安全阀的选型方法与注意点|避免吹出量选型失误引发重大事故

选型安全阀时首先要把握的,是在实际运行工况下确保满足设定压力和”所需排放量”的排放能力。若将排放量估算得过小,异常时便无法充分泄放压力,可能酿成重大事故;反之,若选型过大则会引发颤振(阀门剧烈的开闭振动),成为性能下降和泄漏的诱因之一。要防止选型失误导致的事故,关键在于结合运行工况,对压力、流体、容量、口径、背压进行综合确认。

本文要点

  • 确保设定压力与所需排放量是安全阀选型的基础
  • 排放量过小易引发超压,过大则易成为颤振的诱因
  • 结合运行工况,对流体、温度、背压、口径进行综合判断

排放量选型失误为何会导致重大事故

所需排放量与阀门的排放能力

安全阀是当压力设备或管道异常升压时自动开启、泄放内部流体以抑制压力上升的保安部件。此处的基准,在于表示预想的异常状态下需要泄放多少流量的”所需排放量”,与所选阀门实际能够通过的”排放能力”之间的关系。

所需排放量应根据该设备可能发生的压力上升因素求得,例如火灾、加热、外部热输入、泵或压缩机的关闭运行(憋压运行)等。若阀门的排放能力相对于该流量不足,则即使阀门全开,泄放也追不上压力上升,从而出现压力超过设定压力持续上升的状态(超压),可能导致设备变形或损坏。排放量还会因蒸汽、空气、液体等流体种类以及压力、温度而变化,因此不宜直接套用样本数值,而应换算为实际工况加以确认。

过大选型引发的颤振

若因担心排放不足而将口径或容量选得过大,则容易产生另一类问题。当实际排放量相对于阀门的排放能力偏小时,可能出现”颤振”现象,即阀门开启后压力骤降随即关闭、再次升压又开启,如此在短时间内反复的动作。

颤振会成为阀座或阀体磨损、密封面泄漏、管道振动与噪声的诱因之一,结果可能损害本应具备的保安性能。安全阀并非”越大越安全”,选择与所需排放量相匹配的容量才有助于稳定动作。过大与过小均应避免,选择契合工况的容量是基本思路。

容易被忽视的运行工况

即便设定压力相同,当流体、温度、背压等条件发生变化时,适当的选型也会随之改变。尤其是排放侧压力(背压)较高的系统,或将排气汇入集合管道的场合,背压可能会影响动作和排放量,此时可能需要考虑采用不易受背压影响的形式。

此外,根据流体的腐蚀性、高温、有无异物而选择材质与形式,以及相对于设定压力确保适当的动作压差等,也都是左右安全性的要素。这些并非由统一数值决定,而应在遵循法规、标准及设备设计条件的基础上进行综合判断,这一点十分重要。

常见问题

Q1. 排放量应如何确定?

A1. 应根据火灾、加热、憋压运行等预想的压力上升因素求得所需排放量。再将该流量换算为流体、压力、温度的工况,确认阀门的排放能力是否高于该值。若难以判断,建议整理好工况后进行咨询。

Q2. 安全阀选大一些是否更安心?

A2. 未必如此。容量过大时容易发生颤振,成为阀座磨损和泄漏的诱因之一。选择与所需排放量相匹配的容量才有助于稳定动作。

Q3. 设定压力和动作压力是一回事吗?

A3. 设定压力是阀门开始开启的基准压力,实际上排放与回座之间会伴有一定的压差。宜在运行压力与设定压力之间确保适当的压差。具体情况取决于设备的设计条件。

Q4. 存在背压会影响选型吗?

A4. 可能会有影响。在排放侧压力较高的系统或集合管道中,背压会关系到动作和排放量,因此有时会考虑采用不易受背压影响的形式。由于因工况而异,事先确认是有效的做法。

Q5. 选择既有阀门的同等品时有哪些注意事项?

A5. 不仅要关注口径和接口,确认设定压力、流体、温度、排放量等工况是否一致同样重要。若刻印或铭牌信息不明,建议根据运行工况重新进行选型。

Q6. 蒸汽用与液体用的阀门可以通用吗?

A6. 由于不同流体的排放量计算和适用形式各异,原则上应选择契合用途的规格。能否通用取决于工况,因此需结合实际的流体、压力、温度加以确认。

总结

安全阀的选型,除了遵守设定压力之外,能否在实际运行工况下确保所需排放量也是关键所在。排放量过小会成为超压的诱因,过大则会成为颤振的诱因,因此结合流体、温度、背压、口径进行综合判断,有助于降低因选型失误而导致事故的风险。

如果您有”知道口径却不清楚如何求所需排放量””想选定既有阀门的同等品但铭牌信息不明””在存在背压的系统中难以判断该选哪种形式”等困扰,欢迎在整理好运行工况后,善用Yoshitake的技术咨询与选型咨询。我们可以为您提供结合工况的选型指引。