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安全閥的進(jìn)口管和排放管介紹
閱讀：866 發(fā)布時間：2023-12-211 安全閥的安裝位置
安全閥的安裝位置應(yīng)當(dāng)符合以下要求:
①在設(shè)備或者管道上的安全閥豎直安裝;
②一般安裝在靠近被保護(hù)設(shè)備,安裝位置易于維修和檢查;
③蒸汽安全閥裝在鍋爐的鍋筒、集箱的最高位置,或者裝在被保護(hù)設(shè)備液面以上氣相空間的最高處;
④液體安全閥裝在正常液面的下面。
2 安全閥進(jìn)口管的要求
安全閥的進(jìn)口管道應(yīng)當(dāng)符合以下要求。
①安裝安全閥的進(jìn)口接管應(yīng)短而直。安全閥的進(jìn)口管道直徑不小于安全閥進(jìn)口直徑,如果幾個安全閥共用一條進(jìn)口管道時,進(jìn)口管道的截面積不小于這些安全閥的進(jìn)口截面積總和。對于高壓和大排量的場合,進(jìn)口管在入口處應(yīng)有足夠大的圓角半徑或者具有錐形通道,錐形通道的入口截面積近似為出口截面積的兩倍。
②當(dāng)安全閥排放時,在進(jìn)口管中即在被保護(hù)設(shè)備同安全閥之間的壓力降應(yīng)盡可能小。在任何情況下,該壓力降都不得超過整定壓力的3%或最大允許啟閉壓差的1/3（以兩者中的較小值為準(zhǔn)）,壓力降過大會導(dǎo)致安全閥頻跳或顫振。
③進(jìn)口接管應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和/或加適當(dāng)?shù)闹?以承受由介質(zhì)壓力、溫度以及安全閥排放反作用力等共同作用產(chǎn)生的應(yīng)力,同時應(yīng)避免設(shè)備的振動傳遞到安全閥,影響安全閥的密封。
④安全閥的進(jìn)出口管道一般不允許設(shè)置截斷閥,必須設(shè)置截斷閥時,需要加鉛封并且保證鎖定在全開狀態(tài),截斷閥的壓力等級需要與安全閥進(jìn)出口管道的壓力等級一致,截斷閥進(jìn)出口的公稱尺寸不小于安全閥進(jìn)出口法蘭的公稱尺寸。
3 安全閥排放管的要求
安全閥的排放管道（圖13-4）應(yīng)當(dāng)符合以下要求。
①安全閥的排放管道直徑不小于安全閥的出口直徑,安全閥的出口管道接向安全地點(diǎn)。當(dāng)多臺安全閥向一個總管排放時,排放總管的截面積應(yīng)保證能夠接受所有可能同時向其排放的安全閥的總排放量。
②由于排放管對流體的阻力而產(chǎn)生的壓力降應(yīng)盡可能小,通常應(yīng)小于整定壓力的10%。當(dāng)阻力壓降過大時,特別對常規(guī)式安全閥會迅速減小閥瓣提升力,從而影響安全閥的動作性能和排量。
③排放管的安裝和支撐方式應(yīng)能防止管道應(yīng)力附加到安全閥上。
④應(yīng)防止出現(xiàn)任何可能導(dǎo)致排放管道阻塞的條件,必要時應(yīng)設(shè)置排泄孔,以防止雨、雪、冷凝液等積聚在排放管中。
⑤安全閥的排放及疏液應(yīng)導(dǎo)至安全地點(diǎn),應(yīng)特別注意危險介質(zhì)的排放及疏液。
⑥安全閥出口的排放管上如果裝有消音器,必須有足夠的流通面積,以防止安全閥排放時所產(chǎn)生的背壓過高而影響安全閥的正常動作及其排放量。
