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發布時間:2019/10/14

安全閥是啟閉件受外力作用下處于常閉狀態,當設備或管道內的介質壓力升高超過規定值時,通過向系統外排放介質來防止管道或設備內介質壓力超過規定數值的特殊閥門,在系統中起安全保護作用。當系統壓力超過規定值時,安全閥打開,將系統中的一部分氣體/流體排入大氣/管道外,使系統壓力不超過允許值,從而保證系統不因壓力過高而發生事故。既然安全閥這么重要,那么今天就讓羅浮閥門集團安全閥工程師帶大家來全面了解一下!

一、安全閥的分類

安全閥結構主要有兩大類:彈簧式和杠桿式。彈簧式是指閥瓣與閥座的密封靠彈簧的作用力。杠桿式是靠杠桿和重錘的作用力。隨著大容量的需要,又有一種脈沖式安全閥,也稱為先導式安全閥,由主安全閥和輔助閥組成。當管道內介質壓力超過規定壓力值時,輔助閥先開啟,介質沿著導管進入主安全閥,并將主安全閥打開,使增高的介質壓力降低。

安全閥的排放量決定于閥座的口徑與閥瓣的開啟高度,也可分為兩種:微啟式開啟高度是閥座內徑的(1/20)~(1/40),全啟式是(1/3)~(1/4)。

此外,隨著使用要求的不同,有封閉式和不封閉式。封閉式即排出的介質不外泄,全部沿著規定的出口排出,一般用于有毒和有腐蝕性的介質。不封閉式一般用于無毒或無腐蝕性的介質。

按結構分

按其整體結構及加載機構的不同可以分為重錘杠桿式、彈簧式和脈沖式三種。

1重錘杠桿式安全閥

重錘杠桿式安全閥是利用重錘和杠桿來平衡作用在閥瓣上的力。根據杠桿原理,它可以使用質量較小的重錘通過杠桿的增大作用獲得較大的作用力,并通過移動重錘的位置(或變換重錘的質量)來調整安全閥的開啟壓力。

重錘杠桿式安全閥結構簡單,調整容易而又比較準確,所加的載荷不會因閥瓣的升高而有較大的增加,適用于溫度較高的場合,過去用得比較普遍,特別是用在鍋爐和溫度較高的壓力容器上。但重錘杠桿式安全閥結構比較笨重,加載機構容易振動,并常因振動而產生泄漏;其回座壓力較低,開啟后不易關閉及保持嚴密。

2彈簧微啟式安全閥

彈簧微啟式安全閥是利用壓縮彈簧的力來平衡作用在閥瓣上的力。螺旋圈形彈簧的壓縮量可以通過轉動它上面的調整螺母來調節,利用這種結構就可以根據需要校正安全閥的開啟(整定)壓力。彈簧微啟式安全閥結構輕便緊湊,靈敏度也比較高,安裝位置不受限制,而且因為對振動的敏感性小,所以可用于移動式的壓力容器上。這種安全閥的缺點是所加的載荷會隨著閥的開啟而發生變化,即隨著閥瓣的升高,彈簧的壓縮量增大,作用在閥瓣上的力也跟著增加。這對安全閥的迅速開啟是不利的。另外,閥上的彈簧會由于長期受高溫的影響而使彈力減小。用于溫度較高的容器上時,常常要考慮彈簧的隔熱或散熱問題,從而使結構變得復雜起來。

