彈簧式安全閥整定壓力計算設計

彈簧式安全閥整定壓力計算設計

安全閥是啟閉件受外力作用下處于常閉狀態，當設備或管道內的介質壓力升高超過規定值時，通過向系統外排放介質來防止管道或設備內介質壓力超過規定數值的特殊閥門。安全閥選用的首在要素是整定壓力，關于安全閥整定壓力的確定和整定壓力偏差介紹：

整定壓力，是指安全閥閥瓣在運行條件下開始開啟時的預定壓力，是在閥門進口處測量的表壓力。在該壓力下，在規定的運行條件下，由介質壓力產生的使閥門開啟的力同使閥瓣保持在閥門上的力相互平衡。在該壓力下，開始有可測量的開啟高度，介質呈可由視覺或聽覺感知的連續排放狀態。

彈簧式安全閥整定壓力計算設計的調壓范圍；

即彈簧式安全閥在額定壓力下的開啟度值（MIN）；

是指彈簧式安全閥在規定試驗條件下所能承受的工作壓力。

根據GB 12224-1989《通用機械 安全閥 一般要求》的規定和GB/T 12225-1991《通用機械 帶泄放裝置的安全閥 一般要求》的規定，彈簧式安全閥的調壓范圍分別為：

1. 公稱通徑為DN50mm及以下的彈簧型和安全型安全閥的調壓范圍均為0~0.06MPa；

2. 公稱通徑為DN65mm及以上的彈簧型、杠桿型和平衡型的安全閥的調壓范圍為0~0.10MPa或0~0.05MPa；

3. 公稱通徑為DN200mm及以上且公稱壓力大于等于0.1 MPa的安全閥門應采用帶泄放裝置的安全閥門。

當公稱直徑小于或等于50 mm時，可取下列數值中的較大值：

1. 公稱直徑小于或等于50 mm、公稱壓力大于0.1 MPa時，取0.08MPa；

2. 公示直徑大于或等于50 mm、公稱壓力小于0.1 MPa時取0.008MPa。

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1）彈簧式安全閥整定壓力計算設計蒸汽鍋爐用安全閥                                                                                                 

a.鍋筒（鍋殼）及過熱器上的安全閥整定壓力應按表1。

b.省煤器、再熱器、直流鍋爐啟動分離器的安全閥整定壓力為裝設地點工作壓力的1.1倍。

c.整定壓力偏差：當整定壓力小于等于0.5MPa時為±0.015MPa，當整定壓力為0.5～2.3MPa時為±3%整定壓力，當整定壓力為2.3～7.0MPa時為±0.07MPa，當整定壓力大于7.0MPa時為±1%整定壓力。

安全閥都有公稱壓力和整定壓力。公稱壓力是指閥體最大允許承受的壓力，如公稱壓力為PN16、PN25、PN40、PN64等；整定壓力是指彈簧在壓力的作用下，達到這個設定的壓力值時，彈簧即頂起閥桿向外泄壓。如整定壓力為0.1Mpa、1.2Mpa、2.2Mpa等。公稱壓力是指的安全閥的耐壓等級，也就是說安全閥最高承受的壓力。而安全閥整定壓力是指安全閥內部達到這個壓力就起跳。整定壓力是可調的，但是整定壓力也存在分級關系，一般是在標準設定的范圍內調整。見下圖安全閥整定壓力分級表：

安全閥壓力級別范圍指的是安全閥的適用壓力范圍。因為安全閥既有最高使用壓力的限制（主要考慮安全因素），也需有壓力的限制（主要考慮使用靈敏度）。當選定安全閥型號后，應根據使用的工況所需的工作壓力進行設置，使安全閥的起跳壓力應符合相關規程，如鍋爐安全閥規定：開啟壓力較低的安全閥，其整定壓力應為工作壓力的1.12倍，且不應小于工作壓力加0.07MPa；開啟壓力較高的安全閥，其整定壓力應為工作壓力的1.14倍，且不應小于工作壓力加0.1MPa，并要根據相關規程要求進行定期校驗，調整后的安全閥應進行“鉛封”處理。

