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1、特種設備專業培訓安全閥基礎知識,特種設備之安全閥,目 錄 一、安全閥的定義 二、安全閥的基本特性和要求 三、安全閥的分類 四、安全閥的構造及工作原理 五、安全閥的整定校驗 六、安全閥整定要求 七、安全閥的檢修 八、安全閥相關文件,特種設備之安全閥,一、安全閥的定義 安全閥是用于各種鍋爐、壓力容器和壓力管道上，防止壓力超過規定值的安全附件，它是一種自動機構，當壓力超過規定值后自動打開泄壓，而壓力回降到工作壓力或略低于工作壓力時又能自動關閉。它的可靠性直接關系到設備及人身的安全。發電廠中，安全閥常用在鍋爐汽包、集箱、高壓加熱器、除氧器、抽汽管道和供汽管道等容器和管道上。在化工廠中，安全閥常用在反應2、容器、儲存容器、以及壓縮氣體設備,特種設備之安全閥,二、安全閥的基本特性和要求 1、安全閥的各種壓力規定：最高允許壓力：介質通過安全閥排放時，被保護容器內允許最高壓力。運行壓力：容器在工作中經常承受的表壓力。容器的計算工作壓力：進行容器壁厚強度計算的壓力。全開壓力：安全閥在全開啟行程下的閥前壓力，它又叫排放壓力。整定壓力：調整的使安全閥開啟的入口壓力。關閉壓力：又叫回座壓力，是安全閥開啟后，當容器壓力下降到該壓力時安全閥關閉的壓力。回差：指容器的工作壓力同安全閥的關閉壓力之差。背壓：指在安全閥排出側建立起來的壓力。背壓可能是固定的，也可能是變動的，影響著安全裝置的工作，向大氣排放時，背壓為零。3、,特種設備之安全閥,2、對安全閥的工作要求 1)當達到最高允許壓力時，安全閥要盡可能開啟到應達到的高度，并排放出規定量的介質。2)達到開啟壓力時，要迅速開啟。3)安全閥在開啟狀態下排放時應穩定無震蕩。4)當壓力降低到回座壓力時，應能及時有效地關閉。5)安全閥處于關閉狀態下，應保持良好的密封性能。3、安全閥的排放能力是指在單位時間內流經安全閥的介質流量。安全閥的排放能力要保證能放掉系統中可能產生的最大過剩介質量，給予系統設備有效的保護。總結一句話：即靈敏的開啟 足量的排放 及時的回座 可靠的密封,特種設備之安全閥,三、安全閥的分類 1、按作用在閥瓣上的載荷形式分：杠桿重錘式和彈簧式（這兩種電廠應4、用最廣）。2、按作用原理分：直接作用式和間接作用式（電廠常見的是脈沖式安全閥）。3、按關閉件的開度分：微啟式（主要用于液體介質）和全啟式（主要用于蒸汽或氣體介質）。4、按結構分類杠桿重錘式安全閥；彈簧式安全閥；5、按啟座方式分脈沖安全閥；電磁泄壓閥。6、其它分類：如壓力、通徑、溫度等,四、安全閥的構造及工作原理1、杠桿重錘式安全閥 1-反沖盤 2-重錘 3-杠桿 4-閥瓣 5-閥座杠桿重錘式安全閥工作原理：重錘2通過杠桿3將重力作用在閥桿上，使閥瓣4緊壓在閥座5上，保持閥門關閉。當容器內的壓力大于重錘作用在閥瓣上的力時，閥瓣開啟，蒸汽通過環形間隙高速流出，遇到反沖盤，使流束改變方向，產生的反作5、用力使閥桿進一步上升，開大閥門。調整反沖盤的位置，可以改變安全閥的升程和回座壓力，調整重錘的位置，可以得到不同的開啟壓力。,特種設備之安全閥,2、彈簧式安全閥1-閥體 2-閥座 3-閥盤 4-彈簧套筒5-彈簧 6-噴嘴管彈簧式安全閥工作原理 全啟式兩段作用式彈簧安全門當系統處于計算壓力時，閥門處于關閉狀態，閥瓣上受到介質作用力和彈簧的作用力。當系統壓力升到閥門動作壓力時，某一瞬間，介質開始產生泄漏，隨壓力的升高，閥瓣開始升起。