3脈沖式安全閥

脈沖式安全閥由主閥和輔閥構成,通過輔閥的脈沖作用帶動主閥動作、其結構復雜,通常只適用于安全泄放量很大的鍋爐和壓力容器。

上述三種形式的安全閥中,用得比較普遍的是彈簧式安全閥。

按介質分

按照介質排放方式的不同, 安全閥又可以分為全封閉式、半封閉式和開放式等三種。

1全封閉安全閥

全封閉式安全閥排氣時,氣體全部通過排氣管排放,介質不能間外泄漏,主要用于介質為有毒。易燃氣體的容器。

2半封閉式安全閥

半封閉式安全閥所排出的氣體一部分通過排氣管,也有一部分從閥蓋與閥桿間的間隙中漏出,多用于介質為不會污染環境的氣體的容器。

3開放式安全閥

開放式安全閥的閥蓋是敞開的,使彈簧腔室與大氣相通,這樣有利于降低彈簧的溫度,主要適用于介質為蒸汽,以及對大氣不產生污染的高溫氣體的容器。

按閥瓣開啟分

按照閥瓣開啟的最大高度與安全閥流道直徑之比來劃分,安全閥又可分為彈簧微啟封閉高壓式安全閥和彈簧全啟式安全閥兩種。

1彈簧微啟封閉式高壓安全閥

微啟式安全閥的開啟高度小于流道直徑的1/4,通常為流道直徑的1/40一1/20。微啟式安全閥的動作過程是比例作用式的,主要用于液體場合,有時也用于排放量很小的氣體場合。

2彈簧全啟式安全閥

全啟式安全閥的開啟高度大于或等于流道直徑的1/4。全啟式安全閥的排放面積是閥座喉部最小截面積。其動作過程是屬于兩段作用式,必須借助于一個升力機構才能達到全開啟,全啟式安全閥主要用于氣體介質的場合。

3中啟式安全閥

開啟高度介于微啟式與全啟式之間。即可以做成兩段作用,也可以做成比例作用式。

按作用原理分

按作用原理分類,可以分為直接作用式安全閥和非直接作用式安全閥。

1直接作用式安全閥

直接作用式安全閥是在工作介質的直接作用下開啟的,即依靠工作介質壓力的作用克服加載機構加于閥瓣的機械載荷,使閥門開啟。這種安全閥具有結構簡單,動作迅速,可靠性好等優點。但因為依靠結構加載,其載荷大小受到限制,不能用于高壓、大口徑的場合。

2非直接作用式安全閥

這類安全閥可以分為先導式安全閥、帶動力輔助裝置的安全閥。

先導式安全閥是依靠從導閥排出的介質來驅動或控制的。而導閥本身是一個直接作用式安全閥,有時也采用其他形式的閥門。先導式安全閥適用于高壓、大口徑的場合。先導式安全閥的主閥還可以設計成依靠工作介質來密封的形式,或者可以對閥瓣施加比直接作用式安全閥大得多的機械載荷,因而具有良好的密封性能。同時,它的動作很少受背壓的影響。這種安全閥的缺點在于它的可靠性同主閥和導閥有關,動作不如直接作用式安全閥那樣迅速、可靠,而且結構較復雜。

帶動力輔助裝置的安全閥是借助于一個動力輔助裝置,在低于正常開啟壓力的情況下強制安全閥開啟。這種安全閥適用于開啟壓力很接近于工作壓力的場合,或需定期開啟安全閥以進行檢查或吹除粘著、凍結的介質的場合。同時,也提供了一種在緊急情況下強制開啟安全閥的手段。

按壓力調節分

按壓力是否能調節分類,可分為固定不可調安全閥和可調安全閥

1、固定不可調安全閥壓力值出廠已設定好,使用時不能變動,常用在中央空調空調、鍋爐壁掛爐、太陽能等系統,如S10系列安全閥。

2、可調安全閥起跳壓力可隨用戶的不同需求在一定范圍能任意設置,常用于系統保護壓力需經常變動的場合,如S10系列安全閥,但價格一般也比較高。

按工作溫度分

1、常溫安全閥一般是只安裝在暖通、空調或者水系統上的耐溫110℃的安全閥,如0480安全閥。

2、高溫安全閥是指專門用在太陽能系統和模溫機系統的耐溫180℃的安全閥,如1831系列安全閥。

三、安全閥的操作方法

1開啟壓力的調整

①安全閥出廠前,應逐臺調整其開啟壓力到用戶要求的整定值。若用戶提出彈簧工作壓力級,則按一般應按壓力級的下限值調整出廠。

②使用者在將安全閥安裝到被保護設備上之前或者在安裝之前,必須在安裝現場重新進行調整,以確保安全閥的整定壓力值符合要求。

③在銘牌注明的彈簧工作壓力級范圍內,通過旋轉調整螺桿改變彈簧壓縮量,即可對開啟壓力進行調節。

④在旋轉調整螺桿之前,應使閥進口壓力降低到開啟壓力的 90%以下,以防止旋轉調整螺桿時閥瓣被帶動旋轉,以致損傷密封面。

⑤為保證開啟壓力值準確,應使調整時的介質條件,如介質種類、溫度等盡可能接近實際運行條件。介質種類改變,特別是當介質聚積態不同時(例如從液相變為氣相),開啟壓力常有所變化。工作溫度升高時,開啟壓力一般有所降低。故在常溫下調整而用于高溫時,常溫下的整定壓力值應略高于要求的開啟壓力值。高到什么程度與閥門結構和材質選用都有關系,應以制造廠的說明為根據。

