安全阀设计和选用

安全阀相关压力1.公称压力：表示安全阀在常温状态下的最高许用压力，高温设备用的安全阀应考虑高温下材料许用应力的降低。

安全阀是按公称压力标准进行设计制造的。

2.设定压力：安全阀入口处的静压达到该值时，安全阀将动作。

设定压力要求不大于被保护系统内最低的设计压力。

3.开启压力：也叫整定压力、起跳压力，是安全阀阀瓣在运行条件下开始升起，物料连续流出时的介质压力。

数值与设定压力相同。

开启压力是进口端的压力！4.排放压力（泄放压力）：阀瓣达到规定开启高度时进口侧的压力,即安全阀的阀芯升到最大高度后阀入口处的压力。

泄放压力等于设定压力加超压。

5.回座压力：安全阀排放后，阀瓣重新压紧阀座，介质停止排出时的进口压力。

（安全阀起跳后，随着被保护系统内压力的下降，阀芯重新回到阀座时的压力。

）回座压力是表征安全阀使用品质的一个重要参数，一般要求它至少为工作压力80％，上限以不产生阀瓣频繁跳动为宜。

6.启闭压差：开启压力和回座压力之差。

7.背压：安全阀背压是指作用在安全阀出口处的压力。

背压分为静背压和动背压。

静背压是指安全阀未起跳时阀出口处的压力；动背压是指安全阀起跳后，由于流体的流动引起的摩擦压力降值。

如出口排空，则接近于大气压力；如出口接有出口管道再排空，则出口压力为管道作用在安全阀出口处的压力。

静背压是指安全阀未起跳时阀出口处的压力；动背压是指安全阀起跳后，由于流体的流动引起的摩擦压力降值。

阻力产生的背压力；如出口接背压容器，则出口压力为背压容器压力加管道阻力产生压力。

出口压力为出口侧的压力！安全阀背压分静背压和动背压，通俗解释静背压是安全阀排放处静压，是一定值，如直接排放大为0表压。

动背压是安全阀排放时,系统排放气阻力降,如排放火炬动背压50kPa（表压），包括排放总管阻力降20kPa，高空火炬阻力降30kPa之和。

如果排放总管比较长阻力降大于20kPa，或高空火炬大于30kPa，动背压会产生变化。

安全阀背压指的是安全泄放后，压力释放在管线中产生的压力，所以楼主说的排放大气的安全阀就不存在后路产生压力，也就是说接大气的安全阀背压为0。

要注意安全阀排放口后面的管道设置，设置不好很有可能会形成背压。

后端管道尽量要直，越短越好。

8.安全阀的超压：在泄放过程中，安全阀入口处的压力超过设定压力的部分，通常以百分数表示。

9.排放压力=整定压力+超压，根据GB/T12241-2005《安全阀一般要求》，其中超压一般为10％整定压力，但是现在有些不少生产厂家都能将安全阀的超压控制在5％左右。

排放压力=1.1整定压力+0.1，详见容规。

安全阀的排放压力，和排放的介质和安全阀的结构有关，仅以弹簧直接载荷式安全阀为例（GB/T12243-2005）：蒸汽用安全阀≤1.03整定压力空气或其他气体≤1.10整定压力水或其他液体≤1.20整定压力10.安全阀与容器有关的压力关系表容器压力百分比安全阀设计压力（或最大允许工作压力）121％火灾用安全阀的最大泄放压力116％非火灾用辅助安全阀的最大泄放压力110％非火灾用主安全阀的最大泄放压力、火灾用辅助安全阀的最大设定压力105％非火灾用辅助安全阀的最大设定压力100％主安全阀的最大设定压力93％～97％回座压力11.安全泄放装置的相关压力的确定1)对于独立压力系统中管道上的安全泄放装置，相关压力的确定应以系统的设计压力为基准，且符合以下规定。

a.当安装一个安全泄放装置时，安全阀的设定压力（或爆破片装置最大标定爆破压力）应不大于系统设计压力，且最大泄放压力应不大于系统设计压力的10％和20kPa中的较大者。

b.当安装多个安全泄放装置时，至少有一个安全阀的设定压力（或爆破片装置最大标定爆破压力）应不大于系统设计压力，其余安全阀设定压力（或爆破片装置最大标定爆破压力）不得超过系统设计压力的5%，且安全阀最大泄放压力均应不大于系统设计压力的12%或30kPa中的较大者。

c.为防止火灾事故发生而安装的安全泄放装置，其最大泄放压力应不大于系统设计压力的16%。

2）对于防止液体管道热膨胀的安全泄放装置，安全阀设定压力（或爆破片装置最大标定爆破压力）应不大于管道设计压力的120%和系统试验压力中的较小值，且最大泄放压力应不超过相应温度下管道压力额定值的20%或由压力产生的管道名义应力不超过材料许用应力值的20%。

3）除上述两种情况外，在满足GB/T20801.3中4.2.3.1～4.2.3.8要求的条件下，最大泄放压力应不超过GB/T20801.3中4.2.3.9和4.2.3.10规定的允许压力变动范围。

