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安全閥配管設(shè)計(jì)

文檔作者：李曉亮陸洋丁旭文檔來(lái)源：中石油東北煉化工程有限公司吉林設(shè)計(jì)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年10月12日
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李曉亮等安全閥配管設(shè)計(jì) 2l
安全閥配管設(shè)計(jì)
李曉亮 陸洋丁旭 中石油東北煉化工程有限公司吉林設(shè)計(jì)院吉林132002
摘要 介紹安全閥安裝及配管設(shè)計(jì)中的一些特點(diǎn)和要求。
關(guān)鍵詞安全閥安裝配管
石油化工裝置中的安全措施很重要，安全閥
的設(shè)置是其中最重要的部分，其管道的設(shè)計(jì)也十
分關(guān)鍵和重要，本文著重闡述了安全閥的配管設(shè)
計(jì)的要求。
1 分類
安全閥是一種自動(dòng)閥門，是安全泄壓裝置之
一
， 廣泛應(yīng)用于化工裝置中。它利用介質(zhì)本身的
壓力來(lái)排出一定數(shù)量的流體，以防止系統(tǒng)內(nèi)壓力
超過(guò)預(yù)定的安全值。當(dāng)壓力恢復(fù)正常后，閥門自
行關(guān)閉阻止介質(zhì)繼續(xù)排出。安全閥分類有以下
三種：
1．1 按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《安全閥的一般要求》分類
(1)直接載荷式用重錘、杠桿加重錘或彈簧等
機(jī)械載荷來(lái)克服由閥瓣下介質(zhì)壓力所產(chǎn)生作用力
的安全閥。
(2)帶動(dòng)力輔助裝置式安全閥借助動(dòng)力輔助裝
置，可以在低于正常的開啟壓力下開啟。
(3)帶補(bǔ)充載荷式安全閥在進(jìn)口壓力達(dá)到開
啟壓力前始終保持有一增強(qiáng)密封的附加力，該附
加力可由外來(lái)的能源提供，而在安全閥達(dá)到開啟
壓力時(shí)應(yīng)可靠地釋放。
(4)先導(dǎo)式安全閥依靠從導(dǎo)閥排出介質(zhì)來(lái)驅(qū)
動(dòng)或控制。該導(dǎo)閥本身應(yīng)符合直接載荷式安全閥
標(biāo)準(zhǔn)要求。
1．2 按閥瓣開啟高度分類
(1)全啟式：h≥d／4。
h表示開啟高度，d表示噴嘴直徑。
(2)微啟式：d／4>h≥d／40
1．3 按結(jié)構(gòu)分類
(1)封閉和不封閉彈簧式：一般可燃、易爆
或有毒介質(zhì)應(yīng)選用封閉式；蒸汽或惰性氣體等可
選用不封閉式。
(2)帶扳手和不帶扳手：扳手的作用主要是檢
查閥瓣的靈活程度，有時(shí)也可用作緊急泄壓用。
(3)帶散熱片和不帶散熱片，介質(zhì)溫度高于
300℃時(shí)應(yīng)選用帶散熱片的安全閥。
(4)有波紋管和沒有波紋管，一般安全閥都
沒有波紋管。有波紋管結(jié)構(gòu)的安全閥稱為平衡型
安全閥，適用于介質(zhì)腐蝕性較嚴(yán)重或背壓波動(dòng)較
大的情況。
1．4 按平衡內(nèi)壓的方式分類
按平衡內(nèi)壓的方式不同可分為彈簧式、杠桿
式和先導(dǎo)式。
2 設(shè)置
下列設(shè)備應(yīng)設(shè)置安全閥：
(1)頂部操作壓力高于0．07MPa的壓力容器。
(2)往復(fù)式壓縮機(jī)各段出口或電動(dòng)往復(fù)泵、
齒輪泵、螺桿泵等容積式泵的出口(設(shè)備本身已
有安全閥的除外)。
(3)凡與鼓風(fēng)機(jī)、離心式壓縮機(jī)、離心泵或
蒸汽往復(fù)泵出口連接的設(shè)備不能承受其最高壓力
時(shí)，在機(jī)泵的出口處應(yīng)設(shè)置安全閥。
(4)可燃的氣體或液體受熱膨脹，可能超過(guò)
設(shè)計(jì)壓力的設(shè)備。
(5)因不凝氣積聚產(chǎn)生超壓的設(shè)備和管道
系統(tǒng)。
(6)因管路兩端關(guān)閉，介質(zhì)易受環(huán)境溫度影
響產(chǎn)生熱膨脹或氣化的管道系統(tǒng)。
