張藜藜 盧磊

(中海油山東化學(xué)工程有限責(zé)任公司 山東 濟(jì)南 250000)

一、安全閥選擇計(jì)算

裝設(shè)在鍋爐汽包、過熱器、再熱器以及高壓加熱器、除氧器、連續(xù)排污擴(kuò)容器等壓力容器等處的安全閥，一般都由制造廠選型并提供資料，本文不再贅述。本文探討的安全閥主要是指那些預(yù)防蒸汽管道及下游熱用戶超壓的安全泄放裝置，例如蒸汽管道減壓閥后設(shè)置的安全閥，一般選用全啟式安全閥。

1.1 整定壓力的確定

整定壓力是指安全閥在運(yùn)行條件下開始開啟的預(yù)定壓力（一般用ps表示，表壓）。安全閥的整定壓力除工藝有特殊要求外，一般取最大工作壓力的1.1倍，最低為1.05倍。

1.2 流通量的計(jì)算

對(duì)于設(shè)計(jì)壓力大于1MPa的蒸汽管道上的安全閥，其流通量為：

其中：G——安全閥的通流量（t/h）。

μ1——安全閥流量系數(shù)，一般取0.9。

n——并聯(lián)裝設(shè)的安全閥數(shù)量。

F——安全閥流通截面的最小斷面積，對(duì)于全啟式安全閥：

d——安全閥最小通流截面直徑（mm），可從安全閥樣本中選取或由制造廠提供。

p0——蒸汽在安全閥前的滯止絕對(duì)壓力（MPa）。

v0——蒸汽在安全閥前的滯止比容（m3/kg）。

對(duì)于設(shè)計(jì)壓力小于或等于1MPa的蒸汽管道上的安全閥，其流通量為：

其中：μ2——安全閥流量系數(shù)，一般取0.6。

B——考慮蒸汽可壓縮性的修正系數(shù)，可按DL/T 5054【1】中表C.8.1選取。

p2——蒸汽在安全閥后的絕對(duì)壓力（MPa），安全閥出口側(cè)的背壓最大為開啟壓力的10%，即0.11倍工作壓力。

1.3 滯止參數(shù)的確定

當(dāng)蒸汽管道壓力未達(dá)到安全閥的整定壓力前，安全閥進(jìn)口方向的蒸汽流速為零，因此可近似認(rèn)為蒸汽的實(shí)際壓力等于蒸汽的滯止壓力p0。而當(dāng)安全閥動(dòng)作時(shí)，安全閥進(jìn)口蒸汽達(dá)到穩(wěn)定流動(dòng)的實(shí)際壓力應(yīng)為排放壓力pd，而不是整定壓力ps。根據(jù)GB/T 12241[2]規(guī)定，排放壓力pd=整定壓力ps+超過壓力，通常用整定壓力的百分?jǐn)?shù)表示，可由安全閥制造廠提供數(shù)據(jù)。對(duì)于蒸汽安全閥，pd可取1.03ps。

在安全閥排放壓力p0下，蒸汽所能達(dá)到的最高工作溫度即為滯止溫度T0。對(duì)于主蒸汽系統(tǒng)，T0取用鍋爐過熱器出口蒸汽額定工作溫度加上鍋爐正常運(yùn)行時(shí)允許的溫度偏差；對(duì)于鍋爐汽包、除氧器、高壓加熱器等壓力容器，T0取用與排放壓力p0相對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽溫度；對(duì)于減壓閥后的蒸汽管道，建議T0取用減壓閥前蒸汽管道的最高工作溫度。

滯止比容v0可在滯止壓力p0和滯止溫度T0確定后通過水蒸汽表得到。

在工程設(shè)計(jì)實(shí)例中，往往需要根據(jù)工藝要求首先確定最大安全泄放量，即安全閥的額定排放量，再根據(jù)上述公式推導(dǎo)出安全閥的最小通流截面直徑，以此作為安全閥選型及數(shù)量確定的重要依據(jù)。例如《電站壓力式除氧器安全技術(shù)規(guī)定》中要求，除氧器的安全閥總排汽量不應(yīng)小于除氧器的最大進(jìn)汽量。而且特別指出，對(duì)于設(shè)計(jì)壓力低于常用最大抽汽壓力的定壓運(yùn)行除氧器,安全閥的總排汽量不應(yīng)小于除氧器額定進(jìn)汽量的2.5倍。因此，安全閥額定排放量的確定應(yīng)根據(jù)其所安裝的設(shè)備或管道，具體情況具體分析。

二、蒸汽安全閥管道設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

由于蒸汽安全閥及其管道設(shè)置不當(dāng)造成的安全事故時(shí)有發(fā)生。例如山東陽(yáng)谷某鍋爐汽包安全閥排汽時(shí)，疏水盤后管道在汽流的作用下脫離，導(dǎo)致爐頂蓋嚴(yán)重變形，現(xiàn)場(chǎng)停爐整頓；廣東惠州某蒸汽管道安全閥排汽時(shí)，巨大的排汽反力導(dǎo)致安全閥進(jìn)口管道撕裂，造成熱用戶緊急停車。由此可見，安全閥事故，輕則經(jīng)濟(jì)損失，重則人身傷害?，F(xiàn)就安全閥管道設(shè)計(jì)提出以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：

（1）裝設(shè)安全閥時(shí)，必須保證閥桿垂直向上；

（2）安全閥出口方向應(yīng)平行于主管軸線；

（3）兩個(gè)或兩個(gè)以上安全閥布置在同一管道上時(shí)，其間距沿管道軸向應(yīng)不小于相鄰安全閥入口管內(nèi)徑之和的1.5倍；

（4）安全閥底部或安全閥出口彎頭處應(yīng)有可靠的剛性支撐，以承受排汽反力的作用；

（5）安全閥出口管道盡可能減少?gòu)濐^的設(shè)置，尤其是90°彎頭，以保證排汽的順暢。

三、結(jié)論

綜上所述，安全閥的選擇計(jì)算及其管道設(shè)計(jì)包含的內(nèi)容很多，其中參數(shù)的確定尤為復(fù)雜，經(jīng)驗(yàn)公式也是多種多樣。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮，并把安全運(yùn)行放在首位。

【1】火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定（DL/T 5054-1996）

【2】安全閥 一般要求（GB/T 12241-2005）

【3】林燕 安全閥排汽的兩種計(jì)算方法比較[期刊論文]-科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)2009(29)

【4】張馨 電廠安全閥排汽管道熱力計(jì)算及應(yīng)用[期刊論文]-華電技術(shù)2011(11)