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(1) 按照安全阀排放气体的方式选用;对于工作介质为有毒、易燃气体的容器, 应选用封闭式弹簧安全阀;对空气或其它不会污染环境、非易燃气体的容器,可采用半封闭式或敞开式安全阀。槽车等移动式容器应选用内置全启式安全阀(容规P23),以防在车辆行驶时安全阀因被树枝等刮碰。
(2) 对于高压容器和安全泄放量大的中低压容器,一股均采用全启式安全阀。只 有在要求紧急排气量较小、安全阀背压较大和要求容器压力平稳的情况下,以选用微启式全安阀为宜。
(3)安全阀的设计、制造是按其规定的公称压力作为系列,因此,每只安全阀拥有适宜的工作压力范围,应按照容器的最高工作压力值选用合适的安全阀。虽然通过调节安全阀弹簧的松紧程度可以调整其开启压力,但是如果将公称压力过大的安全阀用在压力较低的场合,弹簧将被过分卸裁,使安个阀的动作可靠性降低。如将公称压力低的安全阀用在压力较高的场合,则使弹簧过分压缩。这也是不允许的。
(3) 根据介质的工作温度和化学性质选用相适应的材料制造的安全阀,尤其应注 意阀座阀瓣密封面材料对工作介质是否具有耐蚀性和化学稳定性。如液氨容器的安全阀就不能选用铜合金,而必须用合金钢制造。
(5)安全阀总的排气泄压能力应足以排出容器所能产生或供给的最大气量,以防止容器在安全阀开启后的压力增值过大,要求容器的压力上升低于设计压力或最高工作压力的110%。如果容器可能暴露于火或外来热源中,安全阀泄放排气应保证容器的许用超压被限制在设计压力或最高工作压力的120%范围内。
(6)在选用安全阀时还应考虑到介质的工作压力、工作温度改变引起气体比容的变化。当介质的压力和温度参数不同时,即使安全阀泄放气体通道处流速相同,灾际的排放量也不一样。因此,计算时应换算成实际工作压力和温度下的排放量。所以容器工作参数改变后(如降压使用、使用工作温度提高等)应重新核算安全阀的排气量。此外:
●对一开启压力大于3MPa的蒸汽用安全阀或介质温度大于325℃的气体用安全阀,则采用带散热器安全阀。
●当安全阀有可能承受附加背压时,应选用波纹管安全阀。
●对空气、60℃以上热水或蒸汽等非危害介质,采用有可靠提升机构安全阀。 ●根据介质性质选用合适的安全阀材料,例如含氨介质不能采用铜或含铜制安全阀,乙炔不能用70%以上铜合金或紫铜制安全阀。
●对于泄放量大工况,应采用全启式安全阀;对于工作压力稳定,泄放量小工况,应选用微启式安全阀;对于高压泄放量工况,应采用非直接启动式,如脉冲式安全阀。
●容器压力低且不移动工况,应采用静重式或杠杆重锤式安全阀。
●对于移动式压力容器工况,应采用弹簧式安全阀。并应根据使用的压力选用安全阀弹簧等级,以免使用时误差太大。
5、容器设计压力(GB150-98 B6.2 P137)
压力容器装有安全阀时,容器设计压力按以下步骤确定:
1)根据容器的工作压力PW,确定安全阀的开启压力PZ,取PZ≤(1.05~1.1)PW;当PZ<0.18MPa时,可适当提高PZ相对于PW的比值;
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2)取容器的设计压力P等于或稍大于开启压力PZ,即P≥PZ。
6、安全阀安装
安全阀装设的要点是应能保证其正常工作,在容器超压的时刻及时进行排气泄压。
(1) 压力容器的安全阀最好装设在容器本体上,并用短管直接与容器连接,液化 气体储槽的安全阀应装在气相空间。如果安全阀不能装在容器本体上而须装设于管道上时,应尽可能考虑到安全阀与容器连接间的管道阻力。安全阀的装设位置还应便于日常检查、维护。—般来说安全阀多安装于存器顶部。
