安全閥裝置預(yù)設(shè)問題探討
文章論述了安全閥的作用與種類、安全閥安裝前的準(zhǔn)備、安全閥安裝過程中的注意事項(xiàng)、安全閥的調(diào)試以及在變壓吸附裝置中安全閥的設(shè)置問題。希望文章所論述的方法能為安全閥安裝和操作，保證安全閥自身的正常工作，確保生產(chǎn)的安全運(yùn)行提供參考。
1、安全閥的作用與種類
安全閥在系統(tǒng)中起安全保護(hù)作用。當(dāng)系統(tǒng)壓力超過規(guī)定值時(shí)，安全閥打開，將系統(tǒng)中的一部分氣體/ 流體排入大氣/ 管道外，使系統(tǒng)壓力不超過允許值，從而保證系統(tǒng)不因壓力過高而發(fā)生事故。安全閥是一種安全保護(hù)用閥，它的啟閉件受外力作用下處于常閉狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高，超過規(guī)定值時(shí)自動(dòng)開啟，通過向系統(tǒng)外排放介質(zhì)來防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過規(guī)定數(shù)值。安全閥屬于自動(dòng)閥類，主要用于鍋爐、壓力容器和管道上，控制壓力不超過規(guī)定值，對(duì)人身安全和設(shè)備運(yùn)行起重要保護(hù)作用。
按安全閥閥瓣開啟高度可分為微啟式安全閥和全啟式安全閥，微啟式安全閥的開啟行程高度≤0.05d0(最小排放喉部口徑)；全啟式安全閥開啟高度≤0.25d0(最小排放喉部口徑)。
安全閥按結(jié)構(gòu)形式來分，要分為垂錘式、杠桿式、彈簧式和先導(dǎo)式(脈沖式)；按閥體構(gòu)造來分，可分為封閉式和不封閉式兩種。封閉式安全閥即排除的介質(zhì)不直接排放，全部沿著出口排泄到指定地點(diǎn)，一般用在有有毒和腐蝕性介質(zhì)的系統(tǒng)中。對(duì)于空氣和蒸汽用安全閥，多采用不封閉式安全閥。對(duì)于安全閥產(chǎn)品的選用，應(yīng)按實(shí)際密封壓力來確定。對(duì)于彈簧式安全閥，在一種公稱壓力(PN)范圍內(nèi)，具有幾種工作壓力級(jí)的彈簧，訂貨時(shí)除注明安全閥型號(hào)、名稱、介質(zhì)和溫度外，尚應(yīng)注明閥體密封壓力，否則按最大密封壓力供貨。
安全閥的安裝和維護(hù)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：
①各種安全閥都應(yīng)垂直安裝。
②安全閥出口處應(yīng)無阻力，避免產(chǎn)生受壓現(xiàn)象。
③安全閥在安裝前應(yīng)專門測試，并檢查其密封性。
④對(duì)使用中的安全閥應(yīng)作定期檢查。
2、安全閥安裝前的準(zhǔn)備
安全閥安裝之前，真空技術(shù)網(wǎng)(http://genius-power.com/)認(rèn)為必須對(duì)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)予以檢查測量，確保安全閥各項(xiàng)工作性能得以充分發(fā)揮�？偨Y(jié)而言，安全閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在下述方面：
�、俦ＷC安全閥門處于開啟狀態(tài)。即先對(duì)管道予以加熱，將其熱量由管道傳至閥門。盡可能避免延長閥門本身的加熱時(shí)間。
②若安全閥上允許涂上焊劑的部件處于直立狀態(tài)，則焊劑中的水分將被蒸發(fā)掉，此時(shí)干燥的焊劑極有可能會(huì)脫落，導(dǎo)致暴露于空氣中的金屬被氧化。所以要求其在連接組裝時(shí)，應(yīng)將管道插入管套直至遇到阻擋為止。
�、郯踩y在組裝時(shí)應(yīng)確保有穩(wěn)固的支撐，保證整個(gè)釬焊操作過程中能夠時(shí)刻處于直線位置。
�、転榇_保在整個(gè)大面積上保持正常溫度，需要設(shè)置兩個(gè)焊槍。即事先對(duì)整個(gè)管道區(qū)予以預(yù)熱，之后利用乙炔火焰對(duì)連接部件予以加熱。
