工業(yè)蒸汽鍋爐彈簧式安全閥的選擇與使用

高偉祥+顧超

摘 要：針對(duì)工業(yè)蒸汽鍋爐選用安全閥的特殊性，著重介紹了彈簧式安全閥選擇及使用中的要求和注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)蒸汽鍋爐；彈簧式安全閥；選擇與使用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.023

工業(yè)蒸汽鍋爐在使用中承受一定的壓力，因而有可能發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)性，而安全閥是鍋爐的一種保護(hù)性附件。其作用是保證鍋爐不在超過(guò)規(guī)定的壓力下工作，避免因超壓導(dǎo)致鍋爐爆炸事故的發(fā)生。正常情況下，安全閥閥芯在外力作用大于閥門(mén)入口蒸汽壓力時(shí)，處于常閉狀態(tài)。當(dāng)蒸汽壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí)，安全閥自動(dòng)開(kāi)啟，通過(guò)排放管向外排出一部分蒸汽，使蒸汽壓力降低，當(dāng)蒸汽壓力降低到正常值時(shí)，再自動(dòng)關(guān)閉，從而保證鍋爐的正常工作。因此，正確選用安全閥，能有效的防止和減少鍋爐事故的發(fā)生。

1 安全閥的選用

1.1 選用的基本要求

工業(yè)蒸汽鍋爐通常壓力在2.5Mpa以下，其安全閥一般采用靜重式和彈簧安全閥，彈簧式安全閥由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于調(diào)整、安裝方便，在工業(yè)蒸汽鍋爐中獲得了廣泛應(yīng)用。彈簧安全閥主要有全啟式和微啟式兩種，由于蒸汽與液體的特性不同，具有壓縮性，不可能在排出少量蒸汽后，使鍋爐內(nèi)壓力明顯下降，這就需要能迅速而大量排出蒸汽，而全啟式安全閥能利用蒸汽排出時(shí)產(chǎn)生的能量來(lái)增加開(kāi)啟高度，從而增加蒸汽排出的環(huán)形面積，達(dá)到增大排汽量的目的，通常全啟式安全閥的閥芯開(kāi)啟高度≥?d。因此，蒸汽鍋爐必須選擇全啟式安全閥，同時(shí)還要考慮鍋爐的額定蒸發(fā)量、工作壓力和溫度等。

1.2 確定安全閥的公稱(chēng)壓力和彈簧工作壓力級(jí)

（1）安全閥的公稱(chēng)壓力是安全閥的耐壓等級(jí)，公稱(chēng)壓力越高，閥門(mén)自身強(qiáng)度越大，其所能承受的壓力也越高。同時(shí)由于鍋爐用安全閥一般為金屬構(gòu)件，同一安全閥當(dāng)使用溫度提高時(shí)，其材料強(qiáng)度下降，所能承受的最大壓力也會(huì)降低。因此安全閥在選用時(shí)，不僅公稱(chēng)壓力要選用大于鍋爐裝設(shè)地點(diǎn)設(shè)計(jì)壓力的安全閥，而且允許工作溫度要高于裝設(shè)地點(diǎn)的鍋爐設(shè)計(jì)汽溫。

（2）彈簧的工作壓力級(jí)則是指某一根彈簧所允許使用的工作壓力范圍。在該壓力范圍內(nèi)，安全閥的整定壓力可以通過(guò)改變彈簧的預(yù)緊壓縮量進(jìn)行調(diào)節(jié)。同一公稱(chēng)壓力的安全閥，根據(jù)彈簧設(shè)計(jì)要求，可以分為多種不同的工作壓力等級(jí)。常見(jiàn)的工作壓力等級(jí)見(jiàn)下表。

（3）因此在選用安全閥時(shí)，一方面安全閥的公稱(chēng)壓力要滿足裝設(shè)地點(diǎn)的安全要求（壓力和溫度要有安全余量）；另一方面其要求的整定壓力要在彈簧的工作壓力級(jí)范圍內(nèi)。一般可以參照安全閥銘牌上標(biāo)注的允許整定壓力的范圍和公稱(chēng)壓力值。例如一臺(tái)DZL8-1.25-AII型鍋爐，其正常最高使用壓力為0.7MPa；應(yīng)選擇全啟式安全閥，公稱(chēng)壓力為1.6 MPa，整定壓力范圍（彈簧工作壓力）為0.6-0.8 MPa，由于該鍋爐輸出為飽和蒸汽，0.8 MPa對(duì)應(yīng)的蒸汽溫度為175℃，因此安全閥的設(shè)計(jì)使用溫度應(yīng)高于175℃。在實(shí)際生產(chǎn)中，為了簡(jiǎn)化生產(chǎn)程序，通常一個(gè)公稱(chēng)壓力下的常用閥體，其設(shè)計(jì)使用溫度都是一致的。以公稱(chēng)壓力為1.6 MPa的全啟式安全閥為例，用于飽和蒸汽環(huán)境的，不管在哪個(gè)工作壓力級(jí)下，其設(shè)計(jì)使用溫度一般均為250℃。但是對(duì)有過(guò)熱器的鍋爐選擇安全閥時(shí)，一定要選擇設(shè)計(jì)使用溫度大于等于鍋爐額定汽溫的安全閥，避免因安全閥工作在超溫狀況下，導(dǎo)致安全閥出現(xiàn)破壞，引發(fā)事故。

