安全泄放阀

安全泄放阀是压力设备上重要的安全附件。其动作可靠性和性能好坏直接关系到设备和人身的安全，并与节能和环境保护密切相关。所谓安全阀广义上讲包括泄放阀，从管理规则上看，直接安装在蒸汽锅炉或一类压力容器上，其必要条件是必须得到技术监督部门认可的阀门，狭义上称之为安全阀，其他一般称之为泄放阀。安全阀与泄放阀在结构和性能上很相似，二者都是在超过开启压力时自动排放内部的介质，以保证生产装置的安全。

简介

安全泄放阀是压力设备上重要的安全附件。其动作可靠性和性能好坏直接关系到设备和人身的安全，并与节能和环境保护密切相关。而有的用户和设计部门在选型时，总是选错型号。为此对安全泄放阀的选用与计算加以分析。

定义

所谓安全阀广义上讲包括泄放阀，从管理规则上看，直接安装在蒸汽锅炉或一类压力容器上，其必要条件是必须得到技术监督部门认可的阀门，狭义上称之为安全阀，其他一般称之为泄放阀。安全阀与泄放阀在结构和性能上很相似，二者都是在超过开启压力时自动排放内部的介质，以保证生产装置的安全。由于存在这种本质上的类似性，人们在使用时，往往将二者混同，另外，有些生产装置在规则上也规定了选用两者均可。因此，二者的不同之处往往被忽视。从而也就出现了许多问题。如果要将二者作出比较明确的定义，则可按照《ASME 锅炉及压力容器规范》第一篇中所阐述的定义来理解：

（1）安全阀（SafetyValve），一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。其特征为具有突开的全开启动作。用于气体或蒸汽的场合。

（2）泄放阀（Relief Valve），又称溢流阀，一种由阀前介质静压力驱动的自动泄压装置。它随压力超过开启力的增长而按比例开启。主要用于流体的场合。

（3）安全泄放阀（Safety Relief Valve），又称安全溢流阀，一种由介质压力驱动的自动泄压装置。根据使用场合不同既适用作安全阀也适用作泄放阀。

以日本为例，给安全阀和泄放阀作出明确定义的比较少，一般用作锅炉这类大型贮能压力容器的安全装置称之为安全阀，安装在管道上或其他设施上的称之为泄放阀。不过，若按日本通产省的《火力发电技术标准》的规定看，设备上需要安全保障的重要部分，指定使用安全阀，如锅炉、过热器、再热器等。而在减压阀的下侧需要与锅炉和涡轮机相接的场合，都需要安装泄放阀或安全阀。如此看，安全阀要求比泄放阀更具可靠性。另外，从日本劳动省的高压气体管理规则、运输省及各级船舶协会的规则中，对安全排放量的认定和规定来看，把保证了排放量的称之为安全阀，而不保证排放量的阀门称作泄放阀。综上所述，安全泄放阀的适用范围最为广泛。

分类

安全泄放阀可分为以下几种。

1.常规型安全泄放阀

（1）概述

常规型安全泄放阀有一个与排放侧相通的弹簧室。其操作参数（开启压力、回座压力和排放能力）直接受安全泄放阀背压变化的影响。

（2）应用

常规型安全泄放阀用于炼制加工工业处理可燃、高温或有毒的介质，并通过封闭的排放系统，将介质排放至安全的地方。它们用于下列条件：

* 在一般的气体、挥发气、水蒸气、空气或液体的炼制设备中；

* 在腐蚀性炼油设备中；

* 当阀的排放物必须管输至偏远的地点时。

（3）限制条件

常规型安全泄放阀不可以用在有稳定叠加背压的或任何背压压力超过整定压力10% 的设备。同时，下列情况也不应使用：

* 在蒸汽锅炉的汽包或过热器上；

* 背压变化的情况；

* 作为压力控制或旁通阀。

2.平衡型安全泄放阀

（1）概述

平衡型安全泄放阀是一种有压力平衡波纹管、活塞或两者都有以减少背压对操作参数（开启压力、回座压力和排放能力）影响的安全泄放阀。下游方向是否有压力密封作用取决于设计，提升手柄是可选择的。

