石油化工离不开安全阀 化工离不开安全阀 石油离不开安全阀 石油化工安全阀 安全阀选择

之前介绍JIS日标不锈钢截止阀标准，现在介绍石油化工离不开安全阀石油化工属高危产品，因压力容器或是锅炉又或是管道等设备出现火灾或是操作故障易引发爆炸，因此在石油化工的生产过程当中通常会安装相应的压力安全泄放装置，以使系统在超压的环境下能够及时泄压，降低事故产生的可能性，安全阀则是这么一种保证石油化工生产安全的泄压装置。文章阐述了安全阀的设置原则，介绍了安全阀的种类，分析了安全阀的选用及其在石油化工及管道上的安装。

【石油化工离不开安全阀关键字】 0.引言    

 上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀现在石油化工行业当中使用得比较多的安全泄放装置是安全阀和爆破片。但爆破片只能当一次性用品来用，一旦有事故发生而其为使系统能够及时泄压而产生爆破之后就必须得进行更换；而安全阀可重复使用，因此在实际的生产过程当中使用得比较多的还是安全阀。安全阀是一种自动泄压阀门[1]，其可在不借助任何外力前提下利用其本身的应力来将过多的流体从系统中排放，以达到及时泄压的效果。当系统压力恢复正常以后，安全阀会自动关闭以避免流体过分流出。现其广泛应用于航天、石化、能源、医药及冶金等众多行业的装置及设备当中[2]。

 在流体管道系统中阀门是控制元件，其主要作用是隔离设备和管道系统、调节流量、防止回流、调节和排泄压力。由于管道系统选择的显得非常重要，所以，了解阀门的特性及选择阀门的步骤和依据也变得至关重要起来。阀门承压件材质铸铜、铸铁、球墨铸铁、高硅铸铁、铸钢、锻钢、高（低）合金钢、不锈耐酸钢、哈氏合金、因科镍尔、蒙乃尔合金、双相不锈钢、钛合金等。并且能够生产各种电动、气动、液动阀门驱动装置。面对如此众多的阀门品种和复杂的各种工况，要选择管道系统安装的阀门产品，首先应了解阀门的特性；其次应掌握选择阀门的步骤和依据；再者应遵循选择阀门的原则。
阀门先导式安全阀是一种安全保护用阀，它的启闭件受外力作用下处于常闭状态，当设备或管道内的介质压力升高，超过规定值时自动开启，通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值。
安全阀属于自动阀类，主要用于锅炉、压力容器和管道上，控制压力不超过规定值，对人身安全和设备运行起重要保护作用。按安全阀阀瓣开启高度可分为微启式安全阀和全启式安全阀，微启式安全阀的开启行程高度为：≤0.05d0(zui小排放喉部口径)；全启式安全阀开启高度为≤0.25d0(zui小排放喉部口径)。
先导式安全阀按结构形式来分，要分为垂锤式、杠杆式、弹簧式和先导式(脉冲式)；按阀体构造来分，可分为封闭式和不封闭式两种。封闭式安全阀即排除的介质不外泄，全部沿着出口排泄到地点，一般用在有毒和腐蚀性介质中。对于空气和蒸汽用安全阀，多采用不封闭式安全阀。对于安全阀产品的选用，应按实际密封压力来确定。对于弹簧式安全阀，在一种公称压力(PN)范围内，具有几种工作压力级的弹簧，订货时除注明安全阀型号、名称、介质和温度外，尚应注明阀体密封压力，否则按zui大密封压力供货。

  石化阀门是石油化工生产装置中的zui多的设备，石化生产中各类气体和液体介质都要通过各种阀门，按照生产过程需要被阻断或输送到各种容器和过程设备中去。石化生产常用的阀门分为通用阀门和阀门，石化通用阀门包括闸阀、截止阀、V型球阀、止回阀、蝶阀、减压阀、安全阀、调节阀等；石化阀门包括催化裂化装置中的滑阀和高温蝶阀、延迟焦化装置中的四通切换阀和堵焦阀、乙烯裂解装置中的高温裂解平板闸阀和低温阀、聚乙烯和聚丙烯装置中的固体阀门、合成氨装置中的高温高压角式截止阀和节流阀等。
  在阀门材料选择和制造工艺上，首先要满足使用的要求，提高阀门的安全性和可靠性，同时要注意做到经济。近年出现了许多新型高性能材料，如各种耐强腐蚀的钛和锆金属材料、纳米材料、有机合成和高分子材料、工业陶瓷等无机非金属材料及各种复合材料等，同时出现许多铸造、焊接、喷焊、喷涂、复合、烧结等成型和表面处理的新工艺和新技术装备，正在应用到阀门生产中去。