在對安全閥選型時，一般是要參考整定壓力是多大，再決定選哪個級別的公稱壓力的安全閥。比如整定壓力為0.5Mpa（5公斤），那么選公稱壓力為PN16的安全閥即可，如果選用PN25的公稱壓力的安全閥，當然也可以，只不過沒必要造成材料上的浪費。

彈簧式安全閥整定壓力計算設計鍋筒（鍋殼）及過熱器上的安全閥整定壓力

注：鍋爐上必須有一個安全閥，按表中較低的整定壓力進行調整。對有過熱器的鍋爐，按較低壓力進行調整的安全閥，必須為過熱器上的安全閥，以保證過熱器上的安全閥先開啟。表中的工作壓力，對于脈沖式安全閥系指沖量接出地點的工作壓力，對其他類型的安全閥系指安全閥裝置地點的工作壓力。

（2）熱水鍋爐用安全閥                                                                                                                                             

a. 安全閥整定壓力應按表2。

b. 整定壓力偏差：當整定壓力小于等于0.5MPa時為±0.015MPa，當整定壓力大于0.5MPa時為±3%整定壓力。

表2

注：鍋爐上必須有一個安全閥按表中較低的整定壓力進行調整。這里的工作壓力是指與安全閥直接連接部件的工作壓力。

（3）固定式壓力容器用安全閥                                                                                                                                     

a. 固定式壓力容器上只裝一個安全閥時，安全閥整定壓力不應大于壓力容器的設計壓力；固定式壓力容器上按裝多個安全閥時，其中一個安全閥的整定壓力不應大于壓力容器的設計壓力，其余安全閥的整定壓力可適當提高，但不得超過設計壓力的1.05倍。

