压力容器安全附件(王霞)

第六章压力容器安全附件兰州石化员工职业教育学院机电仪培训部兰州石化员工职业教育学院机电仪培训部安全阀、爆破片、压力表、液位计、温度计、紧急切断装置、安全联锁装置等都是压力容器的安全附件，也是容器得以安全和经济运行所必需的构成部分。容器操作人员通过对这些附件和仪表的监视和操作来实现和控制压力容器的运行。如果这些安全附件及仪表不齐全或不灵敏，就会直接影响压力容器的安全运行。合格的操作人员要会正确地使用和监视这些装置，应了解它们的结构、工作原理及其使用管理等方面的知识。(一)安全附件的分类压力容器安全附件按其功能大致可分为四种类型：(1)显示和显示控制类。显示是指显示容器内介质的实际状况，如各类温度计、液面计、压力表等。显示控制是指既起显示功能又能依照设定的工艺参数自行调节，保证该工艺参数稳定在一定范围内的装置，如电接点压力表、自动液面计等。(2)超压泄放类。当容器或系统内介质的压力超过规定压力时，该装置自动泄放部分或全部气体，如安全阀、爆破片、防爆帽、易熔合金塞。第一节安全附件的分类、通用要求及装设要求(一)安全附件的分类压力容器安全附件按其功能大致可分为四种类型：(3)紧急切断类。压力容器(如液化石油气储罐或移动式罐车)运行时，遇有紧急情况时起到紧急关闭阀门，迅速切断气源，防止事故发生和扩大，如紧急切断阀和过流阀。(4)安全联锁类。为了保证快开门式压力容器门(盖)的开启和关闭中的安全，所设置的一种安全联锁装置。常见安全联锁装置有安全插销与连动阀联锁、机械式安全联锁、自动化仪表控制联锁微机控制联锁等。第一节安全附件的分类、通用要求及装设要求兰州石化员工职业教育学院机电仪培训部(二)按《固定容规》规定，安全附件的通用要求如下(1)制造安全阀、爆破片装置的单位应当持有相应特种设备制造许可证。(2)安全阀、爆破片、紧急切断阀等需要型式试验的安全附件，应当经过国家质检总局核准的型式试验机构进行型式试验并且取得型式试验证明文件。(3)安全附件的设计、制造应当符合相关安全技术规范的规定。(4)安全附件出厂时应当随带产品质量证明，并在产品上装设牢固的金属铭牌。(5)安全附件实行定期检验制度，安全附件的定期检验按照《压力容器定期检验规则》与相应安全技术规范的规定进行。兰州石化员工职业教育学院机电仪培训部(三)按《固定容规》规定，安全附件装设要求如下(I)属《固定容规》适用范围内的压力容器，应当根据设计要求装设超压泄放装置(安全阀或爆破片装置)，压力来源于压力容器外部，并且得到可靠控制时，超压泄放装置可以不直接安装在压力容器上。(2)压力容器工作压力低于压力源压力时，在通向压力容器进口的管道上应当装设减压阀，如因介质条件减压阀无法保证可靠地工作时，可用调节阀代替减压阀。在减压阀或调节阀的低压侧，应当装设安全阀和压力表。(3)采用爆破片装置与安全阀组合结构时，应当符合第六章第二节中的有关规定，串联在组合结构中的爆破片在动作时不允许产生碎片。(4)对易燃介质或毒性程度为极度、高度或中度危害介质的压力容器，应在安全阀或爆破片的排出口装设导管，将排放介质引至安全地点,并进行妥善处理，不得直接排入.(一)超压泄放装置的分类超压泄放装置按照结构及泄压原理一般分为(I)阀型超压泄放装置(安全阀)。(2)破裂型超压泄放装置(爆破片、防爆帽)。(3)熔化型超压泄放装置(易熔合金塞)。第二节超压泄放装置的类型第二节超压泄放装置的类型•(二)超压泄放装置的特点•1．阀型超压泄放装置•阀型超压泄放装置即指常用的安全阀，优点是它通过介质排放，使容器内的超高的压力降至规定的压力，节约原料或能源；缺点是密封性能较差，会有轻微泄漏，由于惯性作用常有“滞后”现象，用于含固体颗粒或液滴的气体时可能会造成堵塞或粘连。它被广泛地使用在高、中、低压容器上，特别是弹簧式安全阀被广泛地使用。2．破裂型超压泄放装置破裂型超压泄放装置指爆破片及防爆帽。爆破片常用于中低压容器、液化气体罐车，防爆帽常用于高压气瓶。