4）GC1级管道安全阀的设定压力（或爆破片装置最大标定爆破压力）应不大于管道设计压力，安全阀的最大泄放压力应不超过设计压力的10%。

12.名词解释12.1公称压力norminal pressure安全阀进口法兰的压力等级，亦为阀体强度试验压力的计算基础，单位为兆帕（MPa）；代号为PN。

12.2公称通径norminal diameter安全阀进口法兰的公称直径，单位为毫米（mm）；代号为DN。

12.3喉部直径throat diameter阀座进口侧流道最小截面处的直径,单位为毫米（mm）；代号为d。

12.4开启高度lift阀瓣离开关闭位置的实际升程，单位为毫米（mm）；代号为h。

12.5排放面积relieving area阀门排放时流体通道最小截面积，单位为平方厘米（cm2）；代号为A d。

12.6帘面积curtain area当阀瓣在阀座上升起时，在其密封面之间形成的圆柱面形或圆锥面形通道面积，单位为平方厘米（cm2）；代号为A c。

12.7开启压力set pressure安全阀阀瓣在运行条件下开始升起时的进口压力。

在该压力下，开始有可测量的开启高度，介质呈可由视觉或听觉感知的连续排出状态，单位为兆帕（MPa）；代号为P s。

12.8密封试验压力seal test pressure进行密封试验时的进口压力，在该压力下测量通过关闭件密封面的泄漏率，单位为兆帕（MPa）；代号为P t。

12.9回座压力re-seating pressure排放后阀瓣重新与阀座接触，即开启高度为零时的进口压力，单位为兆帕（MPa）；代号为P r。

12.10排放压力relieving pressure阀瓣达到规定开启高度时进口压力，单位为兆帕（MPa）；代号为P d。

12.11额定排放压力certified relieving pressure标准规定的排放压力上限值，单位为兆帕（MPa）；代号为P dr。

安全阀相关计算全启式安全阀（即h ≥1/4d t ），A=π/4d t 2微启式安全阀（即h ＜1/20d t ），平面型密封面A=πd v h ，锥面型密封面A=πd t h sin Φ1)压缩气体系统的安全泄放量的计算W s =2.83×10-3ρg υd 22)安全阀的最小泄放面积计算①饱和蒸汽（饱和蒸汽中蒸汽含量不小于98%，最大过热度为10℃）当p d ≤10MPa 时：dsKp W A 25.5当10MPa ＜p d ≤22MPa 时：73152.22968956.19025.5d d d sp p Kp W A ②气体临界条件：112k k d o k p p ZTM CKpW A ds076.0亚临界条件：11k 2k k d o p pk k d o d o dsp p p p k k ZTM Kp W A k 12184.55W s ——系统的安全泄放量，kg/h ；ρg ——泄放压力下气体的密度，kg/m 3；υ——进口管最大气体流速，m/s ；d ——进料管内径，mm ；A ——安全阀的最小泄放面积，mm 2；d t ——安全阀最小流道直径（阀座喉部直径），mm ；d v ——安全阀阀座口径，mm ；Φ——锥型密封面的半锥角，度°；p o ——安全阀出口侧压力，MPa （绝压）；p d ——安全阀的最大泄放压力，MPa （绝压）；K ——安全阀的额定泄放系数，K 取0.9倍泄放系数（泄放系数与阀的结构有关，应根据实验数据确定，由安全阀制造厂提供），无参考数据时，可按下述规定选取：全启式安全阀K =0.60～0.70带调节圈的微启式安全阀K =0.40～0.50不带调节圈的微启式安全阀K =0.25～0.35C ——气体特性系数，可查表或按下式计算：1112520k k k k C k ——气体绝热指数；M ——气体的摩尔质量，kg/kmol ；T ——泄放的气体温度，K ；Z ——在泄放压力及温度下，气体的压缩系数；3)排放管道的管径（气相）1在背压允许的范围内，应保持排放管道内的物料具有较高的流速，使之经济合理。

2直接排至大气的管道，排放管出口马赫数取≤0.5；对于排入密闭系统的管道，马赫数取0.5～0.7。

马赫数的计算：au u Ma / ，gda kp u 310式中Ma ——马赫数；u a ——声速，m/s ；u ——物料速度，m/s ；p d ——物料压力，MPa ；排放管道压力较低，压力降计算公式应选用可压缩流体的压力降计算公式。

不同k值时的气体特性系数C值k C k C k C k C 1.00315 1.2337 1.40356 1.60372 1.02318 1.22339 1.42358 1.62374 1.04320 1.24341 1.44359 1.64376 1.06322 1.26343 1.46361 1.66377 1.08324 1.28345 1.48363 1.68379 1.10327 1.30347 1.50364 1.70380 1.12329 1.32349 1.52366 2.00400 1.14331 1.34351 1.54368 2.20412 1.16333 1.36352 1.563691.18335 1.38354 1.58371安全阀的配管（1）安全阀应直立安装在被保护的设备或管道上。

（2）安全阀的安装应尽量靠近被保护的设备或管道，如不能靠近布置，则从保护的设备到安全阀入口的管道压头总损失，不应超过该阀定压值的3%。

（3）安全阀设置位置应考虑尽量减少压力波动的影响，安全阀在压力波动源后的位置见表。

在往复式压缩机排出口管道上安装安全泄放装置时，脉动阻尼器或孔板的设置应紧靠压缩机，且脉动阻尼器或孔板至安全泄放装置的直管段的长度至少应为10倍的管径。

压力波动源最小直管段长度L调节阀和截止阀25倍公称直径不在一个平面内的两个弯头20倍公称直径同一个平面内的两个弯头15倍公称直径一个弯头10倍公称直径脉动衰减器10倍公称直径（4）安全阀不应安装在长的水平管段的死端，以免死端积聚固体或液体物料，影响安全阀正常工作。