安全閥的設計及選型PPT53頁

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1、名詞術語壓力泄壓閥 Pressure Relief Valve(PRV)安全閥 Safety Valve泄放閥 Relief Valve安全泄放閥Safety Relief Valve安全閥 Safety Valve一種靠閥門進口側靜壓動作的壓力泄放閥能突然起座并全開適用于可壓縮性流體（氣體、氣相或蒸汽）泄放閥 Relief Valve一種靠閥門進口側靜壓動作的壓力泄放閥開高隨超壓的增加而成比例的增大通常用于不可壓縮的流體（液體）安全泄放閥 Safety Relief Valve即可用于蒸汽/氣體介質又可用于液體介質,具有突開/調節雙重動作特性。廣義上的安全閥=安全閥+泄放閥+安全泄放閥理想的

2、壓力泄放閥在達到整定壓力之前無泄漏只在整定壓力下開啟只泄放掉保護系統所需要的排量在泄放循環中性能穩定在整定壓力下回座(啟閉壓差為零)對壓力泄放閥性能的實際要求在系統正常操作壓力下保持密封當系統壓力達到整定壓力時開啟在系統壓力達到允許超壓之前泄放掉額定排量當系統壓力降到整定壓力以下后，閥門回座復位，并保持密封壓力相關的基本概念最大允許工作壓力(MAWP)在設計溫度下,設備或管道所允許承受的最大工作壓力,該壓力是根據容器受壓元件的有效壁厚計算所得。整定壓力 Set Pressure：安全閥閥瓣在運行條件下開始升起時的進口壓力，也叫開啟壓力,設定壓力。工作壓力 Operating pressure:

3、閥門正常工作狀態的壓力。排放壓力 Relieving pressure：整定壓力加超過壓力。超壓 Over pressure：超過安全閥整定壓力的壓力增量，通常用整定壓力的百分比表示?；刈鶋毫?Reseating Pressure：排放后閥瓣與閥座重新接觸，即開啟高度變為零時的進口壓力。啟閉壓差 Blowdown：整定壓力與回座壓力之差，通常用整定壓力的百分數表示；而當整定壓力小于0.3MPa時，用MPa表示。背壓 Back Pressure：安全閥出口處的壓力。附加背壓 Superimposed back pressure：安全閥即將動作前在閥出口處存在的靜壓力，是由其他壓力源在排放系統中引

4、起的。排放背壓 Built up back pressure：由于介質通過安全閥流入排放系統，而在閥出口處形成的壓力。冷態試驗差壓力 Cold Differential Test Pressure：安全閥在試驗臺上調整到開始開啟時進口處的靜壓力，該壓力包含了對背壓和溫度的修正值。與排量相關的基本術語理論排量：therotical discharge capacity：流道橫截面積與安全閥流道面積相同的理想噴管的計算流量。額定排量 Certified discharge capacity：實測排量中允許作為安全閥使用基準的那一部分，也就是理論排量乘以額定排量系數后得到的數值。需要排量 Requi

5、red capacity:設計要求安全閥最低需要達到的排量。壓壓 力力%110典型的整定壓力典型的整定壓力整定壓力偏差整定壓力偏差典型的典型的 回座壓力回座壓力啟閉壓差啟閉壓差,%整定整定泄漏實驗壓力泄漏實驗壓力背壓入口Pb(背壓)壓力泄放閥出口的壓力.D2/4。安全閥的演變普通型彈簧直接載荷普通型彈簧直接載荷最初形態可調整的可調整的彈彈 簧簧通過一個可調的彈簧來改變整定壓力。遺憾的是，當閥座組件升起以打開閥門時，彈簧壓縮量越大，產生的向下的力越大，又限制了閥門的開啟。裙邊裙邊增加受力面積增加受力面積加速閥門開啟加速閥門開啟減少超壓減少超壓在閥座組件上增加一個裙邊，給向上的入口壓力提供一個大一