3 安裝
(1)在設(shè)備或管道上應(yīng)垂直安裝安全閥。
李曉亮：工程師。2001年畢業(yè)于吉林化工學(xué)院化學(xué)工程專業(yè)。一直從事工藝配管設(shè)計(jì)工作。聯(lián)系電話：(0432)63959277，E—mail
lixiaoliang@epen~．corn。
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CHEMICAL ENGINEERING DESIGN
(2)因死端容易積聚固體和液體，安全閥不
應(yīng)安裝在長(zhǎng)的水平管道的死端，宜安裝在流體流
態(tài)較穩(wěn)定的管段部位。
(3)安全閥一般應(yīng)安裝在易于檢修和調(diào)節(jié)之
處，周圍要有足夠的工作空問，如立式容器的安
全閥：DN80以下者，可安裝在平臺(tái)內(nèi)靠外側(cè)；
DN100以上者安裝在平臺(tái)外靠平臺(tái)處，借平臺(tái)可
以對(duì)閥門進(jìn)行維護(hù)和檢修，必要時(shí)，應(yīng)設(shè)吊桿。
圖1為安全閥安裝的實(shí)例。
圖1 安全閥檢修平臺(tái)
(4)安全閥盡可能靠近被保護(hù)設(shè)備或管道安
裝。由于工藝的特殊要求，不能靠近布置時(shí)，則
從被保護(hù)的設(shè)備或管道到安全閥人口的管道總壓
降不應(yīng)超過(guò)安全閥定壓值的3％ 。
4 配管
4．1 配管的一般要求
(1)安全閥人口和出口的配管應(yīng)具有必要的
柔性。
(2)當(dāng)安全閥進(jìn)出口管道上選用了閘閥作切
斷閥，并應(yīng)鉛封，閥桿應(yīng)水平安裝，不可朝上，
以免閥桿和閥板連接的銷釘腐蝕或松動(dòng)時(shí)，滑板
下滑而關(guān)閉閥門。
(3)安全閥人口和出口配管不宜出現(xiàn)袋形，
尤其氣體安全閥的人口管不應(yīng)有下凹的袋形管。
4．2 入口配管
(i)安全閥應(yīng)垂直向上安裝在容器頂部或容
器的出口管道上，要求配管盡量短，并盡量靠近
被保護(hù)的設(shè)備或管道，安裝位置與被保護(hù)的容器
距離較遠(yuǎn)時(shí)，自被保護(hù)的設(shè)備接口管或管道到安
全閥人口法蘭問按通過(guò)安全閥的最大流量計(jì)算的
壓力損失(人口壓力損失、管道阻力和切斷閥阻
力之和)不應(yīng)超過(guò)安全閥整定壓力的3％，并由工
藝系統(tǒng)專業(yè)復(fù)算該管道的管徑。
(2)管道上安裝的安全閥放在流體壓力比較
穩(wěn)定、且距波動(dòng)源有一定距離的地方。
(3)用于排放氣體或蒸汽用的全啟式安全閥
應(yīng)該垂直安裝在氣相空間；用于排放液體的微啟
式安全閥應(yīng)該垂直向上安裝在液相區(qū)。
(4)采用長(zhǎng)半徑彎頭配管。
(5)安全閥入口管道的管徑必須大于或等于
安全閥人口口徑，其連接異徑管應(yīng)設(shè)在靠近安全
閥的入口處。
4．3 出口配管
安全閥出口管道應(yīng)盡量短。設(shè)計(jì)應(yīng)考慮背壓
對(duì)閥的特性影響，對(duì)于彈簧式安全閥的普通型，
背壓不超過(guò)安全閥定壓的10％ ；波紋管型其背壓
一般不宜超過(guò)安全閥定壓的30％ ；對(duì)于先導(dǎo)式安
全閥，其背壓不超過(guò)安全閥定壓的60％。具體的
數(shù)值應(yīng)按照制造廠家的資料由工藝系統(tǒng)專業(yè)計(jì)算
決定。
4．3．1 排人大氣的安全閥出口管道
(1)安全閥的出口介質(zhì)允許向大氣排放時(shí)，
放空管口不得朝向鄰近設(shè)備、平臺(tái)、梯子、電纜
和有人通過(guò)的區(qū)域；放空管口的高度應(yīng)高出以安
全閥為中心，半徑為8m的范圍內(nèi)的最高操作平臺(tái)
3m；而對(duì)有腐蝕性、易燃或有毒的介質(zhì)，排放口
要高出15m半徑范圍內(nèi)的操作平臺(tái)、設(shè)備3．5m
以上。
(2)對(duì)于排放烴類氣體的安全閥出口管道，
應(yīng)設(shè)置滅火用蒸汽管或氮?dú)夤?，并在地面或樓?
