问:安全阀性能的基本要求
答:安全阀的功能是通过下列动作过程来实现的:当系统达到高允许压力时,安全阀能准确地开启,迅速达到额定开启状态,并排放额定数量的工作介质;在开启状态下安全阀应稳定地排放;当系统压力降至正常值时安全阀应及时关闭,并在关闭状态下,保持必需的密封性。安全阀的基本性能要求如下:
1)准确开启—这是对安全阀的基本要求,整定压力的允许偏差在相关规范和标准中有明确规定。
当系统内压力达到高允许压力时,即安全阀进口压力达到预先规定的整定压力值时,安全阀应准确地开启,并迅速达到规定的开启高度。安全阀对压力升高的反应不灵敏将会导致锅炉、压力容器及管道的破裂、损坏等危险情况。
安全阀开启的压力值(整定压力)不应大于锅炉、压力容器及管道的设计压力值。
安全阀开启压力(整定压力)的偏差,在相关规范和标准中有明确规定。安全阀进行整定压力调试时,其偏差应严格调整在规定的范围内。
2)稳定排放— 稳定地保持在排放状态,并有良好的机械特性(无频跳、颤振、卡阻等现象)。
安全阀迅速开启并达到预定的开启高度后,安全阀应稳定地保持在排放状态,并能够排放出额定的排量。
安全阀应有合理的结构形式及良好的机械特性(没有频跳、颤振、卡阻等现象)以保持稳定地排放。安全阀的结构及其流道尺寸应满足计算所需的参数要求。如果流道截面积过小,安全阀开启后,不能及时将超压部分的介质排放,系统压力继续上升,是十分危险的。相反,流道截面积过分大于计算所需值,安全阀开启后,压力将急剧下降到工作压力以下,阀门将随着阀瓣对阀座的剧烈撞击而关闭;但是由于系统压力升高的因素并未消除,阀瓣再次开启,形成频跳,结果会造成阀座与阀瓣密封面的损坏。当安全阀用于不可压缩的液体时,还会引起系统中的水锤现象。
安全阀在规定的压力下可靠地达到全开启高度,并达到规定的排放能力。这一要求是重要的。对同样参数的介质,同样口径的安全阀,结构形式等不同,排放能力会有很大差别。
3)及时关闭— 防止系统压力降低太多,减少介质的过多损失。
当安全阀排放一定时间后,介质压力下降至一定值。阀瓣下落与阀座密封面接触,及时重新达到关闭状态。安全阀能及时有效地回座关闭,是性能良好的一个重要标志。安全阀发生动作,也不一定要求设备或系统停止运转和进行维修。有时,安全阀发生动作是由于系统中的误操作等偶然因素所引起的。在这种情况下,不希望安全阀回座压力低于工作压力太多。回座压力过低意味着能量和介质的过多损失,并给设备与系统恢复正常运行带来困难。相反,回座压力也不宜过高。当回座压力高到接近开启压力时,容易导致阀门重新开启,造成阀门频跳,不利于关闭后重新建立密封。
安全阀的结构应当保证能快速有效地关闭。迅速有力的回座比逐渐、缓慢的回座更有利于密封的建立。
安全阀的回座性能是以开启压力值来相对衡量的,一般以启闭压差来确定。用于不同介质的安全阀,其启闭压差值是有所区别的。
4)可靠密封— 泄漏损失介质、污染环境、危及安全、加速损坏密封面。
当锅炉、压力容器及管道处于正常运行压力时,关闭状态的安全阀应具有良好、可靠的密封性能。因为安全阀产生泄漏,损耗了工作介质(有时是很贵重或很危险的介质),增加了能量消耗,并使周围环境和大气受到工作介质的污染。过多的泄漏甚至会影响到设备或系统的正常工作,乃至迫使装置停止运行。持续的泄漏还会使安全阀密封面遭受侵蚀,从而导致安全阀完全失效。
安全阀动作以后重新建立密封,比维持原有密封状态更加困难。因为安全阀在关闭过程中,工作介质压力作用在阀瓣的较大的面积上,而在开启以前,只作用在受密封面限制的较小的面积上。所以,安全阀容易在动作之后降低、以致失去密封性。特别是直接载荷作用式安全阀的回座密封问题是较难解决的问题之一。而在带有辅助操纵机构的安全阀中,这个问题是采用强制密封的措施来解决的。
要求安全阀保持密封性要比一般截止用的阀门困难得多。因为没有很大的作用力施加于密封面之间,安全阀阀瓣紧贴在阀座上仅仅形成了一个压紧比压很小的密封压力。密封压力是由阀门整定压力同设备运行工作压力的差值所决定的,常是一个不大的值(10%整定压力)。
对安全阀密封性的要求依其使用场合不同而有所区别。而使用场合的不同也决定着安全阀密封结构要求的不同。一般来说,对于金属-金属密封面的安全阀,要达到无泄漏是很难实现的。对于金属一非金属的软密封结构的安全阀,其密封性能会好得多。
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