选择安全阀结构型式的工况因素需考虑的几点

下面介绍在安全阀选择时，通常要考虑的四种工况因素，以及相应的选用原则。

（1）工作压力与整定压力的压差 安全阀的正常工作压力必须低于整定压力，并且一定要有足够的压差。否则，很容易造成安全阀泄漏等非正常状态。其原因在于：

1）工艺系统在启动、停车或其他非正常运行情况下，压力会产生波动，其数值很可能会超过正常工作压力，如果正常工作压力与安全阀整定压力之间的压差裕度不够，很可能在这些非正常工况下造成安全阀泄漏或开启。

2）正常工作压力与安全阀整定压力之间的压差越小，安全阀的密封性能越难保持。安全阀出厂前，都会进行阀座密封试验，而且试验压力不会低于正常工作压力。但是，这些试验所验证的密封性能都不是能够永久保持的。在阀门操作过程中，密封性总是要降低的。

在ASME《锅炉与压力容器规范》（2013版）第Ⅷ卷附录M中，给出了工作压力与整定压力压差的推荐数值，同时也提出了不同压差下，对安全阀整定压力偏差和密封试验压力的要求，见表6⁃2。

表6⁃2 ASME《锅炉与压力容器规范》（2013版）第Ⅷ卷中对工作压力与整定压力压差的推荐数值

不同类型的安全阀，不同密封结构，其密封性能不同。同样工况下，先导式安全阀的密封性能要优于弹簧式安全阀，弹性密封结构的密封性能要优于常规的平面密封。通常的选用原则为：对于平面密封的弹簧载荷式安全阀，其工作压力与整定压力的压差不能小于上表中的数值，而对于弹性密封的弹簧式安全阀和先导式安全阀，压差可以减少到5％整定压力。

（2）背压 背压指安全阀出口存在的压力。安全阀在线正常运行时，即未开启时，出口存在的背压称为附加背压。这个压力来自于装置中其他设备向排放系统泄放介质。如果阀门出口与一个压力恒定的工艺容器或系统相连，则这个背压是恒定的。但是，大多数情况下由于排放系统的工况变化导致附加背压是变动的。安全阀开启后介质从进口流向出口，从而在出口处产生的背压称为排放背压。安全阀开启后出口处存在的背压数值为附加背压和排放背压的总和，称为总背压。无论阀门是直接向大气排放，还是通过管路排放到收集系统，背压都可能会影响安全阀的操作。背压造成的影响包括整定压力的变化、排量的下降和动作不稳定，或同时出现以上三种情况。因此背压是选择安全阀结构型式时必须要考虑的因素。

以下工况，可以采用常规式弹簧安全阀，否则必须采用平衡式弹簧安全阀或先导式安全阀：

①安全阀出口不存在背压。

②仅存在恒定附加背压。这种情况下，要对整定压力进行修正。

③附加背压变化范围相对于整定压力较小。这种情况下，要对整定压力进行适当的修正，而且要确保排放时的最大压力不能超过规范允许的被保护设备的积聚压力。

在工程应用中，通常采用的比较安全可靠的选用原则如下：(www.xing528.com)

①当背压力≤10％整定压力时，可以选用常规式安全阀。

②当背压力＞10％整定压力，而≤30％整定压力时，应选用平衡波纹管式安全阀。

③当背压力＞30％整定压力，而≤80％整定压力时，可选用先导式安全阀。

（3）不同介质状态下的选择原则 流体介质按照物理状态，有三种情况，气体、液体和气液两相。物理状态不同，其流体特性不同。在美国的安全阀标准中，将安全阀分为3类。第一类名为safety valve（安全阀，但其含义所覆盖的产品范围要比我国工程术语中安全阀的范围小很多），其适用于气体；第二类名为relief valve（泄流阀），适用于液体介质；第三类名为safety relief valve（安全泄放阀），既可以用于气体介质，也适用于液体介质。

气体介质选用为气体设计的安全阀，液体介质选用液体安全阀，这很好理解，值得注意的是如下情况，应选用适用于液体或适用于气液两种介质的安全阀：

1）在安全阀进口处两相混合的质量百分比是蒸气占50％或者更低时。

2）介质流中液体与气体的比例不确定。

3）在有些场合中，安全阀有可能需要泄放液体或气体，这要取决于导致超压的条件（例如换热器管破裂）。

（4）在线检测的需求 在线检测是将安全阀安装在实际的工艺系统上进行试验，以确定其部分或全部的动作性能。在项目初步设计时，应考虑在工厂生产运行过程中，是否会采用在线检测、采用何种方法。在安全阀选型时，应选择适当的结构类型，以实现在线检测的要求。

通常采用的在线检测方法有三种：

1）直接人为地提高系统压力，达到安全阀的开启压力，使安全阀启跳，以检测其动作性能。这种方法对安全阀结构类型没有什么要求，理论上任何类型的安全阀都可以采用，但实际工程中，只有蒸汽安全阀采用这种方法。

2）不使用系统压力，而是使用外部气源。如果使用这种在线检测方法，则必须采用以下两个方案中的一个：①安全阀前安装爆破片；②采用先导式安全阀，且必须配备在线检测接头。

3）安全阀进口压力无须提升到整定压力，采用液压辅助提升机构将阀杆抬高使安全阀开启，记录在安全阀开启的瞬间所提供的液压力和进口的压力，从而推算出安全阀的整定压力。弹簧式安全阀通常采用这种方法，但应注意：①安全阀必须有与关闭件（阀瓣）相连的阀杆，阀杆顶端要有螺纹，而且要外露；②如果介质为易燃、易爆、有毒或腐蚀性介质，则必须采用平衡波纹管式安全阀，否则试验时会有少量介质会从阀杆处向外泄放，给试验现场人员造成危害。