论文部分内容阅读
摘 要：论述了安全阀的布置原则和配管设计要求,并就设计中的要点事项进行了详细探讨,包括安全阀的安装位置、安全阀的出入口配管设计、切断阀及旁路的设置等内容。
关键词：安全阀布置 配管设计 切断阀及旁路设置
安全阀是承压设备、容器和管线上的最佳超压保护装置，当介质压力升高超过允许值时，安全阀自动开启，继而全量排放，防止压力继续升高，从而保护设备及其运行人员的安全；当压力降低至规定值时，安全阀及时自动关闭，阻止介质继续排出，减少损失。由于安全阀属于自动阀，所以常常作为受压设备的最后一道保护装置。从这个意义上说，它的作用是不能用其他保护装置来代替的。
一、安全阀的布置
安全阀应直立安装并尽量靠近被保护的设备或管道。如果不能靠近布置，则从被保护的设备或管道到安全阀入口之间的管道总压力降，不应超过安全阀定压值的3%或最大允许启闭压差的1/3（以两者中的较小值为准），该压力降过大会导致安全阀频繁起跳。工程实践中常用的减少管道压力降的办法有通过适当扩大安全阀入口管径、采用长半径弯头、减少弯头数量等来降低管道总压力降。
安全阀的安装位置应主要考虑维修方便。故安全阀处宜设置检修平台，这样可以方便进行配管也便于定期对安全阀进行检查、维护和校验等工作。当在布置重量大的安全阀时要考虑安全阀拆卸后吊装的可能，必要时应设吊杆以及预留检维修的场地和空间。工程实践中，常见的做法是把安全阀装在管廊顶层。这样，一方面高于放空总管，另一方面安全阀集中布置在管廊顶层方便检修维护。
因特殊原因难以装在容器本体上时，可考虑将其装在出口管路上，但安全阀装设处与容器之间的管路上应避免突然拐弯、截面局部收缩等结构，应防止增加管路阻力、引起污物积聚发生堵塞等情况。
二、安全阀的入口配管设计
安全阀入口管道设计应短而直，并宜采用长半径弯头。管道至少要有 5%的坡度，坡向被保护的系统；入口管道需核算在工作温度范围内是否需要进行补偿。入口管道应尽量避免袋形弯，如果不能避免，则对易凝物质在袋形弯低点处有连续流动的排液管连接至同一压力系统，若凝液易变稠或成固态，则此排液管要伴热；对于不凝介质，在袋形弯的最低处有易于接近操作的放净阀。
进口管道的通道最小截面积应不小于安全阀进口截面积。对于高压和大排量的场合，进口管在入口处应有足够大的圆角半径；或者具有锥形通道，锥形通道的入口截面积近似为出口截面积的两倍。
进口管道应具有足够的强度并适当的增加支架支撑，以承受由介质压力、温度以及安全阀排放反作用力等共同作用产生的应力；同时避免设备的振动传递到安全阀，影响安全阀的密封。
三、安全阀的出口配管设计
安全阀出口管道的设计应考虑背压不超过安全阀定压的一定值。对于普通型弹簧式安全阀，其背压不超过安全阀定压值的10%。
对于液相介质的安全阀出口管线要尽量高于放空总管，主要是避免凝液回流影响安全阀的正常使用。当排入放空总管或去火炬总管的介质带有凝液或可冷凝气体时，安全阀的出口也应高于总管。否则，则应考虑有自动排液措施。工程实践中一般通过排凝管接入积液罐再通过泵或气体吹扫送至分液罐集中处理。
排入火炬总管的安全阀出口管道应顺介质流向45°斜接在排放总管的顶部，以免总管内的凝液倒流入支管，并可减少安全阀背压。
由于物料泄放时，物料的排放会对排放管道产生一定作用力并通过排出管道传递至安全阀，由此生成的力和力矩会对设备管口和安全阀进出口管道产生不良影响，甚至造成安全阀密封处泄露产生事故。故应对安全阀出口反力进行计算，并综合考虑自身的自重、振动、风载荷、热胀冷缩等因素设置合适的支架支撑。
四、安全阀前后切断阀及旁路阀门的设置
1.安全阀前后切断阀的设置
在企业生产中，安全阀更换时，设备不一定停产，因此大部分企业为了保证生产，在安全阀前加装切断阀。一般应选用单闸板闸阀，并铅封开，阀杆应水平安装，以免阀杆和阀板连接的销钉腐蚀或松动时阀板下滑。当安全阀检定到期、起跳后损坏时，可关闭安全阀入口的切断阀，拆下安全阀进行校验或更换。根据实际生产经验，加装前切断阀的主要情形有：
1.1安全阀在正常生产时存在阀门泄漏以及超压开启后不能复位。
