安全阀结构及其工作原理

1、安全阀结构及其工作原理安全阀是安装任石油化工承爪设备1的重要安全附科它不借助任何外力而是利用流体木身的力来摊出一定数金的流体.以防止压力趙过额定安全值的一种自动阀门其动竹可¥性和性能好坏宜橫关系到设备绘否安仝运和和人员是否受到ftJi井与资源浪骏和环境保护密切相关.在耦有承压讹徘的生产安全巾起着至关重要的作出山"安全阀是一种自动阀门,其工作原理是I当承压设备内压力超过某一特定值时，安全阀依括流体A身的力自动J札迅理ft111一定数盘的流体t'VfiJk设备的内压力降到某定値时它又自动关闭井防止流体讎绽流出使承用设备的内曲力始终低于某一值.凶此安全阀能n功阴止趙爪，避

2、如*龍的发生相人时的怖害安全阀I艮被称为承jn备的址终保护装首卩根眾安全阀的作用原理,安全阀动作过程的诸阶段,其用力值和承压设备正常匸fl爪力何的村互关系同见图1-H井做如F解释叫(1) 量大允许匸件压力：当介斶邇过安全爾排放时法电标繼允许的峽保护系统的最髙压力.以相对工柞压力的百分比盍示.(2) 排放用力t阀芯达到额定幵岛时的进口用力°<3)容器的计许I作IlJj：壶压力*此爪力用來逬存髀器號呼计算,它圧被保护杲统中介质的爪力幣宦压力；初始H聃爪丿J,安全阀在运行条件下JT总的預宦爪Zn是安全树H芯任宦抒杂件卜JF始為开!E封0B的进口压力.即是安全MN芯丿F始动作.K开所接

3、触的礎封面并有一定位移盘时的阀门进口处測轨的我压力在该爪丿卜，任规宦的运行条ffT*介St圧力产生的使阀I'开启的力同便阀芯保持在阀鹿匕的力相互平師.由法定标准规定的整定用丿允许有定的偏也整址用力僞毎金崗超过土整宦压丿或iO,015MFa.厲密対貳失爪丿h介质开期逋过关厨杆的安全阀的黃用件而浪閒的II力“卄安全阀的黄闭件是金風輛対面时幣対丧宾爪力低F初始开启压力.5)回座压力卡安全牌州放后阀芯重新与阀晦搖触.即幵启高度变为零时堆静爪力1回窕压力是安全阀达到排放压力之后,排放出超压的介质看，进口压力开第下降阀芯开姐向密封面运动11到阀芯仃阀的位移缩小为冬值的爪力值。2回庵压力与开启用力有

4、对应的比值关系，见有关国家法規、标准中规定。回飓压力值的确定，以心闭用差农示。<7）启闭压差：回座ffi力与整定压力之间的差值。通席用轅定压力的百分数来表示。在压力很低是可用Mpa表示.启闭压差可调肯的阀门.启闭爪罡的极值根据使用要求可选择卜列看之一*1）启闭压差I：卜阈值为7%整定压力和2.5%整定压力:2）启闭压差最大值：15%整定压力.卜列情形不受1：述限制：1）当流道直径小于15mm时,启闭压差量人值为15%整定II、力：2）当整定JK力zbfO.3MPa时,启闭压差垠大值为0.03MPa对于启闭压差不可调节的阀门.启闭压差的址人值为15%整宜爪力。对用不可用编介质的安全阀，康闭

5、JE差的量大值为20%整定压力，但当整定IE力小于03MPa时，闭压怎的址人值0.06MPao（8）开启高度:阀芯离开阀朋的实际行程。安全阀匚作时也要受到它后面系统中背压和附加背压力的影响。<9>机械特性:安全阀稳定的开启达到额定的开启高度,不出现频跳、颤琨、卡阻導故障,并具有良好的回座待性.1）频跳：阀芯迅速异常的来回运动，在运动中阀芯接触阀座：2频離:阀芯迅速异常的来回运动,在运动中阀芯不接触阀座。安全阀的动力学原理<1>理想动作过程承压设备（或件道行时的压力为工作压力.作状态下阀门严密不漏当压力达到井超过某一规定值（初始开心压丿J）后，安全阀迅速JF心并卄放111

