壓力容器的安全附件

壓力容器的安全附件（安全閥、壓力表）

主講人：王宇偉第一節(jié)安全附件的分類、通用要求及裝設(shè)要求壓力容器由于安全生產(chǎn)工藝控制的要求，需要裝設(shè)一些安全附件，以保證壓力容器的安全使用和生產(chǎn)工藝過程的正常進行。壓力容器的安全附件包括安全閥、爆破片裝置、壓力表、液面計、測溫儀表、緊急切斷裝置、安全連鎖裝置等，每個容器操作人員必須熟練并正確使用這些安全附件。第一節(jié)安全附件的分類、通用要求及裝設(shè)要求（一）安全附件的分類壓力容器安全附件按其功能大致可分為四種類型：（1）顯示和顯示控制類。顯示是指顯示容器內(nèi)介質(zhì)的實際狀況，如各類溫度計、液面計、壓力表等。顯示控制是指既起顯示功能又能依照設(shè)定的工藝參數(shù)自行調(diào)節(jié)，保證該工藝參數(shù)穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)的裝置，如電接點壓力表、自動液面計等。（2）超壓泄放類。當容器或系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)的壓力超過規(guī)定壓力時，該裝置自動泄放部分或全部氣體，如安全閥、爆破片、防爆帽、易容合金塞。（3）緊急切斷類。壓力容器運行時，遇有緊急情況時起到緊急關(guān)閉閥門，迅速切斷氣源，防止事故發(fā)生和擴大，如緊急切斷閥和過流閥。

第一節(jié)安全附件的分類、通用要求及裝設(shè)要求

（4）安全聯(lián)鎖類。為了保證快開門式壓力容器門的開啟和關(guān)閉中的安全，所設(shè)置的一種安全連鎖裝置。常見的安全聯(lián)鎖裝置有安全插銷與連動閥聯(lián)鎖、機械式安全聯(lián)鎖、自動化儀表控制聯(lián)鎖、微機控制聯(lián)鎖等。（二）按《固定容規(guī)》規(guī)定，安全附件的通用要求如下（1）制造安全閥、爆破片裝置的單位應(yīng)當持有特種設(shè)備制造許可證。（2）安全閥、爆破片、緊急切斷閥等需要型式試驗的安全附件，應(yīng)當經(jīng)過國家質(zhì)檢總局核準的型式試驗機構(gòu)進行型式試驗并且取得形式實驗證明文件。（3）安全附件的設(shè)計、制造應(yīng)當符合相關(guān)安全技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。（4）安全附件出廠時應(yīng)當隨帶產(chǎn)品質(zhì)量證明，并在產(chǎn)品上裝設(shè)牢固的金屬銘牌。第一節(jié)安全附件的分類、通用要求及裝設(shè)要求（5）安全附件實行定期檢驗制度，安全附件的定期檢驗按照《壓力容器定期檢驗規(guī)則》與相應(yīng)安全技術(shù)規(guī)范的規(guī)定進行。（三）按《固定容規(guī)》規(guī)定，安全附件裝設(shè)要求如下（1）屬《固定容規(guī)》適用范圍內(nèi)的壓力容器，應(yīng)當根據(jù)設(shè)計要求裝設(shè)超壓泄放裝置，壓力來源于壓力容器外部，并且得到可靠控制時，超壓泄放裝置可以不直接安裝在壓力容器上。（2）壓力容器工作壓力低于壓力源時，在通向壓力容器進口的管道上應(yīng)當裝設(shè)減壓閥，如因介質(zhì)條件減壓閥無法保證可靠地工作時，可用調(diào)節(jié)閥代替減壓閥。在減壓閥或調(diào)節(jié)閥的低壓側(cè)，應(yīng)當裝設(shè)安全閥和壓力表。（3）采用爆破片裝置與安全閥組合結(jié)構(gòu)時，應(yīng)當符合第二節(jié)的有關(guān)規(guī)定，串聯(lián)在組合結(jié)構(gòu)中的爆破片在動作中不允許產(chǎn)生碎片。第一節(jié)安全附件的分類、通用要求及裝設(shè)要求

