邢金濤，李東東，馬維強(qiáng)，李 祚

中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司技術(shù)監(jiān)測(cè)中心 （陜西 西安 710018）

整定壓力是安全閥閥瓣在運(yùn)行條件下開(kāi)始開(kāi)啟時(shí)的預(yù)定壓力，當(dāng)介質(zhì)壓力大于整定壓力時(shí)，安全閥開(kāi)啟，將系統(tǒng)介質(zhì)進(jìn)行排放；待系統(tǒng)壓力降至該壓力后，再自行關(guān)閉，以達(dá)到系統(tǒng)壓力不會(huì)超壓的作用。因此，安全閥整定壓力的正確選取，直接影響到如鍋爐、壓力容器、壓力管道等在用設(shè)備的安全運(yùn)行。

安全閥整定壓力主要依據(jù)所在系統(tǒng)的實(shí)際工作壓力和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來(lái)進(jìn)行選取。對(duì)于使用單位來(lái)說(shuō)，安全閥所在系統(tǒng)的工作壓力一般較為確定。但在相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中，有些給出了具體的整定壓力取值范圍，而有些給出的是一個(gè)比較大的選擇范圍。因此，如何在較大的選擇范圍內(nèi)選出最適合的整定壓力，既滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，又可以對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)有效地保護(hù)，目前尚缺乏明確的參考和規(guī)定。

安全閥密封試驗(yàn)壓力是進(jìn)行密封試驗(yàn)的進(jìn)口壓力，在該壓力下測(cè)量通過(guò)關(guān)閉件密封面的泄漏率。安全閥密封試驗(yàn)壓力的選取按GB/T 12243-2005的規(guī)定，一般取整定壓力的90%，但在實(shí)際中有時(shí)卻存在工作壓力大于密封試驗(yàn)壓力的現(xiàn)象，使安全閥的密封性存在一定隱患。

綜上所述，研究安全閥整定壓力和密封試驗(yàn)壓力，對(duì)于安全閥校驗(yàn)及管理有一定的指導(dǎo)和參考意義，對(duì)于設(shè)備的安全運(yùn)行具有重要的促進(jìn)作用。

1 安全閥整定壓力的取值

1.1 鍋爐用安全閥整定壓力值選取

對(duì)于鍋爐用安全閥，在TSG G0001-2012《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》[1]第6.1.9條中，對(duì)蒸汽鍋爐、熱水鍋爐的安全閥整定壓力，以及直流蒸汽鍋爐過(guò)熱器系統(tǒng)、過(guò)熱蒸汽系統(tǒng)、再熱器、外置式啟動(dòng)（汽水）分離器的安全閥整定壓力都做出了明確規(guī)定，具體見(jiàn)表1。

表1 蒸汽鍋爐安全閥整定壓力

以上相關(guān)規(guī)定及要求，對(duì)鍋爐用安全閥做出了具體的整定壓力要求，因此鍋爐用安全閥整定壓力應(yīng)嚴(yán)格按照TSG G0001-2012的規(guī)定執(zhí)行。

1.2 壓力容器用安全閥整定壓力值選取

1）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。在GB 150-2011《固定式壓力容器》中對(duì)壓力容器用安全閥進(jìn)行了規(guī)定[2]，容器的設(shè)計(jì)壓力由以下幾步確定：①根據(jù)容器的工作壓力Pw，確定安全閥的整定壓力Pz。一般Pz取Pw的1.05～1.1倍；當(dāng)Pz＜0.18MPa時(shí)，可適當(dāng)提高 Pz相對(duì)于 Pw的比值。②取容器的設(shè)計(jì)壓力P等于或稍大于整定壓力 Pz，即 P≥Pz。 在 TSG R0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》[3]中規(guī)定，“安全閥的整定壓力一般不大于該壓力容器的設(shè)計(jì)壓力。設(shè)計(jì)圖樣或者銘牌上標(biāo)注有最高允許工作壓力的，也可以采用最高允許工作壓力確定安全閥的整定壓力”（注：Pz為安全閥整定壓力，Pw為設(shè)備實(shí)際工作壓力，P為設(shè)備設(shè)計(jì)壓力）。

