安全阀的工作原理、结构形式及安装要求规范

本网编辑 2021-09-28

安全阀是阀门家族比较特殊的一个分支，它的特殊性是因为安全阀为不同于其它阀门仅仅起到开关的作用，更重要的是要起到保护设备的安全。

安全阀在启闭件受外力作用下处于常闭状态，当设备或管道内的介质压力升高超过规定值时，是通过向系统外排放介质，来防止管道或设备内介质压力超过规定数值的特殊阀门。

安全阀属于自动阀类，主要用于锅炉、压力容器和管道上，控制压力不超过规定值，对人身安全和设备运行起重要保护作用。安全阀必须经过压力试验才能使用。

随着我国经济建设的快速发展，在带有压力操控的设备项目工程越来越多。鉴于设备泄压的需要，安全阀在保护设备过程中起到至关重要的作用。

安全阀主要被广泛应用于：蒸汽锅炉、液化石油气汽车槽车或液化石油气铁路罐车、采油井、蒸汽发电设备的高压旁路、压力管道、压力容器等。

安全阀主要结构形式

	结构形式	结构特点
1	不带调节圈微启安全阀	动作特性为比例作用式
2	带调节圈微启安全阀	动作特性为比例作用式。利用调节圈可对排放压力及启闭压差进行调节
3	反冲盘加调节圈全启安全阀	利用反冲盘使喷出气流折转而获得较大的阀瓣升力，达到全启高度。借助调节圈可对排放压力及启闭压差进行调节。其动作特性为两段作用式
4	带喷射管安全阀	利用反冲盘使喷出气流折转而获得较大的阀瓣升力，达到全启高度。借助调节圈可对排放压力及启闭压差进行调节。其动作特性为两段作用式。并设置了喷射管，利用排放气流的抽吸作用减小阀瓣上腔压力，以帮助阀门开启，获得更大的升力
5	带双调节圈全启式安全阀	在导向套和阀座上各设置一个调节圈（称上、下调节圈）。下调节圈主要用于调节排放压力，上调节圈主要用于调节启闭压差
6	带背压控制套安全阀	除带有上、下调节圈外，在其阀杆上还设置了一个背压控制套。当阀门开启时，控制套随阀杆上升，控制套外锥面与阀壳间环形通道面积增大，使阀瓣上腔背压加少，有利于阀门开启；当阀门关闭时，控制套下降，其与阀壳间环形通道面积减少，使阀瓣上腔背压增大，帮助阀门回座

	结构形式	结构特点
7	波纹管背压平衡式安全阀	波纹管的有效直径等于关闭件密封面平均直径，附加背压对阀瓣的合理为零，所以附加背压的变化不会影响阀的开启压力
8	带隔膜安全阀	采用两个腔，使弹簧、腔室同排放的介质隔离，从而保护弹簧不与腐蚀性介质接触的作用
9	带散热套安全阀	加散热套可降低弹簧腔室温度，并防止排放介质直接冲蚀弹簧。适用于高温场合
10	平衡式安全阀	阀瓣在上、下两个方向同时承受介质压力的作用，弹簧载荷仅与两个方向介质作用力的差值有关，这样就可以在高压的场合采用较小的弹簧
11	介质作用在阀瓣外围的安全阀	介质作用在阀瓣密封面外围，承受介质压力的元件是面积比阀瓣密封面大得多的膜片（也可能是活塞或波纹管），起到将介质作用力放大的效果，因而能增加密封面比压力，提高密封性，并提高阀门动作的灵敏程度
12	内装式安全阀	用于液化气槽车。由于阀门伸出到液化气罐外部分的尺寸受到限制，所以需将阀的一部分置于罐内
13	杠杆重锤式安全阀	重锤的作用力通过杠杆放大后加载于阀瓣。在阀门开启和关闭过程中载荷的大小不变。这种阀对振动较敏感，且回座性能较差
14	先导式安全阀之一	该阀为无限载荷式：加于主阀阀瓣的关闭载荷由工作介质压力提供，其大小是未限制的。在先导阀动作而对主阀驱动活塞加载之前，主阀不能开启。其优点是主阀密封性好

