蒸汽管网系统安全阀泄漏分析及对策

蒸汽管网系统安全阀泄漏分析及对策

林雪

中航飞机股份有限公司。邮编： 710089

摘要：近年来我国综合国力的不断增强，工业的迅猛发展，涌现出大量的工业企业。安全阀广泛应用于石油、化工、能源、电力行业，是承压设备中关键的超压保护装置，对人身安全和设备运行具有重要作用。因此，为了保证锅炉、压力容器和压力管道的安全运行，国内外均对安全阀的生产制造进行了严格的准入控制，设置了资质门槛。安全阀等超压保护设备必须满足当地准入许可要求。仅具备我国的安全阀制造许可难以满足国内外市场需求，也不利于产业的发展和进步，有必要加强对国外安全阀制造许可的研究。本文就蒸汽管网系统安全阀泄漏分析及对策展开探讨。

关键词：安全阀；泄漏；对策

引言

随着化工装置生产规模的日趋增大，蒸汽管网向多压力管系并存方向发展，如何使蒸汽管网适应化工装置的不同运行工况，并同时保证管网系统安全平稳运行的问题日益突出。合理的蒸汽管网设计应满足化工工艺装置可能出现的所有生产状况，对蒸汽系统的调节控制、安全放空和附属设备的设置等进行全面设计，对蒸汽管网系统容量留有一定的裕度，以确保系统能够安全可靠、平稳运行。同时，为防止系统内出现母管压力过高或过低的工况，减温减压装置与汽轮机或母管之间应有较好的联锁与自动快开装置。为保证开、停车时的平稳操作，辅机选型上也应作相应的考虑。

1安全阀的构造分类

弹簧式安全阀工作原理是利用阀瓣上的弹簧力来控制阀门的启闭。其显著优点是阀体小、重量轻、灵敏度高及启闭动作可靠，被广泛应用于工艺设备及管道上，适用于各种气体和液体的泄压。弹簧式安全阀又分为封闭式和不封闭式两种，通常应用于有毒有害及易燃易爆的介质排放中应选用封闭式，蒸汽或其他惰性气体适合选用不封闭式。在弹簧式安全阀中，亦分为带扳手及不带扳手两种类型，扳手主要用来检查阀瓣的灵活程度，必要时也可实施手动紧急泄压。其中需要注意的是当排泄介质温度大于300℃时，应主动采用带有散热片的安全阀，以免影响管道设备的运行。波纹管在弹簧式安全阀中应用较少，主要适用于排放介质腐蚀性严重或背压波动情况严重的作业中。（1）脉冲式安全阀，也称之为先导式安全阀。其主体构造由主安全阀和先导阀组成，当设备或管道内介质的压力值超过规定压力值时，先导阀先行开启，主阀和先导阀之间采用的是无缝管接通，介质沿着导管流进主安全阀，由先导阀来感应控制主阀的启闭。其作业原理是当安全阀的阀前压力未达到规定压力值时，先导阀通过整定弹簧将阀芯向阀座密封面用力，让阀芯下移与阀座紧贴，以保证主阀和导阀在闭合状态下皆无泄漏情况；当阀前压力高于达到或高于规定压力值时，弹簧将导阀阀芯向上向上推移，使导阀受力面积有阀芯面积扩至活塞受力面积，受力面积的增大导致上升力的增加，导阀随之开启。从导阀出口处排出的气体涌向主阀，主阀开启，活塞开启至最大位置，高压介质迅速得到释放。当介质压力释放到一定程度时，阀前压力回归到正常数值后，在较小的弹簧力作用下，阀芯下移封闭导阀，导阀关闭，主阀也会回归闭合状态。需要注意的是如果相关排放介质密度较大，易发生物料堵塞或腐蚀现象时，应在安全阀的入口前设置爆破片装置，防止影响作业。（2）重锤杠杆式。其工作原理是利用重锤和杠杆来平衡作用在阀门上的力。通过改变整重锤在杠杆上的位置或调节重锤的重量来调整安全阀的开启压力。其构造简单且调整容易，准确性能不受高温影响，但由于重锤杠杆式安全阀的体积较大，结构相对笨重，其密封性易受震动因素影响，所以一般适用于压力较低且无震动容器作业的高温场合中。例如锅炉及温度较高的压力容器上。