6、介质.朴人丿、'FJGift度下.排放虽也达到最人值.如图1-2中的ab线，随着工作介质的人駅排出,压力急下降到回座压力，如图中的be线，当压力岸到回座压力时,阀芯在弹黄的压緊力作用下迅速闭合,如图中的cd线.阀芯一经关用就能保证必须的密封性,即再无介质漏岀，承压设备又能继续正常运行。但是，这个动作过程仪仅是-个理想的状态.任实际中是儿乎不任的，因为压力升岛到幣定用力时阀芯并没仃工即开启达到址人开高而是要经过一段泄漏过程。同时,随杵阀芯9阀鹿位移的增人.聊簧用缩址变人，它作用仗阀芯上的力也随Z逐渐期人.因此阀芯也不町能迅速开启到址人开高.图1】安全御与客个爪力的关系图1.2理想动作疋用

7、图1.3实杯功作过程（2）实际动作过程安全阀的实际动作分为四个阶段：关闭阶段、初始开启阶段、全开启阶段和冋座阶段安全阀的设计结构决定了它的动作特件，结构越介珅的安全阀，阀芯的实际动作过程越能接近理想的动作过程.卜面分析安全阀阀芯的受丿怙况以及它的实际动作过程.安全阀任冇爪力的侑况下.阀芯始终攵到两个方向相反的力的作用.设尺是阀内工作介质作用在阀芯上的力，它的作用是促使阀芯离开阀座:用则足方間与禹相反的作用力.它包括加栽机构所施加的力（对宜接我荷弾熒式安全阀就径弾贤力）、阀芯（包扌舌反冲盘、阀杆等）的取力，以及阀岀口压力（背H0的作用力.安全阀阀芯实际动作I:就足随着这两个力的变化而变化的。X用

8、用时，在阀芯与阀座之间緊密接触且接触面之间存在若接触用力.如果这个力大F或尊F安全阀所必需的密対力时它就保证安全阀严廊不漏,即条件是:F.F"e（1-1）兀中，兄是阀芯与阀朋的接触山i枳（即密対面血枳）.尹是为保证密対任单位密时面血枳上所需的压力.称为密封比爪，密封比爪尹密封面结构的材料及加【-粘度（即光洁度有关.如果禺局v知即密封面上的压力小于必需的密封力，则安全阀阀开始浪満,如图1.3中的.点,但阀芯不能开泉，因为兄，.曷0,所以住0V/T，曷V力0的过程中,阀一血是液漏的。因为这时的22间的差值匸要取决于阀内【作介质的爪力P,也就是说.勺匸竹介质的用力P达到动作压力时，它使尺列

9、V九，如时.阀开始液树随打尸的继续壇人，用问Z值逐渐减小，f至降为零.这一阶段中安全阀一血处FilttW状态。如果尸继续I：升，并使另厂，此时阀芯迅速开启，排放承迅速增加.如图13中的be线,这时的工质压力即为安全阀的整定压力刁（初始开空压力）随打阀芯上升，弹黄压ItftW大，于是局也壻人.匸质爪力也随之升為如图中的cd线当工作介质的压力升高到-定程度以后即不再增加，这时爪力达到址人值（图中的d点）即为排放压力巴（也称全开疳压力）排放压力与整定压力之差称之为超过压力通常用整定压力的百分数来农示，即，“=（巴.A）/Fzioo%.,安全阀压力达到排放斥力肓即开始下降,但丼放量仍保持不变.如图中的

10、de线。这时的排放at就是安全阀的实际排放量经过一段时间的排放后,排放就逐渐编小,如图屮的ef线.直至降到一定的数值，阀芯才开始关闭，如图中的fg线，这时的压力就是安全阀的开嬢关闭压力。但山于阀道阻力及气流等形响阀芯在开始关闭后仍会经过一段时间的浪漏压力继续下降.如中的01线。到阀豁完个恢复鹰封时的压力就是安全闻的回座压力P,、如图中的h点整定压力与回座压力之差称之为启闭压差4几"通常用整定压力的百分数来表示,即厶A产（7S"sxlOO%按阀更开启高度对将安全阀分为微启式安全阀和全航式安全阀。微启式安全阀的开A；仃竹,打：0.05A为堆小排放喉部口径）：全门式安全阀丿康离度为0.25按戎荷型分类对分为挣取式安全阀、弹簧式安全阀、5宅式安全阀和水磁体式安全阀.实际应用时，应根据实阿需要选择安全阀的类空，并帳据址大卄气“选择兀通径。介质特性和I：作状况决定了安金阀的形式选抒，一般的选取原则如下【叫（1排放气体或蒸气时,一般选用全启式