安全閥是鍋爐、壓力容器和其他受壓力設(shè)備的安全附件，能夠有效預(yù)防由生產(chǎn)裝置超壓引起的爆炸事故。因此，安全閥在化工裝置中非常重要。要想透徹了解安全閥，就得從它的分類、特點(diǎn)、選型及安裝要求開始。

一、安全閥分類及特點(diǎn)

1.按整體結(jié)構(gòu)及加載機(jī)構(gòu)的不同

安全閥按其整體結(jié)構(gòu)及加載機(jī)構(gòu)的不同可以分為重錘杠桿式、彈簧式和脈沖式三種。

三種形式的安全閥中，用得比較普遍的是彈簧式安全閥。 

①重錘杠桿式安全閥

重錘杠桿式安全閥是利用重錘和杠桿來平衡作用在閥瓣上的力。

根據(jù)杠桿原理，它可以使用質(zhì)量較小的重錘通過杠桿的增大作用獲得較大的作用力，并通過移動(dòng)重錘的位置(或變換重錘的質(zhì)量)來調(diào)整安全閥的開啟壓力。 

優(yōu)點(diǎn)：

重錘杠桿式安全閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整容易而又比較準(zhǔn)確，所加的載荷不會(huì)因閥瓣的升高而有較大的增加，適用于溫度較高的場(chǎng)合，過去用得比較普遍，特別是用在鍋爐和溫度較高的壓力容器上。 

缺點(diǎn)：

但重錘杠桿式安全閥結(jié)構(gòu)比較笨重，加載機(jī)構(gòu)容易振動(dòng)，并常因振動(dòng)而產(chǎn)生泄漏；其回座壓力較低，開啟后不易關(guān)閉及保持嚴(yán)密。

②彈簧式安全閥

彈簧式安全閥是利用壓縮彈簧的力來平衡作用在閥瓣上的力。

螺旋圈形彈簧的壓縮量可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)它上面的調(diào)整螺母來調(diào)節(jié)，利用這種結(jié)構(gòu)就可以根據(jù)需要校正安全閥的開啟(整定)壓力。

優(yōu)點(diǎn)：

彈簧式安全閥結(jié)構(gòu)輕便緊湊，靈敏度也比較高，安裝位置不受限制，而且因?yàn)閷?duì)振動(dòng)的敏感性小，所以可用于移動(dòng)式的壓力容器上。

缺點(diǎn)：

所加的載荷會(huì)隨著閥的開啟而發(fā)生變化，即隨著閥瓣的升高，彈簧的壓縮量增大，作用在閥瓣上的力也跟著增加。這對(duì)安全閥的迅速開啟是不利的。

另外，閥上的彈簧會(huì)由于長(zhǎng)期受高溫的影響而使彈力減小。用于溫度較高的容器上時(shí)，常常要考慮彈簧的隔熱或散熱問題，從而使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜起來。     

③脈沖式安全閥 

脈沖式安全閥由主閥和輔閥構(gòu)成，通過輔閥的脈沖作用帶動(dòng)主閥動(dòng)作、其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常只適用于安全泄放量很大的鍋爐和壓力容器。

2.按介質(zhì)排放方式的不同

按照介質(zhì)排放方式的不同，安全閥又可以分為全封閉式、半封閉式和開放式等三種。

①全封閉安全閥 

全封閉式安全閥排氣時(shí)，氣體全部通過排氣管排放，介質(zhì)不能間外泄漏，主要用于介質(zhì)為有毒、易燃?xì)怏w的容器。  

②半封閉安全閥 

半封閉式安全閥所排出的氣體一部分通過排氣管，也有一部分從閥蓋與閥桿間的間隙中漏出，多用于介質(zhì)為不會(huì)污染環(huán)境的氣體的容器。

③開放式安全閥 

開放式安全閥的閥蓋是敞開的，使彈簧腔室與大氣相通，這樣有利于降低彈簧的溫度，主要適用于介質(zhì)為蒸汽，以及對(duì)大氣不產(chǎn)生污染的高溫氣體的容器。

3.按閥瓣開啟的最大高度和流道之比

按照閥瓣開啟的最大高度與安全閥流道直徑之比來劃分，安全閥主要分為微啟式安全閥和全啟式安全閥兩種。 

①微啟式安全閥 

微啟式安全閥的開啟高度小于流道直徑的1/4，通常為流道直徑的1/40一1/20。

微啟式安全閥的動(dòng)作過程是比例作用式的，主要用于液體場(chǎng)合，有時(shí)也用于排放量很小的氣體場(chǎng)合。

②全啟式安全閥      

全啟式安全閥的開啟高度大于或等于流道直徑的1/4。全啟式安全閥的排放面積是閥座喉部最小截面積。

其動(dòng)作過程是屬于兩段作用式，必須借助于一個(gè)升力機(jī)構(gòu)才能達(dá)到全開啟，全啟式安全閥主要用于氣體介質(zhì)的場(chǎng)合。