	结构形式	结构特点
15	先导式安全阀之二	该阀为有限载荷式：加于主阀阀瓣的关闭载荷由弹簧提供，其大小是受到限制的。即使先导阀未能起作用，主阀也能在允许的超压范围内开启。其缺点是主阀的密封性不如（先导式安全阀之一）
16	先导式安全阀（无流动调节式）	结构特点：导阀为无流动调节式；能在非常接近设定压力下无泄漏地操作；采用聚四氟乙烯软质密封材料；阀的正常动作，不受背压影响，无需波纹管；可在使用中设定开启压力，易于调节；公称压力级可达10000lbf/in2；设定压力范围0.1～25MPa 工作原理：当系统压力低于阀的设定压力时，介质压力经导阀上密封传入主阀压力室、作用在主阀瓣上，产生向下力，关闭主阀；当系统压力增加接近设定压力时，导阀活塞提升而上密封关闭，此时导阀下密封仍在关闭。系统压力在稍有增加，下密封微启、主阀压力室内压力通过导阀排除气口排除；当系统压力达到和稍高于设定压力时导阀下密封开启，排放超压，这又使导阀活塞趋于下降。此反馈作用可使主阀瓣浮于某一位置，达到调节作用；当系统压力超压，主阀瓣达到全启；当系统压力降至设定压力以外，导阀下密封关闭。进一步降压至回座压力室压力恢复，关闭主阀
17	先导式呼吸阀	先导式呼阀：呼阀阀瓣背负着由更大直径膜片构成的气室。在呼阀开启以前，保持着数倍升举力的压紧力，密封可靠；导阀提供了精确的压力保护；启闭压差可以由导阀加以调节；不受背压影响，整定压力稳定；在整定点阀瓣全启，保证了排量；阀体和密封材料，可根据介质温度选择不同材料重力式安全阀：采用了双道密封结构（海绵橡胶垫和O形圈）提供了可靠的低压密封，减少了物料损失或污染；重力式阀瓣，结构简单，维修容易；不锈钢内件，耐蚀、运行可靠；阀体，软密封材料，可根据介质、温度不同而选择特性：呼阀进口法兰与吸阀出口法兰相配连接组成呼吸阀

安装经验合集

1）容器内有气、液两相物料时安全阀应装在气相部分。

2）安全阀用于泄放可燃液体时，安全阀的出口应与事故贮罐相连。当泄放的物料是高温可燃物时，其接收容器应有相应的防护设施。

3）一般安全阀可就地放空，放空口应高出操作人员1米（m）以上且不应朝向15米（m）以内的明火地点、散发火花地点及高温设备。室内设备、容器的安全阀放空口应引出房顶，并高出房顶2米（m）以上。

4）当安全阀入口有隔断阀时，隔断阀应处于常开状态，并要加以铅封，以免出错。

5）安全阀与锅炉或压力容器之间的连接管和管件的通孔，其截面积不得小于安全阀的进口截面积；如果几个安全阀共用一个进口管道时，进口管道的流通截面积不小于安全阀的进口截面积之和。

6）安全阀与锅炉的汽包、联箱之间一般不得装设截止阀门，或取用蒸汽的引出管。安全阀与压力容器之间一般不宜装设截止阀门或其他引出管；对于盛装毒性程度为极高、高度、中度危害，易燃、腐蚀、黏性介质或贵重介质的压力容器，经使用单位主管压力容器的技术负责人批准，并制定可靠的防范措施，方可在安全阀与压力容器之间装设截止阀。压力容器正常运行期间，截止阀必须保持全开，加铅封或锁定。截止阀的结构和通径，应不得妨碍安全阀的安全泄放。

7）采用螺纹连接的弹簧式安全阀，要与带有螺纹的短管相连接，而短管与简体、集箱间要采用焊接连接。

8）安全阀必须装设排放管。排放管要尽量避免曲折和急转弯，以尽量减少阻力。排放管要直通安全地点，并有足够的流通截面积，保证排汽畅通。对于能相互作用产生化学反应的安全阀，不能共享一根排放管；当安全阀安装在有腐蚀性、可燃气体的设备上，排放时还应采取防腐蚀或防着火爆炸措施；当装设安全阀的设备内为有毒介质，且该介质的蒸汽密度大于空气密度时，从安全阀排出的介质及蒸汽要引入到密闭的系统中，并从封闭系统回收到生产中使用。