�、葸x取適量的焊料。若焊料過多，將導(dǎo)致部分焊料流過管道阻擋部位，堵塞密封區(qū)域；若焊料太少，將難以滿足安裝需求，從而造成安全閥門安裝工作失敗。若選用線狀焊料，則需對(duì)公稱通徑的3/4 英寸的閥門需采用3/4 的焊料。
�、蘼菁y連接。硬渣、污物若不及時(shí)清理，將造成其在管道內(nèi)不斷積累，從而直接影響到安全閥門的工作效率，導(dǎo)致多項(xiàng)工作無法正常開展。因此這就需要定期采用空氣或蒸汽對(duì)管道內(nèi)部予以清洗，以防止出現(xiàn)硬渣、污物積累。同時(shí)，管道螺紋上盡量少用管道粘接劑，而閥門螺紋上則絕對(duì)不能使用管道粘接劑，另外，切勿讓管道粘連劑流入閥體內(nèi)，以規(guī)避損壞閥瓣和閥座現(xiàn)象的發(fā)生。
�、唛y門安裝前，一定要切斷通過閥門的流體，確保閥門各項(xiàng)工作正常運(yùn)行。同時(shí)，要完全關(guān)閉閥門。
3、安全閥安裝過程中的注意事項(xiàng)
3.1、正確選擇安全閥的安裝位置
安裝位置的選擇是安全閥安裝的重要環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)較大程度上關(guān)系著安全閥是否得以正常工作。通常情況下，在選擇安全閥的安裝位置時(shí)應(yīng)滿足下述幾點(diǎn)要求：
第一，設(shè)備或管道上的安全閥，應(yīng)讓其鉛直安裝，并保證其垂直于地面，以確保閥瓣得以順利開啟和關(guān)閉。
第二，將安全閥安裝在靠近被保護(hù)設(shè)備處，以達(dá)到減小安全閥進(jìn)口管段阻力的目的。同時(shí)，為了方便檢查和維修，安全閥安裝位置不易太復(fù)雜。
第三，以鍋筒、集箱的最高位置作為安全閥的安裝位置。
第四，液體安全閥應(yīng)安裝在液面的下面。
3.2、安全閥進(jìn)出口管道的安裝
實(shí)踐表明，安全閥進(jìn)出口管道的安裝直接影響到安全閥運(yùn)行，因此，這就要求安裝安全閥進(jìn)出口管道時(shí)滿足下述條件：
第一，安全閥與(壓力容器)之間的連接管和管件的通孔截面積必須大于安全閥的進(jìn)口截面積。若多個(gè)安全閥共同使用一個(gè)進(jìn)口管道時(shí)，其進(jìn)口管道的流通截面積應(yīng)大于安全閥的進(jìn)口截面積之和。
第二，若采用螺紋連接的彈簧式安全閥，則需要與帶有螺紋的短管相連接，而短管與筒體、集箱間要采用焊接連接。
第三，必須將安全閥排放管予以固定，以防止安全閥產(chǎn)生過大的附加應(yīng)力。
第四，當(dāng)安全閥介質(zhì)結(jié)晶溫度高于最低環(huán)境溫度時(shí)，安全閥應(yīng)設(shè)有保溫夾套，同時(shí)，為防止出現(xiàn)介質(zhì)結(jié)晶，需要安裝保溫吹掃蒸汽，以確保安全閥的正常動(dòng)作性能。
3.3、安全閥的現(xiàn)場安裝
第一，安全閥安裝前，系統(tǒng)必須經(jīng)過水壓試驗(yàn)，以保證安全閥具備安裝條件。
第二，離線維修校驗(yàn)的安全閥安裝前，應(yīng)予以校驗(yàn)合格，并一一對(duì)應(yīng)安裝在相應(yīng)的設(shè)備上。
第三，安裝安全閥時(shí)應(yīng)事先檢查進(jìn)口口管道狀況是否良好，以防止安全閥受到進(jìn)出口管的外加載荷。當(dāng)發(fā)現(xiàn)其不能夠達(dá)到安全要求時(shí)應(yīng)及時(shí)予以整改。
第四，安全閥運(yùn)輸和安裝過程中，要預(yù)防碰撞和敲擊安全閥等現(xiàn)象的發(fā)生。
4、安全閥的調(diào)試
安全閥的調(diào)試對(duì)安全閥的正常高效運(yùn)作至關(guān)重要，因此應(yīng)認(rèn)真對(duì)待安全閥的調(diào)試問題，具體做法如下：
�、僮园踩y出廠后，其已經(jīng)經(jīng)過基本的調(diào)試，即上、下調(diào)整環(huán)、調(diào)整套、調(diào)整螺絲的位置均已調(diào)好，并做好了詳細(xì)的記錄，因此要求使用者在應(yīng)嚴(yán)格按照說明書予以調(diào)試。