1.3 安裝數(shù)量和公稱(chēng)通徑

（1）通常每臺(tái)鍋爐至少應(yīng)當(dāng)裝設(shè)兩個(gè)安全閥（包括鍋筒和過(guò)熱器）。對(duì)于額定蒸發(fā)量≤0.5t/h或者<4t/h且裝設(shè)有可靠的超壓聯(lián)鎖保護(hù)裝置的蒸汽鍋爐，可以只裝設(shè)一個(gè)安全閥。

（2）安全閥公稱(chēng)通徑和流道直徑不同，通常全啟式安全閥的公稱(chēng)通徑比流道直徑大一個(gè)級(jí)別，流道直徑的選擇上要滿足下述要求：

蒸汽鍋爐鍋筒（鍋殼）上的安全閥和過(guò)熱器上的安全閥的總排放量，應(yīng)當(dāng)大于額定蒸發(fā)量，并且在鍋筒（鍋殼）和過(guò)熱器上所有的安全閥開(kāi)啟后，鍋筒（鍋殼）內(nèi)的蒸汽壓力不應(yīng)當(dāng)超過(guò)設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算壓力的1.1倍。蒸汽鍋爐安全閥流道直徑應(yīng)當(dāng)≥20mm。

2 安全閥的使用

2.1 安全閥的安裝

安全閥應(yīng)當(dāng)與鍋爐上的安全閥連接管管座直接相接，中間不得連接有其它管道。同時(shí)為了避免污垢、銹渣積存，也為了安全閥閥芯能回位準(zhǔn)確，保證密封性能，應(yīng)鉛直安裝。

為了避免安全閥起跳后排出的高溫蒸汽造成不必要的傷害，排汽管應(yīng)當(dāng)直通安全地點(diǎn)。對(duì)于排汽后產(chǎn)生的疏水不能自然從排汽管末端流出的情況（例如：排汽管向上從房頂引出），應(yīng)在排汽管較低的位置上安裝疏水管，以便排放疏水。

對(duì)寒冷地區(qū)，排汽管的設(shè)置還要考慮防凍的情況。曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)因安全閥內(nèi)漏，排汽管在室外引出較長(zhǎng)，最后導(dǎo)致排汽管內(nèi)被冰堵塞的情況；這將影響安全閥的泄壓，造成安全隱患。

2.2 安全閥的整定

為了保證安全閥在工作壓力下能夠密封，在超過(guò)設(shè)定壓力時(shí)能及時(shí)開(kāi)啟，要對(duì)安全閥進(jìn)行調(diào)整和校驗(yàn)。安全閥每年至少校驗(yàn)一次，安全閥未經(jīng)校驗(yàn)的或校驗(yàn)超期的，其所在鍋爐應(yīng)停止運(yùn)行。

2.3 安全閥的維護(hù)和保養(yǎng)

鍋爐運(yùn)行中，應(yīng)定期對(duì)安全閥進(jìn)行檢查，主要檢查是否有泄漏、腐蝕，緊固螺釘和螺母是否有松動(dòng)。在低于工作壓力（通常是75%的工作壓力下）的情況下通過(guò)用手扳動(dòng)手柄，進(jìn)行人為的排放，看安全閥是否有卡阻現(xiàn)象，回座、密封是否正常。

當(dāng)鍋爐停用時(shí)，應(yīng)當(dāng)將安全閥進(jìn)行上油保養(yǎng)，以避免閥芯、閥座和彈簧等部件生銹，避免閥芯和閥座銹死，避免安全閥使用中出現(xiàn)不能正常開(kāi)啟的現(xiàn)象。對(duì)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)內(nèi)漏的安全閥，在從鍋爐上拆卸后，還應(yīng)對(duì)安全閥進(jìn)行解體，對(duì)閥芯和閥座進(jìn)行研磨，并在使用前重新進(jìn)行校驗(yàn)，使其能正常工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]王宏，孔令偉.如何正確選用工業(yè)鍋爐安全閥[J].中國(guó)鍋爐壓力容器安全，2002（02）：43-45.

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