安全阀的设计及选型

安全阀的设计及选型名词术语压力泄压阀Pressure

Relief

Valve

(PRV)安全阀

Safety

Valve泄放阀

Relief

Valve安全泄放阀 Safety

Relief

Valve安全泄放阀Safety

Relief

Valve·

即可用于蒸汽/气体介质又可用于液体介质,具有突开/调节双重动作特性。·

广义上的安全阀=安全阀+泄放阀+安全泄放阀理想的压力泄放阀被保护的系统在达到整定压力之前无泄漏只在整定压力下开启只泄放掉保护系统所需要的排量在泄放循环中性能稳定在整定压力下回座(启闭压差为零)PRV压力相关的基本概念·

最大允许工作压力(MAWP)在设计温度下,设备或管道所允许承受的最大工作压力,该压力是根据容器受压元件的有效壁厚计算所得。回座压力Reseating

Pressure：排放后阀瓣与阀座重新接触，即开启高度变为零时的进口压力。启闭压差Blowdown：整定压力与回座压力之差，通常用整定压力的百分数表示；而当整定压力小于0.3MPa时，用MPa表示。背压Back

Pressure：安全阀出口处的压力。附加背压Superimposed

back

pressure：安全阀即将动作前在阀出口处存在的静压力，是由其

他压力源在排放系统中引起的。排放背压Built

up

back

pressure：由于介质通过安全阀流入排放系统，而在阀出口处形成的压力。冷态试验差压力Cold

Differential

Test

Pressu安全阀在试验台上调整到开始开启时进口处的静压力，该压力包含了对背压和温度的修正值。与排量相关的基本术语理论排量：therotical

discharge

capacity：流横截面积与安全阀流道面积相同的理想喷管的计算流量。额定排量Certified

discharge

capacity：实测排量中允许作为安全阀使用基准的那一部分，也就是理论排量乘以额定排量系数后得到的数值。需要排量Required

capacity:设计要求安全阀最低需要达到的排量。压力%1101009590MAWP允许超压典型的整定压力整定压力偏差典型的回座压力启闭压差,%整定泄漏实验压力背压Pb(背压)入口压力泄放阀出口的压力.排放背压Built-up

back

pressure排放PRV打开介质流动入口被保护的系统附加背压（静背压）Superimposed

backpressure密闭的排放总管去火炬可能的压力源可能的压力源可能的压力源吹扫喉部面积LIFTDN压力泄放阀进口端至关闭件密封面之间流道的最小截面积．Area

＝πD2

/4。帘面积阀瓣在阀座上方升起时在其密封面间形成的圆柱形或圆锥型通道的面积．Area=πDL。排放面积压力泄放阀排放时流体通道的最小截面积处的喉部面积与帘面积之间的较小者．安全阀的演变·

普通型弹簧直接载荷PRV·

最初形态可调整的弹

簧PF通过一个可调的弹簧来改变整定压力。遗憾的是，当阀座组件升起以打开阀门时，弹簧压缩量越大，产生的向下的力越大，又限制了阀门的开启。裙边PF增加受力面积加速阀门开启减少超压在阀座组件上增加一个裙边，给向上的入口压力提供一个大一些的作用面积。当阀门开始打开，改变了下游流体的方向，即推进了阀门开启加快，又减小了前泄（当压力趋近于整定压力时，阀座的泄漏）及超压。进一步改进为达到调节回座压力的作用,又增加了一个调节圈。调节圈、喷嘴、阀瓣夹持器构成了“蓄压腔”，“蓄压腔”内的力不仅决定升力，也对回座力起决定作用。低前泄高启闭压差高前泄低启闭压差启闭压差调节圈的位置P蓄压腔F·

最终形态弹簧阀盖P2P1新因素背压阀体为保护压力泄放阀不受诸如气候及粗鲁装卸的破坏，增加了阀体与阀盖。这又引出了一个新的需要考虑的因素——背压。普通型弹簧直接载荷PRVP1出口P2启闭压差调节环整定压力调整螺钉蓄压腔入口%开高

(排量)100755090110100%整定压力通常的弹簧直接载荷PRV25前泄典型的特性曲线背压对安全阀的影响改变设定压力减小泄放量安全阀在动作时容易发生频颤背压Lift

vs

Back

PressureConventionalSpring

Valve由普通式变换为平衡波纹管PRV波纹管式安全阀作用平衡背压隔离严重腐蚀和危险性介质ConventionalSpring

ValveBalancedSpring

ValveLift

vs

Back

Pressure先导式安全阀—不受背压影响入口活塞密封不平衡移动副(活塞)导管弹性阀座P1导阀导压管P1P2出口75250阀座压紧力1001007525弹簧直接载荷PRV先导式PRV%阀座压紧5力050%整定压力标准规范ASME

IASME

VIIIAPIASME

I·

动力锅炉安全阀超压：3%ASME

VIII·

压力容器(MAWP>1.03barg)ASME

VIII对于安全阀超压的规定MAWP

(MAX.

SET)单安全阀，设计工况为非火灾工况110100·

多安全阀，设计工况为非火灾工况MAWPMULTIPLE

VALVES1161051002ND1ST·

单安全阀，设计工况为火灾工况MAWP12110021%·

多安全阀，设计工况为火灾工况第一个安全阀MAWP100110121第二个安全阀APIAPI

520Part

I

:

Sizing,

SelectionPart

II:

InstallationAPI

521Cause

of

OverpressureAPI

526DimensionAPI

527Seat

leakage

testing安全阀最小泄放面积计算·

排放介质为气体/蒸汽·1.根据背压判断排放介质的流型气体的临界流压力公式当安全阀的背压小于等于临界流压力时，流体为临界流动，否则为亚临界流动。·

对于临界流的气体，安全阀的最小泄放面积为符号

AP1

WZCKd

Kb

Kc

TM含义最小泄放面积

安全阀泄放压力即为设定压力+超压+当地大气压所需泄放量（质量流量）压缩因子由绝热指数确定的气体常数(如果不能确定,建议值为315)泄放系数*