先導(dǎo)式安全閥的應(yīng)用

2014-03-06 王學(xué)彬北京航天動(dòng)力研究所

1、概述

　　安全閥是各類鍋爐、壓力容器和壓力管道等設(shè)備不可缺少的安全附件，廣泛應(yīng)用于石油、化工、電站、冶金、核電、國(guó)防等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，對(duì)于保障設(shè)備正常、安全運(yùn)行具有相當(dāng)重要的作用。先導(dǎo)式安全閥以其密封性能好、啟閉壓差小等特點(diǎn)適用于多種苛刻工況。本文針對(duì)閥門在使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，介紹先導(dǎo)式安全閥的基本結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)用維護(hù)方法。

2、結(jié)構(gòu)

　　先導(dǎo)式安全閥由主閥和導(dǎo)閥組成(圖1)，導(dǎo)閥感受系統(tǒng)壓力，通過(guò)導(dǎo)閥動(dòng)作控制主閥的開(kāi)啟和關(guān)閉，導(dǎo)閥是一個(gè)直接作用式安全閥。根據(jù)系統(tǒng)的情況，導(dǎo)閥和主閥可以安裝在同一連接處或分別安裝。導(dǎo)閥感應(yīng)管既可以連接到主閥的進(jìn)口，也可直接連接到被保護(hù)設(shè)備上。

　　當(dāng)被保護(hù)設(shè)備的系統(tǒng)壓力低于整定壓力時(shí)，介質(zhì)通過(guò)導(dǎo)閥被引入主閥閥瓣上部的圓頂氣室。此狀態(tài)下，作用在主閥閥瓣上下表面的壓力相同，但上部的作用面積大于下部的面積，由此產(chǎn)生了保證閥門關(guān)閉的密封力。當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到整定壓力時(shí)，導(dǎo)閥動(dòng)作，將介質(zhì)通向圓頂氣室的通道阻斷，并且將氣室中的介質(zhì)泄放掉，作用在閥瓣下部的介質(zhì)力使主閥瓣迅速開(kāi)啟，主閥排放。經(jīng)過(guò)超壓階段后，隨著被保護(hù)設(shè)備中的壓力下降，導(dǎo)閥關(guān)閉，使圓頂氣室重新建立壓力，凈作用力使主閥瓣回座。

先導(dǎo)式安全閥

1.被保護(hù)的設(shè)備2.閥座3.閥瓣4.主閥5.導(dǎo)套6.蓋板7.圓頂氣室8.加壓/泄壓管9.導(dǎo)閥10.閥體11.感應(yīng)管

圖1 先導(dǎo)式安全閥

3、分類

　　先導(dǎo)式安全閥按動(dòng)作特性可分為開(kāi)關(guān)型和調(diào)制型。

　　(1)開(kāi)/關(guān)(突開(kāi))型。具有主閥閥瓣全開(kāi)或全關(guān)的穩(wěn)定動(dòng)作特性的先導(dǎo)式安全閥。

　　(2)調(diào)制型。主閥閥瓣的開(kāi)啟高度與介質(zhì)的壓力成比例，具有逐漸開(kāi)啟和關(guān)閉的動(dòng)作特性，但不需要是線性的。

　　導(dǎo)閥按流動(dòng)特性可分為流動(dòng)型和非流動(dòng)型。

　　(1)流動(dòng)型。在先導(dǎo)式安全閥整個(gè)泄放過(guò)程中，都有流體流經(jīng)導(dǎo)閥泄放。

　　(2)非流動(dòng)型。只有在先導(dǎo)式安全閥開(kāi)啟和(或)關(guān)閉過(guò)程中才有流體流經(jīng)導(dǎo)閥泄放。

4、特性

　　(1)閥座軟密封保證安全閥起跳前后的良好密封性。由于工作壓力越高，主閥瓣上的凈密封力越大，可在工作壓力接近安全閥的整定壓力時(shí)正常工作。

　　(2)較小超壓就能使主閥迅速達(dá)到全啟狀態(tài)(突開(kāi)型)。

　　(3)動(dòng)作性能和開(kāi)啟高度不受背壓的影響。

　　(4)啟閉壓差可調(diào)。

　　(5)非流動(dòng)型結(jié)構(gòu)減少了有害介質(zhì)的排放和環(huán)境污染。

　　(6)調(diào)制型閥門的比例開(kāi)啟特性可減少介質(zhì)損失。

　　(7)可在線檢測(cè)安全閥的整定壓力。

5、附件

　　先導(dǎo)式安全閥可配置回流保護(hù)器、在線檢測(cè)裝置、過(guò)濾器和遠(yuǎn)程壓力接頭等附件，這些附件可進(jìn)一步擴(kuò)大閥門的適用范圍。