⑥常規安全閥用于固定附加背壓的場合,當在檢驗后調整開啟壓力時(此時背壓為大氣壓),其整定值應為要求的開啟壓力值減去附加背壓值。

2排放和回座壓力的調整

①調整閥門排放壓力和回座壓力,必須進行閥門達到全開啟高度的動作試驗,因此,只有在大容量的試驗裝置上或者在安全閥安裝到被保護設備上之后才可能進行。其調整方法依閥門結構不同而不同。

②對于帶反沖盤和閥座調節圈的結構,是利用閥座調節圈來進行調節。擰下調節圈固定螺釘,從露出的螺孔伸人一根細鐵棍之類的工具,即可撥動調節圈上的輪齒,使調節圈左右轉動。當使調節圈向左作逆時針方向旋轉時,其位置升高,排放壓力和回座壓力都將有所降低。反之,當使調節圈向右作順時針方向旋轉時,其位置降低,排放壓力和回座壓力都將有所升高。每一次調整時,調節:圈轉動的幅度不宜過大(一般轉動數齒即可)。每次調整后都應將固定螺釘擰上,使其端部位于調節圈兩齒之間的凹槽內,既能防止調節圈轉動,又不對調節圈產生徑向壓力。為了安全起見,在撥動調節圈之前,應使安全閥進口壓力適當降低(一般應低于開啟壓力的90%),以防止在調整時閥門突然開啟,造成事故。

③對于具有上、下調節圈(導向套和閥座上各有一個調節圈)的結構,其調整要復雜一些。閥座調節圈用來改變閥瓣與調節圈之間通道的大小,從而改變閥門初始開啟時壓力在閥瓣與調節圈之間腔室內積聚程度的大小。當升高閥座調節圈時,壓力積聚的程度增大,從而使閥門比例開啟的階段減小而較快地達到突然的急速開啟。因此,升高閥座調節圈能使排放壓力有所降低。應當注意的是,閥座調節圈亦不可升高到過分接近閥瓣。那樣,密封面處的泄漏就可能導致閥門過早地突然開啟,但由于此時介質壓力還不足以將閥瓣保持在開啟位置,閥瓣隨即又關閉,于是閥門發生頻跳。閥座調:《圈主要用來縮小閥門比例,開啟的階段和調節排放壓力,同時也對回座壓力有所影響。

上調節圈用來改變流動介質在閥瓣下側反射后折轉的角度,從而改變流體作用力的大小,以此來調節回座壓力。升高上調節圈時,折轉角減小,流體作用力隨之減小,從而使回座壓力增高。反之,當降低上調節圈時,回座壓力降低。當然,上調節圈在改變回座壓力的同時,也影響到排放壓力,即升高上調節圈使排放壓力有所升高,降低上調節圈使排放壓力有所降低,但其影響程度不如回座壓力那樣明顯。

3安全閥鉛封

安全閥調整完畢,應加以鉛封,以防止隨便改變已調整好的狀況。當對安全閥進行整修時,在拆卸閥門之前應記下調整螺桿和調節圈的位置,以便于修整后的調整工作。重新調整后應再次加以鉛封。

三、常見故障

1排放后閥瓣不回座

這主要是彈簧彎曲閥桿、閥瓣安裝位置不正或被卡住造成的。應重新裝配。

2泄漏

在設備正常工作壓力下,閥瓣與閥座密封面之間發生超過允許程度的滲漏。其原因有:閥瓣與閥座密封面之間有臟物。可使用提升扳手將閥開啟幾次,把臟物沖去;密封面損傷。應根據損傷程度,采用研磨或車削后研磨的方法加以修復;閥桿彎曲、傾斜或杠桿與支點偏斜,使閥芯與閥瓣錯位。應重新裝配或更換;彈簧彈性降低或失去彈性。應采取更換彈簧、重新調整開啟壓力等措施。

