探討石油化工裝置安全閥的配管設計

徐芳霞

摘 要：在石油化工管道中，安全閥是重要的組成部分，其能夠為裝置的正常運行提供重要保障。而做好安全閥的配管設計，才能使安全閥正常工作，繼而確保化工生產的安全和效益。因此，下文就從進口管設計和出口管設計兩方面對石油化工裝置安全閥的配管設計展開了分析。

關鍵詞：石油化工裝置 安全閥 配管設計 流速要求

前言

由于石油化工生產中大多數為流動的介質，并且具有易燃易爆易腐蝕的特點，所以對于裝置有較高的要求。在裝置設計的過程中，需要充分的考慮到壓力容器的壓力值以及對壓力值有所影響的因素，以確保壓力容器能夠安全運行。一般情況下，為了保證壓力容器的安全性，都會設計安全閥作為壓力裝置的最后一道保護屏障。而配管設計是保證安全閥能夠穩定運行的關鍵要素，配管設計的是否規范關系到安全閥運行的安全性，所以應該對安全閥的進口管道以及出口管道進行規范化設計，確保配管設計的合理性，保證安全閥的平穩可靠運行。

一、石油化工裝置安全閥的配管設計

1.1石油化工裝置安全閥進口管道的設計

1.1.1 保障安全閥運行可靠、平穩

保障安全閥的可靠平穩運行是進口配管設計的重要標準，在石化裝置安全閥運行期間經常會出現震顫現象，對石化裝置的安全閥會造成較大的損害。出現震顫的原因一般是因為安全閥進口管的阻力降過大而引發的，由于進口管的阻力降過大，所以壓力容器和管道內的壓力值偏高，會導致液體流動不穩定，從而出現震顫。為了避免震顫對石化裝置的損害程度，應該對安全閥進口管道進行調節。在設計的過程中，要保證安全閥進口管道處的壓力值小于安全閥定壓值的 3%，并且在進行流量計算時要充分考慮安全閥的最大流量值。減少壓力降是保障安全閥平穩可靠運行的主要措施，具體做法有如下幾個方面：

（1）調整裝置或管道各處的安全閥接管直徑接近安全閥進口直徑大小，或大于安全閥進口直徑 1～3 級。

（2）在不違背設計原則基礎上，將配管設計地盡可能短。

（3）安裝安全閥時，應將其安裝在容器出口管道上或容器頂部，且高于出口排放管道的地方。原則上石油化工裝置安全閥安裝位置盡量靠近被保護的管道或設備。如果壓力源處存在著壓力波動，且壓力的峰值接近于安全閥的整定壓力，這時安全閥應安裝在遠離此壓力源且壓力較穩定的地方。

（4）安全閥進口處應避用直頭，而采用長半徑彎頭，減小阻力降。

（5）在不影響流速的前提適當采取防堵措施，免除出口管線以及進口管線發生堵塞現象。

（6）對一些特殊工作環境，應注意考慮配套設施。例如對于設置在易凝及濕氣體介質的安全閥入口管道應予以伴熱，避免產生水錘現象。

1.1.2 滿足開啟流速要求

按照開啟高度，工業上將石化裝置的安全閥分成三類：微啟式、中啟式、全啟式。首先，在化工流程中，安全閥的入口管道直徑必須大于安全閥的入口直徑。其次，壓力容器與泄壓閥之間的所有管道和管件通孔的面積應與安全閥入口的面積相同。在一般設計工程中入口隔離閥的最小流道面積選用等于或大于安全閥的入口面積。一般來說，全啟式石油化工裝置安全閥在大型石油化工工藝流程較為常見，而微啟式石油化工裝置安全閥則多用于液壓系統。

1.2石油化工裝置安全閥出口管道的設計

1.2.1 滿足安全閥流速要求

當壓力容器內部介質的壓力值超出預設值時，安全閥就會自行開啟，將壓力容器內的介質向外排放以降低容器內的壓力值，此時對安全閥出口管道設計有一定的要求，出口管道的直徑要大于安全閥出口的直徑。由于石化生產的特殊性，安全閥向外排放的介質具有劇毒、易燃易爆易腐蝕的特點，對周圍的環境以及人身健康會造成較大的威脅，所以對于安全閥排放的介質要經過嚴格的處理，一定要符合行業的規范標準。

1.2.2 保障安全閥運行可靠、平穩

（1）在安全閥出口管道設計時應該考慮到背壓這一因素，背壓要小于安全閥定壓的一定值，如果背壓值過大，就會對系統運行的穩定性有所影響，如果開啟壓力出現偏差，就會影響到系統的流量。背壓一般出現在泄壓裝置的出口處，主要是因為介質的流動而產生的。所以在對安全閥出口管道設計時，應該根據流程圖要求的整定壓力、安全閥的形式、最終管道走向、管道管徑進行布置，并且要確定背壓是否符合相關指標。出口管管徑小于安全閥出口直徑也是減小背壓的一種方式。

（2）在設計管道時，應規劃好管道的彎曲度、支撐方式以及正確的安裝等細節。否者，安全閥或管道中易出現應力現象，對系統形成破壞。此外，計算其應力分析可按照安全閥的排放系統模式而采取相應的措施。

（3）石油化工裝置安全閥出口管應防止有積液。為避免火炬總管內的積液回流入支管，絕大部分數工藝介質的安全閥排出口連接于火炬總管上，并且順介質流向45度斜口方向而接在泄壓總管的頂端。其次，為防止排放安全閥管道袋形彎曲，應坡向主管。如果無法避免積液囤積，在低點要設置放凈閥。最后，對于易凝的氣體，需在低點處安置蒸汽伴熱管，盡可能防止積液的產生。

（4）應合理設計石油化工裝置安全閥的安裝位置和標高，安裝石油化工裝置安全閥多采取直立法安裝，安全閥的安裝位置要盡量與被保護的管道或裝置接近。為防止管道的固體或液體聚集，切勿將安全閥安裝在水平管道的死端。石油化工裝置安全閥一般都應當高于匯總管的標高，故安置于操作平臺邊緣

二、結束語

在石油化工企業生產的過程中，各種介質的輸送和存儲需要很多的管道以及壓力容器等石化裝置，而這些介質大部分為易燃易爆易腐蝕和劇毒性的物質，所以對石化裝置的設計有較高的要求，安全性是設計中首要考慮的問題。儲存介質的石化裝置都有自身的安全壓力值，當壓力值超出安全極限時，就會導致安全事故的發生，而安全閥作為石化裝置安全性的最后一道安全屏障，當裝置內的壓力超標時就會自行向外排放介質以保證裝置的安全性。配管設計直接關系到安全閥的平穩可靠運行，所以應該加強對安全閥配管設計管理，根據生產的實際需求，合理設計配管的各項技術參數，為安全閥的安全穩定運行提供有利的條件，確保石化生產的高效運行。

參考文獻

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