b. 整定壓力偏差：當整定壓力小于等于0.5MPa時為±0.015MPa，當整定壓力大于0.5MPa時為±3%整定壓力。

（4）移動式壓力容器用安全閥                                                                                                                                   

a. 安全閥的整定壓力為罐體設計壓力的1.05～1.10倍，回座壓力不低于開啟壓力的0.8倍，低溫深冷型罐車安全閥的整定壓力不得超過罐體設計壓力。

b. 整定壓力偏差：當整定壓力小于等于0.5MPa時為±0.015MPa，當整定壓力大于0.5MPa時為±3%整定壓力。

（5）壓力管道用安全閥                                                                                                                                             

a.工業金屬管道用安全閥整定壓力為最大工作壓力的1.05～1.1倍；石油天然氣站內管道用安全閥整定壓力為最大工作壓力的1.05～1.15倍。

b. 整定壓力偏差：當整定壓力小于等于0.5MPa時為±0.015MPa，當整定壓力大于0.5MPa時為±3%整定壓力。

（6）醫用高壓氧艙用安全閥                                                                                                                                         

a. 安全閥的整定壓力為最高工作壓力+0.02 MPa。

b. 整定壓力偏差為±0.015MPa。

（7）壓縮機用安全閥                                                                                                                                                   

a. 安全閥的整定壓力為最高工作壓力+0.02 MPa。

b. 整定壓力偏差：當整定壓力小于等于0.5MPa時為±0.015MPa，當整定壓力大于0.5MPa時為±3%整定壓力。

安全閥屬于自動閥類，主要用于鍋爐、壓力容器和管道上，控制壓力不超過規定值，對人身安全和設備運行起重要保護作用。注安全閥必須經過壓力試驗才能使用。

1、彈簧式安全閥整定壓力計算設計開啟壓力的調整

①安全閥出廠前，應逐臺調整其開啟壓力到用戶要求的整定值。若用戶提出彈簧工作壓力級，則一般應按壓力級的下限值調整出廠。

②使用者在將安全閥安裝到被保護設備上之前或者在安裝之前，必須在安裝現場重新進行調整，以確保安全閥的整定壓力值符合要求。

③在銘牌注明的彈簧工作壓力級范圍內，通過旋轉調整螺桿改變彈簧壓縮量，即可對開啟壓力進行調節。

④在旋轉調整螺桿之前，應使閥進口壓力降低到開啟壓力的90％以下，以防止旋轉調整螺桿時閥瓣被帶動旋轉，以致損傷密封面。

⑤為保證開啟壓力值準確，應使調整時的介質條件，如介質種類、溫度等盡可能接近實際運行條件。介質種類改變，特別是當介質聚積態不同時

(例如從液相變為氣相)，開啟壓力常有所變化。工作溫度升高時，開啟壓力一般有所降低。故在常溫下調整而用于高溫時，常溫下的整定壓力值應略高于要求的開啟壓力值。高到什么程度與閥門結構和材質選用都有關系，應以制造廠的說明為根據。

⑥常規安全閥用于固定附加背壓的場合，當在檢驗后調整開啟壓力時(此時背壓為大氣壓)，其整定值應為要求的開啟壓力值減去附加背壓值。

2、彈簧式安全閥整定壓力計算設計排放壓力和回座壓力的調整

①調整閥門排放壓力和回座壓力，必須進行閥門達到全開啟高度的動作試驗，因此，只有在大容量的試驗裝置上或者在安全閥安裝到被保護設備上之后才可能進行。其調整方法依閥門結構不同而不同。

②對于帶反沖盤和閥座調節圈的結構，是利用閥座調節圈來進行調節。擰下調節圈固定螺釘，從露出的螺孔伸人一根細鐵棍之類的工具，即可撥動調節圈上的輪齒，使調節圈左右轉動。當使調節圈向左作逆時針方向旋轉時，其位置升高，排放壓力和回座壓力都將有所降低。反之，當使調節圈向右作順時針方向旋轉時，其位置降低，排放壓力和回座壓力都將有所升高。每一次調整時，調節：圈轉動的幅度不宜過大(一般轉動數齒即可)。每次調整后都應將固定螺釘擰上，使其端部位于調節圈兩齒之間的凹槽內，既能防止調節圈轉動，又不對調節圈產生徑向壓力。為了安全起見，在撥動調節圈之前，應使安全閥進口壓力適當降低(一般應低于開啟壓力的90％)，以防止在調整時閥門突然開啟，造成事故。

③對于具有上、下調節圈(導向套和閥座上各有一個調節圈)的結構，其調整要復雜一些。閥座調節圈用來改變閥瓣與調節圈之間通道的大小，從而改變閥門初始開啟時壓力在閥瓣與調節圈之間腔室內積聚程度的大小。當升高閥座調節圈時，壓力積聚的程度增大，從而使閥門比例開啟的階段減小而較快地達到突然的急速開啟。因此，升高閥座調節圈能使排放壓力有所降低。應當注意的是，閥座調節圈亦不可升高到過分接近閥瓣。那樣，密封面處的泄漏就可能導致閥門過早地突然開啟，但由于此時介質壓力還不足以將閥瓣保持在開啟位置，閥瓣隨即又關閉，于是閥門發生頻跳。

上調節圈用來改變流動介質在閥瓣下側反射后折轉的角度，從而改變流體作用力的大小，以此來調節回座壓力。升高上調節圈時，折轉角減小，流體作用力隨之減小，從而使回座壓力增高。反之，當降低上調節圈時，回座壓力降低。當然，上調節圈在改變回座壓力的同時，也影響到排放壓力，即升高上調節圈使排放壓力有所升高，降低上調節圈使排放壓力有所降低，但其影響程度不如回座壓力那樣明顯。

3、彈簧式安全閥整定壓力計算設計鉛封

安全閥調整完畢，應加以鉛封，以防止隨便改變已調整好的狀況。當對安全閥進行整修時，在拆卸閥門之前應記下調整螺桿和調節圈的位置，以便于修整后的調整工作。重新調整后應再次加以鉛封。