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安全阀的正确安装方式!
作者:admin 发布日期:2018/2/24 关注次数: 二维码分享

1 进口管道

设计进口管道时,其中一个主要的考虑因素是将进口管路的压降降低到最小。通常安全阀的标准推荐压降应保持在安全阀排放时设定压力的3%以下。安全阀的进口连接管较短时,进口管道至少同安全阀的进口口径同径。对于较大口径的管道,或带有弯管的连接管道,连接的支管应至少比安全阀的进口大两口径,然后再变径至安全阀的进口口径(见图1a)。过多的压力损失会导致安全阀的“频跳”,从而降低安全阀的排量,损坏阀座表面以及其它的部件。为了降低进口的压力损失,应采用以下的方法:

√增加管道的口径(见图1a)。

√确保任何弯处都是圆弧形的。BS 6759标准推荐弯管的半径不小于管径的四分之一(见图1b) 。

√减小进口管道的长度。

√在任何的合流管或分流管的“Y”型接头,或任何弯管的下游处,安全阀的安装间距应至少是8-10倍的管径(见图1c)。

√安全阀的连接支管不能直接安装在蒸汽管道较低一侧的支管对面。

√避免进口管路上有取汽支管(例如供给其它制程),这会增加压降。

安全阀

图1 安全阀的正确安装

安装安全阀时总要使阀帽垂直向上。在其它任何方向上安装安全阀将会影响其动作性能。

API520推荐实施方法也规定了安全阀不应安装在长水平管道的末端。管道末端没有什么流量了,这会引起外来杂质或冷凝水的积聚,将使安全阀出现不必要的损坏,或妨碍安全阀的动作。

2 排放管道

有两种类型的排放系统——开式系统和闭式系统。开式系统直接排放至大气,而闭式系统排放至与其它安全阀排放口相连的集管中。

蒸汽和气体系统安全阀的排放管道推荐向上布置,而液体系统的排放管应向下安装。但是任何向上的排放管都应布置排水点。

安全阀出口的水平管道应至少1:100的向下坡度,该坡度可确保排放管能自行排水。但是任何垂直向上的管道还需要单独的排水点。注意排水系统也是整个排放系统的一部分,因此也要满足适用于排放系统的相同注意事项,尤其是不能影响安全阀的动作性能,任何流体必须排放至安全处。

要确保流体不会积聚在安全阀的下游侧,因为这将妨碍安全阀的性能,引起弹簧和内部件的侵蚀。许多安全阀的阀体上提供了排水连接口,如果实际应用中这个排水口没有使用,或安全阀上没有提供这个排水口,应在尽可能靠近安全阀出口的管道上布置一个小的排水口(见图2)。

蒸汽系统安全阀安装

图2 蒸汽系统安全阀的正确安装

闭式系统中主要的问题之一是排放系统的压力降或排放背压力。BS 6759标准规定压降应维持在设定压力的12%以下。为了做到这一点,排放管道按公式(1)来计算:

式中:

d=管径;

Le=管道的等效长度;

m=排量(kg/h);

P=安全阀的设定压力(bar g)×所需的压降百分比;

Vg=压力(P)对应的蒸汽比容(m3/kg)。

根据有关的标准,压力(P)应考虑最大允许的压降。在BS 6759标准中,应是设定压力的12%,在这个压力下取比容Vg的数值。

如果安全阀的背压力不可能降低到设定压力的12%以下,就需要使用平衡式安全阀。

平衡式安全阀的阀帽需要与大气相通。如果是平衡波纹管式安全阀,制程流体不会泄漏至大气。因此可直接与大气相通。主要的设计问题是要确保排空孔不会被诸如外来杂质或冰块等物质堵住。如果是平衡活塞式安全阀,必须考虑制程流体能从阀帽开口处流出的事实。如果排放至一个承压系统,排空管道需要合适的选型,不会在活塞上方形成背压。

安装在室外、直接排放至大气的安全阀应外罩一个顶棚。顶棚不影响安全阀排放,同时又可防止脏物或其它杂质进入排放管,影响到背压。顶棚的设计也使之不影响到背压。

3 集管

集管应这样设计,即使在最坏的条件(即所有集管连接的安全阀在排放),排放管也足够容纳排量而不会产生不可接受的背压。理想情况下,随着每一个安全阀排放至集管,集管的容积随之增加,并且与集管的连接处在流动的方向上不大于45°角(见图3)。必要时集管也应安全可靠和正确排水。

对于应用于蒸汽的场合,通常不建议使用集管。但如果充分考虑了设计和安装的方方面面,也可采用集管的方式。

4 排放的反冲力

开式系统中,必须仔细考虑安全阀启跳时排放系统产生的反冲力的影响。在这些系统中,会在排放的反方向形成可观的合成的反冲力。因此防止由这些反冲力产生的过多荷载作用于阀门或进口连接处是非常重要的,否则会损坏进口连接管道。反冲力可通过公式2来计算:

式中:

F=排放点的反冲力(N);

m=排放的质量流量(kg/s);

k=流体的绝热系数;

T=流体温度(K);

M=流体的分子质量(kg/km.l);

A=排放点的出口面积(mm2);

P=排放点的出口静压力(bar g)。

名义口径小于75mm的安全阀产生的反冲力通常很小,但是大于这个口径的安全阀通常在阀体装的反作用支撑的安装法兰以确保安全阀的正确保护。

闭式系统中形成的反冲力通常可忽略不计,因此不考虑反冲力。

不管反冲力的大小,绝对不能依靠安全阀本身来支撑排放管,而是要另加支撑以抵住排放管本身的质量。这根支撑应尽可能的靠近垂直排空管道的中心处(如图4所示)。

图5和图6显示了开式系统和闭式系统安全阀的典型安装方式。

图4 开式系统产生的反冲力

5 转换阀

转换阀(见图7)允许两个安全阀并排安装,一个运行的同时,另一个被隔离开来。这就意味着可以在不打断受保护系统或容器的正常运行情况下进行常规维护工作。转换阀是这样设计:在安全阀工作时,流通面积决不会受到限制。

转换阀也能用来连接安全阀的出口处,这样排放管路就不会重复。同时与安全阀进口和出口连接的转换阀的作用有限,并且由于安全的原因需要同步动作。通常通过连接两个手轮的链驱动系统来实现。

当确定安全阀的进口压降时,必须考虑转换阀引起的压力损失,应限制在设定压力的3%以内。

图7 转换阀

6 总结

安全阀应尽可能直立运输,绝对不能用安全阀的微升杆搬运或提起安全阀。此外实际安装之前,不应拆除保护堵塞和法兰保护套。在安全阀的动作期间也应注意防止安全阀承受过大的振动,否则会引起内部件的损坏或不对中。

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