（2）应用

平衡型安全泄放阀通常用于炼制加工工业处理可燃、高温或有毒介质，并通过封闭的排放系统将介质排放至安全的偏远地点。阀按下列情况使用：

* 在炼厂中用于一般的气体、挥发气、水蒸气、空气或液体介质；

* 有腐蚀性介质的炼制设备中；

* 排放物必须通过排泄管排放至偏远处时。

（3）限制条件

平衡型安全泄放阀不应在下列环境中使用：

* 在蒸汽锅炉汽包上或过热器上；

* 作为压力控制或旁通阀。

由于平衡型阀有能排气的阀帽，因此必须考虑用接管将排气引至安全地点。如果平衡波纹管损坏，则该类阀门不管有或没有辅助平衡活塞都将从阀盖排气处排出液体。阀门制造手册中的数据表列出了背压的极限，该极限是依据波纹管的机械强度而定的，因而不应超出。

3.先导操作安全泄放阀

（1）概述

先导操作安全泄放阀是一种其主泄放阀由一个小型弹簧（设置开关）泄压阀控制的泄压阀。根据设计，先导阀机构（控制组件）和主阀或者安装在一起或者独立安装。先导阀是一种弹簧阀，用以测量压力，并根据压力的大小开启或关闭。工艺的压力或者通过先导阀打开主阀而泄压，或者传递到主阀的非平衡活塞、膜片或波纹管的顶部使之关闭。ASME规范第Ⅷ卷要求，如果先导阀的基础部件失灵，先导安全泄放阀在不超过整定压力值全部开启和泄放。

（2）应用

先导操作安全泄放阀通常在下列情况下使用：

* 高压装置大幅泄压的地方，因为许多先导阀能被设置在入口法兰的最高压力处；

* 容器工作压力和阀门开启压力差很小的地方；

* 大型低压储罐上；

* 需短时放空的地方；

* 背压高和要求平衡设计的位置，因为带有通向大气的先导元件的先导阀能做到充分平衡；

* 使用经济且为一般工艺设备；

* 工艺条件要求在某一地点进行压力传感而其他地点进行液体排放。

（3）限制条件

先导操作安全泄放阀一般不用于下列情况：

* 设备中流体很脏时；

* 设备中液体粘稠时，因为先导阀具有的许多小喷孔易被粘液堵住；

* 挥发气易在阀内发生聚合反应；

* 介质工作温度超出所选膜或密封片的安全极限；

* 当承载流体与膜或密封材料的化学兼容性有问题或形成的腐蚀阻碍先导元件动作时。

计算分析

（1）安全泄放阀的主要参数是排量，这个排量决定于阀座的口径和阀瓣的开启高度，由开启高度不同，又分为微启式和全启式两种。微启式是指阀瓣的开启高度为阀座喉径的1/40～1/20。全启式是指阀瓣的开启高度为阀座喉径的1/4。

（2）安全泄放阀由操作压力决定安全阀的公称压力，由操作温度决定阀的使用温度范围，由计算出的安全泄放阀的定压值决定弹簧或杠杆的定压范围，再根据使用介质决定安全泄放阀的材质和结构形式，再根据安全阀泄放量计算出阀的喉径。

（3）国内主要厂家的比较及连接尺寸的选择。国内生产安全泄放阀的厂家比较多，连接尺寸也大多不统一。国内一般称之为先导式安全泄放阀，先导式安全泄放阀由主阀和导阀组成，导阀操作主阀的开启和关闭。这种阀门排量大；不受背压的影响；可以在非常接近开启压力下进行不泄漏操作；启闭压差小等优点。一般适用于天然气管道等。

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