問:安全閥性能的基本要求
答:安全閥的功能是通過下列動作過程來實現的:當系統達到高允許壓力時,安全閥能準確地開啟,迅速達到額定開啟狀態,并排放額定數量的工作介質;在開啟狀態下安全閥應穩定地排放;當系統壓力降至正常值時安全閥應及時關閉,并在關閉狀態下,保持必需的密封性。安全閥的基本性能要求如下:
1)準確開啟—這是對安全閥的基本要求,整定壓力的允許偏差在相關規范和標準中有明確規定。
當系統內壓力達到高允許壓力時,即安全閥進口壓力達到預先規定的整定壓力值時,安全閥應準確地開啟,并迅速達到規定的開啟高度。安全閥對壓力升高的反應不靈敏將會導致鍋爐、壓力容器及管道的破裂、損壞等危險情況。
安全閥開啟的壓力值(整定壓力)不應大于鍋爐、壓力容器及管道的設計壓力值。
安全閥開啟壓力(整定壓力)的偏差,在相關規范和標準中有明確規定。安全閥進行整定壓力調試時,其偏差應嚴格調整在規定的范圍內。
2)穩定排放— 穩定地保持在排放狀態,并有良好的機械特性(無頻跳、顫振、卡阻等現象)。
安全閥迅速開啟并達到預定的開啟高度后,安全閥應穩定地保持在排放狀態,并能夠排放出額定的排量。
安全閥應有合理的結構形式及良好的機械特性(沒有頻跳、顫振、卡阻等現象)以保持穩定地排放。安全閥的結構及其流道尺寸應滿足計算所需的參數要求。如果流道截面積過小,安全閥開啟后,不能及時將超壓部分的介質排放,系統壓力繼續上升,是十分危險的。相反,流道截面積過分大于計算所需值,安全閥開啟后,壓力將急劇下降到工作壓力以下,閥門將隨著閥瓣對閥座的劇烈撞擊而關閉;但是由于系統壓力升高的因素并未消除,閥瓣再次開啟,形成頻跳,結果會造成閥座與閥瓣密封面的損壞。當安全閥用于不可壓縮的液體時,還會引起系統中的水錘現象。
安全閥在規定的壓力下可靠地達到全開啟高度,并達到規定的排放能力。這一要求是重要的。對同樣參數的介質,同樣口徑的安全閥,結構形式等不同,排放能力會有很大差別。
3)及時關閉— 防止系統壓力降低太多,減少介質的過多損失。
當安全閥排放一定時間后,介質壓力下降至一定值。閥瓣下落與閥座密封面接觸,及時重新達到關閉狀態。安全閥能及時有效地回座關閉,是性能良好的一個重要標志。安全閥發生動作,也不一定要求設備或系統停止運轉和進行維修。有時,安全閥發生動作是由于系統中的誤操作等偶然因素所引起的。在這種情況下,不希望安全閥回座壓力低于工作壓力太多。回座壓力過低意味著能量和介質的過多損失,并給設備與系統恢復正常運行帶來困難。相反,回座壓力也不宜過高。當回座壓力高到接近開啟壓力時,容易導致閥門重新開啟,造成閥門頻跳,不利于關閉后重新建立密封。
安全閥的結構應當保證能快速有效地關閉。迅速有力的回座比逐漸、緩慢的回座更有利于密封的建立。
安全閥的回座性能是以開啟壓力值來相對衡量的,一般以啟閉壓差來確定。用于不同介質的安全閥,其啟閉壓差值是有所區別的。
4)可靠密封— 泄漏損失介質、污染環境、危及安全、加速損壞密封面。
當鍋爐、壓力容器及管道處于正常運行壓力時,關閉狀態的安全閥應具有良好、可靠的密封性能。因為安全閥產生泄漏,損耗了工作介質(有時是很貴重或很危險的介質),增加了能量消耗,并使周圍環境和大氣受到工作介質的污染。過多的泄漏甚至會影響到設備或系統的正常工作,乃至迫使裝置停止運行。持續的泄漏還會使安全閥密封面遭受侵蝕,從而導致安全閥完全失效。
安全閥動作以后重新建立密封,比維持原有密封狀態更加困難。因為安全閥在關閉過程中,工作介質壓力作用在閥瓣的較大的面積上,而在開啟以前,只作用在受密封面限制的較小的面積上。所以,安全閥容易在動作之后降低、以致失去密封性。特別是直接載荷作用式安全閥的回座密封問題是較難解決的問題之一。而在帶有輔助操縱機構的安全閥中,這個問題是采用強制密封的措施來解決的。
要求安全閥保持密封性要比一般截止用的閥門困難得多。因為沒有很大的作用力施加于密封面之間,安全閥閥瓣緊貼在閥座上僅僅形成了一個壓緊比壓很小的密封壓力。密封壓力是由閥門整定壓力同設備運行工作壓力的差值所決定的,常是一個不大的值(10%整定壓力)。
對安全閥密封性的要求依其使用場合不同而有所區別。而使用場合的不同也決定著安全閥密封結構要求的不同。一般來說,對于金屬-金屬密封面的安全閥,要達到無泄漏是很難實現的。對于金屬一非金屬的軟密封結構的安全閥,其密封性能會好得多。
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