彈簧式安全閥整定壓力計算設(shè)計

安全閥是啟閉件受外力作用下處于常閉狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高超過規(guī)定值時，通過向系統(tǒng)外排放介質(zhì)來防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過規(guī)定數(shù)值的特殊閥門。安全閥選用的首在要素是整定壓力，關(guān)于安全閥整定壓力的確定和整定壓力偏差介紹：

整定壓力，是指安全閥閥瓣在運行條件下開始開啟時的預(yù)定壓力，是在閥門進(jìn)口處測量的表壓力。在該壓力下，在規(guī)定的運行條件下，由介質(zhì)壓力產(chǎn)生的使閥門開啟的力同使閥瓣保持在閥門上的力相互平衡。在該壓力下，開始有可測量的開啟高度，介質(zhì)呈可由視覺或聽覺感知的連續(xù)排放狀態(tài)。

彈簧式安全閥整定壓力計算設(shè)計的調(diào)壓范圍；

即彈簧式安全閥在額定壓力下的開啟度值（MIN）；

是指彈簧式安全閥在規(guī)定試驗條件下所能承受的工作壓力。

根據(jù)GB 12224-1989《通用機(jī)械 安全閥 一般要求》的規(guī)定和GB/T 12225-1991《通用機(jī)械 帶泄放裝置的安全閥 一般要求》的規(guī)定，彈簧式安全閥的調(diào)壓范圍分別為：

1. 公稱通徑為DN50mm及以下的彈簧型和安全型安全閥的調(diào)壓范圍均為0~0.06MPa；

2. 公稱通徑為DN65mm及以上的彈簧型、杠桿型和平衡型的安全閥的調(diào)壓范圍為0~0.10MPa或0~0.05MPa；

3. 公稱通徑為DN200mm及以上且公稱壓力大于等于0.1 MPa的安全閥門應(yīng)采用帶泄放裝置的安全閥門。

當(dāng)公稱直徑小于或等于50 mm時，可取下列數(shù)值中的較大值：

1. 公稱直徑小于或等于50 mm、公稱壓力大于0.1 MPa時，取0.08MPa；

2. 公示直徑大于或等于50 mm、公稱壓力小于0.1 MPa時取0.008MPa。

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1）彈簧式安全閥整定壓力計算設(shè)計蒸汽鍋爐用安全閥                                                                                                 

a.鍋筒（鍋殼）及過熱器上的安全閥整定壓力應(yīng)按表1。

b.省煤器、再熱器、直流鍋爐啟動分離器的安全閥整定壓力為裝設(shè)地點工作壓力的1.1倍。

c.整定壓力偏差：當(dāng)整定壓力小于等于0.5MPa時為±0.015MPa，當(dāng)整定壓力為0.5～2.3MPa時為±3%整定壓力，當(dāng)整定壓力為2.3～7.0MPa時為±0.07MPa，當(dāng)整定壓力大于7.0MPa時為±1%整定壓力。

安全閥都有公稱壓力和整定壓力。公稱壓力是指閥體最大允許承受的壓力，如公稱壓力為PN16、PN25、PN40、PN64等；整定壓力是指彈簧在壓力的作用下，達(dá)到這個設(shè)定的壓力值時，彈簧即頂起閥桿向外泄壓。如整定壓力為0.1Mpa、1.2Mpa、2.2Mpa等。公稱壓力是指的安全閥的耐壓等級，也就是說安全閥最高承受的壓力。而安全閥整定壓力是指安全閥內(nèi)部達(dá)到這個壓力就起跳。整定壓力是可調(diào)的，但是整定壓力也存在分級關(guān)系，一般是在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的范圍內(nèi)調(diào)整。見下圖安全閥整定壓力分級表：

安全閥壓力級別范圍指的是安全閥的適用壓力范圍。因為安全閥既有最高使用壓力的限制（主要考慮安全因素），也需有壓力的限制（主要考慮使用靈敏度）。當(dāng)選定安全閥型號后，應(yīng)根據(jù)使用的工況所需的工作壓力進(jìn)行設(shè)置，使安全閥的起跳壓力應(yīng)符合相關(guān)規(guī)程，如鍋爐安全閥規(guī)定：開啟壓力較低的安全閥，其整定壓力應(yīng)為工作壓力的1.12倍，且不應(yīng)小于工作壓力加0.07MPa；開啟壓力較高的安全閥，其整定壓力應(yīng)為工作壓力的1.14倍，且不應(yīng)小于工作壓力加0.1MPa，并要根據(jù)相關(guān)規(guī)程要求進(jìn)行定期校驗，調(diào)整后的安全閥應(yīng)進(jìn)行“鉛封”處理。

在對安全閥選型時，一般是要參考整定壓力是多大，再決定選哪個級別的公稱壓力的安全閥。比如整定壓力為0.5Mpa（5公斤），那么選公稱壓力為PN16的安全閥即可，如果選用PN25的公稱壓力的安全閥，當(dāng)然也可以，只不過沒必要造成材料上的浪費。