2安全阀泄漏问题

泄漏是指安全阀处在正常工作压力下的闭合状态时，由于阀瓣和阀座之间的密封面存在空隙，导致介质出现泄漏的情况。密封面出现损伤、杂质卡涩产生间隙、零部件装配不当以及弹簧功能下降都是导致安全阀发生泄漏的一些常见原因。尤其是蒸汽系统上使用的安全阀，长期处在高温、高压蒸汽不断冲蚀的工况下，如果零件的材料性能不良，就容易在零件表面产生划痕及磨损，当损伤在密封面部位时，就会造成阀瓣和阀座间密封失效泄漏。由于蒸汽介质泄漏时存在蒸汽向水变化的相变过程，所以一旦发生泄漏，程度会逐渐加剧，随着泄漏时间的延长及安全阀开启次数的增多，密封面受到高温高压蒸汽的冲蚀和磨损还会加重。

3改进蒸汽管网系统安全阀泄漏对策 

3.1在对湿性气体泄压系统中使用的排放管内不应出现袋形积液处，安全阀安装时的高度应高于泄压系统

如实际作业环境达不到此项标准，安全阀的出口管只能地域泄压主管或排出管需要太高接入总管时，可在低处易操作区设置手动放液阀或设液体储罐，并做到定期将介质排放至密闭系统内，以防止袋形管道内形成积液。如果作业地区气候较为寒冷，需用蒸汽伴热防止袋形管段发生冻结现象。蒸汽伴热管会使袋形管内的冷凝液气化，从而有效避免液化。但即使采用伴热管，仍需安放手动放液阀。

3.2减温减压

高压蒸汽有以下2个泄放途径：（1）通过减温减压装置降至中压蒸汽管网，通过全容量的减温减压装置实现；（2）通过高压蒸汽管网的放空阀排向大气。在装置实际运行中，当高压管网放空阀动作时，汽轮机故障信号、高压蒸汽管网放空阀阀位指示信号等已经通过自动调节系统给动力锅炉明确的减负荷要求，动力锅炉将会立刻降低负荷，减少高压蒸汽的供给量，直至高压放空阀关闭。

3.3泄漏对策

1. 建议在安全阀检定修理时，效验人员与使用单位人员共同对安全阀泄漏原因进行分析，确定泄漏原因是阀门本体问题还是安全阀附属管线结构影响，从根本上解决泄漏问题。（2）建议中高压蒸汽系统在安全阀选用时尽量选取带散热器式结构的安全阀，或采用耐高温优质弹簧，尽量减少介质温度对弹簧的影响，保证安全阀的整定压力和密封压力。（3）冷态效验影响蒸汽系统安全阀整定压力和密封压力，建议在安全阀效验中，尽量采用饱和蒸汽作为效验介质，避免温度对整定压力的影响。如担心在线校验对蒸汽系统压力造成波动或者蒸汽系统能源浪费也可以选择“冷态+热态”结合的校验方式，对需要效验的安全阀，在冷态效验时结合经验修正系数初调整定压力，然后在运行状态下进行升压实跳复验，减小能源消耗和工作危险性。（4）在安全阀检修中，密封面研磨这种重要工序建议增加自动化设备，采用机械研磨方式，提高安全阀阀瓣和阀座的研磨专业化水平，提高密封面结合精度。

结语

安全阀作为一种安全泄压装置，被广泛地运用于工业的生产中，其选型设计与安装直接影响着整个设备和管道的正常作业，因此对其合理使用及注意事项应充分理解、重点关注，避免因操作不当导致生产事故的情况，实现科学选用、安全生产的目标。

参考文献

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