破裂型超压泄放装置的优点是密封性能好、反应快，对气体内污物影响小，适用于工作介质黏性大、腐蚀性强、有毒介质等容器及低温型汽车罐车上，缺点是会造成生产中断和原料浪费。3．熔化型超压泄放装置熔化型超压泄放装置即常用的易熔合金塞，常用于气瓶瓶阀上，如溶解乙炔气瓶、车用压缩天然气气瓶等。优点是密封性能好，但要求其动作温度要准，且不与介质发生化学反应。(三)超压泄放装置的组合使用1．超压泄放装置一般的组合使用一般有以下两种类型(1)阀型和破裂型组合。(2)阀型和熔化型组合。2．安全阀与爆破片最常见的组合类型(固定式压力容器上规定采用的安全阀和爆破片的组合型式)有以下三种(1)安全阀与爆破并联使用(图6—2)。(2)爆破片串联在安全阀的进口侧(图6—3)。(3)爆破片串联在安全阀的出口侧(图64)。图6—1爆破片单独使用1．爆破片；2．截止阀图6—2安全阀、爆破片并联使用1．爆破片；2．截止阀；3．安全阀图6—3爆破片串联在安全阀进口1．爆破片；2．截止阀；3．压力表；4．安全阀图6—4爆破片串联在安全阀出口1．爆破片2.安全阀；3．压力表；4．截止阀3．安全阀装置与爆破片装置的组合符合下列规定当容器上单独采用爆破片时(图61)，其泄放装置的动作压力应不大于设计压力且该空间的超压限度应不大于设计压力的10％或20kPa中的较大值。如安全阀与爆破片组合使用时，应符合下列规定：(1)安全阀装置与爆破片装置并联组合时，其中安全阀的动作压力不应大于设计压力，爆破片的动作压力不得超过1.04倍设计压力，且该空间的超压限度应不大于设计压力的12％或30kPa中的较大值。(2)当安全阀与爆破片装置串联时，应符合下列规定。①泄放装置的动作压力应不大于压力容器的设计压力，且该空间的超压限度不应大于设计压力10％或20kPa中的较大值。②爆破片在动作时不允许产生碎片。(一)安全阀的作用安全阀是一种超压自动泄压阀门，它是压力容器的重要安全附件之一。在正常工作压力运行时，安全阀保持严密不漏；当压力超过设定值时，安全阀在压力作用下自行开启，使容器泄压，以防止容器或管线的破坏；当容器压力泄至正常值时，它又能自行关闭，停止泄放.安全阀的基本要求：准确的开启；适时地全开；稳定的排放；良好的回座性能；可靠的密封性能。第三节安全阀(二)安全阀的分类1．按工作原理分类(1)直接载荷式安全阀。直接载荷式安全阀是一种仅靠直接的机械加载装置，如重锤、杠杆加重锤或利用弹簧来克服由阀瓣下介质压力所产生作用的安全阀。①杠杆加重锤式安全阀(图6—5)。结构简单，调整容易，受环境温度的影响小，能用于较高的工作温度，缺点是笨重，受振动后易泄漏，不能用于高压及移动式容器，很少采用。图6—5杠杆加重锤式安全阀1.阀罩；2.支点；3.阀杆；4.力点；5.导架；6.阀芯57.杠杆}8.阀座；9.固定螺丝；10.调整螺丝；11.重锤正常整定压力时开启。②弹簧式安全阀(图6—6)。结构紧凑，调整灵活，灵敏度高，安装位置不受严格限制，是压力容器中最常用的一种安全阀。(2)平衡式安全阀。平衡式安全阀是一种采取措施将背压对动作特性(整定压力、回座压力以及排量)的影响降低到最小限度的安全阀。(3)先导式安全阀。先导式安全阀是一种依靠从导阀排出介质来驱动或控制的安全阀，该从导阀本身应是直接载荷式安全阀。(4)带动力辅助装置的安全阀。带动力辅助装置的安全阀是借助一个动力辅助装置(例如气压、液压、电磁等)，可以在压力低于正常整定压力时开启。图6—6弹簧式安全阀1．阀帽；2．销子；3．调整螺丝；4．弹簧压盖；5．手柄；6．弹簧；7．阀杆；8．阎盖；9．阔芯；l0．阀座；11．阀体(三)安全阀的结构及工作原理当压力超过正常工作压力时，介质对阀瓣的作用力增加，而阀瓣与阀座间在密封面上密封力则相对减少。当密封面上的密封力到一定数值时，介质将开始通过密封面间的微小缝隙产生少量泄露，此时的压力为丧失密封压力，随着容器内介质压力继续升高，阀瓣开始升起，介质连续排出安全阀的瞬间，其进口压力称为开启压力；介质压力继续升高，当阀瓣达到规定开启高度，阀瓣处于全开启状态，大量泄放介质，此时安全阀的进口压力称为全启压力。