2）存在問(wèn)題。對(duì)于壓力容器，何時(shí)選用Pz=（1.05～1.1）Pw，何時(shí)選用 Pz≤P，何時(shí)選擇最高允許工作壓力確定Pz，還存在很大空間。例如長(zhǎng)慶油田第一采油廠坪橋作業(yè)區(qū)一緩沖罐，設(shè)計(jì)壓力為0.78MPa,工作壓力為 0.3MPa，若以 Pz=(1.05～1.1)Pw，Pz=（0.315～0.33）MPa；若以 Pz≤P，則 Pz可以為 0.78MPa，中間差距最大為2.36倍。

3）根據(jù)TSG R0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中規(guī)定，“氣密性試驗(yàn)壓力為壓力容器的設(shè)計(jì)壓力，且進(jìn)行氣密性試驗(yàn)壓力時(shí)，一般應(yīng)當(dāng)將安全附件裝配齊全”；根據(jù)固容規(guī)中規(guī)定“對(duì)于帶有安全閥、爆破片等超壓泄放裝置的壓力容器，如果設(shè)計(jì)時(shí)提出氣密性要求，則設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)給出該壓力容器的最高允許工作壓力”，所以此時(shí)的安全閥整定壓力應(yīng)大于設(shè)計(jì)壓力小于設(shè)備最高允許工作壓力Pmax，即應(yīng)取 P＜Pz≤Pmax。

因?yàn)槿萜鞯臍饷苄栽囼?yàn)一般在新設(shè)備安裝完成后進(jìn)行，而在設(shè)備投入運(yùn)行后，設(shè)備的安全狀態(tài)是逐步變差的，從而使其承載能力不斷下降，這時(shí)如果安全閥的開(kāi)啟壓力仍然按照投運(yùn)前的選取方法取值，則會(huì)給設(shè)備帶來(lái)較大風(fēng)險(xiǎn)。因此在新設(shè)備投入運(yùn)行之后的安全閥定期校驗(yàn)時(shí)，安全閥整定壓力建議按照以下要求選?。?/p>

①對(duì)于設(shè)計(jì)壓力較大于工作壓力，且系統(tǒng)運(yùn)行壓力較為平穩(wěn)時(shí)，取 Pz=（1.05～1.1）Pw；②對(duì)于設(shè)計(jì)壓力較接近于工作壓力時(shí)，則取Pz≤P。

注：對(duì)于第②條，當(dāng)設(shè)備在定期校驗(yàn)中有檢驗(yàn)人員提出設(shè)備的允許工作壓力時(shí)，則應(yīng)按照允許工作壓力來(lái)取代P。

1.3 壓力管道用安全閥整定壓力值選取

1）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。在TSG D0001-2009《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》[4]第一百三十四條中要求安全泄放裝置的相關(guān)壓力的確定應(yīng)當(dāng)符合GB/T 20801《壓力管道規(guī)范 工業(yè)管道》[5]的要求，其中第4.1.6.1條中規(guī)定，“對(duì)于獨(dú)立壓力管道系統(tǒng)上的安全泄放裝置，當(dāng)安裝一個(gè)安全泄放裝置時(shí)，安全閥的設(shè)定壓力應(yīng)不大于系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力；當(dāng)安裝多個(gè)安全泄放裝置時(shí)，至少有一個(gè)安全閥的設(shè)定壓力應(yīng)不大于系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力，其余安全閥設(shè)定壓力不得超過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力的5%”。第4.1.6.2條中規(guī)定，“對(duì)于防止液體管道熱膨脹的安全泄放裝置，安全閥設(shè)定壓力應(yīng)不大于管道設(shè)計(jì)壓力的120%和系統(tǒng)試驗(yàn)壓力中的較小值”；第4.1.6.4條中規(guī)定，“GC1級(jí)管道安全閥的設(shè)定壓力應(yīng)不大于管道設(shè)計(jì)壓力”。