（4）對易燃介質(zhì)或毒性程度為極高、高度或中度危害介質(zhì)的壓力容器，應(yīng)在安全閥或爆破片的排出口裝設(shè)導(dǎo)管，將排放介質(zhì)引至安全地點，并進行妥善處理，不得直接排入大氣。(注：醫(yī)用氧艙、移動式壓力容器的安全附件裝設(shè)要求還應(yīng)符合相關(guān)規(guī)程和標準的要求）第二節(jié)超壓泄放裝置的類型及特點（一）超壓泄放裝置的分類

超壓泄放裝置按照結(jié)構(gòu)及泄壓原理一般分為：（1）閥型超壓泄放裝置（安全閥）（2）破裂型超壓泄放裝置（爆破片、防爆帽）（3）熔化型超壓泄放裝置（易熔合金塞）（二）超壓泄放裝置的特點

1.閥型超壓泄放裝置閥型超壓泄放裝置即指常用的安全閥，優(yōu)點是它通過介質(zhì)排放，使容器內(nèi)的超高的壓力降至規(guī)定的壓力，節(jié)約原料或能源；缺點是密封性能較差，會有輕微泄漏，由于慣性作用常有“滯后”現(xiàn)象，用于含固體顆粒或液滴的氣體時可能會造成堵塞和粘連。它被廣泛地使用在高中低壓容器上，特別是彈簧式安全閥被廣泛地使用。第二節(jié)超壓泄放裝置的類型及特點2.破裂型超壓泄放裝置破裂型超壓泄放裝置指爆破片及防爆帽。爆破片常用于中低壓容器、液化氣體罐車，防爆帽常用于高壓氣瓶。破裂型超壓泄放裝置的優(yōu)點是密封性能好、反應(yīng)快、對氣體內(nèi)污物影響小，適用于工作介質(zhì)粘性大、腐蝕性強、有毒介質(zhì)等容器及低溫型汽車罐車上，缺點是會造成生產(chǎn)中斷和原料浪費。

3.熔化型超壓泄放裝置熔化型超壓泄放裝置即常用的易熔合金塞，常用于氣瓶瓶閥上，如溶解乙炔瓶，車用壓縮天然氣瓶等。優(yōu)點是密封性能好，但要求其動作溫度要準，且不與介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。第二節(jié)超壓泄放裝置的類型及特點

（三）超壓泄放裝置的組合使用

1.超壓泄放裝置一般的組合使用一般有以下倆種類型（1）閥型和破裂型組合。（2）閥型和熔化型組合。

2.安全閥與爆破片最常見的組合類型（固定式壓力容器上規(guī)定采用的安全閥和爆破片的組合型式）有以下三種：（1）安全閥與爆破片并聯(lián)使用；（2）爆破片串聯(lián)在安全閥的進口側(cè)；（3）爆破片串聯(lián)在安全閥的出口側(cè)；第二節(jié)超壓泄放裝置的類型及特點第二節(jié)超壓泄放裝置的類型及特點3.安全閥裝置與爆破片裝置的組合符合下列規(guī)定當容器上單獨采用爆破片時（圖6-1），其泄放裝置的動作壓力應(yīng)不大于設(shè)計壓力且該空間的超壓限度應(yīng)不大于設(shè)計壓力的10%或20kpa中的較大值。如安全閥與爆破片組合使用時，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）安全閥裝置與爆破片并聯(lián)組合時，其中安全閥的動作壓力不應(yīng)大于設(shè)計壓力，爆破片的動作壓力不得超過1.04倍設(shè)計壓力，且該空間的超壓限度應(yīng)不大于設(shè)計壓力的12%或30kpa中的較大值。（2）當安全閥爆破片裝置串聯(lián)時，應(yīng)符合下列規(guī)定。泄放裝置的動作壓力不應(yīng)大于壓力容器的設(shè)計壓力，且該空間的超壓限度不應(yīng)大于設(shè)計壓力10%或20kpa的較大值。爆破片在動作時不允許產(chǎn)生碎片。第三節(jié)安全閥（一）安全閥的分類

