者易受火灾影响的安全阀，要设置喷淋保护。⑤对于球罐用安全阀，要安装双安全阀，且其中任何一个安全阀的泄压能力，都能满足球罐安全泄压要求。⑥安全阀要设置静电跨线。⑦为了防止安全阀反复启闭，产生颤振，损坏阀门，要减少安全阀入口管道的压力降，即加大入口管径、缩短入口管段

总之，安全阀的选型是一个系统问题，不仅取决于安全阀本身的因素，而且还取决于被保护系统的各种情况，因此，在选型时，应该针对安全阀在工作时面临的各种极端情况综合考虑，这样才能保证设备的安全、合理、可靠的运行。

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(本文文献格式：高永利.安全阀的类型及选用[J].山东化工，2017，46(14)：121-122.)

2017-05-09

高永利(1961—)，讲师，主要从事化工教学，化工设计及研究。

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1008-021X(2017)14-0121-02