探讨石油化工装置安全阀的配管设计

徐芳霞

摘 要：在石油化工管道中，安全阀是重要的组成部分，其能够为装置的正常运行提供重要保障。而做好安全阀的配管设计，才能使安全阀正常工作，继而确保化工生产的安全和效益。因此，下文就从进口管设计和出口管设计两方面对石油化工装置安全阀的配管设计展开了分析。

关键词：石油化工装置 安全阀 配管设计 流速要求

前言

由于石油化工生产中大多数为流动的介质，并且具有易燃易爆易腐蚀的特点，所以对于装置有较高的要求。在装置设计的过程中，需要充分的考虑到压力容器的压力值以及对压力值有所影响的因素，以确保压力容器能够安全运行。一般情况下，为了保证压力容器的安全性，都会设计安全阀作为压力装置的最后一道保护屏障。而配管设计是保证安全阀能够稳定运行的关键要素，配管设计的是否规范关系到安全阀运行的安全性，所以应该对安全阀的进口管道以及出口管道进行规范化设计，确保配管设计的合理性，保证安全阀的平稳可靠运行。

一、石油化工装置安全阀的配管设计

1.1石油化工装置安全阀进口管道的设计

1.1.1 保障安全阀运行可靠、平稳

保障安全阀的可靠平稳运行是进口配管设计的重要标准，在石化装置安全阀运行期间经常会出现震颤现象，对石化装置的安全阀会造成较大的损害。出现震颤的原因一般是因为安全阀进口管的阻力降过大而引发的，由于进口管的阻力降过大，所以压力容器和管道内的压力值偏高，会导致液体流动不稳定，从而出现震颤。为了避免震颤对石化装置的损害程度，应该对安全阀进口管道进行调节。在设计的过程中，要保证安全阀进口管道处的压力值小于安全阀定压值的 3%，并且在进行流量计算时要充分考虑安全阀的最大流量值。减少压力降是保障安全阀平稳可靠运行的主要措施，具体做法有如下几个方面：

（1）调整装置或管道各处的安全阀接管直径接近安全阀进口直径大小，或大于安全阀进口直径 1～3 级。

（2）在不违背设计原则基础上，将配管设计地尽可能短。

（3）安装安全阀时，应将其安装在容器出口管道上或容器顶部，且高于出口排放管道的地方。原则上石油化工装置安全阀安装位置尽量靠近被保护的管道或设备。如果压力源处存在着压力波动，且压力的峰值接近于安全阀的整定压力，这时安全阀应安装在远离此压力源且压力较稳定的地方。

（4）安全阀进口处应避用直头，而采用长半径弯头，减小阻力降。

（5）在不影响流速的前提适当采取防堵措施，免除出口管线以及进口管线发生堵塞现象。

（6）对一些特殊工作环境，应注意考虑配套设施。例如对于设置在易凝及湿气体介质的安全阀入口管道应予以伴热，避免产生水锤现象。

1.1.2 满足开启流速要求

按照开启高度，工业上将石化装置的安全阀分成三类：微启式、中启式、全启式。首先，在化工流程中，安全阀的入口管道直径必须大于安全阀的入口直径。其次，压力容器与泄压阀之间的所有管道和管件通孔的面积应与安全阀入口的面积相同。在一般设计工程中入口隔离阀的最小流道面积选用等于或大于安全阀的入口面积。一般来说，全启式石油化工装置安全阀在大型石油化工工艺流程较为常见，而微启式石油化工装置安全阀则多用于液压系统。

1.2石油化工装置安全阀出口管道的设计

1.2.1 满足安全阀流速要求

当压力容器内部介质的压力值超出预设值时，安全阀就会自行开启，将压力容器内的介质向外排放以降低容器内的压力值，此时对安全阀出口管道设计有一定的要求，出口管道的直径要大于安全阀出口的直径。由于石化生产的特殊性，安全阀向外排放的介质具有剧毒、易燃易爆易腐蚀的特点，对周围的环境以及人身健康会造成较大的威胁，所以对于安全阀排放的介质要经过严格的处理，一定要符合行业的规范标准。

1.2.2 保障安全阀运行可靠、平稳

（1）在安全阀出口管道设计时应该考虑到背压这一因素，背压要小于安全阀定压的一定值，如果背压值过大，就会对系统运行的稳定性有所影响，如果开启压力出现偏差，就会影响到系统的流量。背压一般出现在泄压装置的出口处，主要是因为介质的流动而产生的。所以在对安全阀出口管道设计时，应该根据流程图要求的整定压力、安全阀的形式、最终管道走向、管道管径进行布置，并且要确定背压是否符合相关指标。出口管管径小于安全阀出口直径也是减小背压的一种方式。

（2）在设计管道时，应规划好管道的弯曲度、支撑方式以及正确的安装等细节。否者，安全阀或管道中易出现应力现象，对系统形成破坏。此外，计算其应力分析可按照安全阀的排放系统模式而采取相应的措施。

（3）石油化工装置安全阀出口管应防止有积液。为避免火炬总管内的积液回流入支管，绝大部分数工艺介质的安全阀排出口连接于火炬总管上，并且顺介质流向45度斜口方向而接在泄压总管的顶端。其次，为防止排放安全阀管道袋形弯曲，应坡向主管。如果无法避免积液囤积，在低點要设置放净阀。最后，对于易凝的气体，需在低点处安置蒸汽伴热管，尽可能防止积液的产生。

（4）应合理设计石油化工装置安全阀的安装位置和标高，安装石油化工装置安全阀多采取直立法安装，安全阀的安装位置要尽量与被保护的管道或装置接近。为防止管道的固体或液体聚集，切勿将安全阀安装在水平管道的死端。石油化工装置安全阀一般都应当高于汇总管的标高，故安置于操作平台边缘

二、结束语

在石油化工企业生产的过程中，各种介质的输送和存储需要很多的管道以及压力容器等石化装置，而这些介质大部分为易燃易爆易腐蚀和剧毒性的物质，所以对石化装置的设计有较高的要求，安全性是设计中首要考虑的问题。储存介质的石化装置都有自身的安全压力值，当压力值超出安全极限时，就会导致安全事故的发生，而安全阀作为石化装置安全性的最后一道安全屏障，当装置内的压力超标时就会自行向外排放介质以保证装置的安全性。配管设计直接关系到安全阀的平稳可靠运行，所以应该加强对安全阀配管设计管理，根据生产的实际需求，合理设计配管的各项技术参数，为安全阀的安全稳定运行提供有利的条件，确保石化生产的高效运行。

参考文献

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