锅炉压力容器安全附件.ppt

1、锅炉压力容器安全附件,安全附件概况,分类1.计量显示压力表、温度计、液面计2.控制类减压阀、调节阀、紧急切断阀、电接点压力表、电接点温度计、自动液面计等,安全附件概况,3.安全泄压装置1）阀型2）断裂型3）融化型4）组合型。4.连锁保护装置（对锅炉）,安全附件通用要求,1.制造安全阀、爆破片装置的单位应当持有相应的特种设备制造许可。2.安全阀、爆破片、紧急切断装置等需要型式试验的安全阀附件，应当有国家核准的型式试验单位进行型式试验。,安全附件通用要求,3.安全附件的设计、制造，应当符合相关安全技术规范规定。4.安全附件出厂时应当随带有质量证明，并且在产品上装设牢固的金属铭牌。5.安全附件实行定

2、期检验制度，定期检验按有关规程进行。,安全附件装设要求,1.压力源来自外部并得到可靠控制时，超压泄压装置可以不直接安装在压力容器上2.采用爆破片与安全阀装置组合时，爆破片在动作时不允许产生碎片。,安全附件装设要求,3.对易爆介质或毒性程度为极度、高度或中度危害的压力容器，应当在泄压出口处装设导管，将介质妥善处理。4.压力容器工作压力低于压力源时，应当装减压阀或调节阀，在这些的阀低压侧，应设安全阀和压力表。,安 全 阀,1.安全阀基本概念,安全阀是一种自动阀门，它不借助任何外力而有利用介质本身的力来排出一额定数量的流体，以防止系统内部压力超过预定的安全值。当压力恢复正常后，再自行关闭并阻止介质继

3、续流出的一种阀。,2.安全阀的基本要求,准确开启适时全开稳定排放良好的回座性能可靠的密封性能,安全阀的分类及适用范围1.按阀瓣加载型式分,1）重锤式安全阀直接重锤式；杠杆重锤式安全阀。优点：简单，直观。缺点：载荷不能太大，重复性差，不适合移动和震动场合。,安全阀的分类及适用范围,2）弹簧式安全阀基本结构和工作原理分三部分：阀座、阀瓣、加载机构。,弹簧式安全阀示意图,2.按作用原理分,1）直接作用式安全阀上面提到的重锤式和弹簧式安全阀。觉有结构简单、动作迅速、可靠性好等有点。但不适用于高压、大口径的场合。,1）非直接式,先导式安全阀先导式安全阀特别适用于高压、大口径的场合。可以对阀瓣施加比直接作

4、用式安全阀大得多的机械载荷，因此具有良好的密封性能。同时动作受背压的影响小。但是可靠性跟主阀和导阀有关，动作不如直接是安全阀那样敏感，结构复杂。,先导式安全阀原理,1 阀体2 阀座3 主阀瓣4 导管5 弹簧6 阀盖7 接头8 泄放阀9 导阀,先导式安全阀导阀,1 阀体2下阀瓣3 放气接头4 顶杆5 上阀瓣6 弹簧7 泄放阀,先导式安全阀工作原理（一）,在正常工况下,系统的介质压力既作用于主阀瓣的下方,又作用于主阀瓣的上方。由于主阀瓣上方气室介质作用面积大于下方介质作用面积,在压力差作用下,主阀瓣处于关闭状态。,先导式安全阀工作原理（二）,当管道介质压力异常,达到或超过整定压力时,导阀的上阀瓣迅

5、速开启,主阀瓣上方气室内的介质通过导阀的排气接头迅速排出。主阀瓣在下方介质压力的强力作用下,瞬时开启,将介质从主阀的出口迅速大量排出,使管道中的介质压力恢复到正常的工作压力。,先导式安全阀工作原理（三）,当管道介质压力降到系统设定的整定压力约90%时,导阀上阀瓣关闭,管道介质又通过导阀进入主阀瓣上方的气室。在压力差的作用下,主阀关闭,保证了系统的正常工作。,1）非直接式,带动力辅助的安全阀这种安全阀借助于 动力辅助装置（空气、蒸汽、电磁力等），在低于开启压力的情况下开启。但是如果辅助装置失灵，跟直接作用式安全阀一样。适用于需要定期检查、粘着、冻结的场合，同时可以在紧急状态下开启安全阀。,3.按

6、开启高度划分,1）全启式阀瓣开启高度不小于阀口直径的四分之一，即： hd/4。对于同样排量的安全阀，全启式体积小很多，但是结构复杂，调试、维修也复杂，回座压力也较低。目前用于锅炉压力容器的以这种形式的安全阀居多。2）微启式,3.按开启高度划分,2）微启式开启高度较小，一般高度达不到孔径的1/20，但是结构简单，调试、维修方便，用于排量小，压力低的场合。3）中启式安全阀高度介于全启式和微启式之间。,4.有无背压平衡分,1）有背压平衡安全阀这些元件的有效面积大于等于安全阀的密封面积，开启之前两边的压力是相等的，所以不影响到开启压力，但是开启以后背压发生变化，就影响到排放压力，回座压力等。,4.按气

