【《压力容器上常用的安全泄放装置分析综述》3800字】

压力容器上常用的安全泄放装置分析综述目录TOC\o"1-3"\h\u13803压力容器上常用的安全泄放装置分析综述 137291.1安全阀 1267981.1.1安全阀工作原理与结构 1161541.1.2安全阀基本类型 268481.1.3安全阀的安装 48931.1.4安全阀常见故障及其处理 5196901.2爆破片 7168011.2.1爆破片工作原理与结构 773481.2.2爆破片基本类型 869811.2.3爆破片的安装 9322341.3易熔塞 9209611.4安全阀与爆破片联合使用 10239331.4.1安全阀与爆破片串联使用 10293331.4.2安全阀与爆破片并联使用 11246281.4.3安全阀与爆破片串、并联组合使用 111.1安全阀安全阀是一种保护装置，在设备或管道正常运行时，处于闭合状态。当设备或管道内的压力升高，超过了设计要求的压力，并达到了安全阀的开启压力，安全阀自动开启，将泄放的介质排到系统外，降低压力，防止超过设计要求的压力。安全阀使用范围很广，很多容器都要用到，它可以保护系统，对人、机、环境都至关重要，是一个不可缺少的环节。1.1.1安全阀工作原理与结构1.1.1.1安全阀工作原理安全阀的结构包含三个部分，阀座、阀瓣和加载机构。安全阀工作原理可以由下面的关系图表示。由上述可知，安全阀就是通过作用在阀瓣上面两个力的不平衡作用，完成开启和关闭过程，从而起到防止设备超压的作用。1.1.1.2安全阀的优缺点及适用场合安全阀的优点是它只排出多余部分的压力，即超过规定的部分，当压力下降，回到常规水平，阀自动关闭，这样就有效的避免设备一旦出现超压，不至于排出所有介质，节省成本的同时，做到保护坏境。另外，安全阀这种泄放装置可重复使用，不像爆破片，只可使用一次便报废；安全阀的安装调整也比较容易。其缺点是密封性不是很严密，不如爆破片，这样就难免在设备正常工作时，介质也可能有轻微的泄漏发生；阀的开启不是很迅速，要在设备内的压力已经超过额定压力后，安全阀才会开启。介质比较干净的气体宜采用安全阀，有毒介质不适合采用，压力升高的比较快的也不宜采用。1.1.2安全阀基本类型按原理分为下列两种。重锤杠杆式安全阀这种安全阀的基础就是杠杆原理，质量较小的重锤，在杆的作用下，传化成较大的作用力，实现阀门的开闭。在使用时，重锤的位置和质量，都是可以改变的，不同的位置和质量，对应不同的开启压力。其结构如图3-1所示。图3-1重锤杠杆式安全阀1-阀罩2-支点3-阀杆4-力点5-导杆6-阀芯7-杠杆8-固定螺钉9-调整螺钉10-重锤11-阀体该安全阀结构简单，即使阀门变高，负荷也不会变大，适用于锅炉和温度高的压力容器等温度高的容器。然而，这是一种相对大而笨重的安全阀，重锤更大，更脆弱，泄漏情况较易发生，如果打开，就更难关闭及密封。弹簧式安全阀弹簧式安全阀的构造原理简单易懂，弹簧压缩产生作用力，与阀瓣上的力相平衡，弹簧的压缩量可以变动，来对应不同规格的阀门，通过旋转7-调整螺母来实现。结构如图3-2所示。图3-2弹簧式安全阀a）全启式b)微启式这种安全阀结构合理，因为弹簧的特性，灵敏度高，而且安装位置可以自由选择，哪里有需要就可以安装到哪里。其缺点是对其所施加的载荷，及弹簧的负载和阀门有关，阀门打开，弹簧压缩，随着阀门打开的空间变大，弹簧的压缩也会变大，对阀瓣的力就会变大，这一系列的因果关系，最终结算到安全阀的启动速度，会让阀的动作反应变慢，但这需要长期的使用，才会对阀产生实质性的作用，所以在应用上，通常还是选择弹簧式安全阀。此外，在使用较长时间后，弹簧的弹力会下降。按开启高度分两种。全启式安全阀全启式的开启高度≥流道直径的1/4，即(d0是喉径)，如图3-2a)所示。微启式安全阀微启式的开启高度＜流道直径的1/4，即，如图3-2b)所示。通常在阀座上放置一个调节圈，用来调节阀瓣的开启。1.1.3安全阀的安装安全阀能否正常工作并在超压时迅速动作，与其安装是否正确有很大关系。安装位置不对，安装方式不正确，排放管道等不适当的安全阀，不仅会失去其本身的作用，还有可能引发意料之外的事故。安全阀安装要求如下：安全阀要垂直放置；安全阀连接设备的管子不应太长和弯曲不平。弹簧式安全阀应有提开手把，以及固定螺钉位置的装置。设备一个口安装≥2个安全阀的情况下，入口面积需大于安全阀横面积的和。安全阀与容器之间一般不宜装设截止阀门。但对于盛装易燃介质、有毒介质的场所，需要配备。但要特别说明的是，截止阀的装设不能对安全阀的作用起到任何影响。另外，正常工作时期，截止阀必须处于开放状态，不影响安全阀的泄放。