彈簧式安全閥整定壓力計算設(shè)計鍋筒（鍋殼）及過熱器上的安全閥整定壓力

注：鍋爐上必須有一個安全閥，按表中較低的整定壓力進(jìn)行調(diào)整。對有過熱器的鍋爐，按較低壓力進(jìn)行調(diào)整的安全閥，必須為過熱器上的安全閥，以保證過熱器上的安全閥先開啟。表中的工作壓力，對于脈沖式安全閥系指沖量接出地點的工作壓力，對其他類型的安全閥系指安全閥裝置地點的工作壓力。

（2）熱水鍋爐用安全閥                                                                                                                                             

a. 安全閥整定壓力應(yīng)按表2。

b. 整定壓力偏差：當(dāng)整定壓力小于等于0.5MPa時為±0.015MPa，當(dāng)整定壓力大于0.5MPa時為±3%整定壓力。

表2

注：鍋爐上必須有一個安全閥按表中較低的整定壓力進(jìn)行調(diào)整。這里的工作壓力是指與安全閥直接連接部件的工作壓力。

（3）固定式壓力容器用安全閥                                                                                                                                     

a. 固定式壓力容器上只裝一個安全閥時，安全閥整定壓力不應(yīng)大于壓力容器的設(shè)計壓力；固定式壓力容器上按裝多個安全閥時，其中一個安全閥的整定壓力不應(yīng)大于壓力容器的設(shè)計壓力，其余安全閥的整定壓力可適當(dāng)提高，但不得超過設(shè)計壓力的1.05倍。

b. 整定壓力偏差：當(dāng)整定壓力小于等于0.5MPa時為±0.015MPa，當(dāng)整定壓力大于0.5MPa時為±3%整定壓力。

（4）移動式壓力容器用安全閥                                                                                                                                   

a. 安全閥的整定壓力為罐體設(shè)計壓力的1.05～1.10倍，回座壓力不低于開啟壓力的0.8倍，低溫深冷型罐車安全閥的整定壓力不得超過罐體設(shè)計壓力。

b. 整定壓力偏差：當(dāng)整定壓力小于等于0.5MPa時為±0.015MPa，當(dāng)整定壓力大于0.5MPa時為±3%整定壓力。

（5）壓力管道用安全閥                                                                                                                                             

a.工業(yè)金屬管道用安全閥整定壓力為最大工作壓力的1.05～1.1倍；石油天然氣站內(nèi)管道用安全閥整定壓力為最大工作壓力的1.05～1.15倍。

b. 整定壓力偏差：當(dāng)整定壓力小于等于0.5MPa時為±0.015MPa，當(dāng)整定壓力大于0.5MPa時為±3%整定壓力。

（6）醫(yī)用高壓氧艙用安全閥                                                                                                                                         

a. 安全閥的整定壓力為最高工作壓力+0.02 MPa。

b. 整定壓力偏差為±0.015MPa。

（7）壓縮機(jī)用安全閥                                                                                                                                                   

a. 安全閥的整定壓力為最高工作壓力+0.02 MPa。

b. 整定壓力偏差：當(dāng)整定壓力小于等于0.5MPa時為±0.015MPa，當(dāng)整定壓力大于0.5MPa時為±3%整定壓力。

安全閥屬于自動閥類，主要用于鍋爐、壓力容器和管道上，控制壓力不超過規(guī)定值，對人身安全和設(shè)備運行起重要保護(hù)作用。注安全閥必須經(jīng)過壓力試驗才能使用。

1、彈簧式安全閥整定壓力計算設(shè)計開啟壓力的調(diào)整

①安全閥出廠前，應(yīng)逐臺調(diào)整其開啟壓力到用戶要求的整定值。若用戶提出彈簧工作壓力級，則一般應(yīng)按壓力級的下限值調(diào)整出廠。

②使用者在將安全閥安裝到被保護(hù)設(shè)備上之前或者在安裝之前，必須在安裝現(xiàn)場重新進(jìn)行調(diào)整，以確保安全閥的整定壓力值符合要求。

③在銘牌注明的彈簧工作壓力級范圍內(nèi)，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿改變彈簧壓縮量，即可對開啟壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。

④在旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿之前，應(yīng)使閥進(jìn)口壓力降低到開啟壓力的90％以下，以防止旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿時閥瓣被帶動旋轉(zhuǎn)，以致?lián)p傷密封面。

⑤為保證開啟壓力值準(zhǔn)確，應(yīng)使調(diào)整時的介質(zhì)條件，如介質(zhì)種類、溫度等盡可能接近實際運行條件。介質(zhì)種類改變，特別是當(dāng)介質(zhì)聚積態(tài)不同時