　　(1)在線檢測(cè)接頭。與其它氣源和壓力儀表一起，能對(duì)安全閥在線進(jìn)行檢測(cè)整定壓力。

　　(2)回流保護(hù)器。主要應(yīng)用于安全閥的出口壓力有可能高于進(jìn)口系統(tǒng)壓力的情況。

　　(3)過(guò)濾器。導(dǎo)閥內(nèi)部流道細(xì)小，在系統(tǒng)介質(zhì)較臟或含有固體顆粒的場(chǎng)合應(yīng)選配過(guò)濾器。

　　(4)遠(yuǎn)程壓力接頭。當(dāng)受保護(hù)的設(shè)備與安全閥進(jìn)口間的壓降超出規(guī)范允許的規(guī)定值，用遠(yuǎn)程壓力接頭直接將導(dǎo)閥與受壓設(shè)備相連，使控制主閥動(dòng)作的導(dǎo)閥感應(yīng)真正系統(tǒng)壓力。

6、應(yīng)用維護(hù)

　　先導(dǎo)式安全閥在安裝上線之前，必須檢查安全閥標(biāo)牌上的整定壓力是否滿足系統(tǒng)要求，是否經(jīng)過(guò)校驗(yàn)以及各處鉛封是否完好。先導(dǎo)式安全閥須豎直安裝在設(shè)備或管道上。根據(jù)《安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定，安全閥應(yīng)定期校驗(yàn)，一般每年至少一次。導(dǎo)閥的檢查、試驗(yàn)、維修和定壓可與主閥分開(kāi)處理。由于存在不同類型的導(dǎo)閥，具體要求應(yīng)咨詢和遵從閥門生產(chǎn)廠對(duì)閥門檢查、維修和試驗(yàn)的意見(jiàn)。先導(dǎo)式安全閥的常規(guī)維護(hù)程序包括拆解、檢查、維修和調(diào)試等。

　　6.1、拆解

　　先拆卸連接導(dǎo)閥和主閥的接管將閥門分解成導(dǎo)閥和主閥，然后再各自分解導(dǎo)閥和主閥。閥門的各個(gè)零件要準(zhǔn)確的作上記號(hào)，而且每臺(tái)閥門的零件要分開(kāi)擺放。

先導(dǎo)式安全閥的附件

圖2 先導(dǎo)式安全閥的附件

　　6.2、檢查

　　閥門拆解后要認(rèn)真檢查各部件的磨損和腐蝕情況。要檢查閥座和閥瓣的密封面，看其損傷情況是否會(huì)導(dǎo)致閥門泄漏。還要檢查彈簧是否存在裂紋和變形。由于先導(dǎo)式安全閥的特殊結(jié)構(gòu)在檢查過(guò)程中還需考慮非耐用品(O形圈，膜片、墊片)的損壞情況，導(dǎo)閥組件和外部管線的堵塞情況，沉積在主閥圓頂腔的物質(zhì)情況，所有管路配件的泄漏情況及壓力感應(yīng)裝置及其定位情況。

　　6.3、維修

　　將拆卸下來(lái)的零部件清洗，吹干，仔細(xì)檢查密封面和相對(duì)運(yùn)動(dòng)面，若有損傷，視損傷程度，進(jìn)行拋光、修理或報(bào)廢。密封墊片和O形圈必須全部更新。主閥閥瓣上的密封O形圈與導(dǎo)套滑動(dòng)面上應(yīng)均勻地涂抹與介質(zhì)相容的潤(rùn)滑脂。在裝配導(dǎo)閥時(shí)，應(yīng)避免遺漏細(xì)小零件(如頂桿等)。

　　6.4、調(diào)試

　　閥門修理完畢重新裝配以后，要根據(jù)所需要的整定壓力對(duì)彈簧進(jìn)行調(diào)節(jié)。一般應(yīng)該先調(diào)整導(dǎo)閥的整定壓力，然后與主閥安裝在一起進(jìn)行聯(lián)調(diào)。如果整定壓力需要變動(dòng)，調(diào)節(jié)時(shí)不能超過(guò)廠商規(guī)定的調(diào)節(jié)范圍，且需要查閱有關(guān)適用的標(biāo)準(zhǔn)。遇整定壓力變動(dòng)超出規(guī)定范圍的情況，應(yīng)更換彈簧或整個(gè)導(dǎo)閥。

　　6.5、檢修記錄

　　在閥門重新投入使用之前，應(yīng)完成所有必需的記錄。這些資料為確定閥門報(bào)廢和部件更換的時(shí)間提供了依據(jù)，對(duì)閥門日后的有效使用是十分重要的。

7、故障及處理

　　先導(dǎo)式安全閥常見(jiàn)故障的處理方法見(jiàn)表1。

表1 先導(dǎo)式安全閥常見(jiàn)故障及處理方法

先導(dǎo)式安全閥常見(jiàn)故障及處理方法