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[摘 要]安全阀作为石油天然气储运行业的安全保护装置，对于管道和装置的安全运行具有重要作用，本文对安全阀的选型和应用工作进行了探究。
[关键词]安全阀；选型；安装设置
中图分类号：TH134 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0284-01
安全阀在天然气的储运过程中应用极为广泛，是压力管道和设备上的重要安全附件，可以保证管道和压力容器在设计压力下运行，实现天然气储运装置安全稳定运行。安全阀分为多种类型，只有对安全阀的选型工作进行深入研究，并对其具体应用进行探究，才能发挥安全阀的最大作用。
一、安全阀的选型工作
1、当前安全阀的基本分类
按照安全阀的结构设计，现有石油化工设备安全阀一般分为以下三种类型：一是杠杆重垂式安全阀，利用杠杆将重垂的载荷作用在阀瓣上，可用于泄压0. 6MPa、温度250℃以下的蒸汽或空气，但该种类型的安全阀体积比较大，限制了其应用范围。二是弹簧式安全阀，主要是通过阀瓣上的弹簧力对阀的启闭进行控制，相比杠杆重垂式安全阀，具有体积小、动作可靠、重量轻、结构紧凑的优点，分为封闭型和不封闭型两大类。三是先导式安全阀，由导阀与主阀组成，依靠导阀的脉冲作用驱动主阀动作，特别适合大排量、大口径及高压运输系统的安全控制，在天然气储运中应用较多，其阀体采用无缝管接通，可借助先导阀感应设备或管线内的压力情况并进行控制。
安全阀运行的主要参数是排量，由阀座的阀瓣开启高度和口径决定，根据阀瓣的开启高度不同，可以将安全阀分为微启式和全启式两类，前者的开启高度是阀座喉径的1/40-1/20，后者阀座喉径的1/4左右。
2、安全阀的选型参数和原则
安全阀选型工作要做好计算，根据使用设备的操作压力确定安全阀的公称压力，根据操作温度确定温度范围，计算出安全阀的定压值确定定压范围，并根据泄放量确定安全阀喉径，并计算安全阀的排量。在天然气储配站的安全阀选型中，要坚持以下的基本原则：对承担输送常规气体等可压缩输送介质的储气罐、管道等采用封闭全启式安全阀，对大口径、大排量的高压系统部位采用脉冲式安全阀，对输送液化天然气的槽车、储罐等采用内装式安全阀，对大部分的天然气管道可选择先导式安全阀，对生产操作中可能产生负压的系统部位采用真空负压安全阀，对有毒有害、易燃易爆的容器或管路部分可采用波纹管安全阀。
3、安全阀的具体应用选型计算
安全阀的选型重点是做好排量计算，在天然气管道设计中，首先要判断是临界流动还是非临界流动，在达到临界流动状态之前，气体可以通过安全阀流道口的流量随下游压力的减小而增大，达到临界流动后，下游压力的进一步减小将不会使流量继续加大。在具体的安全阀应用排量选型工作中，可以分情况进行计算，在临界流动状态下的天然气管道，其排量计算公式为W=10APdC （M/ZT）0.5，其中C-绝热指数K的函数，A-流量面积（mm2），Pd-实际排放压力（MPa），M-气体相对分子质量，Z-气体在操作温度下的压缩系数（一般取1），T-实际排放温度。在非临界流动状态下的天然气管道，其排量计算公式为W=10APdCKb（M/ZT）0.5，其中C-绝热指数K的函数，Kb-亚临界流动状态下理论排量的修正系数，A-流量面积（cm2），Pd-实际排放压力（MPa），M-气体相对分子质量，Z-气体在操作温度下的压缩系数（一般取1），T-实际排放温度。
二、安全阀的具体应用
1、安全阀的安装设置工作
随着现代油气储运设备和管线的增加，安全阀应用日益增多，其安装设置工作会对后期运行产生重要影响。一般的安全阀应尽量靠近被保护设备或管线垂直安装，而液体管道、换热器或容器等因热力膨胀造成压力升高的部位要水平安装安全阀。安全阀要尽量设置在开阔地带，不能安放在长输管线死端，管线安全阀应安装在压力稳定、距波动源远的部位。对危险度较高的部位，安全阀的排放口设置高度要尽量高，如果安全阀出口连接总管，需要由上部顺介质流向以45°角的方向插入总管，以免总管凝液倒流入支管形成安全阀背压。