這種安全閥是隨著容器內壓力的升高而逐漸開啟的，它是微啟式安全閥。當系統壓力回到工作壓力或稍低于工作壓力時，安全閥關閉。,特種設備之安全閥,3、全啟式兩段作用式彈簧安全門這6、種閥門有幫助增加閥門開度的專門機構。在閥瓣上增加面積和把閥瓣的外沿做成折邊的形狀，也叫反沖盤式閥瓣，在閥座上增加一個調整環，閥座入口管做成噴嘴形狀。全啟式兩段作用式彈簧安全門工作原理：在閥門處于正常的關閉情況下，閥瓣上受到彈簧的作用力，閥瓣下受到相當于噴嘴孔面積的作用力。當壓力升高，閥門開啟，開啟是穩定而均衡的，當繼續開啟時，壓力作用到更大面積上，同時汽流在閥瓣和噴嘴環之間流動，改變流向，反作用力即沿開啟方向作用在閥瓣上，安全閥迅速地打到全開啟高度。4、平衡式安全閥波紋管平衡式安全門工作特性:波紋管的直徑等于閥座的直徑，波紋內的壓力等于大氣壓力，背壓對閥瓣的作用力為零。作用在閥瓣上下的力為介質7、壓力乘閥瓣面積。這種安全閥的閥套、閥桿、彈簧和彈簧腔室都被封住，所以不受介質的腐蝕 污染,特種設備之安全閥,1-導向套 2-波紋管3-閥盤 4-入口噴嘴5、高壓鍋爐安全閥:,特種設備之安全閥,（a）圖上調節環靠上，泄出的介質向外散開，（b）圖上調節環靠下，上調節環籠罩著噴嘴，泄出的介質向下彎曲，對閥芯產生較大的作用力，使得回座壓力降低,特種設備之安全閥,高壓鍋爐安全閥的結構特性安全閥的起跳壓力主要是通過調整螺栓改變彈簧壓力。閥門上部裝有杠桿機構，用于動作實驗時手動提升閥桿。閥體內裝有上、下兩個調節環，調節下部調節環可對閥門的關閉起緩沖作用，如果發現閥芯提升不起來，下調整環應向上移動。上調節環用8、來調節回座壓力。6、脈沖式安全閥脈沖式安全閥（主閥）工作原理正常關閉狀態下，作用在閥瓣（倒過 來的，密封面在上表面）的力平衡。當壓力升高到起座壓力時，脈沖閥開啟，脈沖汽進入主閥，作用在活塞上，使閥 桿向下移動，閥門開啟。壓力降到回座,特種設備之安全閥,7.電磁泄壓安全閥電磁泄壓閥是防止鍋爐蒸汽壓力超過規定值的保護裝置，在安全門動作之前開啟，排除多余的蒸汽，以保證鍋爐在規定壓力下正常運行。同時減少安全門的動作次數。延長安全閥的使用壽命。電磁泄壓閥工作原理整套電磁閥由主閥、控制閥、電磁線圈、APS控制器、PS型三位控制開關和隔離閥組成。控制閥設有高壓和低壓2個壓力開關，由壓力傳感元件接道的壓力信號9、，當壓力達到定值時，高壓開關和低壓開關動作，接通和斷開電磁線圈，使閥門打開和關閉。蒸汽從主閥進口A進入B室，通過主閥瓣3和導向套2之間的間隙流入C室控制閥閥瓣9在彈簧14和C室蒸汽壓力作用下，保持關閉狀態。B室和C室壓力相同。壓力升到定值時，控制器的高壓開關動作，電磁線圈通電，電磁鐵芯通過杠桿27將控制閥打開，蒸汽從D室迅速排開，C室的蒸汽壓力降低，主閥瓣上部B室的蒸汽壓力大于主閥瓣下面的彈簧壓力，使主閥打開。,特種設備之安全閥,8、安全閥的密封安全閥的質量和使用期限與其關閉件的密封面有密切的關系，密封面是安全閥最薄弱的環節。密封面的材料必須具有抗侵蝕性和耐腐蝕性，有良好的機械加工和研磨性能，10、有彈性變形的能力。當采用不同材料作為密封面時，為了防止密封面上形成角槽和遭致破壞，必須使較硬材料密封面的寬度大于較軟材料密封面的寬度。a h平面密封b.d錐形密封c球形密封f.g刀形密封e.i帶彈性密封面的密封,特種設備之安全閥,錐形密封那樣閥瓣和閥座要有高精度的同軸度。在壓力低于9.8MPa可靠，壓力更高不適合。