第三章3防爆泄压装置

1、第三节第三节 防火防爆安全防火防爆安全装置装置防爆泄压装置防爆泄压装置阻火装置阻火装置常用阀门常用阀门防爆工具防爆工具防爆泄压装置防爆泄压装置安全阀安全阀爆破片爆破片机械呼吸阀机械呼吸阀液压安全阀液压安全阀一、安全阀一、安全阀是通过（安全阀）阀瓣开启泄放出流体介质而降是通过（安全阀）阀瓣开启泄放出流体介质而降低容器内压力的一种阀门。低容器内压力的一种阀门。（一）使用场所（一）使用场所化工设备上有超压危险的压力容器上化工设备上有超压危险的压力容器上（二）种类（二）种类（三）工作原理（三）工作原理（四）工作特点（四）工作特点（五）安全与维护（五）安全与维护1 1、按加载方式分类：、按加载方式分类：

2、2 2、按阀瓣的开启特性分类、按阀瓣的开启特性分类3 3、介质排放的方式分类、介质排放的方式分类杠杆式、弹簧式杠杆式、弹簧式杠杆式：杠杆式：可以用移动重锤的位置或变更重锤的重可以用移动重锤的位置或变更重锤的重量来调节安全阀的开启压力。量来调节安全阀的开启压力。优点：结构简单，作用力可调节，所加荷载不随优点：结构简单，作用力可调节，所加荷载不随阀瓣升高而改变，且适用于温度较高场所。阀瓣升高而改变，且适用于温度较高场所。缺点：结构笨重，占有空间大；安装的垂直度要缺点：结构笨重，占有空间大；安装的垂直度要求高；对振动敏感，易出现泄漏；不适用于移动求高；对振动敏感，易出现泄漏；不适用于移动设备；不宜持

3、续运行。设备；不宜持续运行。弹簧式：弹簧式：通过调节阀杆上的压紧螺母来改变弹簧对阀瓣通过调节阀杆上的压紧螺母来改变弹簧对阀瓣的作用力，适应开启要求。的作用力，适应开启要求。优点：结构轻便紧凑，灵敏度高；安装位置不受严格控优点：结构轻便紧凑，灵敏度高；安装位置不受严格控制；对振动的敏感性差，可以用在移动式压力容器上。制；对振动的敏感性差，可以用在移动式压力容器上。缺点：缺点：所加荷载会随着阀瓣的开启而变化，（随着阀瓣的所加荷载会随着阀瓣的开启而变化，（随着阀瓣的升高，弹簧的弹力增强，作用于阀瓣上的压力略有升高，弹簧的弹力增强，作用于阀瓣上的压力略有加大）不利于阀瓣开启（具有滞后性）；加大）不利于

4、阀瓣开启（具有滞后性）；温度会影响弹簧的强度，在高温状态下应采取降温温度会影响弹簧的强度，在高温状态下应采取降温或隔热措施；或隔热措施；弹簧长期使用，有可能失效。弹簧长期使用，有可能失效。微启式：微启式：阀瓣完全开启后，阀瓣与阀座间的环隙面积不小阀瓣完全开启后，阀瓣与阀座间的环隙面积不小于于1/51/51/101/10倍阀孔的通道截面积，即开启高度倍阀孔的通道截面积，即开启高度hh（1/201/201/401/40）d dd-d-阀座的喉径：安全阀阀座通路的最小截面的阀座的喉径：安全阀阀座通路的最小截面的直径。直径。适用与泄放量不大的泄压场所或要求压力波动较适用与泄放量不大的泄压场所或要求压力

5、波动较小的场合。小的场合。中启式中启式：h h约为约为 （1/71/71/151/15）d d全启式全启式：h h1/4d1/4d全封闭式：全封闭式：介质全部通过阀的泄放口排出，用于有毒、易燃、介质全部通过阀的泄放口排出，用于有毒、易燃、易爆介质的容器泄压。易爆介质的容器泄压。半封闭式：半封闭式：介质大部分通过阀的泄放口排出，小部分由阀盖介质大部分通过阀的泄放口排出，小部分由阀盖和阀杆的间隙漏出，多用于不会污染环境的介质和阀杆的间隙漏出，多用于不会污染环境的介质的泄放。的泄放。敞开式：敞开式：阀体无泄放管接口，介质直接排放到周围大气中，阀体无泄放管接口，介质直接排放到周围大气中，此类安全阀常用

