石油化工装置安全阀设计选型(石油化工装置安全泄压设施工艺设计规范) 99xcs.com

之前介绍自力式压力调节阀在化工行业应用,现在介绍石油化工装置安全阀设计选型安全阀作为压力容器、压力管等特殊设备的重要组成部分,在生产过程的安全性中发挥着重要作用,广泛应用于石化企业。为加强设备管理,石化公司目前使用各种设备管理软件,如压力容器和压力管道。但是,这些软件中安全阀的管理主要是基于设备管理账户的登记和建立,并且没有安全阀的实时管理功能。建立了安全阀校准系统,与设备管理软件共享数据库,统一管理安全阀文件的功能,实时查询验证状态和验证结果。设备管理有所改善,也提高了专业化水平和工作效率。 在石油化工装置工程设计中人们一般只重视安全阀设定压力与排量,而忽视安全阀的进、出口管道设计,但安全阀进、出口管道设计的正确与否对安全阀能否在设定的压力与排量下工作影响极大。因此,要使安全阀真正起到保护设备与管道的作用,一定要重视安全阀的进、出口管道设计。现根据工程实践, 就石油化工装置安全阀的进、出口管道设计进行探讨,供同行在设计中参考。

关键词:安全阀 进口管道 出口管道 配管设计

一、石油化工装置安全阀设计选型安全阀进口管道的设计

1.满足安全阀开启流速要求

安全阀按开启高度分类有微启式和全启式及中启式三种开启方式。

1.1微启式安全阀

微启式安全阀指阀瓣的开启高度是阀座内径的1/15~1/20。微启式安全阀的动作特性是比例作用式的。

1.2全启式安全阀

全启式安全阀是指阀瓣的开启高度是阀座内径1/3~1/4。全启式安全阀的动作特性属于两段作用式安全阀。

1.3中启式安全阀

中启式安全阀是指阀瓣的开启高度介于微启式与全启式之间。其动作特性通常相当于安全泄放阀。

对于液压系统上用的安全阀,采用微启式,而对大型石油化工工艺流程中用的安全阀,普遍采用全启式。安全阀的配管,入口管道直径不小于安全阀的入口直径;要求压力容器与泄压阀之间的所有管道和管件通孔的面积应与安全阀入口的面积相同。在一般设计工程中入口隔离阀的小流道面积选用等于或大于安全阀的入口面积。

2.石油化工装置安全阀设计选型保证安全阀运行平稳、可靠

影响安全阀可靠运行的主要原因如下。

2.1入口管道的阻力降太大,安全阀产生颤振,安全阀既要满足正常的液流运行,又要防止容器和管道内的压力超压,起到保护作用。一般情况,安全阀设定的开启压力,为正常流程工作压力的1.15倍,排放压力为 1.05~1.15倍的开启压力。回座压力应 ≥0.8倍的开启压力。在国内外标准中均限制了入口管道的阻力降,且要求很严:国内标准 GB/T12241-2005《安全阀一般要求》、HG/T20570.2-95《安全阀的设置和选用》规定:入口管道的阻力降不大于安全阀设定压力(表压)3%。因此在任何情况下,该压力降都不得超过整定压力的3%或大允许启闭压差的1/3(以两者中的较小值为准)。

结合 API标准,国内标准中的压力降应理解为管道总阻力降,包括:管道摩擦阻力降、管道静压力降、管道速度阻力降。管道摩擦阻力降由两部分组成:一部分是流体在管道内流动,由流体与管壁摩擦而引起的阻力降;另一部分是流体通过管件的变径、变方向的部位和阀门时引起的阻力降。由于管道进出口标高不同而产生的压力降称为管道静压力降。由于管道或系统的进、出口端截面不等使流体流速变化所产生的压差称为速度压力降。若安全阀入口管道的总压力降超过安全阀整定压力的3%,可增大入口管径以降低压力降。

2.2安全阀距离压力波动源太近影响安全阀的正常运行

通常安全阀应安装在受保护的设备或管道附近,这样到泄压装置入口所产生的压力损失会在允许的范围之内。但是,如果压力源处存在着压力波动,且压力的峰值接近于安全阀的整定压力,这时安全阀应安装在远离此压力源且压力较稳定的地方。在HG/T20570.2-95《安全阀的设置和选用》标准中对此有明确规定。

2.3管道应力对安全阀及其相连管道的破坏

核算在工作温度范围内管道是否需要补偿;同时要核算与安全阀入口管道相连的工艺管道热胀冷缩的长度变化。通常运用计算机来计算是否需要补偿,常用的软件为 CAESAR。