2）存在問(wèn)題。對(duì)于壓力管道，只要求在系統(tǒng)安裝一只安全閥時(shí)，整定壓力不大于設(shè)計(jì)壓力，因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力較大于系統(tǒng)正常工作壓力時(shí)，則整定壓力也存在較大空間。例如，長(zhǎng)慶油田采氣一廠下古井注醇管線設(shè)計(jì)壓力為32MPa，實(shí)際工作壓力一般為18～24MPa，因此整定壓力取值范圍為 25～32MPa，中間差距最大為7MPa。

3）對(duì)于壓力管道用安全閥整定壓力選取，建議如下：

對(duì)于設(shè)計(jì)壓力較大于工作壓力，且系統(tǒng)運(yùn)行壓力較為平穩(wěn)時(shí)，取 Pz=（1.05～1.1）Pw；對(duì)于設(shè)計(jì)壓力較接近于工作壓力，取Pz≤P。

1.4 設(shè)備自帶安全閥整定壓力值選取

對(duì)于注水泵及輸油泵的設(shè)備自帶安全閥，則在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中未有明確說(shuō)明整定壓力的取值方法及范圍。因?yàn)槠渌幭到y(tǒng)的壓力變化較大，不夠穩(wěn)定，因此建議對(duì)整定壓力的選取以不大于設(shè)計(jì)壓力為準(zhǔn)。如此取值，主要考慮可以減少安全閥的起跳頻率，增加安全閥使用壽命，減少介質(zhì)的損失，以及人工時(shí)的浪費(fèi)。

2 安全閥密封試驗(yàn)壓力的取值

1）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。根據(jù)ZSG ZF001-2006《安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》[6]規(guī)定，安全閥密封試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)符合GB/T 12243-2005《彈簧直接載荷式安全閥》[7]的規(guī)定。具體規(guī)定見(jiàn)表2。

2）存在問(wèn)題。根據(jù)此規(guī)定，對(duì)于安全閥的密封試驗(yàn)壓力，一般取整定壓力的90%。例如，一天然氣處理廠的回注泵，設(shè)計(jì)壓力為16MPa,正常工作壓力為13MPa，最大工作壓力為14.5MPa，使用單位要求整定壓力為16MPa。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，此整定壓力符合要求，因此密封試驗(yàn)壓力應(yīng)取16×90%=14.4MPa。當(dāng)回注泵達(dá)到最大工作壓力14.5MPa時(shí)，則14.4MPa＜14.5MPa時(shí)，安全閥還未起跳，但卻存在密封泄露大于標(biāo)準(zhǔn)要求的可能性。

表2 密封試驗(yàn)壓力

3）安全閥的密封試驗(yàn)壓力取值必須滿足大于所在系統(tǒng)的最大工作壓力這一條件，而不能單獨(dú)以GB/T 12243-2005中規(guī)定的90%整定壓力為依據(jù)。對(duì)安全閥進(jìn)行密封試驗(yàn)時(shí)，密封試驗(yàn)壓力的選取應(yīng)大于90%整定壓力，減小密封壓力與開(kāi)啟壓力之間的差值。

3 總結(jié)

3.1 整定壓力的選取

鍋爐用安全閥整定壓力應(yīng)嚴(yán)格按照TSG G0001-2012《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第6.1.9條的規(guī)定執(zhí)行；對(duì)于注水泵及輸油泵的設(shè)備自帶安全閥，建議對(duì)整定壓力的選取以不大于設(shè)計(jì)壓力為準(zhǔn)；對(duì)于壓力容器和壓力管道用安全閥，可以參考表3和表4。

表3 壓力容器安全閥整定壓力

表4 壓力管道安全閥整定壓力

3.2 密封試驗(yàn)壓力的選取

對(duì)安全閥進(jìn)行密封試驗(yàn)時(shí)，密封試驗(yàn)壓力的選取應(yīng)大于90%整定壓力，減小密封壓力與開(kāi)啟壓力之間的差值。

[1]TSG G0001-2012鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S]

[2]GB150-2011固定式壓力容器[S]

[3]TSG R0004-2009固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S]

[4]TSG D0001-2009壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S]

[5]GB/T 20801-2006壓力管道規(guī)范 工業(yè)管道[S]

[6]ZSG ZF001-2006安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S]

[7]GB/T 12243-2005彈簧直接載荷式安全閥[S]