安全泄压装置

(一)安全泄压装置与安全泄放量

当压力容器超过了其最高使用压力，容器就有可能因过渡的塑性变形而遭到破坏，并会由此造成恶性重大事故。

安全泄压装置就是为保证压力容器安全运行，防止它发生超压的一种保险装置。它的性能是正常时不漏，超压时排气，使容器内的压力始终保持在最高许用压力的范围之内。

1.安全泄压装置的作用及其设置原则

压力容器是一种承受压力的设备。但是每一个压力容器都是按预定的使用压力进行设计的，所以它的壁厚只能允许承受一定的压力，即所谓最高使用压力。在这个压力范围内，压力容器可以安全运行，超过这个压力，容器就有可能因过度的塑性变形而遭到破坏，并会由此造成恶性重大事故。

①压力容器超压的可能性：由于种种原因，压力容器在运行中，常常存在超压的可能：即内部压力超过规定的使用压力，这种现象常见于：

1)压力来自器外的压力容器：输入气量大于输出，容器气体密度增大，压力增高(出口

堵塞)；

2)通过减压阀使用较高压力的气体的压力容器：减压阀失灵，操作失误。使高压气体直

接进入；

3)盛装液化气体的压力容器：装液过量，意外受热；

4)由于介质的化学反应而产生的气体的压力容器：物料控制不当(过量或杂质)；

5)贮装易于发生聚合反应的气体的压力容器：贮存时间过长，未加阻聚剂，混入促进聚

合反应的杂质；

6)用于制造高分子聚合物的高压釜：原料、催化剂使用不当或操作失误，致使单体物料

发生爆聚，产生过量的热。

②作用：安全泄压装置就是为保证压力容器安全运行、防止它发生超压的一种保险装置。它的性能是(正常时不漏，超压时排气)使容器内的压力始终保持在最高许多压力的范围内。实际上，安全泄压装置除了具有把容器内过高的压力自动地降低这样一种主要功能外，还有自动报警的作用。因为当它开放排气时，由于气体的流速较高，常常发出较大的响声，成为容器内压力过高的音响讯号。

③安全泄压装置的设置原则

压力容器应根据以下的原则设置安全泄压装置：

1．在连续的操作系统中，如果装置有工作压力相同的多个压力容器，而气体压力在每个容器内不会自行升高者，可以按同压力的系统在连接管道或其中的一个容器上装设安全泄压装置。

2．压力容器内的压力是由于器内介质的化学反应而产生，或化学反应能使压力升高者，容器应单独装设安全泄压装置。

3．压力容器内的介质的压力会由于容器内部或外部受热而显著增高，且容器与其他设备的连接管道又装有阀门者，容器应单独装设安全泄压装置。

4．盛装或使用水蒸汽的压力容器，如最高许用压力不小于蒸汽锅炉时，可以不装设安全泄压装置。但如果蒸汽是经过减压以后输入压力容器，且容器的最高许用压力小于锅炉者，则应在容器上或减压阀出口管上装设安全泄压装置。

（二）安全泄压装置的类型及其特点

安全泄压装置按其结构型式可以分为阀型、断裂型、熔化型和组合型等几种。

(一)阀型安全泄压装置

阀型安全泄压装置就是常用的安全阀，它是通过阀的开放排出气体以降低容器内的压力的。这种安全泄压装置的特点是它仅仅排泄压力容器内高于规定的部分压力，而一当容器内的压力降至正常操作压力时，它即自动关闭。所以它可以避免容器因一旦出现超压就得把全部气体排出而造成的浪费和生产中断。由于这个原因，阀型安全泄压装置被广泛用于各种压力容器中。这类安全泄压装置的缺点是：密封性能较差，在正常的工作压力下也常常会有轻微的泄漏，由于弹簧等的惯性作用，阀的开放常有滞后作用；用于一些不洁净的气体时，阀口有被堵塞或阀瓣有被粘住的可能。

(二)断裂型安全泄压装置

常用的断裂型安全泄压装置是防爆片和防爆帽。前者用于中、低压容器，后者多用于超高压容器。这类安全泄压装置是通过装置元件（防爆片、防爆帽)的断裂而排出气体的。它的特点是密封性能较好、泄压反应较快以及气体内所含的污物对它的影响较小等。但是由于它在完成泄压作用以后即不能继续使用，而且容器也得停止运行，所以一般只被用于超压可能性较小而且又不宜装设阀型安全泄压装置的容器中。

(三)熔化型安全泄压装置

熔化型安全泄压装置就是常用的易熔塞。它是通过易熔合金的熔化使容器内的气体从原来填充有易熔合金的孔中排出以泄放压力的。它主要用于防止容器由于温度升高而发生的超压。因为只有在温度升高到一定程度以后，易熔合金始能熔化，器内压力才能泄放。由于易熔合金的强度很低，这种安全泄压装置的泄放面积不能太大，因此只能装设在需要泄放量很小的压力容器上，一般多用于液化气体气瓶。

(四)组合型安全泄压装置

组合型安全泄压装置同时具有阀型和断裂型或阀型和熔化型的泄放装置。常见的有弹簧安全阀和防爆片的组合型。这种类型的安全泄压装置同时具有阀型和断裂型的优点。即它既可以防止阀型安全泄压装置的泄漏，又可以在排放过高的压力以后使容器能继续运行。组合型安全泄压装置的防爆片可以在安全阀的入口侧，也可以在出口侧，前者主要是利用肪爆片把安全阀与气体隔离，以防安全阀受腐蚀或受污物堵塞粘结等。容器超压时，防爆片断裂、安全阀开放排气。待压力降至正常操作压力时，安全阀关闭，容器可以继续运行。这种结构要求防爆片的断裂对安全阀的正常动作没有任何妨碍，而且要在中间设置检查孔，以便及时发现防爆片的异常现象。后一种(即防爆片在安全阀的出口侧)可以使防爆片不受气体的压力与温度的长期作用而产生疲劳，而利用防爆片来防止安全阀的泄漏。这种结构要求及时把安全阀与防爆片之间的气体(由安全阀漏出的)排出，否则将使安全阀失效。

压力容器的安全泄放量是指压力容器在超压时为保证它的压力不再升高，在单位时间内所必须泄放的气量(它等于单位时间内输入或产生的最大气量)。

安全泄压装置的排量是指它处于全开状态时在排放压力下单位时间内排出的气量。

要防止压力容器超压，就必须使安全泄压装置的排量大于容器的安全泄放量。

1.压缩气体或水蒸汽容器的安全泄放量：

G’=0.28ρvd2 (公斤/小时) [7-16] 式中：ρ—气体在泄放压力下的密度，公斤/米3

d—容器进入管的内径，厘米

v—气体在管内的流速，米/秒；对一般气体v=10-15;饱和蒸汽v=20-30;过热蒸汽