先导式安全阀的应用

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)北京航天动力研究所 作者:王学彬

1、概述

  安全阀是各类锅炉、压力容器和压力管道等设备不可缺少的安全附件,广泛应用于石油、化工、电站、冶金、核电、国防等国民经济各个部门,对于保障设备正常、安全运行具有相当重要的作用。先导式安全阀以其密封性能好、启闭压差小等特点适用于多种苛刻工况。本文针对阀门在使用过程中出现的问题,介绍先导式安全阀的基本结构原理及应用维护方法。

2、结构

  先导式安全阀由主阀和导阀组成(图1),导阀感受系统压力,通过导阀动作控制主阀的开启和关闭,导阀是一个直接作用式安全阀。根据系统的情况,导阀和主阀可以安装在同一连接处或分别安装。导阀感应管既可以连接到主阀的进口,也可直接连接到被保护设备上。

  当被保护设备的系统压力低于整定压力时,介质通过导阀被引入主阀阀瓣上部的圆顶气室。此状态下,作用在主阀阀瓣上下表面的压力相同,但上部的作用面积大于下部的面积,由此产生了保证阀门关闭的密封力。当系统压力达到整定压力时,导阀动作,将介质通向圆顶气室的通道阻断,并且将气室中的介质泄放掉,作用在阀瓣下部的介质力使主阀瓣迅速开启,主阀排放。经过超压阶段后,随着被保护设备中的压力下降,导阀关闭,使圆顶气室重新建立压力,净作用力使主阀瓣回座。

先导式安全阀

1.被保护的设备2.阀座3.阀瓣4.主阀5.导套6.盖板7.圆顶气室8.加压/泄压管9.导阀10.阀体11.感应管

图1 先导式安全阀

3、分类

  先导式安全阀按动作特性可分为开关型和调制型。

  (1)开/关(突开)型。具有主阀阀瓣全开或全关的稳定动作特性的先导式安全阀。

  (2)调制型。主阀阀瓣的开启高度与介质的压力成比例,具有逐渐开启和关闭的动作特性,但不需要是线性的。

  导阀按流动特性可分为流动型和非流动型。

  (1)流动型。在先导式安全阀整个泄放过程中,都有流体流经导阀泄放。

  (2)非流动型。只有在先导式安全阀开启和(或)关闭过程中才有流体流经导阀泄放。

4、特性

  (1)阀座软密封保证安全阀起跳前后的良好密封性。由于工作压力越高,主阀瓣上的净密封力越大,可在工作压力接近安全阀的整定压力时正常工作。

  (2)较小超压就能使主阀迅速达到全启状态(突开型)。

  (3)动作性能和开启高度不受背压的影响。

  (4)启闭压差可调。

  (5)非流动型结构减少了有害介质的排放和环境污染。

  (6)调制型阀门的比例开启特性可减少介质损失。

  (7)可在线检测安全阀的整定压力。

5、附件

  先导式安全阀可配置回流保护器、在线检测装置、过滤器和远程压力接头等附件,这些附件可进一步扩大阀门的适用范围。

  (1)在线检测接头。与其它气源和压力仪表一起,能对安全阀在线进行检测整定压力。

  (2)回流保护器。主要应用于安全阀的出口压力有可能高于进口系统压力的情况。

  (3)过滤器。导阀内部流道细小,在系统介质较脏或含有固体颗粒的场合应选配过滤器。

  (4)远程压力接头。当受保护的设备与安全阀进口间的压降超出规范允许的规定值,用远程压力接头直接将导阀与受压设备相连,使控制主阀动作的导阀感应真正系统压力。

6、应用维护

  先导式安全阀在安装上线之前,必须检查安全阀标牌上的整定压力是否满足系统要求,是否经过校验以及各处铅封是否完好。先导式安全阀须竖直安装在设备或管道上。根据《安全阀安全技术监察规程》的规定,安全阀应定期校验,一般每年至少一次。导阀的检查、试验、维修和定压可与主阀分开处理。由于存在不同类型的导阀,具体要求应咨询和遵从阀门生产厂对阀门检查、维修和试验的意见。先导式安全阀的常规维护程序包括拆解、检查、维修和调试等。

  6.1、拆解

  先拆卸连接导阀和主阀的接管将阀门分解成导阀和主阀,然后再各自分解导阀和主阀。阀门的各个零件要准确的作上记号,而且每台阀门的零件要分开摆放。

先导式安全阀的附件

图2 先导式安全阀的附件

  6.2、检查

  阀门拆解后要认真检查各部件的磨损和腐蚀情况。要检查阀座和阀瓣的密封面,看其损伤情况是否会导致阀门泄漏。还要检查弹簧是否存在裂纹和变形。由于先导式安全阀的特殊结构在检查过程中还需考虑非耐用品(O形圈,膜片、垫片)的损坏情况,导阀组件和外部管线的堵塞情况,沉积在主阀圆顶腔的物质情况,所有管路配件的泄漏情况及压力感应装置及其定位情况。

  6.3、维修

  将拆卸下来的零部件清洗,吹干,仔细检查密封面和相对运动面,若有损伤,视损伤程度,进行抛光、修理或报废。密封垫片和O形圈必须全部更新。主阀阀瓣上的密封O形圈与导套滑动面上应均匀地涂抹与介质相容的润滑脂。在装配导阀时,应避免遗漏细小零件(如顶杆等)。

  6.4、调试

  阀门修理完毕重新装配以后,要根据所需要的整定压力对弹簧进行调节。一般应该先调整导阀的整定压力,然后与主阀安装在一起进行联调。如果整定压力需要变动,调节时不能超过厂商规定的调节范围,且需要查阅有关适用的标准。遇整定压力变动超出规定范围的情况,应更换弹簧或整个导阀。

  6.5、检修记录

  在阀门重新投入使用之前,应完成所有必需的记录。这些资料为确定阀门报废和部件更换的时间提供了依据,对阀门日后的有效使用是十分重要的。

7、故障及处理

  先导式安全阀常见故障的处理方法见表1。

表1 先导式安全阀常见故障及处理方法

先导式安全阀常见故障及处理方法

8、结语

  大多数先导式安全阀的主阀及导阀采用了非金属元件,因此操作温度和介质相容性会限制其使用性能。此外,和所有泄压装置一样,流体特性如聚合或结垢的敏感程度、粘度和固体的存在以及腐蚀等问题都应予以考虑。

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