1.安全阀的设置原则      

一般来说，以下容器必须安装安全阀：

*，独立的压力系统，此系统属全气相或是全液相或是气相相通的系统；

第二，容器上未安装安全阀的压力物料来源处；

第三，所设计的压力比压力来源处更小的容器或管道上；

第四，往复式压缩机的出口处或是螺杆泵、具齿轮泵的出口管道上；

第五，鼓风机或是离心式压缩机等出口连接的地方若其设备承*其zui高压力，那么其出口管道应安装安全阀；

第六，因不凝气而产生超压现象的容器上；

第七，若加热炉的出口管道上已安装切断阀或是控制阀，那么必须在其上游安装安全阀；

第八，出现工艺事故、自控事故、电力事故、火灾事故或是公用工程事故时所用到的超压部位处也应安装安全阀；第九，由于两端阀门关闭而容易使液体产生热膨胀的位置；

第十，凝气透平机的蒸汽出口管道上；

第十一，对于可能会出现上回阀泄漏的泵出口，要在其入口管道上安装安全阀以使泄漏事故产生的可能性降低。

2.安全阀的种类  

安全阀按其阀体结构来分有封闭式及不封闭式[3]，封闭式的安全阀是指不对容器内的介质进行外泄而是将其沿着已设置好的出口将介质排泄至点，其多用于排泄有毒或是腐蚀性较强的介质；若排泄的介质为空气或是蒸汽则多采用不封闭式的安全阀。按我国现行的《安全阀一般要求》GB/T12241-2005来分类，其可分为直接载荷式、带动力辅助装置式、带补充载荷式及先导式[4]。按阀瓣的开启程度分类其包括全启式及微启式[5]，全启式是指开启的高度要不小于喷嘴面积的1/4，微启式是指其开启高度处于喷嘴面积的1/4到1/40之间。另外还有按结构来进行分类的，其主要包括封闭式及不封闭式、带扳手及不带扳手、带散热片及不带散热片、有波纹管及无波纹管等。但是现在采用的比较多的是按安全阀的结构形式来进行分类，且其大致可被分为以下四大类：重垂式、杠杆重垂式、弹簧式及先导式[6]。

2.1重垂式      

重垂式即将重垂作为荷载而直接作用在阀瓣上，现其使用率很低。

2.2杠杆重垂式    

 杠杆重垂式则是利用杠杆将重垂作为花卉而作用在阀瓣上，其比较适用于蒸汽或是空气的排泄，且其要保证泄压为0.6Mpa，介质温度不能超过250℃。但是杠杆重垂式安全阀其体积较大使得其适用范围大大缩小了。

2.3弹簧式      

弹簧式主要是利用作用于阀瓣上的弹簧力来达到对阀的启动进行控制的目的，其结构紧凑、体积小、重量轻且其具启闭的动作具有高可靠性，因此其广泛应用于工艺设备及管道上。一般来说，用于工艺设备或是管道上的弹簧式安全阀其体积小、灵敏度高，不仅适用于气体的泄压，而且同样也适用于液体的泄压。而弹簧式又分封闭式和不封闭式的，其中封闭式的多用于有毒或是腐蚀性较强的介质生产当中。而不封闭式的则多用于所需排泄的介质为空气或是蒸汽的排泄。另外，弹簧式安全阀还分为带扳手及不带扳手的。扳手主要是用来对阀瓣的灵活度进行控制，有时也可当手动紧急泄压装置使用。

2.4先导式

先导式又称为脉冲式，其主要是将导阀与主阀相连，然后利用导阀的脉冲作用而使得主阀能够工作。其比较适合在口径大、排量大及压力高的系统当中应用。先导式的安全阀与导阀的连接是采用无缝管接通的，在具体运行的过程当中其主要是利用先导阀来对被控制的压力信号进行感测，通过感应到的压力值然后再对主阀的启闭进行控制。的安全阀其排放压力应有具体规定，使安全阀在规定的排放压力下能够达到相应的开启高度；再次，要保证所选择安全阀的强度、密封性、安全性及可靠性；zui后要注意安全阀的允许偏差值或是极限值要与实际系统要求相符。

