安全閥裝置預(yù)設(shè)問(wèn)題探討

2013-11-04 何濤 四川天一科技股份有限公司

  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(guò)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(wèn)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(guò)規(guī)定值時(shí),安全閥打開(kāi),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(guò)允許值,從而保證系統(tǒng)不因壓力過(guò)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(guò)規(guī)定值時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟,通過(guò)向系統(tǒng)外排放介質(zhì)來(lái)防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過(guò)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(guò)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(kāi)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(kāi)啟行程高度≤0.05d0(最小排放喉部口徑);全啟式安全閥開(kāi)啟高度≤0.25d0(最小排放喉部口徑)。

  安全閥按結(jié)構(gòu)形式來(lái)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(lái)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(lái)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)

 、俑鞣N安全閥都應(yīng)垂直安裝。

 、诎踩y出口處應(yīng)無(wú)阻力,避免產(chǎn)生受壓現(xiàn)象。

 、郯踩y在安裝前應(yīng)專門(mén)測(cè)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://www.mp99x.cn/)認(rèn)為必須對(duì)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)予以檢查測(cè)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:

  ①保證安全閥門(mén)處于開(kāi)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(mén)。盡可能避免延長(zhǎng)閥門(mén)本身的加熱時(shí)間。

 、谌舭踩y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(guò)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(guò)多,將導(dǎo)致部分焊料流過(guò)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(mén)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(mén)需采用3/4 的焊料。

  ⑥螺紋連接。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(mén)的工作效率,導(dǎo)致多項(xiàng)工作無(wú)法正常開(kāi)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(mén)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。

  ⑦閥門(mén)安裝前,一定要切斷通過(guò)閥門(mén)的流體,確保閥門(mén)各項(xiàng)工作正常運(yùn)行。同時(shí),要完全關(guān)閉閥門(mén)。

3、安全閥安裝過(guò)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(kāi)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(guò)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(chǎng)安裝

  第一,安全閥安裝前,系統(tǒng)必須經(jīng)過(guò)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(guò)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(wèn)題,具體做法如下:

  ①自安全閥出廠后,其已經(jīng)經(jīng)過(guò)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(shuō)明書(shū)予以調(diào)試。

  ②安全閥應(yīng)逐個(gè)調(diào)整,在調(diào)整過(guò)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(kāi)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(cè)安全閥排放管和其他部位的安裝質(zhì)量問(wèn)題。

  ③調(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(mén)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(kāi),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(wèn)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(guò)程中,每個(gè)吸附器會(huì)經(jīng)過(guò)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(guò)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(guò)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(méi)有在吸附器頂部出口管線上設(shè)置安全閥。

  近年來(lái),根據(jù)壓力容器規(guī)范的更新,以及通過(guò)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(wèn)題,程控閥沒(méi)有正常開(kāi)啟)、誤操作、設(shè)計(jì)本身存在的問(wèn)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(guò)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(guò)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(mén),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(yǔ)

  綜上所述,本文介紹了安全閥在現(xiàn)場(chǎng)安裝和調(diào)試過(guò)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。