1.2便于技术监督部门在生产时对安全阀进行的监测。
1.3在重要设备、工序上直接影响到生产系统的开停，给企业造成经济损失。
1.4生产或贮存污染性或危险性的气体和液体的设备和装置。
对于排放到火炬或密闭系统的安全阀，即使出口管道不需要设置旁路，也通常在安全阀出口管道上装一个切断阀并铅封开，以便于该安全阀故障维修时切出火炬或密闭系统，否则整个火炬或密闭系统都要停工。
2.安全阀旁路的设置
安全阀旁路的设置不是必须的。设置安全阀旁路的目的是为了使得安全阀保护的设备和系统不需要停工就能维修安全阀。只有那些重要的，需要在线维护而不能停工的设备的安全阀才需要设置旁路。如果安全阀所保护的设备和系统可以在安全阀故障时停工切出操作而进行检修，则不需要设置旁路。旁路的另外一个作用是可以在开停工时对设备和系统进行蒸汽吹扫时打开旁路吹扫到火炬系统。
安全阀旁路安装于安全阀进出口管线的切断阀外侧(切断阀介于旁路和安全阀之间)，一般跟入口管同径；最好在安全阀附近系统的管线上装个压力表，这样可以随时监控系统压力。
五、小结
本文就安全阀的布置原则和配管设计要求进行了探讨，安全阀是现代受压装置中最普遍以及重要的保护装置，对装置和设备的安全运行具有很重要的意义，在以后的实际运用的过程中应该对其布置和配管设计引起足够的重视。
参考文献
[1]陈汉玉. 石油化工装置安全阀的配管设计[J]. 中国新技术新产品, 2011, (4): 223-224.
[2]王红云. 浅谈安全阀的配管设计[J]. 甘肃石油和化工, 2011, 25(3): 33-37.
[3]李晓亮, 陆洋, 丁旭. 安全阀配管设计[J]. 化工设计, 2011, 21(1): 21-23.
[4]马朝玲, 谭强. 化工装置安全阀进、出口配管的设计探讨[J]. 通用机械, 2007, (8): 95-98.
[5]谭永新, 王金玉, 杨明. 安全阀反力计算及出口管道设计浅析[J]. 氮肥技术, 2011, 32(3): 1-3.
[6]王涛, 张冬梅, 尚春民. 井下安全阀液压控制试验系统的设计[J]. 液压与气动, 2011, (3): 90-92.
关键词：安全阀布置 配管设计 切断阀及旁路设置
安全阀是承压设备、容器和管线上的最佳超压保护装置，当介质压力升高超过允许值时，安全阀自动开启，继而全量排放，防止压力继续升高，从而保护设备及其运行人员的安全；当压力降低至规定值时，安全阀及时自动关闭，阻止介质继续排出，减少损失。由于安全阀属于自动阀，所以常常作为受压设备的最后一道保护装置。从这个意义上说，它的作用是不能用其他保护装置来代替的。
一、安全阀的布置
安全阀应直立安装并尽量靠近被保护的设备或管道。如果不能靠近布置，则从被保护的设备或管道到安全阀入口之间的管道总压力降，不应超过安全阀定压值的3%或最大允许启闭压差的1/3（以两者中的较小值为准），该压力降过大会导致安全阀频繁起跳。工程实践中常用的减少管道压力降的办法有通过适当扩大安全阀入口管径、采用长半径弯头、减少弯头数量等来降低管道总压力降。
安全阀的安装位置应主要考虑维修方便。故安全阀处宜设置检修平台，这样可以方便进行配管也便于定期对安全阀进行检查、维护和校验等工作。当在布置重量大的安全阀时要考虑安全阀拆卸后吊装的可能，必要时应设吊杆以及预留检维修的场地和空间。工程实践中，常见的做法是把安全阀装在管廊顶层。这样，一方面高于放空总管，另一方面安全阀集中布置在管廊顶层方便检修维护。
因特殊原因难以装在容器本体上时，可考虑将其装在出口管路上，但安全阀装设处与容器之间的管路上应避免突然拐弯、截面局部收缩等结构，应防止增加管路阻力、引起污物积聚发生堵塞等情况。
二、安全阀的入口配管设计
安全阀入口管道设计应短而直，并宜采用长半径弯头。管道至少要有 5%的坡度，坡向被保护的系统；入口管道需核算在工作温度范围内是否需要进行补偿。入口管道应尽量避免袋形弯，如果不能避免，则对易凝物质在袋形弯低点处有连续流动的排液管连接至同一压力系统，若凝液易变稠或成固态，则此排液管要伴热；对于不凝介质，在袋形弯的最低处有易于接近操作的放净阀。