7、体排放方式分,2）非平衡式，不带有平衡背压作用的元件，适用于背压为大气压力，背压固定或变化不大的场合，静力背压不超过开启压力的10%。,5.按气体排放方式,1）全封闭式主要适用于介质有毒、有害、易燃气体的容器上的安全阀2）半封闭式排放的气体大部分有排气管排出，一部分从阀道和阀杆之间的间隙中排出。,5.按气体排放方式,3）开放式安全阀盖敞开，弹簧匡内室与大气相通，有利于降低弹簧温度。适用于介质为空气或对大气没有污染的高温容器的安全阀,安全阀排量计算,临界条件非临界,临界状态,纯物质的气、液两相平衡共存的极限热力状态。在此状态时,饱和液体与饱和蒸气的热力状态参数相同,气液之间的分界面消失,因而没有

8、表面张力,气化潜热为零。,临界流动下的理论排量计算公式：,式 中 ：wtg 理论排量，单位为千克每小时（kg/h）；Pd 实际 排 放压力，单位为兆帕（MPa)（绝压）；C 绝热指数k的函数；M一气体的分子量，单位为千克每千摩尔（kgkmol)；T 实际排放绝对温度，单位为开尔文（K)；Z 压缩系数，在许多情况下Z为1，可以不计；V 实际排放压力和排放温度下的比体积，单位为立方米每千克（m3/k g)。,A 流 道 面 积，单位为平方毫米（mm2 ）对于全启式，A=d2/4对于微启式，A=dh（d为安全阀喉径）Ws=KWtgK为排放系数：全启式0.60.7，微启式0.40.5实际排量。,例题,

9、安全阀的选用,1.公称压力PN：安全阀进口处能承受的最高压力。出口处法兰一般比进口处公称压力低一支三个级别,2.压力温度关系。当温度升高时，在同一公称压力下，其最大允许工作压力也随之降低。阀门在各种温度下最高允许压力可如下计算Pmax=(t/200)PNt/设计温度t时材料的许用应力，MPa；200)200OC时材料许用应力，MPa；PN公称压力，MPa。,3.弹簧工作压力级的确定确定了安全阀的公称压力后，弹簧式安全阀还要选定弹簧的工作压力等级。从下表选择。,公称压力与弹簧压力等级的关系表中数值为开启压力,4.安全阀公称直径,1）公称直径是通过圆整的参考值。全起式安全阀的出口通径一般比进口大一

10、个档次；微启式安全阀进出口公称通径一般相同。2）公称直径的确定，是通过安全阀的安全泄放量，根据泄放量来计算安全阀的流通直径。,3）公称通径DN与流道直径d0的关系如下,5.安全阀型式的选用,1）气体或蒸汽，选用全启式安全阀2）液体选用全启式或微启式3）蒸汽或空气，可采用带扳手安全阀,4）压力3.0MPa温度超过2350C气体安全阀，考虑选用带散热片的安全阀，防止介质冲蚀弹簧。5）介质允许泄漏到大气，用开放式。不允许的用封闭式。6）有剧毒、强腐蚀、极度危险的介质用波纹管安全阀。,7）高背压，选用背压平衡式安全阀或先导式安全阀。8）重要场合，需要安装2个互为备用的安全阀。,安全阀选用实例,锅炉安全

11、阀口径的选用,1.压力3.8MPa,do不小于25mm2.压力38MPa，do不小于20mm3.出口热水温度100oC，功率1.4MW，do不小于20mm。功率1.4MW，不小于32mm,锅炉安全阀的数量要求,1.每台锅炉至少装2个安全阀（不包括省煤器上的）。符合下面条件可以装一个安全阀。1）蒸发量0.5t/h蒸汽锅炉。2)蒸发量4t/h，但装有可靠超压连锁保护装置的蒸汽锅炉。,3）热功率1.4MW的热水锅炉。4）蒸汽压力0.1MPa的蒸汽锅炉可采用静重式安全阀或水封式安全装置；水封装置的管内径不应小于25mm，不得安装阀门，应有防冻措施。5）热水锅炉设有水封装置时，可不装安全阀。,安全阀的安

12、装,1.安全阀要铅直安装。2.装在容器（锅筒、锅壳等）液面以上气相空间的最高处。3.安全阀与容器（锅筒、锅壳等）之间的连接管，其截面积不得小于安全阀进口的截面积。,4.安全阀与容器之间一般不宜安装截止阀或其他引出管。但对于有毒有害、易燃、腐蚀或贵重介质的容器，可装截止阀。但要全开（加铅封或锁定）。5. 采用螺纹连接的弹簧式安全阀，与带有螺纹的短管连接，短管应焊接在筒体上。,6.安全阀应安装排放管。排放管尽量少弯曲，上面不能安装阀门，对于有毒有害的气体要采取回收等措施。对于压力较大的安全阀排放管需要装消音器。7.新安全阀应校验合格后才能安装,7.露天安装的安全阀应有防冻措施。8.安装前，安全阀应

