安全阀排汽量及排汽反力的计算问题

当蒸 汽 压 力超 过 弹簧
图１ 弹 簧 安 全 阀 结 构 示 意 图
范》 （ 以下简称 《 汽水管 规》 ） 附录 Ｃ ． ８ 安 全阀的选择计算 中 ， 对 于装设 在锅炉 汽包 、 过热 器和再 热器处 等安 全 阀 。 或 者设 计 压力大 于等于 １ ＭＰ ａ的蒸 汽管道 或者容 器上的 安全 阀 ． 在 缺乏 制造厂 的资料 时 ． 可 以按 照排放源 为过热蒸汽还 是饱和
蒸汽 ． 由下 面 ２个 公 式 进 行 计 算 。 当排 放 源 为 过 热 蒸 汽 时 ． 排 汽量为 ：
Ｇ＝ ０ ． ０ ０ ２ ４ Ｘ１ Ｉ ｎ Ｆ ｘ ／ ｅ ｏ ／ Ｖ ｏ （ ３）
的反作用力 时 ． 弹 簧 被
压缩 ． 阀 芯 抬 起 离 开 阀 座 排 出蒸 汽 。 当 蒸 汽 压 力 小 于 弹 簧 的
因 此 本 文 罗 列 常 用 的安 全 阀 排 汽 管 道 的水 力 计 算 公 式 。
蒸 汽在安全 阀后 的绝 对压力／ Ｍ Ｐ ａ ｆ 确定 Ｐ ， 需要 考虑 阀后管
道 及 附 件 的阻 力 ） ； ｎ 一 并 联 装 设 的 安 全 阀数 量， 个； ｌ ａ ， 、 ： 一 安 全 阀 的 流 量 系数 ．由试 验 确 定 或 者 按 照 制 造 厂 资 料 取 值 ， 一 般 ｍ 可取 为 ０ ． ９ ， ｔ ｘ ２ 取为 ０ ． ６ ； Ｂ一考 虑 蒸 汽 － ｎ Ｉ Ｎ 缩 性 的 修 正 系数 ， 与绝热 指数 ｋ ， 压力比Ｐ 。 ， 阻力 等因素有关 ， 对 于水 ，
安全 阀的排放 参数是 指安全 阀起跳 时 的参数 ．包括 压
力． 温度 。 流 量 和 排 放 比等 。 安 全 阀所 处 蒸 汽 系 统 的额 定 压 力 和 安 全 阀 的整 定 压 力 之 间 的 关 系 按 《 蒸 汽 锅 炉 安 全 技
杆式安全 阀 ： 弹簧式 安全阀 ； 和脉冲式安 全阀…。 目前 电站 系统 中应用 的安全 阀大 部分是 弹簧 全启式 安 全 阀， 其 主要结构 由阀体 、 阀芯 、 阀座 、 阀杆 、 弹簧 、 调整 螺丝
由于压力泄放在 喉部完成 ． 因 此 安 全 阀 的 排 放 过 程 可 以 看 做 是 一 个 绝 热 的过 程 。 故排放前 后介质温度不 变。
１ ． ２ 安 全 阀 排 放量 计 算 方 法
簧作用于 阀芯 的反作 用 力来 平 衡 作 用
在 阀 芯 上 的蒸 汽 压 力
下
在 Ｄ Ｌ ｆ ｒ ５ ０ ５ ４ — １ ９ ９ ６《 火 力 发 电 厂 汽 水 管 道 设 计 技 术 规
（ ４ ）
应力分析 的重要部分 ． 是保 障安全 阀正常工作 和蒸汽管 道系
统 合 理 设 计 的 关 键 前 提 是 安 全 阀排 汽 管 道 支 吊架 设 计 的 前
提 基 础
当设计压 力为 １ ＭＰ ａ 及 以 下 的蒸 汽 管 道 或 压 力 容 器 ． 排
安全 阀的水 力计算 主要指 安全 阀排汽管 道 的排汽 量和
排 汽 反 力 计 算
（ ５ ）
