安全閥流量檢測新方法探索構架

雷佳慧

浙江賽福特特種設備檢測有限公司

安全閥流量檢測新方法探索構架

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安全閥是很多受壓設備上必備的安全附件，其可靠性和安全性直接關系到相關設備和操作人員的安全，并且對節能環保有重要意義，主要是保證相關生產系統能正常安全運行，在多個領域得到了廣泛應用。本文主要結合基本理論，分析安全閥流量監測的新方法，主要是采用新的閥芯傳感器設備的相關數據來確定其開啟過程中的排量。

安全閥；流量；監測方法；構架

安全閥在承壓設備中，主要作為一種保障性的安全運轉閥門，在保護裝置的內部壓力達到設定的指標時，閥芯可以打開排泄壓力。在保護系統的作用下，安全閥能及時有效地關閉并排泄，并且不借助任何外力的輔助。但是安全閥門在使用的過程中，要防止因超壓情況引發的安全事故，需要采用相應的技術手段對其流量進行檢測，并探索新的構架方法。

一、安全閥結構及基本性能

（一）安全閥的主要結構

安全閥內部組成要件較多，主要包括閥桿、上下壓緊、彈簧、閥芯閥座等。其中安全閥的預緊力主要由調整螺母傳輸給上壓緊圈內，在彈簧的作用下，傳給下壓圈，最后才能傳遞給閥芯。

（二）安全閥門工作的相關要求

1、較高的密封性能

到承壓設備處于正常運轉時，安全閥要始終保持在關閉狀態下，需要相對較好的密封面，對密封性能要求高。這主要是受保護的介質通常是危險性較高或者是較貴重的介質，一旦發生泄漏，將會對周圍環境等造成不可估量的損失。如果泄漏量超出一定的范圍，會增加設備運轉的能量消耗，使得設備無法正常運行，例如生活中出現的停車事故等有的就是因此造成的。

2、要有較快捷的開關性能

當設備內部壓力達到預設的壓力值時，安全閥能夠迅速地開啟，其在排放過程中，需要將設備的壓力調至最大允許壓力值以下，安全閥開啟也必須達到相應的高度。這就需要安全閥的動作夠快，反應夠敏捷，不然易造成對設備的損傷，也會危機操作人員的人身安全。針對固定壓力式設備，其壓力值在設定時也不能超過規定的壓力值，確保設備整定壓力達到的同時，保證安全閥可以迅速被開啟。

3、排放性能穩定及時

在安全閥門開啟之后，其排放狀態和頻率也至關重要。要能保證排放額定量的介質，不會受設備保護內部壓力升降的影響，排放時必須保證設備處于穩定的狀態，盡量避免卡阻等問題的出現。

（三）安全閥性能指標試驗

設備的壓力設計，需要在考慮相關介質壓力的基礎上，通過計算容器的壁厚，分析相關數據得出準確的數值。通常情況下，容器最大允許工作壓力在設備強度作用下能夠承受的壓力要高于設計的壓力值，因此在排放過程中要注意理論研究與具體操作的差異性。

二、安全閥流向計算的相關研究

對于安全閥的相關計算理論和研究方法，是泄放機相關理論研究的重要基礎，目前，泄放機理論研究已經成為了安全閥性能好壞的主要研究方式，這些理論主要來源于流體力學的研究，主要是借鑒可壓縮流體力學中，設備空口的流動關系，在長期的研究發展中，相關技術較為成熟，計算方法也在多個領域得到應用和實踐。安全閥設計計算中，最常見的方法是安全閥泄放量的計算和理論研究，多年研究變化并不大，主要是通過理論計算等方式和公式驗證等獲取泄放量系數，并將這些理論研究歸入相應的標準和規范中，具有一定的法律影響力。

（一）安全閥流量相似理論的研究

在傳統的研究中，安全閥泄放機是通過相似理論及其模型的建構來進行試驗，從而研究安全閥的泄放量和流動原理，還對粘度較低的安全閥研究出了通用的相似準則，主要表現在工作狀況準則的研究上，研究出兩個主要參數，壓力和流量，并對二者之間的函數關系做了一定研究。其次，還對壓力加強準則的應用做了相關分析，將動態壓力與管內壓力的比例進行研究，并提出了安全排放量的計算公式；再根據動靜壓力之和，對總壓準則進行了定義，并最終得出靜態壓力系數與動態壓力系數之間的關系，針對安全閥的工作狀態，用兩個壓力系數加以表示。如在安全閥為運行時，此時靜態壓力數值最大，動態壓力數值最小；安全閥在開始運行時，兩種壓力值則又處于相反狀態。因此可得出，靜態壓力值在安全閥運轉初期較為接近總壓力值，開啟時刻則是動態壓力值與總壓力值接近。

（二）按照分類的不同具體計算流量

這里所說的分類，主要是根據其物理特性的不同進行分類。針對介質不同的流體，安全閥的泄放量的計算方法也存在差異，根據傳統研究經驗，可將安全閥排量計算總結為三種公式，適用于水蒸氣、一般性氣體、常規液體三種。具體計算中，結合實際測定的數據，對安全閥的排量進行質證，即設置泄放參數。在氣體介質的排量計算中，要考慮到氣體動氣本身的阻力對參數的影響，與相同參數的其它設置會存在一定的差異；液體介質中，通常對截面積進行實地測量，不需要考慮閥口阻力對噴管的影響。對于選擇閥座較寬還是較窄的流道，相關文獻資料研究中也沒有一致結論，具體可根據實際情況和研究經驗進行具體定義。

（三）安全閥流量系數的研究

對其研究可采用試驗的方法，對相關參數等進行研究。安全閥的泄放量也是安全閥主要的參數，若其實際排放量未能達到設備處于保護狀態下所需的數量值，則安全閥就不能很好地發揮其保護效果；反之，若排泄量過大，則會造成設備的損害，嚴重的會引起安全閥操作時跳頻等問題的出現，最終影響到整個系統的正常作業。根據相關的試驗結果，得到如下結論：

1、安全閥開啟高度在0.25do以下時，泄放量與開啟高度層線性關系，可根據其中一個系數值來計算另一個相關系數；

2、開啟高度約在0.25do～030do范圍時，安全閥的打開高度仍然會影響到泄放量。但是其影響力要明顯減少，從安全的角度來講，其設計值一般要在0.25do以上，但是在具體設計時還要考慮閥門過高帶來的不利影響。

3、開啟高度在0.35do以上時，此時，閥門高度基本不會影響到排泄量。

結語：

綜上所述，安全閥作為承壓設備中的重要附件，其性能及參數設置能直接影響到設備的正常使用和操作人員的安全問題，在實際研究中需要對其進行整體把握。在安全閥流量系數的研究中，需要借助計算機等軟件設備，通過實地試驗和計算機計算等輔助手段，保證其使用的安全性。

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