进口管道的通道最小截面积应不小于安全阀进口截面积。对于高压和大排量的场合，进口管在入口处应有足够大的圆角半径；或者具有锥形通道，锥形通道的入口截面积近似为出口截面积的两倍。
进口管道应具有足够的强度并适当的增加支架支撑，以承受由介质压力、温度以及安全阀排放反作用力等共同作用产生的应力；同时避免设备的振动传递到安全阀，影响安全阀的密封。
三、安全阀的出口配管设计
安全阀出口管道的设计应考虑背压不超过安全阀定压的一定值。对于普通型弹簧式安全阀，其背压不超过安全阀定压值的10%。
对于液相介质的安全阀出口管线要尽量高于放空总管，主要是避免凝液回流影响安全阀的正常使用。当排入放空总管或去火炬总管的介质带有凝液或可冷凝气体时，安全阀的出口也应高于总管。否则，则应考虑有自动排液措施。工程实践中一般通过排凝管接入积液罐再通过泵或气体吹扫送至分液罐集中处理。
排入火炬总管的安全阀出口管道应顺介质流向45°斜接在排放总管的顶部，以免总管内的凝液倒流入支管，并可减少安全阀背压。
由于物料泄放时，物料的排放会对排放管道产生一定作用力并通过排出管道传递至安全阀，由此生成的力和力矩会对设备管口和安全阀进出口管道产生不良影响，甚至造成安全阀密封处泄露产生事故。故应对安全阀出口反力进行计算，并综合考虑自身的自重、振动、风载荷、热胀冷缩等因素设置合适的支架支撑。
四、安全阀前后切断阀及旁路阀门的设置
1.安全阀前后切断阀的设置
在企业生产中，安全阀更换时，设备不一定停产，因此大部分企业为了保证生产，在安全阀前加装切断阀。一般应选用单闸板闸阀，并铅封开，阀杆应水平安装，以免阀杆和阀板连接的销钉腐蚀或松动时阀板下滑。当安全阀检定到期、起跳后损坏时，可关闭安全阀入口的切断阀，拆下安全阀进行校验或更换。根据实际生产经验，加装前切断阀的主要情形有：
1.1安全阀在正常生产时存在阀门泄漏以及超压开启后不能复位。
1.2便于技术监督部门在生产时对安全阀进行的监测。
1.3在重要设备、工序上直接影响到生产系统的开停，给企业造成经济损失。
1.4生产或贮存污染性或危险性的气体和液体的设备和装置。
对于排放到火炬或密闭系统的安全阀，即使出口管道不需要设置旁路，也通常在安全阀出口管道上装一个切断阀并铅封开，以便于该安全阀故障维修时切出火炬或密闭系统，否则整个火炬或密闭系统都要停工。
2.安全阀旁路的设置
安全阀旁路的设置不是必须的。设置安全阀旁路的目的是为了使得安全阀保护的设备和系统不需要停工就能维修安全阀。只有那些重要的，需要在线维护而不能停工的设备的安全阀才需要设置旁路。如果安全阀所保护的设备和系统可以在安全阀故障时停工切出操作而进行检修，则不需要设置旁路。旁路的另外一个作用是可以在开停工时对设备和系统进行蒸汽吹扫时打开旁路吹扫到火炬系统。
安全阀旁路安装于安全阀进出口管线的切断阀外侧(切断阀介于旁路和安全阀之间)，一般跟入口管同径；最好在安全阀附近系统的管线上装个压力表，这样可以随时监控系统压力。
五、小结
本文就安全阀的布置原则和配管设计要求进行了探讨，安全阀是现代受压装置中最普遍以及重要的保护装置，对装置和设备的安全运行具有很重要的意义，在以后的实际运用的过程中应该对其布置和配管设计引起足够的重视。
参考文献
[1]陈汉玉. 石油化工装置安全阀的配管设计[J]. 中国新技术新产品, 2011, (4): 223-224.
[2]王红云. 浅谈安全阀的配管设计[J]. 甘肃石油和化工, 2011, 25(3): 33-37.
[3]李晓亮, 陆洋, 丁旭. 安全阀配管设计[J]. 化工设计, 2011, 21(1): 21-23.
[4]马朝玲, 谭强. 化工装置安全阀进、出口配管的设计探讨[J]. 通用机械, 2007, (8): 95-98.
[5]谭永新, 王金玉, 杨明. 安全阀反力计算及出口管道设计浅析[J]. 氮肥技术, 2011, 32(3): 1-3.
[6]王涛, 张冬梅, 尚春民. 井下安全阀液压控制试验系统的设计[J]. 液压与气动, 2011, (3): 90-92.