安全阀毕业设计

1 / 19 安全阀毕业设计 福建电力职业技术学院 毕业设计报告 题目 火电厂安全阀 A48Y-16C 的安装与检修 专业级班 学 号 201602103109 姓 名 Chipoo Lau 指导教师 完成日期 2016 年 3 月 21 日 摘 要 : 安全阀是一种非常重要的保护用阀门；广泛地用在各种压力容器和管道系统上。当受压系统中的压力超过规定值时，它能自动打开把过剩的介质排放到大气中去，以保证压力容器和管道系统安全运行；防止事故 的发生。而当系统内压力回降到工作压力或略低于工作压力时，又能自动关闭。安全阀工作的可靠与否直接关系到设备及人身的安全所以必须给予重视。为此本文分析了火电厂锅炉用安全阀阀门常见的故障原因并针对故障原因提出了解决方法。 关键词：维修、安装 前 言 在华能福州电厂几个月来的实习，在电厂几个月的安全阀及各项设备的检修，现深有感触。在整个厂里面，除了锅炉等各个大设备，就是眼花缭乱的管道布置。故阀门的应用已是不计其数。不同地方，阀门种类也各不相同。应根2 / 19 据实际需要选用合适的安全阀门。 最为常见的阀门如：蝶阀、球阀、截止阀、闸阀、蒸汽安全阀等等。本文就选出其中一种电厂锅炉蒸汽安全阀门进行论述。 安全阀作为特种设备的一种安全保护装置，在特种设备上起到了最后一关保护作用，其重要程度不明而喻。安全阀本身又是众多零部件构成的一种复杂的机械机构，涉及到流体、材料、结构、焊接、机械特性、维修、校验等多个专业领域。 安全阀的维修是一项严谨的工作。对安全维修的不当，工作上的微小的不慎失误都可能导致安全阀的失效，致使安全阀起不到应有的安全保护作用，从而对被保护设备埋下巨大的安全隐患， 一旦发生安全事故，将带来巨大的人员及经济损失，甚至导致灾难性的后果。 基于此，要求从事此项工作的相关人员必须具备相应的专业素质与高度的工作责任心。在此，我将简要，初层次的谈谈火电厂安全阀，阐述安全阀安装，基本知识，重点讲解维修的技术，分析安全阀可能出现的问题以及解决方法。 对安全阀的要求有以下几点 : 安全阀有足够的灵敏度当压力达到起跳压力时应无阻碍的开启。 安全阀在规定的情况下阀芯应全开并排出额定的排汽量。 当压力降至到回座压力时阀门应及时关闭并在关3 / 19 闭状态下保持严密。 此次设计是进行了实训的基础上进行的，是我们对所有课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们三年大学生活中占有重要的地位。 本次毕业设计使我们能综合运用机械制造的基本理论，并结合实践中学到的技能知识，独立地分析和解决问题，初步具备维修等复杂程度零件的能力，拟定其程序，完成维修与安装的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。 目 录： 一、 A48Y-16C 安 全 阀 的 基 本 知识 . 5 安 全 阀 的 定义 . 5 A48Y-16C 安 全 阀 的 工 作 原理 . 5 A48Y-16C 的基本结构 . 5 A48Y-16C 在 火 电 厂 一 般 安 装 位 置 及 其 主 要 作用 . 5 二 、 安 全 的 选 用 及 阀 的 安 装 要求 . 6 安全阀的选用 . 6 安全阀选用的一般4 / 19 规则。 . 6 安全阀的安装 . 8 A48Y-16C 的 基 本 结构 . 8 安全阀的安装及其管道布置设计的要点 . 9 A48Y-16C 安全阀锅炉上的安装要求 . 9 三、 A48Y-16C 安 全 阀 检修 . 10 拆卸 . 10 检查 . 11 研磨 . 12 组装 . 12 四、 A48Y-16C 安全阀的常见故障及排除方法 . 14 、 A48Y-16C 安全阀常见故障原因分析及解决方法 . 14 5 / 19 、 阀 门 漏 泄. 14 、阀体结合面渗 漏 . 14 五、 谢 词 . 18 六、 参考文献 . 19 七、 附 录 . 20 目录 前言 . 3 1 安 全阀 . 4 安 全 阀 的 基 本 特征 . 4 6 / 19 安全阀的定义 . 4 安 全 阀 的 工 作 原 理 及 分类 . 4 安 全 阀 的 工 作 原理 . 4 安 全 阀 分 类 及 结构 . 5 安全阀的优缺点 . 6 安全阀的特点 . 6 柱塞式安全阀 . 