錐形密封：適用于壓力較高的場合，在制造精密并堆焊硬質合金的情況下，它能保證閥門開啟時靈敏度高，動作穩定。帶彈性密封：又叫熱閥瓣密封形式，它適用于高溫介質中閥座和閥瓣有可能發生熱變形的場合。當介質溫度高，介質流過閥門發生節流，溫度降低，在密封材料中造成溫度梯度，引起密封材料熱變形。這種11、形式中的彈性密封面較薄，受熱均勻，因此熱變形小。,特種設備之安全閥,特種設備之安全閥,四、安全閥的整定1、電磁泄壓閥整定電磁泄壓閥電氣控制器是與之相連的容器中的壓力致動的。控制器的構造是通過整定壓力的10.5壓差而接通和斷開電氣觸點，在控制器內有雙重壓力控制開關。圖中調節螺釘A和調節螺釘B確定每個開關的操作點，當壓力增加到“整定點”時，高壓的壓力開關C動作而形成繼電器回路，而此回路使電磁閥線圈激磁，使電磁泄壓閥開啟。低壓的壓力開關D向繼電控制裝置提供一個低于高壓壓力開關的動作值，因而使電磁泄壓閥關閉。這些動作壓力可以進行非常靈敏的調節,2、全量程安全閥的整定對于新安裝的安全閥，一般來說直接進行12、起跳試驗就可，根據起跳結果判斷是否要調整，調整步驟如下：安全閥進行逐個調整。試驗過程中，注意鍋爐壓力變化。當鍋爐壓力升高整定壓力的80附近時，用手動機構開啟安全閥進行吹掃，每只安全閥要吹掃5s左右，同時檢查安全閥排放管和其它部位的膨脹量和安裝質量。當壓力升至整定壓力85左右時，除正在進行調整的安全閥之外，其它安全閥閥桿頂部應放置壓閥桿墊塊，用罩壓住閥桿。壓緊力不宜過大，輕輕的壓住閥桿就可，以免壓壞熱閥瓣（閥瓣夾持圈）和使閥桿彎曲。試驗時必須裝上手動開啟裝置，以便必要時手動排出蒸汽。吹掃之后，如安全閥有泄漏，有兩種可能性，其一是密封面上夾有異物，其二是下調節環頂住了閥瓣。此時應將鍋爐壓力降到整定13、壓力的90以下，可用手動機構開啟閥門吹掃異物。如仍制止不了泄漏，則再用手動機構將下調節環定位螺釘順時針旋轉一周，使下調節環稍微下降，即可制止泄漏。繼續升壓，當壓力到達整定壓力時，安全閥起跳，同時到達全行程。經排放鍋爐壓力下降后應回座。試跳結果達到要求，閥桿上部放置壓閥桿墊塊，帶上罩輕輕壓住閥桿。依次將所有安全閥進行調試。全部調試好后，將鍋爐壓力降至80整定壓力，將所有安全閥上的壓閥桿,特種設備之安全閥,的墊塊去除，裝上手動機構，用自備鎖 鎖住，上、下調節環的定住螺栓鉛封，即可投運使用。無論什么時候，鍋爐壓力下降至整定壓力的75以下時，不準用墊塊壓閥桿，可將往回擰松，以避免壓緊力過大，壓壞熱閥瓣14、（閥瓣夾持圈）。調試結果與規定的整定壓力相比，如提前起跳的，應將調整螺栓稍微順時針擰緊；到了整定壓力而不起跳時，可稍微將調整螺栓反時針松緩一點，將閥門在整定壓力下起跳。到了整定壓力，安全閥有蒸汽漏出，但閥門不起跳時，應反時針旋轉下調節環，使閥門起跳。但每次調整不要過多，一般調節半圈（下調節環調整螺栓），最多不超過一圈（調整螺栓旋轉一圈時，調節環約移動兩牙）。當安全閥啟閉壓差過小或產生跳動時，應順時針旋轉下調節環，使下調節環下移，每次調整不準超過兩圈。如仍滿足不了要求時，順時針旋轉上調節環，使上調節環下降，啟閉壓差可變大，跳動就會消失。當安全閥啟閉壓差過大時，反時針旋轉上調節環，使上調節環上升，15、啟閉壓差可以變小。調整上調節環，可改變啟閉壓差。最佳的調整是首先保證閥門的全行程前提下，可以調小啟閉壓差。在一般情況下調整上調節環，可得到滿意的啟閉壓差，而不要變動調整套（導向套）。但當上調節環的調整的不到滿意的啟閉壓差時才調整導向套，順時針旋轉導向套，提高閥瓣背壓減少啟閉壓差。