6、些的作用面積。當閥門開始打開，改變了下游流體的方向，即推進了閥門開啟加快，又減小了前泄（當壓力趨近于整定壓力時，閥座的泄漏）及超壓。進一步改進 為達到調節回座壓力的作用,又增加了一個調節圈。調節圈、噴嘴、閥瓣夾持器構成了“蓄壓腔”，“蓄壓腔”內的力不僅決定升力，也對回座力起決定作用。低前泄低前泄高啟閉壓差高啟閉壓差 高前泄高前泄低啟閉壓差低啟閉壓差 啟閉壓差啟閉壓差調節圈的調節圈的 位置位置最終形態 彈簧閥蓋彈簧閥蓋 閥體閥體 P1P2背壓背壓 為保護壓力泄放閥不受諸如氣候及粗魯裝卸的破壞，增加了閥體與閥蓋。這又引出了一個新的需要考慮的因素背壓。普通型彈簧直接載荷普通型彈簧直接載荷 PRVP1

7、出口出口P2整定壓力整定壓力調整螺釘調整螺釘入口入口蓄壓腔蓄壓腔%開高開高(排量排量)10075502590100110%整定壓力整定壓力典型的特性曲線典型的特性曲線背壓對安全閥的影響改變設定壓力減小泄放量安全閥在動作時容易發生頻顫背壓背壓Lift vs Back PressureConventionalSpring Valve由普通式變換為平衡波紋管由普通式變換為平衡波紋管PRV平衡背壓隔離嚴重腐蝕和危險性介質ConventionalSpring ValveBalancedSpring ValveLift vs Back Pressure先導式安全閥不受背壓影響入口入口導閥導閥導壓管導壓管活

8、塞密封活塞密封不平衡不平衡移動副移動副(活塞活塞)導管導管出口出口彈性閥座彈性閥座P1P1P27550250100100755025標準規范ASME IASME VIIIAPIASME I動力鍋爐安全閥超壓：3%ASME VIII壓力容器(MAWP1.03barg)ASME VIII對于安全閥超壓的規定多安全閥，設計工況為非火災工況單安全閥，設計工況為火災工況多安全閥，設計工況為火災工況APIAPI 520Part I:Sizing,SelectionPart II:InstallationAPI 521Cause of OverpressureAPI 526DimensionAPI 527S

9、eat leakage testing安全閥最小泄放面積計算排放介質為氣體/蒸汽1.根據背壓判斷排放介質的流型 氣體的臨界流壓力公式當安全閥的背壓小于等于臨界流壓力時，流體為臨界流動，否則為亞臨界流動。對于臨界流的氣體，安全閥的最小泄放面積為 MKKPCKTZWAcbd1316.1符號符號AP1 WZCKdKbKcTM含義含義最小泄放面積最小泄放面積安全閥泄放壓力安全閥泄放壓力 即為設定壓力即為設定壓力+超壓超壓+當地大氣壓當地大氣壓所需泄放量所需泄放量（質量流量）（質量流量）壓縮因子壓縮因子由絕熱指數確定的氣體常數由絕熱指數確定的氣體常數(如果不能確定如果不能確定,建議值為建議值為315)泄

10、放系數泄放系數*背壓修正系數背壓修正系數安全閥與爆破片組合使用時的修正系數安全閥與爆破片組合使用時的修正系數泄放溫度泄放溫度分子量分子量對于亞臨界流的氣體，安全閥的最小泄放面積為 )(9.172112PPMPZTKKFWAcd)(9.17211PPMPKFKTZWACd排放介質為液體VL：體積流量 L/minG ：液體比重Kw：背壓修正系數，當安全閥為全啟式或先導式，或安全閥出口與大氣直連時，其值為1，平衡波紋管式安全閥的背壓修正系數由API 520附表查得KV：粘度修正系數，由API520附表查得2178.11PPKKKKGVAVCWdL在安全閥計算中API與ASME的區別 泄放系數Kd的取值不同 對于氣相排放 API 520 -Kd=0.975 ASME-選取的是具體安全閥的實測值安全閥計算舉例計算軟件PSV PLUS安全閥數據表填寫