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安全阀的定义、原理以及阀门的背压问题简单介绍

来源:上海自动化仪表有限公司作者:发表时间:2018-09-10 12:52:53

 
    安全阀的主要功能是保护财产和生命。
   因为安全阀通常是防止在压力条件下发生灾难性故障的最后一种装置,所以阀门必须始终工作,即必须100%可靠。
   安全阀应安装在可能超过系统或压力容器的最大允许工作压力的地方,特别是在系统中另一台设备发生故障的故障条件下。
    压力过剩可以通过多种不同方式产生,包括:
    冷却系统失效,导致蒸汽或流体膨胀;
    压缩空气或电力故障控制仪表;
    植物火灾。 
    在工厂的启动条件下
    术语“ 安全阀 ”和“ 安全阀 ”是描述各种减压装置的通用术语。根据应用和所需的性能标准,可提供多种产品。需要不同的设计才能满足众多国家标准。
    下图显示了安全阀故障(由于维护不良造成的)或尺寸,安装或维护不正确的破坏性结果。
    图--空气接收器爆炸
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    图--高中锅炉
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    图--工业锅炉爆炸
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    定义:
    ASME / ANSI PTC 25.3标准(美国)
    减压阀 - (这是一个通用术语,包括安全阀,安全阀和安全减压阀。)
    弹簧式减压阀,设计用于打开以释放过压并重新闭合并防止流体进一步流动正常情况恢复后。其特征在于快速打开“爆裂”动作或以通常与打开压力上的压力增加成比例的方式打开。根据设计,调整或应用,它可用于可压缩或不可压缩的流体。
    安全阀 - 由入口静压驱动的减压阀,其特点是快速打开或弹出动作。
    安全阀 - 由入口静压驱动的压力释放装置,其具有通常与打开压力上的压力增加成比例的逐渐升高。
    安全减压阀 - 一种减压阀,其特征在于快速打开或弹出动作,或者通过与打开压力上的压力增加成比例地打开,取决于应用,并且可以用于液体或可压缩流体。
    欧洲标准EN ISO 4126-1
    安全阀 - 一种阀门,在没有任何能量辅助的情况下自动地排出有关流体的能量,排出一定量的流体,以防止超过预定的安全压力,并且设计用于重新关闭并进一步防止恢复正常压力服务条件后的流体流动。
 
    标准阀门
    下图显示了国内着名制造商的标准安全阀和标准安全阀。每个制造商的工作略有不同,但所有基本组件和操作原理都是相同的。如前所述,安全阀与安全阀的不同之处在于,一旦达到设定压力,安全阀就会迅速打开。对于相同的入口尺寸和阀门处于关闭位置,入口侧压力看到的表面积是相同的。当达到设定压力并且阀门开始打开时,安全阀上的圆盘较大(参见下图),因此相同的压力会看到更大的表面积,因此力会大大??增加,导致阀门打开快速,因此特征性的流行动作。
 
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图1 - 提升杆(3),弹簧(4),主轴(17),阀盖(6),进口体(12),圆盘(9),弹簧支架(16)
 
    下图显示了拆卸的上述安全阀和安全阀。1英寸(DN25)安全阀上的圆盘直径仅比安全阀上的圆盘直径大7毫米,它听起来不是很多,但是当您计算区域时它增加了36%。
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    基本安全阀原理
    该图表示最简单形式的安全阀。作用在盘的入口侧的力抵抗由弹簧施加的力加上由盘的顶部上的背压施加的力。
 
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图2
 
    当(PI x Ab)<Fs +(PB x At)时,阀门保持关闭,当(PI x Ab)= Fs +(PB x At)时,阀门保持平衡,当(PI x Ab)> Fs +(PB x)时,阀门打开At)是PI =入口压力,PB =背压,At =磁盘区域顶部,Ab =磁盘区域底部。从这种设计中要注意的是,如果PB相对于PI是可变的并且相当大,那么这将导致阀打开的压力变化,这是不希望的。以下两种设计(图3和图4)可以消除背压对设定压力的影响。
 
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图3--配有下方
 
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图4--活塞设计
 
    波纹管防止背压作用在盘的顶侧。关于活塞,在阀的主体内没有顶侧,因此背压不会影响设定压力。在需要非常精确的设定压力的关键应用中,波纹管失效是一个重要问题。在这些情况下,将实施一些检测过程介质从顶部通风口泄漏的机制。活塞设计通常不在传统的安全阀中找到,但在先导式安全阀中更常见。
 
    关于何时使用波纹管的指导
    实践指南:当压力超过10%时,组合背压大于设定压力的10%时,通常不应使用传统设计。欧洲标准EN ISO 4126:当阀门以认证容量放电时,组合背压应限制在设定压力的10%。
 
    其他背压问题
    大的PB也会在打开时影响阀门的流量。
    总背压由两个组件产生,叠加背压和组合背压
    叠加背压:关闭阀门出口侧存在的静压。
    组合背压:阀门排出时在出口侧产生的额外压力。
    在传统设计中(无波纹管),叠加背压将影响开启特性和设定值,但组合背压将改变关闭(排污)和重新安装值。