安全泄放閥

安全泄放閥是壓力設備上重要的安全附件。其動作可靠性和性能好壞直接關係到設備和人身的安全，並與節能和環境保護密切相關。而有的用户和設計部門在選型時，總是選錯型號。為此對安全泄放閥的選用與計算加以分析。

所謂安全閥廣義上講包括泄放閥，從管理規則上看，直接安裝在蒸汽鍋爐或一類壓力容器上，其必要條件是必須得到技術監督部門認可的閥門，狹義上稱之為安全閥，其他一般稱之為泄放閥。安全閥與泄放閥在結構和性能上很相似，二者都是在超過開啓壓力時自動排放內部的介質，以保證生產裝置的安全。由於存在這種本質上的類似性，人們在使用時，往往將二者混同，另外，有些生產裝置在規則上也規定了選用兩者均可。因此，二者的不同之處往往被忽視。從而也就出現了許多問題。如果要將二者作出比較明確的定義，則可按照《ASME 鍋爐及壓力容器規範》第一篇中所闡述的定義來理解：

（1）安全閥（SafetyValve），一種由閥前介質靜壓力驅動的自動泄壓裝置。其特徵為具有突開的全開啓動作。用於氣體或蒸汽的場合。

（2）泄放閥（Relief Valve），又稱溢流閥，一種由閥前介質靜壓力驅動的自動泄壓裝置。它隨壓力超過開啓力的增長而按比例開啓。主要用於流體的場合。

（3）安全泄放閥（Safety Relief Valve），又稱安全溢流閥，一種由介質壓力驅動的自動泄壓裝置。根據使用場合不同既適用作安全閥也適用作泄放閥。

以日本為例，給安全閥和泄放閥作出明確定義的比較少，一般用作鍋爐這類大型貯能壓力容器的安全裝置稱之為安全閥，安裝在管道上或其他設施上的稱之為泄放閥。不過，若按日本通產省的《火力發電技術標準》的規定看，設備上需要安全保障的重要部分，指定使用安全閥，如鍋爐、過熱器、再熱器等。而在減壓閥的下側需要與鍋爐和渦輪機相接的場合，都需要安裝泄放閥或安全閥。如此看，安全閥要求比泄放閥更具可靠性。另外，從日本勞動省的高壓氣體管理規則、運輸省及各級船舶協會的規則中，對安全排放量的認定和規定來看，把保證了排放量的稱之為安全閥，而不保證排放量的閥門稱作泄放閥。綜上所述，安全泄放閥的適用範圍最為廣泛 ^[1]  。

安全泄放閥可分為以下幾種。

1.常規型安全泄放閥

（1）概述

常規型安全泄放閥有一個與排放側相通的彈簧室。其操作參數（開啓壓力、回座壓力和排放能力）直接受安全泄放閥背壓變化的影響。

（2）應用

常規型安全泄放閥用於煉製加工工業處理可燃、高温或有毒的介質，並通過封閉的排放系統，將介質排放至安全的地方。它們用於下列條件：

* 在一般的氣體、揮發氣、水蒸氣、空氣或液體的煉製設備中；

* 在腐蝕性煉油設備中；

* 當閥的排放物必須管輸至偏遠的地點時。

（3）限制條件

常規型安全泄放閥不可以用在有穩定疊加背壓的或任何背壓壓力超過整定壓力10% 的設備。同時，下列情況也不應使用：

* 在蒸汽鍋爐的汽包或過熱器上；

* 背壓變化的情況；

* 作為壓力控制或旁通閥。

2.平衡型安全泄放閥

（1）概述

平衡型安全泄放閥是一種有壓力平衡波紋管、活塞或兩者都有以減少背壓對操作參數（開啓壓力、回座壓力和排放能力）影響的安全泄放閥。下游方向是否有壓力密封作用取決於設計，提升手柄是可選擇的。

（2）應用

平衡型安全泄放閥通常用於煉製加工工業處理可燃、高温或有毒介質，並通過封閉的排放系統將介質排放至安全的偏遠地點。閥按下列情況使用：

* 在煉廠中用於一般的氣體、揮發氣、水蒸氣、空氣或液體介質；

* 有腐蝕性介質的煉製設備中；

* 排放物必須通過排泄管排放至偏遠處時。

（3）限制條件

平衡型安全泄放閥不應在下列環境中使用：

* 在蒸汽鍋爐汽包上或過熱器上；

* 作為壓力控制或旁通閥。

由於平衡型閥有能排氣的閥帽，因此必須考慮用接管將排氣引至安全地點。如果平衡波紋管損壞，則該類閥門不管有或沒有輔助平衡活塞都將從閥蓋排氣處排出液體。閥門製造手冊中的數據表列出了背壓的極限，該極限是依據波紋管的機械強度而定的，因而不應超出。

3.先導操作安全泄放閥

（1）概述

先導操作安全泄放閥是一種其主泄放閥由一個小型彈簧（設置開關）泄壓閥控制的泄壓閥。根據設計，先導閥機構（控制組件）和主閥或者安裝在一起或者獨立安裝。先導閥是一種彈簧閥，用以測量壓力，並根據壓力的大小開啓或關閉。工藝的壓力或者通過先導閥打開主閥而泄壓，或者傳遞到主閥的非平衡活塞、膜片或波紋管的頂部使之關閉。ASME規範第Ⅷ卷要求，如果先導閥的基礎部件失靈，先導安全泄放閥在不超過整定壓力值全部開啓和泄放。

（2）應用

先導操作安全泄放閥通常在下列情況下使用：

* 高壓裝置大幅泄壓的地方，因為許多先導閥能被設置在入口法蘭的最高壓力處；

* 容器工作壓力和閥門開啓壓力差很小的地方；

* 大型低壓儲罐上；

* 需短時放空的地方；

* 背壓高和要求平衡設計的位置，因為帶有通向大氣的先導元件的先導閥能做到充分平衡；

* 使用經濟且為一般工藝設備；

* 工藝條件要求在某一地點進行壓力傳感而其他地點進行液體排放。

（3）限制條件

先導操作安全泄放閥一般不用於下列情況：

* 設備中流體很髒時；

* 設備中液體粘稠時，因為先導閥具有的許多小噴孔易被粘液堵住；

* 揮發氣易在閥內發生聚合反應；

* 介質工作温度超出所選膜或密封片的安全極限；

* 當承載流體與膜或密封材料的化學兼容性有問題或形成的腐蝕阻礙先導元件動作時 ^[1]  。

（1）安全泄放閥的主要參數是排量，這個排量決定於閥座的口徑和閥瓣的開啓高度，由開啓高度不同，又分為微啓式和全啓式兩種。微啓式是指閥瓣的開啓高度為閥座喉徑的1/40～1/20。全啓式是指閥瓣的開啓高度為閥座喉徑的1/4。

（2）安全泄放閥由操作壓力決定安全閥的公稱壓力，由操作温度決定閥的使用温度範圍，由計算出的安全泄放閥的定壓值決定彈簧或槓桿的定壓範圍，再根據使用介質決定安全泄放閥的材質和結構形式，再根據安全閥泄放量計算出閥的喉徑。

（3）國內主要廠家的比較及連接尺寸的選擇。國內生產安全泄放閥的廠家比較多，連接尺寸也大多不統一。國內一般稱之為先導式安全泄放閥，先導式安全泄放閥由主閥和導閥組成，導閥操作主閥的開啓和關閉。這種閥門排量大；不受背壓的影響；可以在非常接近開啓壓力下進行不泄漏操作；啓閉壓差小等優點。一般適用於天然氣管道等。