石油化工設(shè)備安全閥研究分析

賈萌

摘要：作為重要的安全保障措施，安全閥在化工裝置中的應(yīng)用已相當(dāng)普遍。但是在近些年的安全事故中，也有不少是由于安全閥故障及設(shè)置不當(dāng)造成的。由于設(shè)備超壓原因復(fù)雜，給安全閥的選型造成一定困難。本文就石油化工設(shè)備安全閥進(jìn)行研究分析。

關(guān)鍵詞：石油化工;設(shè)備;安全閥;研究

安全閥的合理設(shè)置需要綜合設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、安裝、使用、校驗(yàn)和維修等多方面因素，是制造商、設(shè)計(jì)者、使用者、監(jiān)管機(jī)構(gòu)共同參與才能完成的。

一、安全閥工作原理及種類

1.1安全閥工作原理

安全閥是自動(dòng)閥的類型之一，主要作用是安全保護(hù)，常用范圍為無顆粒、清潔度比較高的流體，可以自主打開釋放的壓力介質(zhì)，從而將流體排除，不需要借助外力就能夠把系統(tǒng)壓力降低至安全壓力范圍內(nèi)，而系統(tǒng)壓力符合要求后，安全閥門就會(huì)主動(dòng)關(guān)閉，不會(huì)再流出壓力介質(zhì)。安全閥作為十分有效的泄壓措施，其具體的工作原理如下所述：當(dāng)石油化工設(shè)備及管道內(nèi)部的壓力為臨界值時(shí)，安全閥便會(huì)自行打開，充分排放出壓力介質(zhì)。如果設(shè)備及管道內(nèi)的壓力數(shù)值恢復(fù)為正常范圍，安全閥便會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，從而確保了設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，安全閥已經(jīng)成為了壓力容器、工藝體系中的主要保護(hù)設(shè)備之一，并且在石化、醫(yī)藥等行業(yè)得到了十分廣泛的應(yīng)用。

1.2安全閥種類

通常，對(duì)安全閥進(jìn)行分類的標(biāo)準(zhǔn)是多樣化的。若以安全閥閥瓣在開啟過程中達(dá)到的高度進(jìn)行劃分，可以分為兩類，一是微啟式安全閥，即閥瓣的開啟高度低于最小排放喉部口徑的百分之五，二是全啟式安全閥，即閥瓣的開啟高度大于最小排放喉部口徑的百分之二十五。受開啟高度的差異，兩種安全閥的用途也存在很大區(qū)別，一般情況下，微啟式安全閥被人們應(yīng)用在排量比較小的流體系統(tǒng)之中，而全啟式安全閥則被應(yīng)用在排量比較大的流體系統(tǒng)之中。若以安全閥閥體的構(gòu)造分類，也可以分為兩類，一是封閉式安全閥，即壓力介質(zhì)不會(huì)外泄，介質(zhì)會(huì)被排放在規(guī)定的地方，二是不封閉安全閥，即壓力介質(zhì)會(huì)外泄。

我們經(jīng)常使用的安全閥分類方法，主要是根據(jù)安全閥的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分類，即垂直式、彈簧式、脈沖式以及杠桿重垂式。垂直式安全閥即在閥瓣上用重錘增加荷載，目前比較少見;彈簧式安全閥通過運(yùn)用彈簧彈力控制安全閥啟閉;杠桿重垂式安全閥主要是利用杠桿原理作用于閥瓣，其作用范圍十分有限，即常用在泄壓0.6MPa、250℃以下的蒸汽中;脈沖式安全閥常被應(yīng)用在大排量、大口徑以及大壓力的流體系統(tǒng)中，其工作機(jī)制主要是通過連接主閥、導(dǎo)閥，并且使輔閥脈沖作用對(duì)主閥動(dòng)作起到驅(qū)動(dòng)作用。

二、安全閥選擇要求

掌握正確的安全閥選擇方式，對(duì)系統(tǒng)的安全具有重要意義。

因此，在選擇安全閥時(shí)，要結(jié)合一下要求：

一是啟閉功能要安全可靠。如果系統(tǒng)中的壓力大于預(yù)定安全范圍，安全閥就要自動(dòng)開啟，及時(shí)釋放壓力介質(zhì);如果系統(tǒng)壓力已經(jīng)降低到安全范圍內(nèi)，就要確保安全閥可以及時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。二是安全閥的泄壓效果要完全符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如此一來，才能在根本上保證設(shè)備及管道的安全性。三是安全閥的動(dòng)作性能應(yīng)允許偏差、極限值，即要充分考慮安全閥的開啟壓力、高度以及啟閉過程中的極限值、偏差。

