電氣控制安全泄壓閥應用分析

馮玉林，謝鴻璽，楊玲玲，吳沖，徐文嫻

（1.合肥通用機械研究院，安徽 合肥 230031；2.江蘇億閥集團有限公司，江蘇 揚中 212221）

電氣控制安全泄壓閥應用分析

馮玉林1，謝鴻璽1，楊玲玲1，吳沖1，徐文嫻2

（1.合肥通用機械研究院，安徽 合肥 230031；2.江蘇億閥集團有限公司，江蘇 揚中 212221）

介紹了電氣控制安全泄壓閥的主要工作特性，闡述了泄壓閥的結構、工作原理和設計原理。相對于彈簧式安全閥，電氣控制安全泄壓閥在實際應用中優點明顯。

電氣控制；安全泄壓閥；壓力傳感；壓力變送；控制閥

1 概述

電氣控制安全泄壓閥是一種不需要使用彈簧作為控制部件的安全閥，屬于一種非直接作用式安全閥。由于制造技術的限制，用彈簧作為控制部件的安全閥，往往不能達到理想的設計要求，而電氣控制安全泄壓閥的起跳可以通過遠程人為控制，因此可以代替傳統的彈簧式安全閥，作為各種工藝壓力容器和壓力管道的壓力保護設備。

2 結構及原理

2.1 結構

電氣控制安全泄壓閥是由主閥（圖1）和控制閥（圖2）兩部分通過導管連接組成。

主閥的結構采用常規的先導式安全閥形式，主要零件有閥體、閥瓣、彈簧、閥瓣和調整螺母等。閥瓣采用活塞式結構，安裝于導向套內；閥門的機械特性通過彈簧的選取和初裝預緊力來確定。主閥的工作是由控制閥排出的介質來驅動的。

圖1 主閥

圖2 控制閥

控制閥是一個氣動雙向切斷閥，由控制閥閥體、控制閥閥瓣、復位彈簧、控制閥閥瓣、控制閥閥桿、氣動執行器等組成。氣動執行器的動作是通過電器控制柜，利用壓力傳感器和壓力變送器，通過電子信號來控制的。

2.2 控制原理

正常工作狀態下，主閥的進口與控制閥的進口相通,均有相同的系統介質壓力。主閥活塞式閥瓣的上腔和下腔均與大氣相通為外界壓力。

表1 電氣控制安全泄壓閥與彈簧式安全閥對比表

當系統壓力增加到設定壓力時，主閥的進口壓力信號輸入壓力傳感器中，壓力傳感器的壓力信號轉換成電子信號，通過和被保護設備相連的壓力傳感器，傳送到控制柜并與初始的設定值進行比較，當壓力值達到設定值時，控制柜中會發出一個電信號，這個電信號會啟動氣動執行器向下的工作開關，控制閥閥瓣向下動作使控制閥下密封面形成密封。下密封切斷了主閥壓力室的壓力源，同時壓力室里的壓力通過上密封通道和大氣相連。主閥進口處的介質通過流道進入主閥活塞式閥瓣下腔，由于活塞作用面積大，在介質壓力的推動下，主閥閥瓣能迅速達到最大的開啟高度，實現緊急泄壓。

當系統壓力下降至設定的回座壓力值時，壓力傳感器的壓力信號在壓力變送器上又會產生另一個電子信號控制氣動執行器做另一方向的動作，控制閥閥瓣在介質力和復位彈簧力的作用下回復到上位，形成上位密封，進口處壓力通過控制閥進入主閥壓力室，主閥閥瓣在彈簧力的作用下迅速關閉形成密封，此時安全閥回到正常工作狀態。

3 性能優勢

根據相關國家標準的規定，考核安全泄壓閥的主要性能指標如下。

整定壓力Ps：運行條件下的初始設定值，閥瓣的閥座在此壓力下產生的力是平衡的；排放壓力：又叫超過壓力，指閥門正常排放時的介質壓力，理論上也是系統允許達到的最高值；回座壓力：泄放閥在排放動作后，閥瓣重新與閥座接觸時，系統中的壓力；密封性：泄壓閥在動作后閥座泄漏性能；排量：泄壓閥的關鍵參數之一，排量過小則受保護設備無法及時泄壓，發生安全事故。

從標準和實際應用的角度，對電氣控制安全泄壓閥的彈簧式安全泄壓閥的性能進行對比，結果見表1。

相對于彈簧式安全閥，電氣控制安全泄壓閥的優點較明顯，由于電氣控制安全泄壓閥的開啟和關閉是由電信號控制的，所以可以在閥瓣上預施加較大的密封比壓，閥座密封性始終保持良好狀態，同時不會影響泄壓閥的開啟壓力、機械特性和排量等。

電氣控制安全泄壓閥應用范圍廣闊。

（1）對于密封性要求嚴苛的工況，由于它是依靠信號控制，而且可以設計是利用工作介質來密封的形式，能在非常接近開啟壓力下對閥瓣施加比直接作用式安全閥大得多密封載荷，密封比壓大，因而具有非常良好的密封性能。

（2）對于系統操作壓力與整定壓力非常接近的工況，或工藝要求控制超壓位置與允許排放位置較遠的場合，或制造工藝復雜需周期性調節系統整定壓力的情況，都可以在控制柜中，通過修改程序的辦法實現，易于調節。

（3）排量要求大，工作壓力高的工況。泄壓的主閥通徑易于設計成大口徑形式，控制閥閥體一般為鍛造材料，其整定壓力可以做到很高壓力。其他的優點有：閥門的動作不受背壓力的影響；不用彈簧作為壓力的控制部件，穩定性好等。

4 結語

電氣控制安全泄壓閥作為新型的安全閥產品，在很多石油化工裝置上已使用多年，產品性能穩定，生產安全達到可控制狀態。

實現了在線調整泄壓閥開啟壓力，不必返原廠處理，也不需要更換零部件，提高了工作效率。

作為強制檢定產品，在做周期性檢定校驗時，不必拆下整臺閥門去送檢，只需檢定壓力傳感器即可，方便快捷。

[1]陸培文.實用閥門設計手冊（第二版）[M].北京：機械工業出版社，2007.

[2]張欣.最新閥門設計制造技術與產品質量檢測標準規范全書[M].安徽文化音像出版社，2003.

[3]GB/T 12241-2005，安全閥，一般要求[S].

[4]GB/T 12242-2005，壓力釋放裝置，性能試驗規范[S].

[5]GB/T 12243-2005，彈簧直接載荷式安全閥[S].

TE973

：A

：1671-0711（2017）06（上）-0130-02