石油化工離不開(kāi)安全閥 化工離不開(kāi)安全閥 石油離不開(kāi)安全閥 石油化工安全閥 安全閥選擇

之前介紹JIS日標不銹鋼截止閥標準，現在介紹石油化工離不開(kāi)安全閥石油化工屬高危產(chǎn)品，因壓力容器或是鍋爐又或是管道等設備出現火災或是操作故障易引發(fā)爆炸，因此在石油化工的生產(chǎn)過(guò)程當中通常會(huì )安裝相應的壓力安全泄放裝置，以使系統在超壓的環(huán)境下能夠及時(shí)泄壓，降低事故產(chǎn)生的可能性，安全閥則是這么一種保證石油化工生產(chǎn)安全的泄壓裝置。文章闡述了安全閥的設置原則，介紹了安全閥的種類(lèi)，分析了安全閥的選用及其在石油化工及管道上的安裝。

【石油化工離不開(kāi)安全閥關(guān)鍵字】 0.引言    

 上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：截止閥,電動(dòng)截止閥現在石油化工行業(yè)當中使用得比較多的安全泄放裝置是安全閥和爆破片。但爆破片只能當一次性用品來(lái)用，一旦有事故發(fā)生而其為使系統能夠及時(shí)泄壓而產(chǎn)生爆破之后就必須得進(jìn)行更換；而安全閥可重復使用，因此在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程當中使用得比較多的還是安全閥。安全閥是一種自動(dòng)泄壓閥門(mén)[1]，其可在不借助任何外力前提下利用其本身的應力來(lái)將過(guò)多的流體從系統中排放，以達到及時(shí)泄壓的效果。當系統壓力恢復正常以后，安全閥會(huì )自動(dòng)關(guān)閉以避免流體過(guò)分流出?，F其廣泛應用于航天、石化、能源、醫藥及冶金等眾多行業(yè)的裝置及設備當中[2]。

 在流體管道系統中閥門(mén)是控制元件，其主要作用是隔離設備和管道系統、調節流量、防止回流、調節和排泄壓力。由于管道系統選擇的顯得非常重要，所以，了解閥門(mén)的特性及選擇閥門(mén)的步驟和依據也變得至關(guān)重要起來(lái)。閥門(mén)承壓件材質(zhì)鑄銅、鑄鐵、球墨鑄鐵、高硅鑄鐵、鑄鋼、鍛鋼、高（低）合金鋼、不銹耐酸鋼、哈氏合金、因科鎳爾、蒙乃爾合金、雙相不銹鋼、鈦合金等。并且能夠生產(chǎn)各種電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)閥門(mén)驅動(dòng)裝置。面對如此眾多的閥門(mén)品種和復雜的各種工況，要選擇管道系統安裝的閥門(mén)產(chǎn)品，首先應了解閥門(mén)的特性；其次應掌握選擇閥門(mén)的步驟和依據；再者應遵循選擇閥門(mén)的原則。
閥門(mén)先導式安全閥是一種安全保護用閥，它的啟閉件受外力作用下處于常閉狀態(tài)，當設備或管道內的介質(zhì)壓力升高，超過(guò)規定值時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟，通過(guò)向系統外排放介質(zhì)來(lái)防止管道或設備內介質(zhì)壓力超過(guò)規定數值。
安全閥屬于自動(dòng)閥類(lèi)，主要用于鍋爐、壓力容器和管道上，控制壓力不超過(guò)規定值，對人身安全和設備運行起重要保護作用。按安全閥閥瓣開(kāi)啟高度可分為微啟式安全閥和全啟式安全閥，微啟式安全閥的開(kāi)啟行程高度為：≤0.05d0(zui小排放喉部口徑)；全啟式安全閥開(kāi)啟高度為≤0.25d0(zui小排放喉部口徑)。
先導式安全閥按結構形式來(lái)分，要分為垂錘式、杠桿式、彈簧式和先導式(脈沖式)；按閥體構造來(lái)分，可分為封閉式和不封閉式兩種。封閉式安全閥即排除的介質(zhì)不外泄，全部沿著(zhù)出口排泄到地點(diǎn)，一般用在有毒和腐蝕性介質(zhì)中。對于空氣和蒸汽用安全閥，多采用不封閉式安全閥。對于安全閥產(chǎn)品的選用，應按實(shí)際密封壓力來(lái)確定。對于彈簧式安全閥，在一種公稱(chēng)壓力(PN)范圍內，具有幾種工作壓力級的彈簧，訂貨時(shí)除注明安全閥型號、名稱(chēng)、介質(zhì)和溫度外，尚應注明閥體密封壓力，否則按zui大密封壓力供貨。