7 平面式安全阀 . 7 2. 安全阀的设计 . 8 安 全 阀 的 结 构 设计 . 8 7 / 19 参 数 计算 . 8 安全阀 的的关 闭压力 ，开启 压力和 排放压力 . 8 卡套尺寸 . 8 压力损失 . 10 弹簧的选择 . 11 阀芯的设计 . 16 密封的设计 . 17 螺纹的设计 . 20 阻 尼 器 的 设计 . 23 3. 安全阀的建模 .8 / 19 . 29 安 全 阀 的 数 学 模型 . 29 流 过 阻 尼 孔 的 流 量 方程 . 31 流 过 小 阻 尼 孔 的 流 量 方 程线 . 31 阀 腔 及 柱 腔 的 流 量 连 续 方程 . 31 立柱活塞的受力平衡方程 . 32 4. 安全阀的仿真 . 33 仿 真 的 概念 . 33 计 算 机 仿真 . 33 仿 真 的 作9 / 19 用 . 33 仿 真 算法 . 34 计 算 机 仿 真 的 一 般 过程 . 34 Simulink 简介 . 35 安 全 阀 的 Simulink 仿真 . 36 1 5 结论 . 40 附录A . 43 2 前言 在地下煤炭的综合机械化开采中，常常由于顶板冲击使液压支架遭受破坏。尤其是在坚硬难冒顶板条件下，除10 / 19 了采取提高支架强度，顶板注水 软化和强制放顶等措施外，更为有效的办法是将液压支架设计成抗冲击型的，液压支架的抗冲击性能主要取决于立柱的抗冲击性能，对其进行特殊设计，并在其上面配置大流量安全阀，蓄能器以及其它一些元件，构成液压支架的抗冲击保护装置，其系统原理如图所示。 图 1 抗冲击保护装置系统原理 shock resistance protecting device system principle 有关液压支架抗冲击保护装置的研究，早在七十年代，国外象原西德和捷克等国都已取得许多成果，并已获得多项专 利权。而我国只是近几年才开始研究，尽管在实际应用中也已取得许多问题，有待进一步加以解决。本文将对抗冲击保护装置的大流量安全阀进行设计。 3 在顶板塌落的条件下 ,液压支架往往受到冲击载荷的作用 ,液压支架必须具有与这种顶板相适应的工作阻力特性 ,这要求支架除了具有必要的高强度和高工作阻力外 ,还特别需要具有承受冲击载荷和快速卸载让压的动态性能。在这类顶板条件下的液压支架上配置以大流量安全阀为核心的抗冲击保护装置 ,是有效抑制顶板冲击对支架的破坏 ,提高煤炭生产安全可靠程度的有效途径。大流量安全 阀工作状态表11 / 19 现为瞬变过程 ,其特点是反映灵敏、流量大。当出现冲击载荷时 ,大流量安全阀可以在几毫秒内开启并排走相当大的流量 ,把冲击载荷迅速降到支架可以承受的范围内 ,在冲击载荷过后 ,能够立即关闭 ,以限制降柱。因此大流量安全阀的动态性能是能否实现有效冲击过载保护的关键所在。 在设计抗冲击保护装置时应注意几个问题： 1. 立柱应采用活柱充液式结构； 2. 在立柱内靠近冲击源处应设置大流量安全阀； 3. 普通安全阀应避免采用集中控制方式； 4. 大流量安全阀与 普通安全阀之间应闭锁 5. 在活柱内装设蓄能器 液压支架抗冲击保护装置从结构上看似简单，但其工作条件极其复杂和特殊，要想设计出适应各种条件，性能优良的装置十分困难，因此它不是简单的静态设计所能解决的，而需要整个装置连同相关部分作为一个整体系统，对其进行动态设计。 以下是对大流量安全阀的设计： 1安全阀 本章重点在于对大流量安全阀的基本特征进行分析，研究不同类型各自的特点，进一步研究安全阀工作机理，最后分析各种安全阀的优缺点。 安全阀 的基本特征 12 / 19 安全阀的定义 安全阀：安全阀类的作用是防止管路或装置中的介质压力超过规定数值，从而达到安全保护的目的。 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。 安全阀的工作原理及分类 安全阀的工作原理 4 安全阀从开始开启到排放以及从全开又回到关闭的整个过程中 ,随阀瓣开启高度的变化 ,弹簧载荷的大小亦在不断变化 ,也就是说 ,弹簧载荷力是随阀瓣开启高度的变化而变化。根据阀瓣所承受载荷力的 变化 ,安全阀的整个动作过程可以分为四个阶段来描述。 密封状态 安全阀在正常工作情况下 ,阀瓣上所承受的弹簧力等于或大于介质力与密封力之和。