化工装置中安全阀的安装及管道设计

随着我国社会工业化进程的不断推进, 工业发展中对化工装置的应用和要求越来越严格, 在注重设备带来技术、生产和效益提高的同时, 更应把安全放在首要位置, 尤其是化学生产安全问题。对化工装置而言, 科学、合理地进行安全阀设置及其进出口管道进行设计是一项重要的安全保障工作。

1 化工装置中安全阀安装的技术规范

1.1 安全阀概述

安全阀在正常工作条件下处于常闭状态, 当设备或管道内的介质压力升高至超过设定压力时阀门打开, 通过向系统外排放介质进行泄压以防止管道或设备内介质压力超过设计压力而产生不安全隐患的特殊阀门。安全阀是一种当管道内液体压力过高即利用自身力量排除管道内液体超出额定值的自动阀门, 当管道内液体压力恢复到安全范围内, 阀门即自动关闭。

1.2 化工装置安全阀的安装原则

(1) 在装有切断阀进行切断隔离的独立压力系统中安装安全阀, 这种类型的系统通常都为全气相、全液相或气连通的介质;

(2) 原先容器或管道的物料进口压力处未设置安全阀的须安装安全阀, 且安全阀的额定压力值比容器或管道的物料进口处压力小的, 必须安装安全阀;

(3) 某些装置的每段出口管道位置都应当安装安全阀, 如往复式压缩机、电动往复泵等;

(4) 对于加热炉装置而言, 如果已在其出口管道安装有控制和切断阀, 则应当在其上方安装安全阀;

(5) 在装置中容易引起水、电、火和爆破等安全事故的部分安装安全阀;

(6) 对于凝气透平机装置而言, 安全阀应当安装在其蒸汽出口部位的管道处、液体发生热膨胀处以及凝气积累可能导致压力超高的容器处。

(7) 液体因两端阀门关闭而产生膨胀的部位, 必须安装安全阀;

(8) 容器或管道顶部工作压力不小于0.1MPa的必须安装安全阀;

(9) 对于一些顶部操作压力不小于0.03MPa的设备装置必须安装安全阀, 如蒸馏塔和汽提塔等;

2 化工装置中安全阀的安装技术

(1) 安全阀选型完成准备安装时, 应首先对安全阀进行测试检验, 保证其封口密封良好、其承受压力大于装置内最大压力, 并且安全阀出口畅通无阻挡;

(2) 安全阀的安装发式, 除了热换器、气体管道以及容器等特殊装置采用水平安装, 其他情况下通常都使用垂直安装于装置表面;

(3) 安全阀的安装部位应当选用在易于维护且方便操作的部位, 严禁把安全阀安装在水平管道的死端, 避免管道内介质积聚产生隐患;

(4) 在进行较大的安全阀安装时, 为了方便将来安全阀拆开后吊装需要进行加设吊杆。

3 化工装置安全阀管道设计

3.1 化工装置中安全阀的进口管道设计

安全阀入口管道的最大压力损失通过最大流量计可计算出损失值, 应设计在安全阀定压的3%范围以内, 且为入口压力损失、管道阻力和切断阀阻力之和。

(1) 安全阀的安装时注意位置应当合理, 尽量贴近被保护的设备或管道;

(2) 安全阀于设备或管道的接管公称直径最大允许在入口直径的3倍内;

(3) 安全阀入口管道的直径不得小于入口的管径, 且异径管的连接也应该与安全阀的入口处相近;

(4) 安装连接时采用不小于1.5DN的长半径弯头;

(5) 在安装时应考虑并估算压力脉动值;

(6) 多个安全阀联动安装时, 进口主管截面积应大于等于格支管截面积之和;

3.2 化工装置中安全阀的出口管道设计

(1) 当管道或设备内介质需要排向大气时, 要注意排出口的位置及附近的建筑和设施, 确保安全;

(2) 安全阀排放管排向大气时, 端部切成平口, 使排出物迅速排出, 远离平台等有人之处, 靠近阀门出口低点处开设直径6-10mm的小孔, 以免雨、雪或冷凝液积聚在排出管内;

(3) 安全阀排出管直接接入泄压总管时, 公称直径大于等于50mm的支管顺流向45°斜接在泄压总管的顶部, 公称直径小于等于40mm的支管可垂直接入泄压总管顶部;

(4) 湿气体泄压系统排放管内不得有袋形积液处, 安全阀出口管道的高度应比泄压总管高。如果有特殊的情况需要其低于泄压总管, 则应在出口管道的下方做好相应的排液措施, 以免低点积液;

(5) 安全阀出口管道和泄压总管宜设3‰的坡度, 对于干气系统可不设坡度;

(6) 平稳水平地安装阀门上的闸阀阀杆, 加强阀杆的安装连接牢固度, 避免其下降引起管道堵塞;

(7) 对于有液化烃流入的管道, 因液化烃导致介质气化降低管道温度的, 则应使用体温刚体并配备相应的伴热保温装置;

(8) 在清理时会用到蒸汽进行吹扫的管道, 应考虑、计算由蒸汽产生的膨胀指数及可能产生的对安全阀的影响;

(9) 管道布置时充分考虑由于泄压排放引起的反作用力, 合理设置支架;

(10) 几个安全阀并联安装时, 出口主管截面积应大于等于格支管截面积之和;

4 结语

综上所述, 化工装置中安全阀的安装及管道设计是比较复杂精密度要求高的工作, 对化工装置运作中的稳定性和安全性也起到至关重要的作用。因此, 对化工装置进行安全阀安装及管道设计时一定要选用相匹配的尺寸型号、按照实际参数和标准认真执行。

摘要：化工装置在许多工业产业尤其是化工领域内是不可或缺的, 但由于装置内化学物多具有易燃易爆、腐蚀或有毒等不安全性质, 因此需要对化工装置中的设备或管道进行安全防护, 是保障化工装置安全的主要措施。本文主要分析了化工装置中安全阀的设置及进出口管道设计。

关键词：化工装置安全阀管道设计

参考文献

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