三、安全閥設(shè)置原則及安裝設(shè)計(jì)

3.1安全閥的設(shè)置原則

安全閥可以有效提高設(shè)備及管道的安全性，并且對(duì)某些系統(tǒng)起到泄壓作用。這些系統(tǒng)包括以下情況：當(dāng)系統(tǒng)兩端閥門關(guān)閉之后，其液體便會(huì)產(chǎn)生熱膨脹;受主客觀因素的影響，系統(tǒng)容易產(chǎn)生超壓問題;系統(tǒng)壓力獨(dú)立;系統(tǒng)壓力大于壓力最大值;容器壓力物料來源的位置沒有安全閥;系統(tǒng)凝聚了較多的不凝氣，并遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于規(guī)定壓力值;凝氣透平機(jī)的蒸汽出口管道;往復(fù)式壓縮機(jī)各段出口管道。

3.2安全閥的安裝設(shè)計(jì)

目前，在石油化工裝置設(shè)計(jì)中，越來越多的應(yīng)用到了安全閥。對(duì)此，安全閥的正確設(shè)計(jì)及安裝，可以對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行起到至關(guān)重要的保護(hù)作用。

安裝設(shè)備及管道上的安全閥，首選垂直安裝的方式，盡量使安全閥靠近設(shè)備及管道所在的位置。對(duì)于液體管道、熱換器而言，在安裝安全閥的過程中，選擇水平安裝的方式，能夠徹底避免安全閥關(guān)閉過程中出現(xiàn)的熱膨脹問題，防止系統(tǒng)壓力進(jìn)一步升高。

水平管道在長期工作中，其死端位置常常會(huì)積累很多固體或者液體的雜物，因此，安全閥的安裝，要盡量避免安裝在水平管道的死端位置。同時(shí)，安裝安全閥時(shí)，還要在日常工作中按時(shí)檢修安全閥及管道，并及時(shí)調(diào)節(jié)其參數(shù)，以便確保其工作的安全性。安全閥的直徑比較大時(shí)，其重量也應(yīng)該比較大，因此，安裝安全閥時(shí)要考慮其拆開吊裝的可能性，或者也可以考慮設(shè)置吊桿。安裝安全閥時(shí)應(yīng)該確保其出口位置沒有阻力，從而防止其出現(xiàn)受壓現(xiàn)象。安裝之前，要對(duì)安全閥的安全性能進(jìn)行測驗(yàn)，檢查其密封效果，進(jìn)而提高其在應(yīng)用中的安全性。安全閥使用過程中，要安排專人進(jìn)行檢查。當(dāng)氣體通過安全閥口排入大氣時(shí)，出口管中心線上會(huì)產(chǎn)生流向相反的作用力，即反作用力。對(duì)此，安全閥出口管道的設(shè)計(jì)，要充分結(jié)合反作用力進(jìn)行考慮。

四、結(jié)束語

對(duì)于石油化工及管道而言，安全閥具有十分重要的作用，可以起到十分顯著的泄壓作用，從而維護(hù)企業(yè)生產(chǎn)過程中的安全性。要想避免多種因素造成的壓力問題，就要在發(fā)生超壓現(xiàn)象時(shí)及時(shí)釋放壓力。因此，企業(yè)及相關(guān)工作人員要對(duì)安全閥在石油化工及管道中的安裝設(shè)計(jì)有足夠的重視，并且正確掌握安全閥的選擇方式，將其合理安裝，從而有效提高石油化工及管道的安全性，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]程京山，夏德富，楊繼有.化工壓力容器安全閥的設(shè)置與安裝設(shè)計(jì)[J].鹽科學(xué)與化工，2019，48（12）：34-37.

[2]楊偉軍，朱敬鑫.化工裝置中安全閥進(jìn)出口管道設(shè)計(jì)研究[J].石化技術(shù)，2018，25（07）：62.

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