13、进行外观检查，整定压力检验和密封性试验。对重要的安全阀还需要进行回座压力校验或者安装后在现场进行测试。,9.安全阀必须有下列装置（锅炉）1）杠杆式安全阀应有防止重锤移动和限制杠杆越出的导轨2）静重式安全阀应有防止重片飞脱的装置。3）弹簧式安全阀应有提升把手和防止随便拧动调整螺钉的装置。4）控制式安全阀须有可靠的动力源或电源。,安全阀的检验和检测,在线检测1.在线检测方法有3种：1）采用被保护系统及其压力试验；2）采用其他压力源试验；3）辅助装置进行试验。,2.在线检测的基本要求:1）在线检测前，对于使用在线检测装置方法的，调整好该装置，确保该装置性能可靠。2）在线检测前，对安全阀进行外观检查。

14、3）检测时，检测单位制定可行的检测程序以及各项物质和技术准备。,4）检测时，使用单位的主管技术人员必须到现场，当发现有偏离正常操作状况的迹象时，必须立即停止并采用相应措施。5）检测过程中，注意人身安全。6）做好在线检查和检测记录并存档。,离线检测,1.离线检查工作需要基本要求：1）检查前，保证被保护设备的安全，防止阀体内残留有毒有害介质。2）获得上次检查后的异常记录。,3）拆卸的每个安全阀，需要有个标签，标明设备号、工位号、整定压力、最后一次校验日期。4）安全阀拆卸下来时，最好计划，减少离线时间，做好工艺管线的安全措施。,安全阀有下列情况时，应该停止使用或更换,1）阀瓣和阀座密封面损坏，无法修

15、复。2）导向零件锈蚀严重，无法修复。3）调节圈锈蚀严重，无法调节。,4）弹簧腐蚀，无法使用。5）附件不全无法配置。6）历史记录丢失。7）选型不当。,安全阀校验,1.安全阀校验单位资质,校验周期1.一般为一年2.经过解体、维修或更换部件的需要重新检验。,3.延长周期:1）有清晰的历史记录，说明安全阀可靠；2）被保护设备的运行工艺稳定；3）安全阀在线检查和检测均符合使用要求；4）有完善的应急方案。,容器安全阀校验压力设置,容规规定1.固定式压力容器只有一个安全阀，开启压力不大于设计压力Pz，密封试验压力Pt大于压力容器最高工作压力Pw。即：PzP，PtPw。2.固定式有多个安全阀，其中一个开启压力

16、不大于设计压力，其余安全阀开启压力可适当提高，但不得大于设计压力的1.05倍。,3.移动式压力容器：开启压力为设计压力的1.051.10倍。额定排放压力不得高于设计压力的1.2倍，回座压力不低于开启压力的0.8倍。4.采用系统最高工作压力作为开启压力时，系统中每个容器的工作压力应相适应。5.若采用最大工作压力作为安全阀调整依据时，在设计图纸和铭牌上注明。,锅炉安全阀校验压力设置,注：1.锅炉上必须有一个安全阀，按表中较低的整定压力进行询整。对有过热器的锅炉，按较低压力进行调整的安全阀，必须为过热器上的安全阀，以保证过热器上的安全阀先开启。2.表中的工作压力，对于脉冲式安全阀系指冲量接出地点的工

17、作压力，对其他类型的安全阀系指安全阀装置地点的工作压力。,3.省煤器、再热器、直流锅炉启动分离器上安全阀为装设地点的工作压力的1.1倍。4.安全阀启闭压差一般应为整定压力的4%7%，最大不超过10% 。当整定压力小于0.3MPa 时，最大启闭压差为0.03Mpa 。,安全阀故障及排除,1.泄漏1）阀座和阀瓣密封面损伤。2）安装不当，进口安装不均匀，无法保证铅直。,3）高温引起。4）安全阀选用不当。5）脏物夹在密封面上。,2.安全阀动作不灵活1）运动部件有碰伤、拉伤、铁锈或毛刺等缺陷，没有及时清除。2）设备中的脏物如电焊渣、铁锈等随安全阀排放冲到运动部件间隙引起。3）长期未动作又未维修检测造成运

18、动部件生锈、腐蚀引起。,3.开启压力变化1）整定压力误差：定压介质与实际不符合；定压所有压力表与实际使用的压力表精度不同；操作人员的度数出现误差。,2）环境温度变化，引起弹簧变软，引起开启压力降低。3）背压发生变化。4）调整螺杆与锁紧螺母松动。,4.安全阀频跳1）安全阀通径选用太大。2）进口管道阻力太大。3）出口管道阻力太大4）弹簧刚度太大5）调节圈位置不当。,5.排气后压力继续上升选用的安全阀排气截面积不够大，排气量小于设备产气量。阀杆中线不正或弹簧生锈，也会使阀芯达不到应有高度，影响排气量。,参考书籍,工业锅炉检验第三章第四/八节、第四章第十二节，压力容器检验第九章新容规安全附件蒸规安全附件,