,特種設備之安全閥,安全閥產生頻跳有兩種情況，有時與安全閥排放動作同時產生，有時接近關閉時產生。無論哪一種情況均因啟閉壓差過小而產生的，在滿足使用要求的前提下盡量不要調小啟閉壓差。頻跳與排放動作同時產生時，提升導向套或下降上調節環位置，加大啟閉壓差，可消除頻跳。另一種在接近關閉時產生頻跳，大都是因下調節環處于過高位置所16、致，應下降下調節環。閥瓣回座后有少量蒸汽泄漏時，用手動排放蒸汽吹出異物。如繼續泄漏時則可用墊塊壓住閥桿，制止泄漏。當閥座溫度達到均勻，即可制止泄漏。當仍制止不了時，則要研磨密封面。起跳壓力和回座壓力的微小誤差，就不要再調整。盡量減少調整次數，每次調整要等閥門各部溫度下降平穩后進行，一般間隔半小時。為保證人身安全，要調整上、下調節環、調整螺栓位置時，必須使鍋爐壓力下降到起跳壓力的90以下進行。排放蒸汽時應遠離閥門，不要靠近閥門，避免燙傷。1、彈簧式安全閥故障之一，密封面滲漏。原因有：密封面之間夾有雜物；密封面損壞。這種故障要靠定期檢修來預防。故障之二，靈敏度不高。原因有：彈簧疲勞；彈簧使用不當。17、彈簧疲勞，無疑應該更換。彈簧使用不當，是使用者不注意一種公稱壓力的彈簧式安全閥，有幾個壓力段，每一個壓力段有一種對應的彈簧。如公稱壓力為16公斤/厘米2的安全閥，使用壓力是2.54公斤/厘米2的壓力段，安裝了1016公斤/厘米2的彈簧，雖也能湊合開啟，但忽高忽低，很不靈敏,特種設備之安全閥,安全閥常見故障故障現象：安全閥排汽管出口有輕微的蒸汽排出。安全閥附近有輕微且頻率高的泄漏聲。原因分析：（1）鍋爐房內環境溫度（環境溫度+25）太高，造成彈簧受力下降，介質沖刷造成結合面損壞，使安全閥微泄漏。（2）檢修中對檢修工藝標準不熟練，檢修質量標準不高。處理方法1）聯系廠家根據安全閥的壓力整定參數進行適18、當的壓緊調整，直到無漏汽現場發生。加強安全閥檢修工藝的培訓，提高員工的檢修工藝水平。（2）安全閥檢修時，認真檢查閥頭、閥座結合面損害情況，根據檢查制定結合面檢修措施。（3）閥門結合面修研過程中嚴格按照廠家檢修工藝規程步驟的技術要求進行作業。（4）嚴格執行檢修文件包規定，閥芯、閥座結合面經過研磨后粗糙度達到0.025，達不到質量要求不能組裝。（5）提高運行人員操作水平，避免鍋爐超壓。,特種設備之安全閥,2023-9-22,21,六、安全閥的校驗規則1、安全閥在什么情況下需要校驗1）長期存放或第一次使用之前2）定期校驗3）嚴重損壞和銹蝕的閥4）閥門銘牌丟失的閥,特種設備之安全閥,2023-9-2219、,22,2、回座壓力的調整意義和方法 國標定義的回座壓力指安全閥達到排放狀態后，介質壓力下跌至一定值，閥瓣重新與閥座接觸，亦即開啟高度變為零是，閥門進口處的靜壓力，回座壓力太低太高都不好，太低將造成介質和能量的損失，太高則達不到排放量，造成閥門頻跳，原則是在能達到排放量的情況下盡量的調高回座壓力，降低介質和能量的損失。,特種設備之安全閥,2023-9-22,23,3、整定方法回座壓力是通過調節圈來調整的，調節的原理是間隙原理，間隙越小，噴出時阻力越大，托住閥芯下降的力越大，越不易回座，反之，間隙越大，閥芯越容易回落，回座壓力越高。對于只有下調節圈的安全閥，調節圈向上調，回座壓力下降，調節圈向下20、調，回座壓力升高；對于有上下調節圈的安全閥，上下調節圈的距離減小，回座壓力降低，上下調節圈的距離增大，回座壓力升高。