6、于空压机。此类安全阀常用于空压机。pep0pwprdhP0P114325图图 微启式安全阀微启式安全阀1-阀体；阀体； 2-阀座；阀座； 3-阀瓣；阀瓣； 4-加载机构（弹簧）；加载机构（弹簧）； 5-阀杆阀杆P21）正常工作阶段：）正常工作阶段：P2-P1Aq（A：密封面的有效接触面积；：密封面的有效接触面积；q：密封比压力）：密封比压力）2） 0P2-P1 Aq，此时密封不式很好，此时密封不式很好，但阀瓣仍未开启。但阀瓣仍未开启。3） P2-P1 =0，安全阀处于临界状态，安全阀处于临界状态，P0=（1.051.10）Pw，P0为开启压力。为开启压力。4 4） P P2 2-P-P1 1

7、0 0，开启阶段。最大泄放量，开启阶段。最大泄放量处所对应的压力称为泄放压力，处所对应的压力称为泄放压力，P Pr r。5 5）P P1 1 P Pr r，介质压力小于泄放压力，介质压力小于泄放压力，阀瓣开始下降，开启高度变小，这一阶阀瓣开始下降，开启高度变小，这一阶段称为闭合阶段段称为闭合阶段6 6） P P1 1 = P = Pe e。回座压力：阀瓣重新与阀座接触，开启回座压力：阀瓣重新与阀座接触，开启高度变为零时，安全阀进口处的净压力高度变为零时，安全阀进口处的净压力值。值。 P Pe e = =（0.89-0.990.89-0.99）P Pw w（四）安全阀的工作特点（四）安全阀的工作

8、特点优点：优点：保证设备连续性工作；保证设备连续性工作；结构简单，安装方便，应用范围广。结构简单，安装方便，应用范围广。缺点：缺点：对爆炸突发性强、压力上升快的容器不适用；对爆炸突发性强、压力上升快的容器不适用；介质压力波动，使得安全阀密封性不是十分良好，介质压力波动，使得安全阀密封性不是十分良好，会产生轻微泄漏，不适用于有毒气体；会产生轻微泄漏，不适用于有毒气体；不适用于粘稠介质或沉淀物质；不适用于粘稠介质或沉淀物质；弹簧在高温状态下弹性消失，增加保护措施又会使弹簧在高温状态下弹性消失，增加保护措施又会使结构复杂，所以不适用于高温场所。结构复杂，所以不适用于高温场所。二、爆破片二、爆破片（一

9、）组成（一）组成爆破片是一种断裂式的安全泄压装置，由爆破片和爆破片是一种断裂式的安全泄压装置，由爆破片和夹持器等组成。夹持器等组成。爆破片：爆破片：在标定爆破压力和设计爆破温度下能够迅在标定爆破压力和设计爆破温度下能够迅速爆破而起到泄压作用的元件。速爆破而起到泄压作用的元件。夹持器：夹持器：具有设计给定的排放口直径，能够保证爆具有设计给定的排放口直径，能够保证爆破片边缘牢固加紧密封，并能使爆破片获得准确爆破片边缘牢固加紧密封，并能使爆破片获得准确爆破压力的一对配合元件。破压力的一对配合元件。（二）形式（二）形式金属平板型；普通正拱型；开缝正拱型；反拱型等。金属平板型；普通正拱型；开缝正拱型；反

10、拱型等。图7 爆破装置示意图1-爆破片；2-夹持器12正拱形爆破片正拱形爆破片反拱形爆破片反拱形爆破片（三）选用要求（三）选用要求爆破压力爆破压力标定爆破压力标定爆破压力最低标定爆破压力最低标定爆破压力设计爆破压力设计爆破压力泄放面积泄放面积适用介质及适用介质及使用温度使用温度（四）特点（四）特点优点：无泄漏，动作迅速，对毒性物质、有沉淀生优点：无泄漏，动作迅速，对毒性物质、有沉淀生成的反应及粘性物质也适用。成的反应及粘性物质也适用。缺点：不能保证生产的连续性。缺点：不能保证生产的连续性。爆破片的最高使用温度爆破片的最高使用温度爆破片材料爆破片材料单独单独使用使用膜片覆盖保护层膜片覆盖保护层聚