3到規定壓力時不開啟

造成這種情況的原因是定壓不準。應重新調整彈簧的壓縮量或重錘的位置;閥瓣與閥座粘住。應定期對安全閥作手動放氣或放水試驗;杠桿式安全閥的杠桿被卡住或重錘被移動。應重新調整重錘位置并使杠桿運動自如。

4排氣后壓力繼續上升

這主要是因為選用的安全閥排量小于設備的安全泄放量,應重新選用合適的安全閥;閥桿中線不正或彈簧生銹,使閥瓣不能開到應有的高度,應重新裝配閥桿或更換彈簧;排氣管截有不夠,應采取符合安全排放面積的排氣管。

5閥瓣頻跳或振動

主要是由于彈簧剛度太大。應改用剛度適當的彈簧;調節圈調整不當,使回座壓力過高。應重新調整調節圈位置;排放管道阻力過大,造成過大的排放背壓。應減小排放管道阻力。

6不到規定壓力開啟

主要是定壓不準;彈簧老化彈力下降。應適當旋緊調整螺桿或更換彈簧。

五、維護方法

1、安全閥要有防止重錘自行移動的裝置和限制杠桿越軌的導架,彈簧式安全閥要有提升手把和防止隨便擰動調整螺釘的裝置。

2、它應垂直安裝在鍋商、集箱的最高位置。在安全閥和鍋筒或集箱之間,不得裝有取用蒸汽的出口管和閥門。

3、安全閥與鍋爐的連接管,其截面積應不小于安全閥的進口截面積。如果幾個安全閥共同裝設在一根與鍋筒直接相連的短管上,短管的通路截面積應不步于所有安全閥排汽面積的1.25倍。

4、對于額定蒸汽壓力小于或等于3.82MPa的鍋爐,安全閥喉徑不應小于25mm;對于額定蒸汽壓力大于3.82MPa的鍋爐,安全閥喉徑不應小于20mm。

5、安全閥一般應裝設排汽管,排汽管應直通安全地點,并有足夠的截面積,保證排汽暢通。安全閥排氣管底部應裝有接到安全地點的疏水管,在排氣管和疏水管上都不允許裝設閥門。

6、壓力容器的安全閥最好直接裝在壓力容器本體的最高位置上。液化氣體貯罐的安全閥必須裝設在氣相部位。一般可用短管與容器連接,則此安全閥短管的直徑應不小于安全閥的閥徑。

7、安全閥與容器之間一般不得裝設閥門,對易燃易爆或黏性介質的容器,為了安全閥的清洗或更換方便,可裝設截止閥,該截止閥在正常操作時必須全開并加鉛封,避免亂動。

8、額定蒸發量大于0.5t/h的鍋爐,至少裝設兩個安全閥;額定蒸發量小于或等于0.5t/h的鍋爐,至少裝一個安全閥。可分式省煤器出口處、蒸汽過熱器出口處都必須裝設安全閥。

9、對易燃易爆或有毒介質的壓力容器,安全閥排出的介質必須有安全裝置和回收系統。杠桿式安全閥的安裝必須保持鉛垂位置,彈簧安全閥也最好垂直安裝,以免影響其動作。安裝時還應注意配合、零件的同軸度和應使各個螺栓均勻受力。

10、安全閥的出口應無阻力,避免背壓現象,若裝設排泄管,其內徑應大于安全閥的出口通徑,安全閥排除口應注意防凍,對盛裝易燃或有毒、劇毒介質的容器,排泄管應直通室外安全地點或有進行妥善處理的設施,排泄管不準裝設任何閥門。

11、新裝安全閥應附有產品合格證,安裝前要進行復校,加以鉛封并出具安全閥校驗。

12、承壓設備與安全閥之間不得裝有任何閥門,對盛易燃、易爆、有毒或粘性介質的容器,為便于更換、清洗,可裝截止閥,其結構和通徑尺寸不應妨礙安全閥的正常運行。正常運行時,截止閥必須全開并加鉛封。

安全閥屬于自動閥類,主要用于鍋爐、壓力容器和管道上,控制壓力不超過規定值,對人身安全和設備運行起重要保護作用。(羅浮安全閥/供稿)


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