上控制，重組份氣體的安全閥出口管道接火炬
管網(wǎng)。
(3)安全閥排放管排人大氣時(shí)，端部切成平
口，使排出物直接向上高速排出，遠(yuǎn)離平臺(tái)等有
人之處，減少對(duì)周圍環(huán)境的影響。這種方法得到
廣泛的應(yīng)用代替了管口切成45。斜口的方式，在彎
頭的最低處開一個(gè) 6～10mm淚孔，以免雨、雪
或冷凝液積聚在排出管處，必要時(shí)接上小管道將
凝液排放到安全的地方。
(4)安全閥排放管排出蒸汽人大氣時(shí)，端部
可用三通。
(5)排人大氣的安全閥出口管道布置見圖2。
(6)氣體安全閥出口管可以設(shè)置為帶排氣管
的，但要有足夠的重疊尺寸，以防止由于反力和
位移的影響，使彎頭出口脫出放空管，見圖3。
4．3．2 排人封閉系統(tǒng)的安全閥管道
(1)安全閥出口管排人封閉系統(tǒng)的總管時(shí)，
應(yīng)坡向泄壓總管及分離罐，避免有袋形的配管；
對(duì)于石油化工裝置大多數(shù)工藝介質(zhì)的安全閥排出口
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) (帶排液管的安全 出口管)
永孔最小6turn
用于空氣的安全閥出口管)(用于空氣或水蒸汽的安全閥出口管)
圖2 幾種安全閥布置實(shí)例
注：宜設(shè)置在被保護(hù)設(shè)備或管道上
圖3 帶排氣管的安全閥出口配管實(shí)例
都是接至火炬總管，并要求順流向45。斜接在泄壓
總管的頂部，以免總管內(nèi)的凝液倒流入支管，并
可減少安全閥的背壓。
(2)對(duì)可能有液化烴類排入的泄壓管道，因
介質(zhì)氣化而導(dǎo)致低溫的管道，應(yīng)考慮采用低溫鋼，
并保溫和伴熱。
(3)對(duì)于有可能用蒸汽吹掃的泄壓管道，應(yīng)考
慮到蒸汽吹掃產(chǎn)生的熱膨脹。
(4)濕氣體泄壓系統(tǒng)排放管內(nèi)不應(yīng)有袋形積
液處，安全閥的安裝高度應(yīng)高于泄壓系統(tǒng)，若受
實(shí)際情況限制，安全閥出口只能低于泄壓總管或
排除管需要抬高接人總管時(shí)，應(yīng)在低處易于接近
處設(shè)置手動(dòng)放液閥，以免袋形管段積液，在寒冷
地區(qū)，“袋形”管段需要蒸汽伴熱防凍，蒸汽伴熱
管也可使“袋形”管內(nèi)的凝液汽化，避免積液，
即使采用伴熱管，仍必須要加手動(dòng)放液閥，見
圖4。
4．3．3 管道的支架設(shè)置
安全閥配管及支架設(shè)置見圖5。
(1)安全閥的出口離安全閥近處應(yīng)設(shè)置一個(gè)
如果此閥門小 接近， ，．殳雙閥，排液符的F方容易接近
處fff設(shè)置一個(gè)操作 ．此閥常"。
圖4 濕氣安全閥出口放液閥設(shè)置示意圖
圖5 安全閥配管及支架設(shè)置示意圖
固定支架，經(jīng)過(guò)管道應(yīng)力計(jì)算后確定出口立管是
否加導(dǎo)向架。
(2)安全閥的出口旁通線處也應(yīng)設(shè)置固定
支架。
(3)多個(gè)安全閥匯集的排放總管，如果各排
放安全閥排放介質(zhì)是高溫、中壓以上的壓力工況，
除進(jìn)行匯集總管的大小計(jì)算以外，還應(yīng)進(jìn)行流速
校核，管架及強(qiáng)度校核，包括應(yīng)力計(jì)算。
(4)安全閥應(yīng)進(jìn)行排出口反推力計(jì)算，應(yīng)設(shè)
置可靠的管架。
5 結(jié)語(yǔ)
(1)安全閥是石化工業(yè)中經(jīng)常用到的安全泄
壓裝置，關(guān)系到整個(gè)裝置的安全，因此一定要重
視安全閥的設(shè)計(jì)，避免因設(shè)計(jì)不當(dāng)造成安全事故。
(2)本文總結(jié)安全閥的分類、位置設(shè)置、安
裝要求、配管設(shè)計(jì)和支架設(shè)計(jì)等方面，并著重說(shuō)
明安全閥配管設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
i SH 3012—2000，石油化工管道布置沒汁通則[S]．
2 張德姜，王懷義，劉紹葉．石油化：[裝置工藝管道安裝設(shè)
計(jì)于冊(cè)[M]．北京：中國(guó)石化出版禮，2007．
(修改心編2010—12—13)
與 ，

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