(2)安全阀应铅直安装且与容器间不应装设阀门。但对于易燃、有毒介质或粘性介质的容器,为便于更换和清洗安全阀,可以在容器和安全阀之间装设截止阀,但截止阀结构型式和尺寸应不妨碍安全阀的正常排气泄压,截止阀应在平时处于全开状态。
(3)封闭式安全阀应有排放导管将气体引到安全地点。排放管的内径不得小于安全阀的公称直径。对于介质为易燃或有毒的容器,应将排放管连接到隔离罐、吸收罐或“火炬”等处。当有毒介质的蒸气比重大于空气时,应将气体排入隔离罐专门的封闭系统,并应从封闭系统再回收到生产系统重复使用或者吸附解毒。只有非易燃介质或无毒介质容器上的安企阀,才能将气体直接排人大气。
(4) 当几只安全阀的进口连接在同一根总管时,该总管的通截面积应不小于所有 安装在其上安全阀通道截面积总和的1.25倍。
(5) 安全阀后的排放管水平段应该有坡度,使在这些管段不会有液体积存,井应 有排除冷凝液的设施。
7、爆破片
《容规》第142条规定:安全阀不能可靠工作时,应装设爆破片装置,或采用爆破片装置与安全阀装置组合的结构。
爆破片又称爆破膜、防爆膜,是一次性使用的断裂型安全泄压装置。与安全阀相比较,爆破片还有两个特点:一是装设在容器上可以做到完全密封;2是开放泄压时动作滞后惯性小。
由于爆破片的上述特点,如果在压力容器上装设了安全阀仍不能达到有效的泄压保护作用时,就必须设爆破片。如移动式压力容器(容规P23),但是由于它是一次性使用的安全泄压装置,因此没有安全阀使用的广泛和方便,只有在不宜装设安全阀的容器上,才由爆破片代替,或爆破片和安全阀共同使用。
带爆破片容器设计压力(GB150-98 B7 P139)是操作压力的1.1~1.7倍。 ●爆破片的使用场合
德国AD规范的规定,它基本上概括在压力容器上使用爆破片的各种情况: 1) 当必须考虑介质压力有可能快速升高,以致安全阀不能适应时应使用爆破片。 如在有机合成等化学反应容器内,由于反应物料的配合比例不当;原料质量不纯而带入过量的“杂质”成分;冷却系统出现故障无法控制反应温度而导致反应速度剧增且合成及聚合反应本身又是放热反应,因而使反应容器内介质压力可能在极短时间内成倍地升高。
反应釜较多的冲料事故一般都是由此引起。显然,在这类容器上如果装设安全阀,因其动作滞后不可能有效地起到安全泄压作用,而必须用爆破片代替。此外,在含有爆炸性气
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体的系统内,如生产烯烃类聚合物的容器和系统,都必须采用爆破片作为泄压装置。
2) 当操作条件会导致介质沉淀或粘结时,会导致安全阀失灵时应使用爆破片。 这是因为这些介质的沉淀或者结晶物等粘结在安全阀阀座、阀瓣上,堵塞气体的排出通道,使安全阀不能在调定开启压力下动作,而这些因素却不会使爆破片的爆破压力受到大的影响。
3) 对于安全泄压装置有较高的密封可靠性要求,不允许有物料泄漏时应使用爆破片。 这是因为安全阀的密封面上总会因微观的不平整而形成的曲折孔隙通道。这些通道可视为毛细管或平面间的曲折缝隙,因此,安全阀即使在关闭时也会存在微量的泄漏。当容器内盛有剧毒或贵重介质以及其他原因不允许微量泄漏时,只有使用爆破片才能实现完全密封。因爆破片夹持垫圈上受到的螺栓压紧力比安全阀密封面上承受的密封压力大的多。
4) 当需要较大的泄放面积和排放量,安全阀不能适用的其他情况时应使用爆破片。 这是因为安全阀受公称通径或泄放通道限制,有时不能满足大的泄放面积和排放量的要求。
●爆破片的结构
一次性使用的断裂型安全泄压装置主要由爆破片本身及相应的夹持器(或支承圈)组成。 按照爆破片断裂的特征,可以将爆破片分为拉伸或压缩破坏型、剪切破坏型和弯曲破坏型以及其他特殊的破坏型式等几种。它们的主要区别在于膜片预制形状和膜片材料性质(延性或脆性)不同。其中,以拉伸破坏型应用最广。