(例如從液相變?yōu)闅庀?，開啟壓力常有所變化。工作溫度升高時，開啟壓力一般有所降低。故在常溫下調(diào)整而用于高溫時，常溫下的整定壓力值應(yīng)略高于要求的開啟壓力值。高到什么程度與閥門結(jié)構(gòu)和材質(zhì)選用都有關(guān)系，應(yīng)以制造廠的說明為根據(jù)。

⑥常規(guī)安全閥用于固定附加背壓的場合，當(dāng)在檢驗后調(diào)整開啟壓力時(此時背壓為大氣壓)，其整定值應(yīng)為要求的開啟壓力值減去附加背壓值。

2、彈簧式安全閥整定壓力計算設(shè)計排放壓力和回座壓力的調(diào)整

①調(diào)整閥門排放壓力和回座壓力，必須進(jìn)行閥門達(dá)到全開啟高度的動作試驗，因此，只有在大容量的試驗裝置上或者在安全閥安裝到被保護(hù)設(shè)備上之后才可能進(jìn)行。其調(diào)整方法依閥門結(jié)構(gòu)不同而不同。

②對于帶反沖盤和閥座調(diào)節(jié)圈的結(jié)構(gòu)，是利用閥座調(diào)節(jié)圈來進(jìn)行調(diào)節(jié)。擰下調(diào)節(jié)圈固定螺釘，從露出的螺孔伸人一根細(xì)鐵棍之類的工具，即可撥動調(diào)節(jié)圈上的輪齒，使調(diào)節(jié)圈左右轉(zhuǎn)動。當(dāng)使調(diào)節(jié)圈向左作逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，其位置升高，排放壓力和回座壓力都將有所降低。反之，當(dāng)使調(diào)節(jié)圈向右作順時針方向旋轉(zhuǎn)時，其位置降低，排放壓力和回座壓力都將有所升高。每一次調(diào)整時，調(diào)節(jié)：圈轉(zhuǎn)動的幅度不宜過大(一般轉(zhuǎn)動數(shù)齒即可)。每次調(diào)整后都應(yīng)將固定螺釘擰上，使其端部位于調(diào)節(jié)圈兩齒之間的凹槽內(nèi)，既能防止調(diào)節(jié)圈轉(zhuǎn)動，又不對調(diào)節(jié)圈產(chǎn)生徑向壓力。為了安全起見，在撥動調(diào)節(jié)圈之前，應(yīng)使安全閥進(jìn)口壓力適當(dāng)降低(一般應(yīng)低于開啟壓力的90％)，以防止在調(diào)整時閥門突然開啟，造成事故。

③對于具有上、下調(diào)節(jié)圈(導(dǎo)向套和閥座上各有一個調(diào)節(jié)圈)的結(jié)構(gòu)，其調(diào)整要復(fù)雜一些。閥座調(diào)節(jié)圈用來改變閥瓣與調(diào)節(jié)圈之間通道的大小，從而改變閥門初始開啟時壓力在閥瓣與調(diào)節(jié)圈之間腔室內(nèi)積聚程度的大小。當(dāng)升高閥座調(diào)節(jié)圈時，壓力積聚的程度增大，從而使閥門比例開啟的階段減小而較快地達(dá)到突然的急速開啟。因此，升高閥座調(diào)節(jié)圈能使排放壓力有所降低。應(yīng)當(dāng)注意的是，閥座調(diào)節(jié)圈亦不可升高到過分接近閥瓣。那樣，密封面處的泄漏就可能導(dǎo)致閥門過早地突然開啟，但由于此時介質(zhì)壓力還不足以將閥瓣保持在開啟位置，閥瓣隨即又關(guān)閉，于是閥門發(fā)生頻跳。

上調(diào)節(jié)圈用來改變流動介質(zhì)在閥瓣下側(cè)反射后折轉(zhuǎn)的角度，從而改變流體作用力的大小，以此來調(diào)節(jié)回座壓力。升高上調(diào)節(jié)圈時，折轉(zhuǎn)角減小，流體作用力隨之減小，從而使回座壓力增高。反之，當(dāng)降低上調(diào)節(jié)圈時，回座壓力降低。當(dāng)然，上調(diào)節(jié)圈在改變回座壓力的同時，也影響到排放壓力，即升高上調(diào)節(jié)圈使排放壓力有所升高，降低上調(diào)節(jié)圈使排放壓力有所降低，但其影響程度不如回座壓力那樣明顯。

3、彈簧式安全閥整定壓力計算設(shè)計鉛封

安全閥調(diào)整完畢，應(yīng)加以鉛封，以防止隨便改變已調(diào)整好的狀況。當(dāng)對安全閥進(jìn)行整修時，在拆卸閥門之前應(yīng)記下調(diào)整螺桿和調(diào)節(jié)圈的位置，以便于修整后的調(diào)整工作。重新調(diào)整后應(yīng)再次加以鉛封。