  石化閥門(mén)是石油化工生產(chǎn)裝置中的zui多的設備，石化生產(chǎn)中各類(lèi)氣體和液體介質(zhì)都要通過(guò)各種閥門(mén)，按照生產(chǎn)過(guò)程需要被阻斷或輸送到各種容器和過(guò)程設備中去。石化生產(chǎn)常用的閥門(mén)分為通用閥門(mén)和閥門(mén)，石化通用閥門(mén)包括閘閥、截止閥、V型球閥、止回閥、蝶閥、減壓閥、安全閥、調節閥等；石化閥門(mén)包括催化裂化裝置中的滑閥和高溫蝶閥、延遲焦化裝置中的四通切換閥和堵焦閥、乙烯裂解裝置中的高溫裂解平板閘閥和低溫閥、聚乙烯和聚丙烯裝置中的固體閥門(mén)、合成氨裝置中的高溫高壓角式截止閥和節流閥等。
  在閥門(mén)材料選擇和制造工藝上，首先要滿(mǎn)足使用的要求，提高閥門(mén)的安全性和可靠性，同時(shí)要注意做到經(jīng)濟。近年出現了許多新型高性能材料，如各種耐強腐蝕的鈦和鋯金屬材料、納米材料、有機合成和高分子材料、工業(yè)陶瓷等無(wú)機非金屬材料及各種復合材料等，同時(shí)出現許多鑄造、焊接、噴焊、噴涂、復合、燒結等成型和表面處理的新工藝和新技術(shù)裝備，正在應用到閥門(mén)生產(chǎn)中去。

1.安全閥的設置原則      

一般來(lái)說(shuō)，以下容器必須安裝安全閥：

*，獨立的壓力系統，此系統屬全氣相或是全液相或是氣相相通的系統；

第二，容器上未安裝安全閥的壓力物料來(lái)源處；

第三，所設計的壓力比壓力來(lái)源處更小的容器或管道上；

第四，往復式壓縮機的出口處或是螺桿泵、具齒輪泵的出口管道上；

第五，鼓風(fēng)機或是離心式壓縮機等出口連接的地方若其設備承*其zui高壓力，那么其出口管道應安裝安全閥；

第六，因不凝氣而產(chǎn)生超壓現象的容器上；

第七，若加熱爐的出口管道上已安裝切斷閥或是控制閥，那么必須在其上游安裝安全閥；

第八，出現工藝事故、自控事故、電力事故、火災事故或是公用工程事故時(shí)所用到的超壓部位處也應安裝安全閥；第九，由于兩端閥門(mén)關(guān)閉而容易使液體產(chǎn)生熱膨脹的位置；

第十，凝氣透平機的蒸汽出口管道上；

第十一，對于可能會(huì )出現上回閥泄漏的泵出口，要在其入口管道上安裝安全閥以使泄漏事故產(chǎn)生的可能性降低。

2.安全閥的種類(lèi)  

安全閥按其閥體結構來(lái)分有封閉式及不封閉式[3]，封閉式的安全閥是指不對容器內的介質(zhì)進(jìn)行外泄而是將其沿著(zhù)已設置好的出口將介質(zhì)排泄至點(diǎn)，其多用于排泄有毒或是腐蝕性較強的介質(zhì)；若排泄的介質(zhì)為空氣或是蒸汽則多采用不封閉式的安全閥。按我國現行的《安全閥一般要求》GB/T12241-2005來(lái)分類(lèi)，其可分為直接載荷式、帶動(dòng)力輔助裝置式、帶補充載荷式及先導式[4]。按閥瓣的開(kāi)啟程度分類(lèi)其包括全啟式及微啟式[5]，全啟式是指開(kāi)啟的高度要不小于噴嘴面積的1/4，微啟式是指其開(kāi)啟高度處于噴嘴面積的1/4到1/40之間。另外還有按結構來(lái)進(jìn)行分類(lèi)的，其主要包括封閉式及不封閉式、帶扳手及不帶扳手、帶散熱片及不帶散熱片、有波紋管及無(wú)波紋管等。但是現在采用的比較多的是按安全閥的結構形式來(lái)進(jìn)行分類(lèi)，且其大致可被分為以下四大類(lèi)：重垂式、杠桿重垂式、彈簧式及先導式[6]。