4.按作用原理

按作用原理分類，可以分為直接作用式安全閥和非直接作用式安全閥。   

①直接作用式安全閥      

直接作用式安全閥是在工作介質(zhì)的直接作用下開啟的，即依靠工作介質(zhì)壓力的作用克服加載機(jī)構(gòu)加于閥瓣的機(jī)械載荷，使閥門開啟。

這種安全閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作迅速，可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。但因?yàn)橐揽拷Y(jié)構(gòu)加載，其載荷大小受到限制，不能用于高壓、大口徑的場(chǎng)合。  

②非直接作用式安全閥 

這類安全閥可以分為先導(dǎo)式安全閥、帶動(dòng)力輔助裝置的安全閥。 

先導(dǎo)式安全閥：

是依靠從導(dǎo)閥排出的介質(zhì)來驅(qū)動(dòng)或控制的，而導(dǎo)閥本身是一個(gè)直接作用式安全閥，有時(shí)也采用其他形式的閥門。

先導(dǎo)式安全閥適用于高壓、大口徑的場(chǎng)合。先導(dǎo)式安全閥的主閥還可以設(shè)計(jì)成依靠工作介質(zhì)來密封的形式，或者可以對(duì)閥瓣施加比直接作用式安全閥大得多的機(jī)械載荷，因而具有良好的密封性能。

同時(shí)，它的動(dòng)作很少受背壓的影響。這種安全閥的缺點(diǎn)在于它的可靠性同主閥和導(dǎo)閥有關(guān)，動(dòng)作不如直接作用式安全閥那樣迅速、可靠，而且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

帶動(dòng)力輔助裝置的安全閥：

是借助于一個(gè)動(dòng)力輔助裝置，在低于正常開啟壓力的情況下強(qiáng)制安全閥開啟。

這種安全閥適用于開啟壓力很接近于工作壓力的場(chǎng)合，或需定期開啟安全閥以進(jìn)行檢查或吹除粘著、凍結(jié)的介質(zhì)的場(chǎng)合。同時(shí)，也提供了一種在緊急情況下強(qiáng)制開啟安全閥的手段。

二、安全閥選型須知

1.安全閥各種參數(shù)的確定

①確定安全閥公稱壓力。 

根據(jù)閥門材料、工作溫度和最大工作壓力選定公稱壓力。 

②確定安全閥的工作壓力等級(jí)。 

根據(jù)壓力容器的設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度選定工作壓力等級(jí)，安全閥的工作壓力與彈簧的工作壓力級(jí)有著不同的含義。

安全閥的工作壓力是指安全閥正常運(yùn)行時(shí)閥前所承受的靜壓力，它與被保護(hù)系統(tǒng)或設(shè)備的工作壓力相同。

而彈簧的工作壓力級(jí)則是指某一根彈簧所允許使用的工作壓力范圍，在該壓力范圍內(nèi)，安全閥的開啟壓力（即整定壓力）可以通過改變彈簧的預(yù)緊壓縮量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

同一公稱壓力的安全閥，根據(jù)彈簧設(shè)計(jì)要求，可以分為多種不同的工作壓力級(jí)。

選用安全閥時(shí)，應(yīng)根據(jù)所需開啟壓力值確定閥門的工作壓力級(jí)。

③確定安全閥的排放壓力Pd

安全閥的排放壓力一般為整定壓力（開啟壓力）的1.1倍，蒸汽鍋爐安全閥的排放壓力為整定壓力的1.03倍。 

④確定安全閥的通徑

根據(jù)必需排放量來確定，安全閥的排放能力≥必需排放量。

被保護(hù)系統(tǒng)所必需的排放量是指系統(tǒng)發(fā)生異常超壓時(shí)為防止超壓所必須排除的量，它是由系統(tǒng)或設(shè)備的工作條件、容量以及可能引起超壓等因素決定的。

⑤材質(zhì)的確定 

選用安全閥的材質(zhì)應(yīng)考慮介質(zhì)的工作溫度、工作壓力，介質(zhì)性能以及材料的工藝性，經(jīng)濟(jì)性等多種因素。

2.安全閥特殊結(jié)構(gòu)的確定

①對(duì)于開啟壓力大于3MPa蒸汽用的安全閥或介質(zhì)溫度超過320℃的氣體用的安全閥，應(yīng)選用帶散熱器(翅片)的安全閥。

②對(duì)承受附加背壓力的安全閥，而且其背壓力變化量超過整定壓力10％時(shí)，應(yīng)選用波紋管安全閥。

另外對(duì)使用有腐蝕性介質(zhì)的安全閥，為防止彈簧及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)受介質(zhì)腐蝕，也應(yīng)選用波紋管安全閥。