其 中： Ｇ一安 全 阀的通 流量， （ ｔ ／ ｝ １ ） ； Ｐ ｏ 一安全 阀前 蒸 汽滞
止绝对 ／ ￣ － ／ （ Ｍｐ ａ ） ， Ｖ ０ 一 安 全 阀 前 蒸 汽 滞 止 比 容／ （ ｍ ３ ／ ｋ ｇ ） ； Ｐ ２ 一
虽然很 多工 具书及 规范手 册 中分 别单独 介绍 了不 同 的 安全 阀排 汽管道 的排 汽量 及排汽反 力的计算方法 。 但很少有 工具 书和规 范对 安全 阀排汽管 道 的排 汽量及 排 汽反力 的各 个计算 方法有详尽 、 系统 和全面的对 比分 析。
手 柄等组成 ． 各 部 件 可 参 见图 １ 其 工 作 原 理 是 弹
上
术监 察规 程》 ［ ２ ］ 第 １ ４ ３条确 定 ， 一 般情 况下 整定 压力 按下 式
计算 ：
Ｐ １ ． ０ ３ ～１ ． １ （ １ ）
安全 阀的排放压力 为 ：
Ｐ ＝ Ｉ ． ０ ３ Ｐ Ｂ ＋ ０ ． １ ＭＰ ａ （ Ａ） （ ２ ）
反作用力 时 ． 弹簧伸长将 阀芯往 下压使阀芯 和阀座 紧密结合
停止排汽 ¨ ３ ＿ 在 工 程 设 计 中 ．压 力 容 器 及 管 道 若 使 用 安 全 阀 进 行 保
护． 则 必须进行 安全 阀排汽 管道 的水力计 算 ． 这关 系到 安全 阀及其所保 护的承压设备 及管道能 否安全工作
１ 安全 阀排汽 量计算
１ ． １ 安 全 阀排 放 介 质 的 参数
安全 阀作 为一种承压设备 及管道上使用 的安全设备 ． 广
泛 应用 在电力 、 石 油化 工等各行 业 。 能 有 效 保 护 承 压 设 备 及 管道 ， 降低设备损失 率 ， 避 免严 重 运 行 事 故 。 安 全 阀按 其 结 构 形 式 可 分 为 ４大 类 ：静 重 式 安 全 阀 ； 杠
Ｉ Ｉ 研 究 与 探 讨
安全阔排汔量及相 与 汔 反 力 的 计 算 问 题
孙培锋 １ 蒋志强 ２
（ １中国联 合 工程公 司 浙江杭 州 ３ １ ０ ０ ２ ２ ２中 国华 电集 团公 司 北京 １ ０ ０ ０ ３ １ １
摘要 结合 实际工程 。 对安 全 阀排 汽管道 的各个水 力计算公 式进行验证 计算 ． 比较按 照不 同公 式计算得 到的安全 阀排 汽
排 汽量 排汽反 力
量和排汽反 力 ． 得 出结 论 推 荐 工程 计 算 中适 用 的 安 全 阀排 汽反 力 的 简便 计 算公 式 。
关 键 词 安 全 阀 排 汽管道
中图分类号 ： Ｔ Ｋ ４ ０ ２
０ 引 言
文献标识码 ： Ａ
文章编 号 ： １ ６ ７ ２ — ９ ０ ６ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ １ ６ — ０ ３
安 全 阀 的 水 力 计 算 是 安 全 阀 及 其 所 附 属 蒸 汽 管 道 系 统
当排放源为饱 和蒸汽时 ， 排汽量为 ：
Ｇ ＝ ０ ． ０ ０ ２ ２ ８ ８ １ ｘ
Ｇ ＝ ０ ． ０ ０ ２ ４ Ｘ Ｉ ｚ ｎ Ｂ Ｆ ｘ ／ （ Ｐ ｏ － Ｐ ２ ） ／ ｖ ０