2.1重垂式      

重垂式即將重垂作為荷載而直接作用在閥瓣上，現其使用率很低。

2.2杠桿重垂式    

 杠桿重垂式則是利用杠桿將重垂作為花卉而作用在閥瓣上，其比較適用于蒸汽或是空氣的排泄，且其要保證泄壓為0.6Mpa，介質(zhì)溫度不能超過(guò)250℃。但是杠桿重垂式安全閥其體積較大使得其適用范圍大大縮小了。

2.3彈簧式      

彈簧式主要是利用作用于閥瓣上的彈簧力來(lái)達到對閥的啟動(dòng)進(jìn)行控制的目的，其結構緊湊、體積小、重量輕且其具啟閉的動(dòng)作具有高可靠性，因此其廣泛應用于工藝設備及管道上。一般來(lái)說(shuō)，用于工藝設備或是管道上的彈簧式安全閥其體積小、靈敏度高，不僅適用于氣體的泄壓，而且同樣也適用于液體的泄壓。而彈簧式又分封閉式和不封閉式的，其中封閉式的多用于有毒或是腐蝕性較強的介質(zhì)生產(chǎn)當中。而不封閉式的則多用于所需排泄的介質(zhì)為空氣或是蒸汽的排泄。另外，彈簧式安全閥還分為帶扳手及不帶扳手的。扳手主要是用來(lái)對閥瓣的靈活度進(jìn)行控制，有時(shí)也可當手動(dòng)緊急泄壓裝置使用。

2.4先導式

先導式又稱(chēng)為脈沖式，其主要是將導閥與主閥相連，然后利用導閥的脈沖作用而使得主閥能夠工作。其比較適合在口徑大、排量大及壓力高的系統當中應用。先導式的安全閥與導閥的連接是采用無(wú)縫管接通的，在具體運行的過(guò)程當中其主要是利用先導閥來(lái)對被控制的壓力信號進(jìn)行感測，通過(guò)感應到的壓力值然后再對主閥的啟閉進(jìn)行控制。的安全閥其排放壓力應有具體規定，使安全閥在規定的排放壓力下能夠達到相應的開(kāi)啟高度；再次，要保證所選擇安全閥的強度、密封性、安全性及可靠性；zui后要注意安全閥的允許偏差值或是極限值要與實(shí)際系統要求相符。

4.安全閥的安裝

 石油化工生產(chǎn)當中所用到的裝置特別多，而且其不同設備的壓力等級也不同，管道也越來(lái)越多，使得安全閥的應用也不斷增加。所以，安全閥布置與安裝的正確性及合理性顯得尤其重要。一般來(lái)說(shuō)，安全閥的安裝主要遵循以下原則：

 *，安裝于石油化工設備或是管道上的安全閥一般采用垂直式安裝法，且其與被保護的設備或是管道的距離應盡量縮小。但若遇到液體管道或是換熱器等則可進(jìn)行水平安裝，因其在關(guān)閉閥門(mén)以后液體可能會(huì )出現熱膨脹而使得壓力上升。這樣一來(lái)系統的安全性就會(huì )更高，即使在液體出現熱膨脹時(shí)也很少會(huì )產(chǎn)生爆炸現象。  第二，在對安全閥安裝的位置進(jìn)行選擇時(shí)一定要注意周?chē)h(huán)境，要保證其空間足夠而方便后期的檢修及調節。比如說(shuō)DN80以下的安裝于立式容器上的安全閥，其呆選擇平臺內靠外側的地主進(jìn)行安裝；若超過(guò)DN100則可選擇在平臺外靠近平臺的地方進(jìn)行安全，這樣在后期的檢修及調節時(shí)還可借助平臺來(lái)進(jìn)行。另外要注意不要選擇將安全閥安裝在長(cháng)度較長(cháng)的水平管道的死角處，以防止固體物或是液體的 囤積[7] 。與以往的安裝相比，在后期的維修或是調節時(shí)，相關(guān)人員的操作就會(huì )更簡(jiǎn)單，減少了維修人員的工作困難。  