安全阀可以装设导管，导管可以将排放介质引至安全地点，保证容器的正常工作；若将可燃气体排入大气中，可以采取火炬排放，但若要将气体释放到空气中，周围不能有隐藏火源，相对空旷的地方比较合适；另外要防止静电发生积聚。1.1.4安全阀常见故障及其处理安全阀泄漏其原因和排除方法如下：不在规定的整定压力下开启其原因和排除方法如下：不能完全开启其原因和排除方法如下：阀瓣振动阀瓣振动即阀门频繁启闭。其原因和排除方法如下：排气后阀不能及时回座其原因和排除方法如下：1.2爆破片1.2.1爆破片工作原理与结构1.2.1.1爆破片工作原理爆破片（也叫爆破膜）是一种由于进出口介质压力不同，在高压力差作用下，膜片发生破裂，完成自动泄压的装置，是一次性使用泄压装置。其结构简单，动作反应迅速，此外，爆破片有一定的预判性，压力升高至危险压力，爆破片就会立刻动作，杜绝爆炸危险的发生。结构见下图（图3-3）。图3-3爆破片结构图1-法兰2-下夹持器3-爆破片4-上夹持器1.2.1.2爆破片优缺点爆破片好处是其密封性能，与安全阀相比要更好一些，这得益于其密闭的结构；爆破反应迅速，泄压速度快；当设备内的气体含有异物或污垢时，对泄压装置的影响较小。缺点是在泄压结束，组件破裂，装置损坏，设备暂停，需要对爆破片和相应泄压装置进行更换；爆破组件因为长期遭受高压，元件寿命不如安全阀长。1.2.2爆破片基本类型按照爆破片的形状，可大致将其分为三类。图3-4爆破片型式图平板形爆破片爆破片呈平板形，型式简单，使用方便，但抗疲劳性比较差，适用于压力不高且相对稳定的场合。正拱形爆破片爆破片安装后，拱的凹面在高压侧。与第一种相比，这种爆破片寿命长，耐疲劳，准确度和精度也很高。通常有以下三种形式。普通形，如图3-4a)所示；开缝形，如图3-4b)所示；带槽形。反拱形爆破片(失稳破坏形)爆破片安装后，拱的凸面在高压侧，爆破片在工作过程中，受到压缩，且由于其不稳定，被迫翻转后，原凹面上的刀具把它切破，或着整片脱落弹出，如图3-4c)和图3-4d)所示。1.2.3爆破片的安装爆破片安装时，应根据设备的用途，设备内的介质性质，设备运转条件等，来确定其安装位置。爆破片独立使用的话，普遍在它的进口处放置一个截止阀，它的作用是在更换爆破片时切断气流。正常工作情况，阀全开，并加以固定。爆破片的泄放管道，要有辅助装置来支撑，这样在承压比较严重的时候，爆破片不会因为过大的压力受到损伤。当爆破压力过高时，还要思考到爆破时的反冲力与振动。1.3易熔塞易熔塞基本思想是在容器中使用低熔点合金，温度越高，越会熔化，管道打开，空间膨胀，气体逸出。这种装置结构简单，方便更换，易控制。但是不能二次使用，实际工程中较为麻烦。一般用于气体压力不大，完全由温度的高低来确定的容器。易熔塞这种装置，一般在冷冻系统使用。正常工作时，如果压力上升到很高水平，制冷剂的温度也会上升到很高水平。当温度上升高到易熔金的熔融温度时，金属瞬间熔化，空间发生增大，制冷剂排放到大气，起到保护人、机、环境安全的目的。1.4安全阀与爆破片联合使用1.4.1安全阀与爆破片串联使用安全阀与爆破片串联，有两种说明，如图3-5所示。图3-5安全阀与爆破片串联使用爆破片安装在安全阀进口处是常见的安装形式。正常工作时，爆破片作为最初的保护装置，发挥它的作用。如果系统压力升高，达到爆破压力，爆破片先动作，然后安全阀紧随其后，开始泄压。待压力下降到正常水平后，安全阀重新闭合，恢复到最开始的状态。这种布设方式较大程度的避免了安全阀容易受到介质影响的后果。另外检验安全阀时，不用像平时一样，比较麻烦的拆下安全阀，可以直接向安全阀与爆破片之间充压，如果安全阀没有发生泄漏，装置就是完好无损的。爆破片安装在安全阀出口处这种形式的安装，适用于比较干净的高价气体，或有剧毒的气体。爆破片在未动作时，会一直处于高温、高压的环境下，这种长期的作用，会让爆破片产生疲劳性，这种安装的好处就是可以让爆破片免受这种疲劳。安全阀在使用时，比较容易发生泄漏，介质就有可能从空隙流出来，如果长期如此，会造成浪费，而爆破片放在安全阀的出口，就可以避免这种浪费，很大程度做到了保护环境，体现了绿色理念。值得注意的是，爆破片与安全阀串联的话，爆破片爆破后会存在残留的碎片，这些碎片不能妨碍安全阀的正常运行；其出口通道面积不得小于安全阀的入口面积；爆破片和安全阀之间的空隙，尽量安装一个压力表和一个排气阀，起到指示和排放积聚介质的作用。1.4.2安全阀与爆破片并联使用这种布设方式如图3-6所示，物理过程中产生的超压，由安全阀释放，剧烈化学反应中产生的超压，则由爆破片和安全阀共同泄放。在此布局下，安全阀被用作主要的泄压装置，爆破片是一个辅助的装置，只有发生事故，才会启动。