化工裝置中安全閥的安裝及管道設(shè)計(jì)

李寶立(天津市昊永化工工程有限公司,天津 300308)

隨著我國(guó)社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，工業(yè)發(fā)展中對(duì)化工裝置的應(yīng)用和要求越來(lái)越嚴(yán)格，在注重設(shè)備帶來(lái)技術(shù)、生產(chǎn)和效益提高的同時(shí)，更應(yīng)把安全放在首要位置，尤其是化學(xué)生產(chǎn)安全問(wèn)題。對(duì)化工裝置而言，科學(xué)、合理地進(jìn)行安全閥設(shè)置及其進(jìn)出口管道進(jìn)行設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的安全保障工作。

1 化工裝置中安全閥安裝的技術(shù)規(guī)范

1.1 安全閥概述

安全閥在正常工作條件下處于常閉狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高至超過(guò)設(shè)定壓力時(shí)閥門(mén)打開(kāi)，通過(guò)向系統(tǒng)外排放介質(zhì)進(jìn)行泄壓以防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過(guò)設(shè)計(jì)壓力而產(chǎn)生不安全隱患的特殊閥門(mén)。安全閥是一種當(dāng)管道內(nèi)液體壓力過(guò)高即利用自身力量排除管道內(nèi)液體超出額定值的自動(dòng)閥門(mén)，當(dāng)管道內(nèi)液體壓力恢復(fù)到安全范圍內(nèi)，閥門(mén)即自動(dòng)關(guān)閉。

1.2 化工裝置安全閥的安裝原則

（1）在裝有切斷閥進(jìn)行切斷隔離的獨(dú)立壓力系統(tǒng)中安裝安全閥，這種類(lèi)型的系統(tǒng)通常都為全氣相、全液相或氣連通的介質(zhì)；

（2）原先容器或管道的物料進(jìn)口壓力處未設(shè)置安全閥的須安裝安全閥，且安全閥的額定壓力值比容器或管道的物料進(jìn)口處壓力小的，必須安裝安全閥；

（3）某些裝置的每段出口管道位置都應(yīng)當(dāng)安裝安全閥，如往復(fù)式壓縮機(jī)、電動(dòng)往復(fù)泵等；

（4）對(duì)于加熱爐裝置而言，如果已在其出口管道安裝有控制和切斷閥，則應(yīng)當(dāng)在其上方安裝安全閥；

（5）在裝置中容易引起水、電、火和爆破等安全事故的部分安裝安全閥；

（6）對(duì)于凝氣透平機(jī)裝置而言，安全閥應(yīng)當(dāng)安裝在其蒸汽出口部位的管道處、液體發(fā)生熱膨脹處以及凝氣積累可能導(dǎo)致壓力超高的容器處。

（7）液體因兩端閥門(mén)關(guān)閉而產(chǎn)生膨脹的部位，必須安裝安全閥；

（8）容器或管道頂部工作壓力不小于0.1MPa的必須安裝安全閥；

（9）對(duì)于一些頂部操作壓力不小于0.03MPa的設(shè)備裝置必須安裝安全閥，如蒸餾塔和汽提塔等；

2 化工裝置中安全閥的安裝技術(shù)

（1）安全閥選型完成準(zhǔn)備安裝時(shí)，應(yīng)首先對(duì)安全閥進(jìn)行測(cè)試檢驗(yàn)，保證其封口密封良好、其承受壓力大于裝置內(nèi)最大壓力，并且安全閥出口暢通無(wú)阻擋；

（2）安全閥的安裝發(fā)式，除了熱換器、氣體管道以及容器等特殊裝置采用水平安裝，其他情況下通常都使用垂直安裝于裝置表面；

（3）安全閥的安裝部位應(yīng)當(dāng)選用在易于維護(hù)且方便操作的部位，嚴(yán)禁把安全閥安裝在水平管道的死端，避免管道內(nèi)介質(zhì)積聚產(chǎn)生隱患；

（4）在進(jìn)行較大的安全閥安裝時(shí)，為了方便將來(lái)安全閥拆開(kāi)后吊裝需要進(jìn)行加設(shè)吊桿。

3 化工裝置安全閥管道設(shè)計(jì)

3.1 化工裝置中安全閥的進(jìn)口管道設(shè)計(jì)

