四、压力容器安全泄放装置讲解

回座压力
排气压力
e
d
f
c
密封压力 g
b
ha 压力
开启压力 泄漏压力
五、压力容器的安全装置
（四）安全阀
2、类型
（1）按加载机构分类： 重锤扛杆式——结构简单、笨重、调整容易，密封性不高、
不耐震动。适应压力较低、高温、。 弹簧式——结构紧凑、轻便、密封性好、较灵敏可靠。不适
用高温，。 （2）按阀瓣开启程度分 微启式 h=（1/40-1/20）do（要求平稳、排量小） 全启式 h ≥do /4 （中低压容器、要求排量大、紧凑）
密封性好 泄压反应快 对污物不敏感
结构简单
更换容易
动作压力（T溶）较 易控制
密封性好 继续使用
缺点
密封性差 滞后现象 不洁堵塞
一次性使用 易受疲劳影响 动作压力不易控制
一次性使用 泄放量小
不稳定（溶化、脱 落）
结构复杂
应用
适宜清洁气体、 适宜剧毒介质或压 非剧毒或压力 力骤升场合；波动
非骤升场合 大、液化气、频繁 超压不宜
五、压力容器的安全装置
（4）调试校验 开启压力=（1.05-1.10）容器正常（允许） 工作压力，但不得大于容器设计压力。 检验：每年一次——水压、密封、校调（开
启压力和回座压力）。
（5）安装 ☆垂直安装、气相空间、减少阻力。 ☆容器与阀之间不宜设置截止阀。对于易燃、
毒性大、腐蚀、粘性介质，可设置截止阀，但 保证正常泄放，且运行时保持全开， 并引出容器外安全地点。
PN、DN、阀型
流道直径
（2）阀体、阀瓣、弹簧等材料的选择
按介质的压力、温度和腐蚀性等选定。
五、压力容器的安全装置
（3）选择步骤
A、根据容器工作压力、温度、介质特性和产品样本等， 选择安全阀型式、规格和材料等；
B、按照选定的PN、DN，确定安全阀阀座流道直径、 计算额定泄放量G
C、计算容器的安全排放量Ws，并满足 G＞Ws。
或铭牌的排量（符合设计要求）≥ Ws
五、压力容器的安全装置
[例]选择空气贮罐安全阀。
[解]选用全启式弹簧安全阀，型号A42H—16C
A
4
2
H
16
C
弹簧 法兰连接 全启式 合金钢 公称压力 铸铁阀体 （杠杆GA） （内螺纹1） （微启1） 密封面 1.6MPa （不锈钢P）
（铜T ）
DN50阀最小流道口径为32mm，计算安全排量G=5184kg/hr。 容器的安全泄放量Ws=4585kg/hr，满足G＞Ws。
无
无
整片段
有
由膜片材料决定
中、高、超高 压
气、液
低、中 气
低 气、液
低 气、液
中
好
差
差
高
高
中
低
中
大
小
小
难
难
易
易
广泛
中、低压或大 直径
气体
低压
腐蚀性、低压、 操作波动性大
五、压力容器的安全装置
2、选用
A、类型
介质：腐蚀性、粘性、沉淀性
材料
载荷：中、高、超高压—正拱型 低压、大直径、真空、脉动—反拱型
2、性能比较
安全阀
爆破片 安全阀与爆破片组合
密封性 响应性 重复性 适应性
简易性 经济性
较差 较慢
有 清洁、无剧毒 、升压速度慢
好 好
好 快 无
粘、脏、毒、 压力波动小、
升压速度快
较差 较差
好 快 有 剧毒、腐蚀、压力波动 不大、升压速度慢
差 较差
五、压力容器的安全装置
（三）安全装置的基本要求
（1）满足设备的工艺要求，且具有良好的密封性，所用材 质能适应粘性大、毒性腐蚀性强、压力有波动等介质。
五、压力容器的安全装置
（四）爆破片 1、类型与比较
（1）类型
剪切平板型
弯曲平板型
五、压力容器的安全装置
普通正拱型 开缝正拱型
பைடு நூலகம்
反拱型
（2）比较
有无碎片 温度范围 压力范围
相态要求 耐疲劳性 爆破精度 阻力大小 加工难易 应用范围
五、压力容器的安全装置
拉伸正拱型 失稳反拱型 剪切平板型 弯曲平板型
温度：膜片最高金属使用温度高于介质温度
B、动作压力
与型式有关。不超过容器设计压力。
[例]正拱拉伸型：最低标定爆破压力 Pb = 1.43 Pw
反拱型：Pb = 1.10 Pw
容器设计压力
C、泄放面积
G＞Ws
Ao
定义
正常操作压力（NWP）
最大允许操作压力（MAWP）≤设计压力
设定压力（RP）
MAWP=1.1NWP
超压 累积
设计压力
RP 泄压设备启动
NWP
五、压力容器的安全装置
（二）泄压装置 1、类型
类型
阀型
断裂型
熔化型
组合型
装置
安全阀
爆破片（帽）
易熔塞
安全阀+爆破片
优点
自动关闭 重复使用 调整容易
五、压力容器的安全装置
安全阀
扛杆式
弹簧式
五、压力容器的安全装置
微启式
全启式
五、压力容器的安全装置
4、选用
（1）阀型
（2）规格
公称压力 PN——常温下最大允许压力（≠排气压力）：
PN：1.6 2.5 4 6.4 10 16 32 （MPa）等
公称直径 DN——标准系列通径
DN：15 20 25 32 40 50 80 100 150（mm）等
气瓶
适用剧毒、贵 重介质，但压
力骤升不宜
五、压力容器的安全装置
串联
并联
阀前膜后
膜前阀后
无压
阀
膜阀
无压
阀
膜
膜
爆破片不受压力和温 完全隔离介质（毒性、排量大 度长期作用的疲劳影 腐蚀、燃烧、阻塞），一次泄压(安全阀)+二次泄 响，防止安全阀泄漏。 爆破后可继续运行。 压(爆破破)
五、压力容器的安全装置
（2）能及时迅速排放器内介质，泄压反应快，动作及时， 无明显的滞后现象。
装置的泄放量G＞安全排放量Ws
G—装置完全开启后，在泄放压力下单位时间排出介质量； Ws—容器超压时，保证压力不升高单位时间排出介质量。
五、压力容器的安全装置
（四）安全阀
1、动作过程
理想过程 b
c 排 量
额定排放量
排 量
d
a
压力
确定泄压系统方法
确定需要安装泄压装置的设备和位置 选择泄压装置类型（系统、过程、物料）
确定泄放方式（相态、流速） 获取原始数据（物性、反应速率、爆燃数据） 确定泄放尺寸（单相或两相、粉尘和蒸汽爆炸—泄放面积）
选择最坏的泄放状况（最大泄放尺寸） 设计泄放系统（泄放装置+分液器、冷凝器、洗涤器、火炬）
五、压力容器的安全装置
（一）安全装置(附件)的作用与类型 按照功能可分成三类： （1）安全泄压装置—安全阀、爆破膜（片）及其组
合。—防止超压爆炸(物理、化学) ：操作失误、设备 故障
泄压系统—（泄压设备+下游处理设备）
（2）计量显示或（和）报警装置—液面计、压力表、温 度计及其报警装置等。
（3）连锁装置—联锁开关、联动阀、电接点压力表或温 度计、自动液面计等—防止操作失误。