如何正确的选用安全阀/安全阀如何选型

       如何正确的选用安全阀直接关系到使用单位的经济效益和操作人员及设备的安全，主要注意几点:1、确定使用条件下的压力等级。2、根据使用环境、物料情况，选择合理的安全阀结构形式。3、选择合适的公称通径。4、确定安全阀的材质。

全启式安全阀：当安全阀入口处的静压达到设定压力时，阀瓣迅速上升zui大高度，zui大限度的排出超压的物料。一般用于可压缩流体。阀瓣上升高度不小于喉颈的1/4.
微启式安全阀：当安全阀入口处的静压达到设定压力时，阀瓣位置随着入口压力的升高而成比例的升高，zui大限度的减少应排除物料。一般用于不可压缩流体。阀瓣的zui大上升高度不小于喉颈的1/20~1/40.

又：按照介质排放方式的不同，安全阀又可以分为全封闭式、半封闭式和开放式等三种。
　　1.全封闭安全阀
　　全封闭式安全阀排气时，气体全部通过排气管排放，介质不能间外泄漏，主要用于介质为有毒。易燃气体的容器。
　　2.半封闭式安全阀
　　半封闭式安全阀所排出的气体一部分通过排气管，也有一部分从阀盖与阀杆间的间隙中漏出，多用于介质为不会污染环境的气体的容器。
　　3.开放式安全阀
　　开放式安全阀的阀盖是敞开的，使弹簧腔室与大气相通，这样有利于降低弹簧的温度，主要适用于介质为蒸汽，以及对大气不产生污染的高温气体的容器。
安全阀适用于清洁、无颗粒、低粘度流体。凡必须安装安全泄放装置而又不适合安装安全阀的场所，应安装爆破片或安全阀与爆破片串联适用。
排放气体或蒸汽时，选用全启式安全阀。
排放液体时，选用全启式或微启式安全阀。
排放水蒸汽或空气时，可选用带扳手的安全阀。
排放介质允许泄露到大气的，选用开式阀帽安全阀，不允许允许泄露到大气的，选用闭式阀帽安全阀
先说一下安全阀计算的步骤，希望可以提纲携领，这样大家就知道后面讲的时候在做什么，为什么要做这一步。当然，这些步骤只是根据本人的经验，大体上也是这边的通用做法，跟国内的做法显然不同。
1．Locate PSV: 安全阀的设置。在计算安全阀之前先要知道在什么位置要求设置安全阀，以及安全阀的安装位置要求，包括进出口管线和阀门的设计要求。这些是安全阀计算选型的前提。而与其相关的依据和基础就是后面将要提到的常用标准规范，及地方和行业的特殊要求。所以设计者除了要了解一些通用的标准外，还要对所在地和行业的规范有所了解。当然，对工艺的了解是必须的，而且需要一定的工程经验积累。
2．Set pressure， 确定安全阀定压。确定了安全阀的位置，就可以根据所要保护的压力容器和系统的设计压力来确定安全阀的定压，就是起跳压力。
3．Case study (sizing scenario analysis), 超压工况分析，确定zui大工况 (governing case)，计算泻放量 (required relief load)。这是安全阀计算的难点和关键。一般的做法是列出所有可能的超压工况，分析zui大可能泻放的工况，有时需要计算所有工况的泻放量，zui终确定zui大工况和zui大泻放量。这需要对工艺过程有充分的了解，以及一定的工程经验。经常出现的错误包括遗漏超压工况，或者泻放量计算错误。有时由于不同的超压工况的泻放量相差很大，设置一个安全阀可能会造成安全阀尺寸对于较小泻放量的工况过大，而导致安全阀频繁开关，无法达到zui大开度，损坏安全阀。这种情况下需要选择两个以上的安全阀，以handle不同的case. 进行超压工况分析zui有效的工具是API 521, 它提供了常见的超压工况以及泻放量计算方法，的第五版已经是一个standard(标准)了。很多大型的石油公司及工程公司也有自己的guideline用于指导安全阀泻放量的计算。