③對(duì)于易燃、毒性為極度或高度危害介質(zhì)必須采用封閉式安全閥，如需采用帶有提升機(jī)構(gòu)的，則應(yīng)采用封閉式帶板手安全閥。

④對(duì)空氣、60℃以上熱水或蒸汽等非危害介質(zhì)，應(yīng)采用帶板手安全閥。

⑤液化槽(罐)車，應(yīng)采用內(nèi)置式安全閥。 

⑥

對(duì)于泄放量大的工況，應(yīng)選用全啟式；

對(duì)于工作壓力穩(wěn)定、泄放量小的工況，宜選用微啟式；

對(duì)于高壓、泄放量大的工況，宜選用非直接起動(dòng)式，如脈沖式安全閥；

對(duì)于容器長(zhǎng)度超過6m的應(yīng)設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上安全閥。

⑦工作壓力低的固定式容器，可采用靜重式（高壓鍋）或杠桿重錘式安全閥。移動(dòng)式設(shè)備應(yīng)采用彈簧式安全閥。 

⑧對(duì)于介質(zhì)較稠且易堵塞的，宜選用安全閥與爆破片的串聯(lián)組合式的泄放裝置。

三、安全閥安裝位置及要求

1.安裝位置

①豎直向上安裝。

②安裝位置，盡量靠近被保護(hù)的設(shè)備或管道。

③安裝在易于檢修和調(diào)節(jié)之處，周圍有足夠空間。

④壓力容器的安全閥，安裝在容器本體液面以上氣相空間，也可以安裝在連接點(diǎn)位于壓力容器氣相空間的管道上。

⑤對(duì)于盛裝易燃、毒性、黏性介質(zhì)的容器、設(shè)備，可在安全閥前裝截止閥，但截止閥的流通面積，不得小于安全閥的最小流通面積，并加裝鉛封，保證截止閥處于全開、常開狀態(tài)。

⑥安全閥要與截止閥反向安裝，減少閥門自重力影響，避免出現(xiàn)應(yīng)力疲勞和排放振動(dòng)疲勞。

⑦對(duì)于可能被物料堵塞或腐蝕的安全閥，在其入口前設(shè)爆破片，并在安全閥與爆破片之間，加裝檢查閥，在其入口管道上采取反吹掃、伴熱或保溫等防堵措施。

⑧在管道上安裝的安全閥，應(yīng)設(shè)置在流體壓力比較穩(wěn)定且距波動(dòng)源有一定距離的地方，不能安裝在水平管道的死角處。

⑨對(duì)于液體介質(zhì)的管道、換熱器或壓力容器等，當(dāng)閥門關(guān)閉可能會(huì)出現(xiàn)熱膨脹，造成壓力憋高的問題時(shí)，設(shè)置的安全閥可水平安裝，直接向下排出液體。

⑩對(duì)空緊急排放，管口要平整、不尖銳，沒有毛刺，以防產(chǎn)生靜電放電。

?安全閥安裝點(diǎn)，不能使安全閥承受過大的背壓值，應(yīng)在規(guī)定允許范圍內(nèi)。

?安全閥的閥體，要支撐平穩(wěn)。

?介質(zhì)為極度和高度危害或易燃易爆介質(zhì)的容器，安全閥的排出口應(yīng)引至安全地點(diǎn)，并進(jìn)行妥善處理。

兩個(gè)以上的安全閥若共用一根排放管時(shí)，排放管的截面積應(yīng)不小于所有安全閥出口截面積的總和，但氧氣或可燃?xì)怏w以及其他能相互產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的兩種氣體不能共用一根排放管。

2.安裝要求

①對(duì)于腐蝕性介質(zhì)，安全閥要與爆破片組合安裝。

②對(duì)于高毒性介質(zhì)，要選用密封性良好的安全閥類型。

③對(duì)于高溫介質(zhì)安全閥，高溫對(duì)彈簧影響較大，應(yīng)避免選用彈簧式安全閥。

④對(duì)于重要安全閥，或者易受火災(zāi)影響的安全閥，要設(shè)置噴淋保護(hù)。

⑤對(duì)于球罐用安全閥，要安裝雙安全閥，且其中任何一個(gè)安全閥的泄壓能力，都能滿足球罐安全泄壓要求。

⑥安全閥要設(shè)置靜電跨線。

⑦為了防止安全閥反復(fù)啟閉，產(chǎn)生顫振，損壞閥門，要減少安全閥入口管道的壓力降，即加大入口管徑、縮短入口管段。