1.按工作原理分類（1）直接載荷式安全閥。直接載荷式安全閥是一種僅靠直接的機械加載裝置，如重錘、杠桿加重錘或利用彈簧來克服由閥瓣下介質(zhì)所產(chǎn)生作用的安全閥。杠桿加重錘式安全閥。（圖6-5）結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整容易，受環(huán)境溫度的影響小，能用于較高的工作溫度，缺點是笨重，受振動后易泄漏，不能用于高壓及移動式容器，很少采用。彈簧式安全閥。（圖6-6）結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)整靈活，靈敏度高，安裝位置不受嚴格限制，壓力容器中最常用的一種安全閥。我公司加氣母站所用安全閥均屬于彈簧式安全閥。第三節(jié)安全閥（2）平衡式安全閥。平衡式安全閥是一種采取措施將背壓對動作特性（整定壓力、回座壓力以及排量）的影響降低到最小限度的安全閥。（3）先導(dǎo)式安全閥。先導(dǎo)式安全閥是一種依靠從導(dǎo)閥排出介質(zhì)來驅(qū)動或控制的安全閥，該導(dǎo)閥本身應(yīng)是直接載荷式安全閥。（4）帶動力輔助裝置的安全閥。帶動力輔助裝置的安全閥是借助一個動力輔助裝置（例如氣壓、液壓、電磁等），可以在壓力低于正常整定壓力時開啟。第三節(jié)安全閥第三節(jié)安全閥2.按照氣體排放方式分類（1）全封閉式。泄放氣體全部經(jīng)排放管排放，密閉回收，不向大氣直接排放，主要用于極度、高度、中度毒性介質(zhì)和易燃介質(zhì)的容器。（2）半封閉式。排放氣體部分經(jīng)排放管回收，部分向大氣排放，多用于介質(zhì)對環(huán)境不會污染的容器。（3）敞開式。直接排入周圍大氣空間，多用于壓縮空氣、蒸汽等介質(zhì)的容器。

3.按閥瓣開啟最大高度與閥孔直徑之比分類（1）微啟式。這種安全閥開啟高度h較小，即h＜d/20~d/40（d為閥座喉部直徑），微啟式安全閥適用于排量不大，壓力平穩(wěn)的場合。第三節(jié)安全閥（2）全啟式。h≥d/4,全啟式安全閥適用于排放量大、壓力較高的場合，是一種廣泛使用的安全閥。（二）安全閥的作用安全閥是保證壓力容器安全運行，防止事故發(fā)生的及其重要的安全附件。其主要作用是當壓力容器的壓力超過允許工作壓力時，自動開啟，把容器內(nèi)的氣體排出，直至壓力容器內(nèi)的壓力降至工作壓力時，又自動關(guān)閉，以保證壓力容器在允許壓力范圍內(nèi)安全運行。另外，安全閥開啟時由于氣體從閥內(nèi)高速噴出，發(fā)出較大的響聲，也起到一種自動報警的作用，警告壓力容器操作人員迅速采取降壓措施，防止壓力容器超壓運行。第三節(jié)安全閥（三）安全閥的結(jié)構(gòu)及工作原理安全閥主要由閥座、閥瓣、和加壓裝置三部分組成。閥座內(nèi)的進口通道與壓力容器相通，閥瓣靠加壓裝置的壓力緊緊壓在閥座上，當閥瓣所受的壓緊力大于氣體對閥瓣的作用力時，閥瓣緊貼閥座，安全閥處于關(guān)閉狀態(tài)；如果容器內(nèi)壓力升高，則氣體作用在閥瓣的力也增大，當這個力大于加壓裝置對閥瓣的壓緊力時，閥瓣即上升離開閥座，安全閥處于全啟狀態(tài)，容器內(nèi)的氣體從閥內(nèi)排出，容器內(nèi)壓力下降，安全閥又自動關(guān)閉。這樣就使壓力容器內(nèi)的壓力始終保持在規(guī)定的壓力范圍內(nèi)。第三節(jié)安全閥