4．PSV SIZING，安全阀尺寸计算及选型。确定了governing case和zui大泻放量(max. relief load or capacity)就可以计算安全阀的orifice大小。也有的做法是计算所有可能工况的安全阀尺寸，选择zui大的orifice size作为安全阀的zui终尺寸。理论上说第二种做法更准确，一般来讲，zui大泻放量对应zui大的尺寸。但有的工况可能不是zui大的泻放量，但是要求zui大的尺寸。确定了安全阀的orifice size,就可以确定安全阀的大小了。API安全阀的尺寸包括三部分: inlet size (英寸), orifice size(字母), outlet size(英寸). 通常的表示方法为：1D2 (example). 标准的API 安全阀尺寸见API526。 有些安全阀制造商会有自己特殊的型号以满足不同的法兰大小。比如热膨胀(thermal expansion) case zui常用的安全阀尺寸3/4D1 就不是标准的API安全阀尺寸。这部分的计算就相当简单些，只要按照相关标准的公式或者使用制造商提供的软件，输入泻放条件，就可以得到要求的泻放面积，然后根据要求的泻放面积选择安全阀的阀芯大小。虽然计算简单，但是在选型时也有些注意事项，我以后会提到。zui关键的是阀芯不要选得太大，有的人想当然的认为安全阀越大越好，其实是不恰当的。这里还要注意的是，安全阀计算软件在告诉你需要的阀芯面积和尺寸的同时，还会告诉你额定的泻放量(rated relief capacity)和实际的泻放量(actual relief capacity)。Rated capacity是所选的安全阀阀芯的额定泻放量，比required capacity要大。 Actual relief capacity是安全阀实际阀芯尺寸的泻放量。细心的人会发现actual capacity大约比rated capacity多10%。其中的原因我会在后面讲ASME安全阀和API安全阀的区别时告诉大家。在这里一定要记住，这两个泻放量在后面的计算中很重要。
5．PSV suction/discharge lines hydraulic calculation, 安全阀进出口管线压降计算,以确定进出口管线的大小。以前在国内计算安全阀时这一步被忽略了，只是加大一级管径，以于很多人在面试时被问到安全阀进出口管线压降有什么要求时都不知所云。安全阀进出口管线的设计是有要求的，管线应该尽量短，压降要小，具体的要求和原因我会在后面介绍，现在只需要记住，安全阀入口管线压力损失要小于定压的3%;出口管线的build-up backpressure(??背压)一般地要小于定压的10% (对于常规弹簧式安全阀)。而且要记住，这里计算压降所用的流量是安全阀的额定泻放量(rated relief load), 常犯的错误是使用要求的泻放量进行计算，造成计算压降小于实际压降。道理很简单，要求的泻放量只是工艺泻放量，不是安全阀*开启时的泻放量。
6．Prepare data sheet, Obtain vendor data, check backpressure & inlet pressure loss. 安全阀计算完成后，要准备给供应商的委托资料。然后供应商会根据他们的安全阀特性和尺寸进行计算选型，并提供相关信息，包含以上提到的泻放量。拿到供应商的计算结果后，还需要根据实际的管道布置核算进出口压降。如果压降不能满足上述要求，需要修改相关设计。这一步看似简单，但是很多人在prepare data sheet时犯了不少常识性的错误。我会在后面讲一下如何准备data sheet及注意事项。(看来这个讲座要持续一段时间了)
7．Prepare Relief Load Summary. 准备安全阀汇总表。这一步其实是跟安全阀计算同步的，不是zui后一步，甚不是安全阀计算的一个步骤。当然在得到vendor的资料后需要zui后更新。之所以在这里提到它，是因为这个表对于flare system火炬系统的设计关重要！它有助于确定火炬系统的设计负荷。关于火炬系统的设计，还可以讲上很多，这里不多啰嗦。

安全阀选型后一般要标在P&ID图上。这里比较典型的标注要求是case, size, set pressure.

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