对湿性气体安全阀泄压系统，排放管内要杜绝袋形积液处，安装部位要高于泄压系统，如低于泄压管或排出管需抬高接入总管时，应在低处设置液体储罐或手动放液阀，定期排放到密闭系统中。气温较低时，袋形管段需采取蒸汽伴热等方式进行防冻处理，同时必须要安装手动放液阀。安全阀在安装中需要安装出口管，在安装中要确保背压不超过一定的安全阀定压，弹簧式安全阀背压不能超过定压的10%，平衡型、波纹管型安全阀背压不宜超过其定压的30%，先导式安全阀背压不宜超过其定压的60%，具体数值可根据实际工艺需求及制造厂样本进行确定。介质排出安全阀时，会在出口管的中心线产生与介质流向相反的作用力，也就是反作用力，在安装中要予以考虑，必要时设置固定支架，在安全阀入口管较长时要对压力容器壁进行补强处理。
2、先导式安全阀的应用
先导式安全阀是技术较新、应用日益普及的安全阀，对其应用工作进行探究很有必要。上文已经在安全阀的分类中对先导式安全阀的工作原理进行了分析，可以根据油气集输设备或管线的实际安全性需要进行安装，安装注意事项同上文介绍的安全阀安装设置工作基本相同。安全阀使用中要做好定期检查，根据规范要求进行保养，在维修保养或起跳重新安装后可能会出现自动起跳或起跳不灵等故障，需要在应用中予以关注，一旦出现异常或故障要及时进行检修和排除。
在具体的应用中，先导式安全阀一般安装在油气集输管线的汇管、分离器等设备上，在关键的控制部位也需要安装，其下部一般是呈现全开放状态的球阀，与其并联的是球阀、节流截止放空阀，这些阀门一般都处于全关闭的状态。
三、结论
综上所述，随着油气储运管线和设备日益增多以及对油气储运安全性要求的日益提高，安全阀的应用也日益广泛。安全阀作为一种超压保护装置，是危险介质传输系统的重要安全附件，要对其选型计算和应用工作进行探究，从而保障天然气储运设施安全稳定运行。
参考文献
[1] 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（03）.
[2] 文昱舜.浅谈安全阀在石油化工及管道上的安装设置[J].贵州化工，2006（03）.
[3] 高文英，李晓明，于涛.安全阀排汽管道反力计算方法分析[J].能源与节能，2011（04）.
[4] 邵璐.安全阀工艺设计条件的探讨[J].石油化工设计，2010（04）.
[关键词]安全阀；选型；安装设置
中图分类号：TH134 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0284-01
安全阀在天然气的储运过程中应用极为广泛，是压力管道和设备上的重要安全附件，可以保证管道和压力容器在设计压力下运行，实现天然气储运装置安全稳定运行。安全阀分为多种类型，只有对安全阀的选型工作进行深入研究，并对其具体应用进行探究，才能发挥安全阀的最大作用。
一、安全阀的选型工作
1、当前安全阀的基本分类
按照安全阀的结构设计，现有石油化工设备安全阀一般分为以下三种类型：一是杠杆重垂式安全阀，利用杠杆将重垂的载荷作用在阀瓣上，可用于泄压0. 6MPa、温度250℃以下的蒸汽或空气，但该种类型的安全阀体积比较大，限制了其应用范围。二是弹簧式安全阀，主要是通过阀瓣上的弹簧力对阀的启闭进行控制，相比杠杆重垂式安全阀，具有体积小、动作可靠、重量轻、结构紧凑的优点，分为封闭型和不封闭型两大类。三是先导式安全阀，由导阀与主阀组成，依靠导阀的脉冲作用驱动主阀动作，特别适合大排量、大口径及高压运输系统的安全控制，在天然气储运中应用较多，其阀体采用无缝管接通，可借助先导阀感应设备或管线内的压力情况并进行控制。
安全阀运行的主要参数是排量，由阀座的阀瓣开启高度和口径决定，根据阀瓣的开启高度不同，可以将安全阀分为微启式和全启式两类，前者的开启高度是阀座喉径的1/40-1/20，后者阀座喉径的1/4左右。
2、安全阀的选型参数和原则
安全阀选型工作要做好计算，根据使用设备的操作压力确定安全阀的公称压力，根据操作温度确定温度范围，计算出安全阀的定压值确定定压范围，并根据泄放量确定安全阀喉径，并计算安全阀的排量。在天然气储配站的安全阀选型中，要坚持以下的基本原则：对承担输送常规气体等可压缩输送介质的储气罐、管道等采用封闭全启式安全阀，对大口径、大排量的高压系统部位采用脉冲式安全阀，对输送液化天然气的槽车、储罐等采用内装式安全阀，对大部分的天然气管道可选择先导式安全阀，对生产操作中可能产生负压的系统部位采用真空负压安全阀，对有毒有害、易燃易爆的容器或管路部分可采用波纹管安全阀。