（四）彈簧式安全閥的結(jié)構(gòu)及工作原理1.結(jié)構(gòu)彈簧式安全閥有單彈簧式和雙彈簧式兩種，主要由閥體、閥座、閥芯、閥桿、彈簧、調(diào)整螺絲、閥帽、銷子、彈簧壓蓋、手柄、閥蓋等部件組成（圖6-6）。2.工作原理彈簧式安全閥是利用彈簧的彈力將閥芯壓在閥座上，根據(jù)壓力容器的工作壓力，可通過擰緊或調(diào)松調(diào)整螺絲來調(diào)節(jié)彈簧的壓緊力。當容器內(nèi)氣體壓力作用于閥芯上的托力大于彈簧作用在閥芯上部的壓力時，彈簧就被壓縮，閥芯被頂起離開閥座。使氣體外泄；當作用于閥芯的托力小于彈簧彈力時，彈簧就伸長使閥芯下壓，與閥座重新緊密貼合，氣體就停止向外排泄。第三節(jié)安全閥第三節(jié)安全閥（五）對安全閥出廠的要求（1）每臺安全閥出廠必須附有產(chǎn)品質(zhì)量證明文件、簡圖、材料明細表、安裝使用、校驗說明書等。（2）在安全閥銘牌或安全閥外表面至少有以下內(nèi)容的明顯標志。產(chǎn)品編號：為閥體上的永久性標志；安全閥制造許可證標號及標志；制造單位名稱；安全閥型號；公稱壓力（壓力等級）；公稱通徑DN，mm；流通直徑或流通面積；整定壓力，MPa；第三節(jié)安全閥閥體材料；額定排量系數(shù)或者對某一流體保證的額定排量，kg/h；生產(chǎn)日期。（六）按《固定容規(guī)》規(guī)定，安全閥的安裝要求如下（1）安全閥應(yīng)當鉛直安裝在壓力容器液面以上的氣相空間部分，或裝設(shè)在于壓力容器氣相空間相連的管道上。（2）壓力容器與安全閥之間的連接管和管件的通孔，其截面積不得小于安全閥的進口截面積，其接管應(yīng)當盡量短而直。（3）壓力容器一個連接口上裝設(shè)兩個或者兩個以上安全閥時，則該連接口入口的截面積，應(yīng)當至少等于這些安全閥的進口截面積總和。第三節(jié)安全閥（4）壓力容器與安全閥之間一般不宜裝設(shè)截止閥門；為方便安全閥的在線校驗，可在安全閥與壓力容器之間裝設(shè)爆破片裝置；對于盛裝毒性程度為極高、高度、中度危害的介質(zhì)，易爆介質(zhì)，腐蝕、粘性介質(zhì)或者貴重介質(zhì)的壓力容器，為便于安全閥的更換與清洗，經(jīng)使用單位主管壓力容器負責(zé)人批準，并制定可靠的防范措施，方可在安全閥與壓力容器之間裝設(shè)截止閥門；壓力容器正常運行期間截止閥必須保證全開，截止閥的結(jié)構(gòu)和通徑應(yīng)不妨礙安全閥的安全泄放。（5）新安全閥應(yīng)當校驗合格后才能安全使用。第三節(jié)安全閥（7）安全閥的日常檢修和維護安全閥在使用中應(yīng)當做好日常檢修和維護工作：1.經(jīng)常檢查安全閥及與管路連接處的密封性能；2.運行中安全閥開啟后，需要檢查其有無異常情況；3.運行中發(fā)現(xiàn)安全閥不正常（泄漏或其他故障時，需要及時進行檢修或者更換；4.經(jīng)常保持清潔，防止銹蝕、防凍、防黏滯；5.經(jīng)常檢查鉛封是否完好。第三節(jié)安全閥

（八）安全閥常見故障的原因及排除

1.安全閥泄漏（1）氧化皮、水垢、雜物等落在密封面上，可用手動排氣吹除或拆開清理。（2）密封面機械損傷或腐蝕，可用研磨或車削后的研磨的方法修復(fù)或更換。（3）彈簧因受載過大而失效或彈簧因腐蝕彈力降低，應(yīng)更換彈簧。（4）閥桿彎曲變形或閥芯與閥座支座面偏斜，應(yīng)找明原因，重新裝配或更換閥桿等部件。（5）杠桿式安全閥的杠桿與支點發(fā)生偏斜，使閥芯與閥座受力不均，應(yīng)校正杠桿中心線。第三節(jié)安全閥2.安全