安全閥入口管道的最大壓力損失通過(guò)最大流量計(jì)可計(jì)算出損失值，應(yīng)設(shè)計(jì)在安全閥定壓的3%范圍以內(nèi)，且為入口壓力損失、管道阻力和切斷閥阻力之和。

（1）安全閥的安裝時(shí)注意位置應(yīng)當(dāng)合理，盡量貼近被保護(hù)的設(shè)備或管道；

（2）安全閥于設(shè)備或管道的接管公稱(chēng)直徑最大允許在入口直徑的3倍內(nèi)；

（3）安全閥入口管道的直徑不得小于入口的管徑，且異徑管的連接也應(yīng)該與安全閥的入口處相近；

（4）安裝連接時(shí)采用不小于1.5DN的長(zhǎng)半徑彎頭；

（5）在安裝時(shí)應(yīng)考慮并估算壓力脈動(dòng)值；

（6）多個(gè)安全閥聯(lián)動(dòng)安裝時(shí)，進(jìn)口主管截面積應(yīng)大于等于格支管截面積之和；

3.2 化工裝置中安全閥的出口管道設(shè)計(jì)

（1）當(dāng)管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)需要排向大氣時(shí)，要注意排出口的位置及附近的建筑和設(shè)施，確保安全；

（2）安全閥排放管排向大氣時(shí)，端部切成平口，使排出物迅速排出，遠(yuǎn)離平臺(tái)等有人之處，靠近閥門(mén)出口低點(diǎn)處開(kāi)設(shè)直徑6-10mm的小孔，以免雨、雪或冷凝液積聚在排出管內(nèi)；

（3）安全閥排出管直接接入泄壓總管時(shí)，公稱(chēng)直徑大于等于50mm的支管順流向45°斜接在泄壓總管的頂部，公稱(chēng)直徑小于等于40mm的支管可垂直接入泄壓總管頂部；

（4）濕氣體泄壓系統(tǒng)排放管內(nèi)不得有袋形積液處，安全閥出口管道的高度應(yīng)比泄壓總管高。如果有特殊的情況需要其低于泄壓總管，則應(yīng)在出口管道的下方做好相應(yīng)的排液措施，以免低點(diǎn)積液；

（5）安全閥出口管道和泄壓總管宜設(shè)3‰的坡度，對(duì)于干氣系統(tǒng)可不設(shè)坡度；

（6）平穩(wěn)水平地安裝閥門(mén)上的閘閥閥桿，加強(qiáng)閥桿的安裝連接牢固度，避免其下降引起管道堵塞；

（7）對(duì)于有液化烴流入的管道，因液化烴導(dǎo)致介質(zhì)氣化降低管道溫度的，則應(yīng)使用體溫剛體并配備相應(yīng)的伴熱保溫裝置；

（8）在清理時(shí)會(huì)用到蒸汽進(jìn)行吹掃的管道，應(yīng)考慮、計(jì)算由蒸汽產(chǎn)生的膨脹指數(shù)及可能產(chǎn)生的對(duì)安全閥的影響；

（9）管道布置時(shí)充分考慮由于泄壓排放引起的反作用力，合理設(shè)置支架；

（10）幾個(gè)安全閥并聯(lián)安裝時(shí)，出口主管截面積應(yīng)大于等于格支管截面積之和；

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，化工裝置中安全閥的安裝及管道設(shè)計(jì)是比較復(fù)雜精密度要求高的工作，對(duì)化工裝置運(yùn)作中的穩(wěn)定性和安全性也起到至關(guān)重要的作用。因此，對(duì)化工裝置進(jìn)行安全閥安裝及管道設(shè)計(jì)時(shí)一定要選用相匹配的尺寸型號(hào)、按照實(shí)際參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)真執(zhí)行。

[1]周文才李平化工裝置中安全閥的安裝及管道設(shè)計(jì)裝備制造技術(shù)-2014年4期.

[2]高茵淺談安全閥進(jìn)出口管道設(shè)計(jì)要點(diǎn)科技致富向?qū)?2012年12期.

[3]李曉亮陸洋丁旭安全閥配管設(shè)計(jì)化工設(shè)計(jì)-2011年1期.

[4]鞏一評(píng)析化工裝置安全閥進(jìn)、出口配管的設(shè)計(jì)城市建設(shè)理論研究-2013年9期.