,特種設備之安全閥,2023-9-22,24,4、檢驗方法及優缺點 安全閥校驗有現場校驗（在線校驗）和校驗臺校驗兩種手段，條件允許下應該盡量在現場校驗，因為現場校驗更切合實際運行工況，因而更可靠。現場校驗的優點：便于對焊接式安全閥的校驗，可測定回座壓力，測量準確。缺點是校驗時間長，系統要反復升壓，不經濟，較危險，不可以做密封性試驗。,特種設備之安全閥,2023-9-22,25,安全閥校驗原理 將帶壓力的介質通入被校驗安全閥的進口處，待介質壓力上升到安全閥開啟狀態，測得此時的壓力，21、即位開啟壓力并進行調整至規定的開啟值即完成開啟壓力的校驗。然后在壓力下降至規定值（開啟壓力的90%），用觀察壓力表或其它法定方法檢查其有無介質泄漏，即密封性校驗。,特種設備之安全閥,2023-9-22,26,七、安全閥的檢修 安全閥的修理主要是對安全閥密封面的修理，所以對安全閥密封面材料有較高的要求，基本要求是：有較高強度，可以承受較高的密封比壓：有一定的抗沖擊韌性，可以承受閥芯快速起跳回座的沖擊：有較高硬度，可以承受介質沖蝕：不能生銹，否則很快泄漏：要耐高溫，可以適用蒸汽等介質，不致高溫變軟：要耐腐蝕，可以承受酸堿等侵蝕。安全閥硬密封的主要形式有：平面密封、錐形密封、球形密封等，最常用的是平22、面密封。,特種設備之安全閥,2023-9-22,27,1、安全閥密封面的修理 安全閥密封面有金屬和非金屬兩種，非金屬密封一般用于常溫介質，金屬密封多用于高溫高壓介質。非金屬材質的密封面在損壞后，一般都將鑲圈（密封環）拆下調換，不能拆下或無備件只能用車削加工。金屬密封面在損壞不太嚴重的情況下，都采用研磨的方式。研磨分為粗磨和精磨。閥座和閥芯必須用平整的磨具進行分開研磨，不能對磨，因為對磨后出現溝漕，一經開啟回座后即泄漏。,特種設備之安全閥,2023-9-22,28,2、研磨工具、材料磨具：研磨平板：a、鑄鐵（用于粗磨）b、硬質合金（用于細磨）磨頭（用于研磨閥座）磨料：氧化鉻、白剛玉 280#、323、60#、600#W4、W2.5、W1.5磨劑：油酸、機油、菜油、豬油,特種設備之安全閥,2023-9-22,29,3、密封面的研磨 研磨是應用磨具和研磨劑，在研磨劑承受磨具一定的壓力后，對工作表面進行微量磨削，從而使工件表面磨去一層極薄的金屬，使工件表面獲得高平整度和較高的表面光潔度等級，這種工藝加工過程叫研磨。研磨的原理；研磨時，加在磨具上的研磨劑在受到工件和磨具一定的壓力后，部分磨料被嵌入磨具內。當磨具與工件作復雜的相對運動時，磨料就在工件和磨具之間作滑動、滾動，產生切削和劑壓，而使工件表面磨去一層凸峰，同時研磨劑起化學作用，很快形成一層氧化膜。,特種設備之安全閥,2023-9-22,3024、,安全閥名牌內容1）型號、規格（通徑）2）壓力等級3）流道直徑 4）公稱壓力5）使用溫度、介質 6）額定排量系數7）制造廠、制造批準書編號8）出廠年月 9）產品編號10）檢驗合格標志11）開啟壓力,特種設備之安全閥,八、安全閥的相關文件 由于安全閥的重要性，世界各國都對安全閥的設計制造制定了許多相關標準和法規。我國早期的安全閥標準大都參照前蘇聯的安全閥標準。目前采用的安全閥標準有：安全閥安全技術監察規程（TSG ZF001-2006）GB/T12241-89（安全閥一般要求）GB/T12242-89（安全閥性能試驗方法）GB/T12243-89（彈簧直接載荷式安全閥）ZB-J98-013-89（電站安全閥技術條件）API520/API526/API527（美標）,特種設備之安全閥,謝謝！,