即 Q2 Q1+Q3,Q1 为介质力 ,Q2 为弹簧力 ,Q3 为密封力 ,见图 1 所示。图 1 弹簧式安全阀受力示意图当弹簧力与介质力之差等于或大于阀瓣与阀13 / 19 座密封面 之间的密封力时 ,这个力在密封面上所产生的比压力 ,保证了阀门的密封性 ,因而此时的安全阀处于密封状态。 泄漏状态 当被保护系统中介质压力因某种原因升高而达到某一数值时 ,使弹簧力与介质力之差小于密封力。即 Q2-Q1 开启和排放状态 随着被保护系统介质压力的继续升高 ,介质力亦不断增大。当介质力增加到大于弹簧力 ,即 Q1Q2 时 ,安全阀的阀瓣开始上升并达到某一可测的高度 ;介质开始呈连续的气流排出 ;此时阀的状态称为开启 ;阀前压力称为开启压力。当介质压力进一步增大到某一数值时 ,阀瓣 完全打开 ,并达到额定的开启高度 ,这时阀的状态称为排放 ;阀前压力称为排放压力。 回座状态 随着安全阀的排放 ,系统内多余的介质被排出 ,介质压力开始逐渐下降 ,介质力也随之减小。当弹簧力与介质力之差大于密封力即 Q2-Q1Q3 并达到某一规定值时 ,阀瓣在弹簧力推动下 ,自动关闭 ,介质停止排出。这时的状态称回座 ;阀前压力称为回座压力。随后 ,被保护系统又恢复正常工作压力 ,安全阀亦恢复到第一阶段的密封状态。 安全阀分类及结构 安全阀分类有以下三种 : 14 / 19 按工作原理分类 直接作用式 ,是直接用机械载荷如重锤，杠杆加重锤或弹簧来克服由阀瓣下介质压力所产生作用力的安全阀。这种安全阀具有反应敏捷、结构简单、紧凑等优点。重锤式安全阀施加载荷力的重锤直接作用在阀瓣上。当介质力小于重锤力时 ,阀为关闭状态 ,当介质力大于重锤力时 ,阀呈开启状态 ,当介质力与重锤力平衡时 ,阀保持原状态。其特点是结构简单 ,制造方便 ,但对振动较敏感 ,不适用于运动系统 ,而且其载荷力不随开启高度而变化 ,因此 5 重庆工业职业技术学院 毕业设计报告 题目 火电 厂安全阀 A48Y-16C 的安装与检修 机械工程系 系 机制 专业级班 学 号 201610130608 姓 名 倪平 指导教师 曾老师 完成日期 2016 年 4 月 8 日 摘 要 : 安全阀是一种非常重要的保护用阀门；广泛地用在各种压力容器和管道系统上。当受压系统中的压力超过规定值时，它能自动打开把过剩的介质排放到大气中去，以保证压力容器和管道系统安全运行；防止事故的发生。而当系统15 / 19 内压力回降到工作压力或略低于工作压力时，又能自动关闭。安全阀工作 的可靠与否直接关系到设备及人身的安全所以必须给予重视。为此本文分析了火电厂锅炉用安全阀阀门常见的故障原因并针对故障原因提出了解决方法。 关键词：维修、安装 前 言 在华能福州电厂几个月来的实习，在电厂几个月的安全阀及各项设备的检修，现深有感触。在整个厂里面，除了锅炉等各个大设备，就是眼花缭乱的管道布置。故阀门的应用已是不计其数。不同地方，阀门种类也各不相同。应根据实际需要选用合适的安全阀门。最为常见的阀门如：蝶阀、球阀、截止阀、闸阀、蒸汽安全阀等等。本文就选出其中一种电 厂锅炉蒸汽安全阀门进行论述。 安全阀作为特种设备的一种安全保护装置，在特种设备上起到了最后一关保护作用，其重要程度不明而喻。安全阀本身又是众多零部件构成的一种复杂的机械机构，涉及到流体、材料、结构、焊接、机械特性、维修、校验等多个专业领域。 安全阀的维修是一项严谨的工作。对安全维修的不当，工作上的微小的不慎失误都可能导致安全阀的失效，致使安全阀起不到应有的安全保护作用，从而对被保护设备埋下巨大的安全隐患，一旦发生安全事故，将带来巨大的人员16 / 19 及经济损失，甚至导致灾难性的后果。 基于此，要 求从事此项工作的相关人员必须具备相应的专业素质与高度的工作责任心。在此，我将简要，初层次的谈谈火电厂安全阀，阐述安全阀安装，基本知识，重点讲解维修的技术，分析安全阀可能出现的问题以及解决方法。 对安全阀的要求有以下几点 : 安全阀有足够的灵敏度当压力达到起跳压力时应无阻碍的开启。 安全阀在规定的情况下阀芯应全开并排出额定的排汽量。 当压力降至到回座压力时阀门应及时关闭并在关闭状态下保持严密。 此次设计是进行了实训的基础上进行的，是我们对所有课程的一次深入的综合性的总复 习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们