安全閥安裝前,應(yīng)先對安全閥進(jìn)行外觀檢查、整定壓力試驗(yàn)及密封試驗(yàn),有特殊要求時,還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行其他性能試驗(yàn)。
4 排放管道的管徑(氣相)
1）在背壓允許的范圍內(nèi),應(yīng)保持排放管內(nèi)的物料具有最高的流速,使之經(jīng)濟(jì)、合理。
2）排放管道內(nèi)物料的流速可按式(5.3-1)計算,并最終確定排放管道直徑。
U=Ma·Uo (式5.3-1)
其中
5 安全閥排放反作用力的計算
對于氣體或蒸汽介質(zhì)的安全閥在排放時,由于大量氣體的排出,會給安全閥巨大的排放反力,這一排放反力將會傳至安全閥內(nèi)部、安裝的閥座及其相鄰支撐的容器壁上,對安全閥及被保護(hù)裝置連接處產(chǎn)生很大的力矩。計算安全閥與被保護(hù)裝置連接部位的強(qiáng)度時,必須考慮到上述排氣的反作用力。
安全閥在穩(wěn)定流動狀態(tài)排放向一個封閉系統(tǒng)的情況下,通常不會對進(jìn)口管線產(chǎn)生大的反力和彎矩,因?yàn)樵诜忾]系統(tǒng)內(nèi)壓力和流速的變化是小的,僅僅是在那些突然膨脹的地點(diǎn)存在著排放反力的計算,同時對于封閉排放系統(tǒng),無法提供簡化分析方法,只有經(jīng)過對管線系統(tǒng)長時間的復(fù)雜分析才能得到傳至進(jìn)口管線系統(tǒng)真實(shí)的排放反力和相應(yīng)的彎矩。
對于敞開排放系統(tǒng)即安全閥出口通過一個彎頭排向大氣的場合,API RP 520《煉油廠泄壓裝置的定徑、選擇和安裝》的PART Ⅱ《安裝》部分中和國內(nèi)1992年編纂的《閥門設(shè)計手冊》中分別給出了計算公式,在這里分別進(jìn)行介紹。
①API RP 520的計算方法
a.氣相排放。
以下公式是基于可壓縮流體的臨界穩(wěn)定流動,流體通過一個彎頭和一個垂直排放管排向大氣的情況。反作用力F既包含了沖量的因素也包含了靜壓的因素,適用于各種氣體、蒸氣和水蒸氣的場合。
式中 F-排向大氣點(diǎn)的反作用力,N;
W-氣體或蒸汽的流量,kg/s;
k-出口處的絕熱系數(shù),k=Cp/Cv;
Cp-等壓比熱容;
Cv-等容比熱容;
T-出口溫度,K;
M-流體的摩爾質(zhì)量;
A-在排放點(diǎn)的出口面積,mm2 ;
p-在排放點(diǎn)出口內(nèi)部的靜壓力(表壓),bar。
b.兩相排放。
以下公式用于確定以兩相流形態(tài)敞開排放時對于進(jìn)口管線產(chǎn)生的反作用力,公式假定兩相混合物處于均勻流動狀態(tài)。
式中
F-排向大氣點(diǎn)的反作用力,N;
W-流量,kg/h;
χ-在出口條件下氣相所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù);
ρg-在出口條件下的氣相密度,kg/m3;
ρl-在出口條件下的液相密度,kg/m3;
A-在排放點(diǎn)的出口面積,mm2;
pe-管線出口的絕對壓力,kPa;
pa-周圍大氣的絕對壓力,kPa。
②1992年版本的《閥門設(shè)計手冊》的計算方法 排放反作力的計算分三步,如下。
a.判斷排放管道出口截面處的壓力:
式中
pC-排放管出口截面處絕對壓力,Pa;
p-排放時安全閥進(jìn)口絕對壓力,Pa;
Kdr-安全閥額定排量系數(shù);
A-安全閥流道面積,m2 ;
Ac-排放管出口截面積,m2 ;
k-絕熱系數(shù);
Z-氣體壓縮系數(shù)。