3、安全阀的具体应用选型计算
安全阀的选型重点是做好排量计算，在天然气管道设计中，首先要判断是临界流动还是非临界流动，在达到临界流动状态之前，气体可以通过安全阀流道口的流量随下游压力的减小而增大，达到临界流动后，下游压力的进一步减小将不会使流量继续加大。在具体的安全阀应用排量选型工作中，可以分情况进行计算，在临界流动状态下的天然气管道，其排量计算公式为W=10APdC （M/ZT）0.5，其中C-绝热指数K的函数，A-流量面积（mm2），Pd-实际排放压力（MPa），M-气体相对分子质量，Z-气体在操作温度下的压缩系数（一般取1），T-实际排放温度。在非临界流动状态下的天然气管道，其排量计算公式为W=10APdCKb（M/ZT）0.5，其中C-绝热指数K的函数，Kb-亚临界流动状态下理论排量的修正系数，A-流量面积（cm2），Pd-实际排放压力（MPa），M-气体相对分子质量，Z-气体在操作温度下的压缩系数（一般取1），T-实际排放温度。
二、安全阀的具体应用
1、安全阀的安装设置工作
随着现代油气储运设备和管线的增加，安全阀应用日益增多，其安装设置工作会对后期运行产生重要影响。一般的安全阀应尽量靠近被保护设备或管线垂直安装，而液体管道、换热器或容器等因热力膨胀造成压力升高的部位要水平安装安全阀。安全阀要尽量设置在开阔地带，不能安放在长输管线死端，管线安全阀应安装在压力稳定、距波动源远的部位。对危险度较高的部位，安全阀的排放口设置高度要尽量高，如果安全阀出口连接总管，需要由上部顺介质流向以45°角的方向插入总管，以免总管凝液倒流入支管形成安全阀背压。对湿性气体安全阀泄压系统，排放管内要杜绝袋形积液处，安装部位要高于泄压系统，如低于泄压管或排出管需抬高接入总管时，应在低处设置液体储罐或手动放液阀，定期排放到密闭系统中。气温较低时，袋形管段需采取蒸汽伴热等方式进行防冻处理，同时必须要安装手动放液阀。安全阀在安装中需要安装出口管，在安装中要确保背压不超过一定的安全阀定压，弹簧式安全阀背压不能超过定压的10%，平衡型、波纹管型安全阀背压不宜超过其定压的30%，先导式安全阀背压不宜超过其定压的60%，具体数值可根据实际工艺需求及制造厂样本进行确定。介质排出安全阀时，会在出口管的中心线产生与介质流向相反的作用力，也就是反作用力，在安装中要予以考虑，必要时设置固定支架，在安全阀入口管较长时要对压力容器壁进行补强处理。
2、先导式安全阀的应用
先导式安全阀是技术较新、应用日益普及的安全阀，对其应用工作进行探究很有必要。上文已经在安全阀的分类中对先导式安全阀的工作原理进行了分析，可以根据油气集输设备或管线的实际安全性需要进行安装，安装注意事项同上文介绍的安全阀安装设置工作基本相同。安全阀使用中要做好定期检查，根据规范要求进行保养，在维修保养或起跳重新安装后可能会出现自动起跳或起跳不灵等故障，需要在应用中予以关注，一旦出现异常或故障要及时进行检修和排除。
在具体的应用中，先导式安全阀一般安装在油气集输管线的汇管、分离器等设备上，在关键的控制部位也需要安装，其下部一般是呈现全开放状态的球阀，与其并联的是球阀、节流截止放空阀，这些阀门一般都处于全关闭的状态。
三、结论
综上所述，随着油气储运管线和设备日益增多以及对油气储运安全性要求的日益提高，安全阀的应用也日益广泛。安全阀作为一种超压保护装置，是危险介质传输系统的重要安全附件，要对其选型计算和应用工作进行探究，从而保障天然气储运设施安全稳定运行。
参考文献
[1] 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（03）.
[2] 文昱舜.浅谈安全阀在石油化工及管道上的安装设置[J].贵州化工，2006（03）.
[3] 高文英，李晓明，于涛.安全阀排汽管道反力计算方法分析[J].能源与节能，2011（04）.
[4] 邵璐.安全阀工艺设计条件的探讨[J].石油化工设计，2010（04）.