9）安全阀排放管要固定，以免使安全阀产生过大的附加应力或引起振动。

10）露天安装的安全阀，要设有防止气温低于0oC时、阀内介质所含水分结冰而影响安全阀排放的可靠措施。

11）安全阀介质结晶温度高于最低环境温度时，安全阀必须设有保温夹套，并安装保温吹扫蒸汽，防止介质结晶堵塞安全阀，影响安全阀的正常动作性能。安全阀的进出口管道也必须设计成带蒸汽保温夹套管或者增加保温蒸汽伴管，防止介质结晶堵塞管道。

12）安全阀要有防止重锤自行移动的装置和限制杠杆越轨的导架，弹簧式安全阀要有提升手把和防止随便拧动调整螺钉的装置。

13）它应垂直安装在锅商、集箱的最高位置。在安全阀和锅筒或集箱之间，不得装有取用蒸汽的出口管和阀门。

14）对于额定蒸汽压力小于或等于3.82MPa的锅炉，安全阀喉径不应小于25mm；对于额定蒸汽压力大于3.82MPa的锅炉，安全阀喉径不应小于20mm。

15）压力容器的安全阀最好直接装在压力容器本体的最高位置上。液化气体贮罐的安全阀必须装设在气相部位。一般可用短管与容器连接，则此安全阀短管的直径应不小于安全阀的阀径。

16）额定蒸发量大于0.5t/h的锅炉，至少装设两个安全阀；额定蒸发量小于或等于0.5t/h的锅炉，至少装一个安全阀。可分式省煤器出口处、蒸汽过热器出口处都必须装设安全阀。

17）安全阀的出口应无阻力，避免背压现象，若装设排泄管，其内径应大于安全阀的出口通径，安全阀排除口应注意防冻，对盛装易燃或有毒、剧毒介质的容器，排泄管应直通室外安全地点或有进行妥善处理的设施，排泄管不准装设任何阀门。

安全阀维护集锦

加强日常维护和保养，保持洁净，防止腐蚀和油垢、脏物的堵塞；经常检查铅封，防止他人随意移动杠杆式安全阀的重锤或拧动弹簧式安全阀的调节螺丝；为防止阀和阀座粘牢，根据承压设备的实际情况制定定期手拉（或手抬）排放制度，如蒸汽锅炉炉筒安全阀一般应每天人为排放一次，排放压力最好在规定最高工作压力的80％以上；发现泄漏应及时检修或更换，严禁用加大载荷（如杠杆式安全阀将重锤外移或弹簧式安全阀过分拧紧调节螺丝）的办法来消除泄漏。

安全阀每年至少做一次定期检验。检验内容包括动态检查和解体检查。动态检查的步骤分为组装、升压（至工作压力）、保压（3～5min应无泄漏）、升压动作（在开启压力下立即动作）、降压回座、再保压（回座后在工作压力下保持3min无泄漏）。

安装位置及要求

1）垂直向上安装。

2）安装位置，尽量靠近被保护的设备或管道。

3）安装在易于检修和调节之处，周围有足够空间。

4）压力容器的安全阀，安装在容器本体液面以上气相空间，也可以安装在连接点位于压力容器气相空间的管道上。

5）对于盛装易燃、毒性、黏性介质的容器、设备，可在安全阀前装截止阀，但截止阀的流通面积，不得小于安全阀的最小流通面积，并加装铅封，保证截止阀处于全开、常开状态。

6）安全阀要与截止阀反向安装，减少阀门自重力影响，避免出现应力疲劳和排放振动疲劳。

7）对于可能被物料堵塞或腐蚀的安全阀，在其入口前设爆破片，并在安全阀与爆破片之间，加装检查阀，在其入口管道上采取反吹扫、伴热或保温等防堵措施。

8）在管道上安装的安全阀，应设置在流体压力比较稳定且距波动源有一定距离的地方，不能安装在水平管道的死角处。

9）对于液体介质的管道、换热器或压力容器等，当阀门关闭可能会出现热膨胀，造成压力憋高的问题时，设置的安全阀可水平安装，直接向下排出液体。

10）对空紧急排放，管口要平整、不尖锐，没有毛刺，以防产生静电放电。