②安全閥應(yīng)逐個(gè)調(diào)整，在調(diào)整過程中，應(yīng)密切注意容器內(nèi)壓力變化，當(dāng)其壓力達(dá)到整定壓力的80%時(shí)，可用手動(dòng)機(jī)構(gòu)開啟安全閥予以吹掃，其中每只安全閥要吹掃10～30 s 左右。同時(shí)，定期檢測安全閥排放管和其他部位的安裝質(zhì)量問題。
�、壅{(diào)試合格后，為了確認(rèn)油壓千斤頂?shù)目煽啃�，也可任選1～2 只閥門進(jìn)行實(shí)跳。實(shí)跳時(shí)先將壓力降到整定壓力的85%左右，除正在進(jìn)行調(diào)整的安全閥之外，其它安全閥閥桿頂部應(yīng)用壓緊螺絲壓住，壓緊力適中；系統(tǒng)升壓到被調(diào)安全閥起跳為止，然后將壓力恢復(fù)到正常值。安全閥調(diào)試好后，將容器內(nèi)壓力下降到80%整定壓力，將所有安全閥上壓緊螺絲松開，裝配手動(dòng)機(jī)構(gòu)，用自備鎖頭鎖住上、下調(diào)整桿鉛封，即可投運(yùn)使用。
5、安全閥在變壓吸附裝置中的設(shè)置問題
變壓吸附(PSA)的基本原理是利用吸附劑對(duì)不同氣體的吸附容量隨著壓力的變化而不同的特性，在吸附劑選擇吸附的情況下，加壓吸附混合氣中的強(qiáng)吸附組分，減壓解吸強(qiáng)吸附組分而使吸附劑再生。
變壓吸附裝置的核心組成部分是吸附器，在生產(chǎn)過程中，每個(gè)吸附器會(huì)經(jīng)過吸附、壓力降、再生、壓力升等操作步驟完成一個(gè)吸附周期，是吸附和再生的循環(huán)，這一系列循環(huán)依靠程控閥自動(dòng)控制，全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。在每臺(tái)吸附器頂部出口管線上是否設(shè)置安全閥，考慮到變壓吸附的循環(huán)過程是在恒溫度下的循環(huán)，每個(gè)程控閥是相通的，同時(shí)在總的進(jìn)出口管線上設(shè)置有控制壓力措施(如超壓放空調(diào)節(jié)閥、安全閥、高低壓報(bào)警點(diǎn)等)，因此在每臺(tái)吸附器頂部出口管線上就可以不設(shè)置安全閥；另外，在吸附器頂部出口管線上設(shè)置安全閥后，有時(shí)配管會(huì)遇到困難，同時(shí)也增加了一個(gè)可能的漏點(diǎn)，特別是對(duì)于帶抽空工藝的變壓吸附裝置(VPSA)，還有可能在抽空過程中造成空氣泄漏進(jìn)去，反而降低了裝置的安全性，因此在以往設(shè)計(jì)中，通常沒有在吸附器頂部出口管線上設(shè)置安全閥。
近年來，根據(jù)壓力容器規(guī)范的更新，以及通過HAZOP(對(duì)工藝裝置的安全性及可操作性進(jìn)行系統(tǒng)分析的方法)審查提出，各種故障(如程控閥程序控制出現(xiàn)問題，程控閥沒有正常開啟)、誤操作、設(shè)計(jì)本身存在的問題，可能使它們偏離設(shè)計(jì)工況，吸附器可能存在壓力超過其允的工作壓力的情況；在變壓吸附(PSA)整個(gè)裝置生產(chǎn)過程中的氣體大都屬于易燃易爆氣體，裝置中有很多法蘭連接的程控閥及手動(dòng)閥門，一旦由于老化磨損、安裝不當(dāng)?shù)仍蛐孤�，在遇到明火、靜電火花、電氣火花、沖擊磨擦等火源的情況下，有可能發(fā)生火災(zāi)，也可能吸附器由于附近的火源，造成吸附器發(fā)生飛溫、火災(zāi)，甚至爆炸。正因?yàn)檫@些原因，為防止吸附器的超壓、火災(zāi)爆炸，在每臺(tái)吸附器頂部上設(shè)置安全閥是有必要的。
6、結(jié)語
綜上所述，本文介紹了安全閥在現(xiàn)場安裝和調(diào)試過程中需要注意的事項(xiàng)， 給出了合理的安裝和調(diào)試的方法，同時(shí)根據(jù)壓力容器規(guī)范和HAZOP 審查的要求，提出了在變壓吸附裝置中每臺(tái)吸附器頂部管線上設(shè)置安全的必要性。
