(1)弹簧直接载荷式安全阀和先导式安全阀选择的一般原则 弹簧直接载荷式安全阀(以下简称弹簧式安全阀)和先导式安全阀是最常用的两类安全阀,其工作原理和工作过程完全不同,因此其应用工况也不同。
由于弹簧式安全阀结构简单、采购和运行维护成本低,通常情况下优先选用弹簧式安全阀。但是对于以下特殊工况,还是应选用先导式安全阀:
1)密封性要求高的工况。先导式安全阀由于其特殊的结构和工作原理,其密封性能要大大优于弹簧式安全阀,因此在某些对密封性要求较高的工况,如天然气长输管路,通常会采用先导式安全阀。
2)工作压力和整定压力之间的压差很小的工况。工作压力越接近整定压力,弹簧式安全阀的密封力越小,越容易发生泄漏,因此建议工作压力不要超过整定压力的90%。而先导式安全阀由于其特殊的结构和工作原理,可以保证在工作压力不超过整定压力的95%的工况下保持较好的密封性能。
3)对安装位置和安全阀重量有限制的场合。公称尺寸相同,先导式安全阀的高度和重量要比弹簧式安全阀小1/3~1/2,而且口径越大,其优势越明显。图6⁃1所示为某型号8T10的弹簧式安全阀和先导式安全阀的实物照片。
4)口径大、整定压力高的场合。按照API Std 526—2009中的规定,进口公称尺寸大于76.2mm(3in)时,同样规格,先导式安全阀的最高整定压力要高于弹簧载荷式的,而且口径越大,其优势越明显。例如,阀体、阀盖的材料为碳钢的弹簧式安全阀和先导式安全阀,所允许的最高整定压力见表6⁃1。
表6⁃1 弹簧式安全阀和先导式安全阀的最高整定压力(-29~38℃)对比表
图6⁃1 某型号8T10的弹簧式安全阀和先导式安全阀(www.xing528.com)
5)高背压的场合。先导式安全阀相比于弹簧式安全阀,可以在很高的背压下正常开启、稳定排放。这一问题将在本节后面部分再做详细论述。
6)按照ASME规范和API相关标准的规定,被保护系统与安全阀之间管道系统的累积流动损失不能超过安全阀整定压力的3%。如果安全阀距离容器很远,进口管路系统比较复杂,造成流阻大于这一规定值,则只能选用先导式安全阀。因为先导式安全阀可以实现远程压力感应,具体内容在本节后面会详细论述。
(2)先导式安全阀使用的限制条件 以下场合和工况不适合使用先导式安全阀:
1)含固体颗粒的流体介质。但如果介质仅含有少量颗粒,可以通过在导阀前加装过滤装置来解决。
2)黏性液体介质。因为黏性液体通过导阀相对较小通道的流动会引起阀门动作时间显著延缓。
3)介质可能会发生焦化、聚合的场合。这会堵塞导阀中的通道。
4)工作介质在常温下会发生凝固或冷凝的场合。
5)蒸汽或者高温热水系统。在TSG ZF001—2006《安全阀安全技术监察规程》中规定,用于蒸汽或者高温热水系统中的安全阀,应当选用直接载荷式安全阀。
6)当出口压力与进口压力的压差很小(小于0.1MPa)时,不推荐使用先导式安全阀。
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