安全阀开启后，容器内的压力逐渐下降，当介质压力降到一定数值时，阀瓣关闭，介质停止排出，且能保持良好的密封性，此时的介质压力称为回座压力.(五)磁力安全阀的结构及工作原理1．磁力安全阀的结构磁力安全阀是弹簧安全阀的派生产品，利用压力容器中的压力通过电接点压力表，转换成电的信号输出，使安全阀启动，所以也叫电动安全阀。它是在原来安全阀的功能上增加了一种电信号控制系统，实施压力容器运行中的自动控制。磁力安全阀由安全阀和磁力动力头两大部分组成(图6—7)，它是经过硅管整流构成电的回路。把原来安全阀调整阀杆螺帽卸下，将原来阀杆上端和磁力安全阀、磁头相接，用原来阀体所用Ml4、M12、Ml0三种不同规格螺纹相互连接，磁头吸合间隙调整到l0～15mm(间隙越小，吸合力越大)，再把原来安全阀盖帽端头加工成原来安全阀盖帽端头加工成l|M46×1．0螺纹，同磁力安全阀1法兰盘7L相吻合，保证磁力安全豳磁头受电后上下移动自如既可。原安全阀手柄不要卸掉，不改变原来安全阀技术条件，经过改装后的磁力安全阀形成三项功能：手动排放；靠容器里压力顶启自动排放；靠磁力线圈动力热把阀杆强行提启自动排放。图6—7磁力安全阀安装结构示意．外壳；2．线圈；3．调节螺帽；4．线圈骨架5．磁头}6．锁紧背帽；7．阀杆2．磁力安全阀的工作原理磁力安全阀是由容器里压力信号通过电接点压力表闭合，输出电的信号给操作台的中间继电器，中间继电器常开点受电后闭合，使磁力安全阀线圈受电，产生强磁场，使磁铁沿着磁力线方向移动，产生位移，位移的间隙恰等于安全阀的阀芯与阀座间开启高度，这时容器处在自动排汽泄压状况。当容器里压力降至安全阀回座压力时，自动回座关闭，从而保证容器在限定的压力下安全运行。此安全阀适用介质密度不小于0.8g／cm3(非黏性液体)，公称压力不大于l.6MPa，外界温度小于80℃的固定式压力容器上(六)对安全阀出厂的要求(1)每台安全阀出厂必须附有产品质量证明文件、简图、材料明细表、安装使用、校验说明书等。(2)在安全阀铭牌或安全阀外表面至少有以下内容的明显标志。①产品编号：为阀体上的永久性标志；②安全阀制造许可证编号及标志；③制造单位名称；④安全阀型号；⑤公称压力(压力等级)；⑥公称通径DN，mm；⑦流通直径或流通面积，mm／mm2；⑧整定压力，MPa⑨阀体材料；⑩额定排量系数或者对某一流体保证的额定排量，k9／h；⑩生产日期。1．选用安全阀的依据安全阀的选用应根据工作压力、工作温度、介质特性(如黏性、清洁程度、毒性、腐蚀性)、自控程度以及容器有无震动等要求，对照安全阀产品证明文件和铭牌上的内容进行选用。2．安全阀的选用(1)安全阀的型式通常采用直接载荷弹簧式安全阀，若采用非直接载荷式安全阀则必须做到即使副阀失灵，主阀仍能在规定的整定压力下自行开启排出其额定泄放量。(2)对有毒、易燃、易爆介质的压力容器应采用封闭式安全阀，并将排放管导人回收容器内或引至安全地点，以避免中毒、燃烧、爆炸事故发生。(3)对蒸汽、空气等介质的压力容器应选用全启式的安全阀。(4)安全泄放量较小和要求压力平稳的容器宜采用微启式安全阀。(5)对黏性大或有腐蚀性介质的压力容器，宜采用安全阀与爆破片组合使用的方式。(6)液化气体汽车罐车必须装设内置全启式弹簧安全阀。(七)安全阀的选用(7)安全阀规格的选用。①安全阀的排放能力即最小排放面积[(简称A安),单位mm2应当大于或者等于压力容器的安全泄放量(WS,单位kg/h),即A安≥WS,。压力容器安全泄放量是指为了不让压力容器超压，压力不继续升高，在单位时间内需泄放的气(汽)量。②考虑安全阀公称压力范围与容器相适应。安全阀的公称压力(PN)应当不小于压力容器的设计压力(P)，即PN≥P；安全阀弹簧刚度应能满足整定压力调整范围(8)选用安全阀时，根据介质特性确定阀芯、阀体的材料.(八)安全阀中的动作机构(1)弹