4.安全阀的安装

 石油化工生产当中所用到的装置特别多，而且其不同设备的压力等级也不同，管道也越来越多，使得安全阀的应用也不断增加。所以，安全阀布置与安装的正确性及合理性显得尤其重要。一般来说，安全阀的安装主要遵循以下原则：

 *，安装于石油化工设备或是管道上的安全阀一般采用垂直式安装法，且其与被保护的设备或是管道的距离应尽量缩小。但若遇到液体管道或是换热器等则可进行水平安装，因其在关闭阀门以后液体可能会出现热膨胀而使得压力上升。这样一来系统的安全性就会更高，即使在液体出现热膨胀时也很少会产生爆炸现象。  第二，在对安全阀安装的位置进行选择时一定要注意周围环境，要保证其空间足够而方便后期的检修及调节。比如说DN80以下的安装于立式容器上的安全阀，其呆选择平台内靠外侧的地主进行安装；若超过DN100则可选择在平台外靠近平台的地方进行安全，这样在后期的检修及调节时还可借助平台来进行。另外要注意不要选择将安全阀安装在长度较长的水平管道的死角处，以防止固体物或是液体的 囤积[7] 。与以往的安装相比，在后期的维修或是调节时，相关人员的操作就会更简单，减少了维修人员的工作困难。  

第三，安装于管道上的安全阀应选择压力相对稳定、与波动源有一定距离的地方进行安装，具体可见图1。在波动源的长期作用下，安全阀可能会出现松动，导致系统安全性受到影响，而此种安装方法则有效避免了这种情况，保证系统的稳定性。 

  图1 安全阀安装于管道的位置示意图  第四，用于排泄无害介质的安全阀其排放管口要与地面保持2.5m以上的距离。而若用于排泄腐蚀性较强或是有毒介质的安全阀，其排放口要与地面保持3m以上的距离。此方法主要是减少了对环境的影响，尤其是有毒介质对于环境及人体的危害。

 第五，在与泄压总管相连接的安全阀出口，其上端要顺着注射与总管保持45o角，以防止总管内的液体倒灌，同时也可使安全阀的背压减少。若安全阀的定压超过710MPa时，其插入总管的角度就必须保持45o，具体可见图2。与以往直式的连接方法相比，此方法有效避免了液体的倒灌而加强了系统的安全性。
图2 安全阀出口与泄压总管的角度示意图  

第六，若系统为湿气体泄压系统，则要保证其排放管内无袋形积液，安装安全阀时其高度也要比泄压系统更高，以防止出现积液现象。

 第七，安全阀出口管的背压不得超过安全阀定压的一定值。普通型弹簧式安全阀的背压小于整定压力的10%；平衡波纹管式的安全阀其背压处整定压力的10%到30%之间；先导式的安全阀其背压处整定压力的30%到60%之间。  第八，设计安全阀的出口管道时要注意安全阀反作用力的影响。

5.结语      

石油化工行业是我国国民经济发展的支撑行业，其是否能安全、稳定的运行直接影响着我国国民经济的发展及社会发展。安全阀是保证石油化工装置能够及时泄压的重要装置，其关系整个石油化工装置的安全运行，同时在整个石油化工生产系统当中有着不可替代的作用。因此相关工作人员在一定要倍加注意，尤其是设计人员，在进行安全阀的选用及设计安装时一定要对工厂的具体情况进行详细的了解，同时还要结合相关经验来正确选择适用于各企业的安全阀，以保证企业的安全运转。与本文相关的产品有不锈钢波纹管密封安全阀

【考文献】  

[1]崔金玲,王艳,曾香梅.化工装置管道安装中应注意的几个问题[J].化工设计通讯.2009(04)

[2]卫耕轩.石油化工管道安装工程监理质量控制[J].河南化工.2010(05)  

[3]马朝玲,谭强.化工装置安全阀进、出口配管的设计探讨[J].通用机械.2009(08)

[4]闫正伟.安全阀的选用[J].通用机械.2009(11)  

[5]张水英.安全阀在石油化工装置中的设置与选用 [J].河南化工.2010(07)

[6]陈亮.浅谈安全阀以及安全阀选用设计[J].大观周刊.2012(08)  

[7]徐粉年.石油化工装置安全阀的选用及配管设计[J].大观周刊.2012(08)