11、四氟乙烯聚四氟乙烯 氟化乙丙稀氟化乙丙稀纯铝纯铝100100100100100100纯银纯银120120120120120120纯铜纯铜200200200200200200纯镍纯镍400400260260200200奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢400400260260200200蒙乃尔蒙乃尔430430260260200200因科镍因科镍480480260260200200（五）爆破片材料的选用五）爆破片材料的选用选择抗拉强度低的材料，以免最大泄爆压力选择抗拉强度低的材料，以免最大泄爆压力提高；提高；耐腐蚀性能好，以免受腐蚀降低开启压力；耐腐蚀性能好，以免受腐蚀降低开启压力；抗老化疲劳性能好；抗老

12、化疲劳性能好；尽可能轻，使开启时惯性小，动作时间短；尽可能轻，使开启时惯性小，动作时间短；如在高温下使用，则要选择耐高温的材料。如在高温下使用，则要选择耐高温的材料。（六）安装要求：（六）安装要求：防止错用爆破片；防止错用爆破片；爆破片与容器相连的管线应为直管；爆破片与容器相连的管线应为直管；泄放管线应尽可能垂直安装；泄放管线应尽可能垂直安装；排放管线的内径应小于爆破元件的泄放口径；排放管线的内径应小于爆破元件的泄放口径；爆破片应与容器液面以上的气相空间相连；爆破片应与容器液面以上的气相空间相连；安装要可靠。安装要可靠。安全阀与爆破片组合使用安全阀与爆破片组合使用（一）串联使用（一）串联使用1

13、 1、爆破片设在安全阀入口侧、爆破片设在安全阀入口侧防止介质腐蚀，堵塞安全阀；防止介质腐蚀，堵塞安全阀；使容器可以连续工作。使容器可以连续工作。2 2、爆破片设在安全阀出口侧、爆破片设在安全阀出口侧防止安全阀泄漏；防止安全阀泄漏；使爆破片免受脉动荷载的作用而产生疲劳失效。使爆破片免受脉动荷载的作用而产生疲劳失效。（二）并联使用（二）并联使用1 1、安全阀与爆破片并联：、安全阀与爆破片并联：安全阀为一级泄安全阀为一级泄放，爆破片为二级泄放放，爆破片为二级泄放2 2、两个安全阀并联：、两个安全阀并联：报警，逐级泄放报警，逐级泄放3 3、两个爆破片并联：、两个爆破片并联：开孔补强开孔补强三、机械呼吸

14、阀三、机械呼吸阀使用注意事项：使用注意事项：尺寸必须根据油罐的收发量正确尺寸必须根据油罐的收发量正确选择选择；阀盘与阀座必须完好，不漏气，装设必须垂阀盘与阀座必须完好，不漏气，装设必须垂直；直；应经常注意阀的操作情况与阀外防护网的完应经常注意阀的操作情况与阀外防护网的完整情况；整情况；阀座宽度应尽量小，最好不超过阀座宽度应尽量小，最好不超过2mm2mm；阀盘应用有色金属制造，防止跳动时产生火阀盘应用有色金属制造，防止跳动时产生火花。花。油罐的收发量油罐的收发量（m3/h）装置呼吸阀数装置呼吸阀数呼吸阀管径呼吸阀管径（mm）253003001 11 11 11 11 12 25050100100

15、150150200200250250200200 机械呼吸阀的选择机械呼吸阀的选择 四、液压安全阀四、液压安全阀当机械呼吸阀发生故障失灵时，液压安全阀就当机械呼吸阀发生故障失灵时，液压安全阀就能代替机械呼吸阀进行排气或吸气。一般来看，能代替机械呼吸阀进行排气或吸气。一般来看，液压安全阀的工作压力较机械呼吸阀高出液压安全阀的工作压力较机械呼吸阀高出5 51010，故正常情况下是不会动作的。，故正常情况下是不会动作的。（一）工作原理（一）工作原理（二）内隔壁的浸油深度计算（二）内隔壁的浸油深度计算 内隔壁浸油深度出气压力油柱高度内隔壁浸油深度出气压力油柱高度进气进气压力油柱高度压力油柱高度/（出气压力油柱高度进气压（出气压力油柱高度进气压力油柱高度）力油柱高度）油柱高度水柱高度油柱高度水柱高度/油的密度油的密度例：某油罐机械呼吸阀的正压为例：某油罐机械呼吸阀的正压为200mmH2O，负