第三，安裝于管道上的安全閥應選擇壓力相對穩定、與波動(dòng)源有一定距離的地方進(jìn)行安裝，具體可見(jiàn)圖1。在波動(dòng)源的長(cháng)期作用下，安全閥可能會(huì )出現松動(dòng)，導致系統安全性受到影響，而此種安裝方法則有效避免了這種情況，保證系統的穩定性。 

  圖1 安全閥安裝于管道的位置示意圖  第四，用于排泄無(wú)害介質(zhì)的安全閥其排放管口要與地面保持2.5m以上的距離。而若用于排泄腐蝕性較強或是有毒介質(zhì)的安全閥，其排放口要與地面保持3m以上的距離。此方法主要是減少了對環(huán)境的影響，尤其是有毒介質(zhì)對于環(huán)境及人體的危害。

 第五，在與泄壓總管相連接的安全閥出口，其上端要順著(zhù)注射與總管保持45o角，以防止總管內的液體倒灌，同時(shí)也可使安全閥的背壓減少。若安全閥的定壓超過(guò)710MPa時(shí)，其插入總管的角度就必須保持45o，具體可見(jiàn)圖2。與以往直式的連接方法相比，此方法有效避免了液體的倒灌而加強了系統的安全性。
圖2 安全閥出口與泄壓總管的角度示意圖  

第六，若系統為濕氣體泄壓系統，則要保證其排放管內無(wú)袋形積液，安裝安全閥時(shí)其高度也要比泄壓系統更高，以防止出現積液現象。

 第七，安全閥出口管的背壓不得超過(guò)安全閥定壓的一定值。普通型彈簧式安全閥的背壓小于整定壓力的10%；平衡波紋管式的安全閥其背壓處整定壓力的10%到30%之間；先導式的安全閥其背壓處整定壓力的30%到60%之間。  第八，設計安全閥的出口管道時(shí)要注意安全閥反作用力的影響。

5.結語(yǔ)      

石油化工行業(yè)是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的支撐行業(yè)，其是否能安全、穩定的運行直接影響著(zhù)我國國民經(jīng)濟的發(fā)展及社會(huì )發(fā)展。安全閥是保證石油化工裝置能夠及時(shí)泄壓的重要裝置，其關(guān)系整個(gè)石油化工裝置的安全運行，同時(shí)在整個(gè)石油化工生產(chǎn)系統當中有著(zhù)不可替代的作用。因此相關(guān)工作人員在一定要倍加注意，尤其是設計人員，在進(jìn)行安全閥的選用及設計安裝時(shí)一定要對工廠(chǎng)的具體情況進(jìn)行詳細的了解，同時(shí)還要結合相關(guān)經(jīng)驗來(lái)正確選擇適用于各企業(yè)的安全閥，以保證企業(yè)的安全運轉。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥

【考文獻】  

[1]崔金玲,王艷,曾香梅.化工裝置管道安裝中應注意的幾個(gè)問(wèn)題[J].化工設計通訊.2009(04)

[2]衛耕軒.石油化工管道安裝工程監理質(zhì)量控制[J].河南化工.2010(05)  

[3]馬朝玲,譚強.化工裝置安全閥進(jìn)、出口配管的設計探討[J].通用機械.2009(08)

[4]閆正偉.安全閥的選用[J].通用機械.2009(11)  

[5]張水英.安全閥在石油化工裝置中的設置與選用 [J].河南化工.2010(07)

[6]陳亮.淺談安全閥以及安全閥選用設計[J].大觀(guān)周刊.2012(08)  

[7]徐粉年.石油化工裝置安全閥的選用及配管設計[J].大觀(guān)周刊.2012(08)