安全阀的选型 计算与设置规定

目 次

1 名词

2 引用标准

3 设计要求

3.1 安全阀的分类

3.2 安全阀的选型

3.3 安全阀的制造标准 3.4 安全阀的计算

3.5 安全阀设置

附录A 安全阀的计算

1 名词

1.1 安全阀

由弹簧作用或由导阀控制的安全阀。当入口处静压超过设定压力时，阀瓣上升以泄放被保护系统的超压，当压力降至回座压力时，可以自动关闭的安全泄放阀。

1.2 导阀

控制主阀动作的辅助压力泄放阀。

1.3 全启式安全阀

当安全阀入口处的静压达到其设定压力时，阀瓣迅速上升至最大高度，最大限度地排除超压的物料。一般用于可压缩流体。阀瓣的最大上升高度不小于喉径的1/4。

1.4 微启式安全阀

当安全阀入口处的静压达到其设定压力时，阀瓣位置随入口压力的升高而成比列的升高，最大限度地减少应排出的物料。一般用于不可压缩流体。阀瓣的最大上升高度不小于喉径的1/40～1/20。

1.5 弹簧式安全阀

由弹簧作用的安全阀。其设定压力由弹簧控制，其动作特性受背压的影响。

1.6 背压平衡式安全阀

由弹簧作用的安全阀。其设定压力由弹簧控制，用活塞或波纹管减少背压对其动作性能的影响。

1.7 导阀式安全阀

由导阀控制的安全阀。其设定压力由弹簧控制，其动作性能基本上不受背压的影响。当导阀失灵时，主阀仍能在不超过泄放压力时自动开启，并排出全部额定泄放量。

1.8 主安全阀

安全阀是被保护系统的主要安全泄放装置，其泄放面积是基于最大可能事故工况下的泄放量。

1.9 辅助安全阀

辅助安全阀（有时多于一个）是主安全阀的辅助装置，提供除主安全阀以外的附加泄放面积。用于非最大可能事故工况下的超压泄放。

1.10 实际排放面积

流体经过安全阀的最小流通面积。

1.11 有效泄放面积（最小泄放面积）

用公式或图表计算的泄放面积。有效泄放面积要小于实际泄放面积。

1.12 喉径面积

安全阀喷嘴中最小直径的面积。

1.13 环隙面积

安全阀的阀瓣与阀座之间的圆柱形面积。

1.14 最大工作压力

系指容器在正常工作情况下容器顶部可能达到的最大压力。见《设备和管道系统设计压力和温度的规定》（HG/T 20570.1-95）。

1.15 设计压力

系指设定的容器顶部的最高压力，应不小于安全阀的设定压力（开启压力）。

1.16 安全阀的设定压力

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。

1.17 安全阀的开启压力（整定压力）

安全阀的阀瓣开始升起，物料连续流出时的压力。数值与设定压力相同。

1.18 安全阀的背压

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。

1.19 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。

1.20 安全阀的泄放压力

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。

1.21 安全阀的回座压力

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。

1.22 最大允许工作压力

系指在设计温度下，容器顶部所允许承受的最大表压力。该压力是根据容器受压原件的有效厚度计算所得，且取其最小值。

2 引用标准

API 520《Sizing,Selection,and Installation of Pressure-Relieving Devices in Refineries》API 521《Guide for Pressure-Relieving and Depressuring Systems》

API 526《Flanged Steel Safety-Relief Valves》

GB 12243 《弹簧直接载荷式安全阀》

国家质量技术监督局《压力容器安全技术监察规程》

3 设计要求

3.1 安全阀的分类

安全阀有好几种分类方法，如按国家标准分类、按结构分类、按动作原理分类和按阀瓣

开启高度分类等。但在石油化工装置中常用的安全阀只有以下几种。

3.1.1 先导式安全阀：一种依靠从导阀排出介质来驱动或控制的安全阀，该导阀本身应是符合标准要求的直接载荷式安全阀。

3.1.2 平衡波纹管式安全阀：平衡波纹管式安全阀是平衡式安全阀的一种。它借助于在阀瓣和阀盖间安装波纹管的方法，将普通式安全阀的背压影响降低到最少。

3.1.3 通用式安全阀（弹簧直接载荷式安全阀）：

a) 全启式安全阀：阀瓣可以自动开启，其实际排放面积不决定于阀瓣的位置。一般用于排放介质为气体的条件下；

b) 微启式安全阀：阀瓣可以自动开启，其实际排放面积取决于阀瓣的位置。一般用于排放介质为液体的条件下。

3.1.4 封闭弹簧式安全阀：指安全阀弹簧罩（阀盖）是封闭的，弹簧不与大气接触。

3.1.5 不封闭弹簧式安全阀：指安全阀弹簧罩（阀盖）不封闭，弹簧可与大气接触。

3.2 安全阀的选型

3.2.1 排放介质为气体时，一般选用全启式安全阀；排放介质为液体时，一般选用微启式安全阀，也可选用全启式安全阀。当介质为液体选用全启式安全阀时，它的动作性能则变为微启式，其喷嘴内径应按微启式计算，应采用制造厂提供的微启式安全阀的流量系数。

3.2.2 在石油、石化生产装置中一般只选用弹簧式安全阀或先导式安全阀。

3.2.3 下列情况应选用平衡波纹管式安全阀：

a) 安全阀的背压力大于其整定压力的10 %，而小于30 %时；

b) 当介质具有腐蚀性、易结垢、易结焦，会影响安全阀弹簧的正常工作时；但平衡波纹管式安全阀不适用于酚、蜡液、重石油馏分、含焦粉等的介质上，也不适用于往复压缩机选用。

3.2.4 下列情况应选用先导式安全阀：

a) 安全阀的背压力大于其整定压力的30 %以上时；

b) 对要求安全阀的密封性能特别好的场合；

c) 对于介质有毒、有害时，应选用不流动式导阀（即导阀打开时，它不向外排放介质）。

3.2.5 除用于水、蒸汽、空气、氮气的安全阀外，所有安全阀都应选用封闭弹簧式结构。

3.2.6 排放介质的温度大于300 ℃时，应选用带散热片安全阀。

3.2.7 为检查阀瓣的灵活程度或作紧急泄压用时，应选用带板手的安全阀；排放介质为蒸汽时，应选用带板手的安全阀。

3.3 安全阀的制造标准

3.3.1 安全阀的制造标准

目前我国采用的安全阀制造标准有两种：