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弹簧外螺纹安全阀的临界流动状态

时间:2015-10-09      阅读:701

   弹簧外螺纹安全阀是一种非常重要的保护用阀门,广泛地用在各种压力容器和管道系统上,当受压系统中的压力超过规定值时,它能自动打开,把过剩的介质排放到大气中去,以保证压力容器和管道系统安全运行,防止事故的发生,而当系统内压力回降到工作压力或略低于工作压力时又能自动关闭。弹簧外螺纹安全阀工作的可靠与否直接关系到设备及人身的安全,所以必须给予重视。
  一、阀门漏泄
  在设备正常工作压力下,阀瓣与阀座密封面处发生超过允许程度的渗漏,弹簧外螺纹安全阀的泄漏不但会引起介质损失。另外,介质的不断泄漏还会使硬的密封材料遭到破坏,但是,常用的弹簧外螺纹安全阀的密封面都是金属材料对金属材料,虽然力求做得光洁平整,但是要在介质带压情况下做到不漏也是非常困难的。因此,对于工作介质是蒸汽的弹簧外螺纹安全阀,在规定压力值下,如果在出口端肉眼看不见,也听不出有漏泄,就认为密封性能是合格的。
  二、阀体结合面渗漏
  指上下阀体间结合面处的渗漏现象,造成这种漏泄的主要原因有以下几个方面:一是结合面的螺栓紧力不够或紧偏,造成结合面密封面不好。二是阀体结合面的齿形密封垫不符合标准。三是阀体结合面的平面度太差或被硬的杂质垫住造成密封失效。
  三、弹簧外螺纹安全阀动作后安全阀不动作
  这种现象通常被称为安全阀的拒动。安全阀拒动对运行中的锅炉来说危害是非常大的,是重大的设备隐患,严重影响设备的安全运行,一旦运行中的压力容器及管路中的介质压力超过额定值时,安全阀不动作,使设备超压运行极易造成设备损坏及重大事故。
  四、弹簧外螺纹安全阀回座后安全阀延迟回座时间过长发生这种故障的主要原因有以下两个方面:
  一方面是,安全阀活塞室的漏汽量大小,虽然弹簧外螺纹安全阀回座了,但存在管路中与活塞室中的蒸汽的压力仍很高,推动活塞向下的力仍很大,所以造成安全阀回座迟缓。消除这种故障的方法主要通过开大节流阀的开度和加大节流孔径加以解决,节流阀的开度开大与节流孔径的增加都使留在脉冲管内的蒸汽迅速排放掉,从而降低了活塞内的压力,使其作用在活塞上向下运动的推力迅速减小,阀芯在集汽联箱内蒸汽介质向上的推力和安全阀自身弹簧向上的拉力作用下迅速回座。
  另一方面原因就是安全阀的运动部件与固定部件之间的磨擦力过大也会造成安全阀回座迟缓,解决这种问题的方法就是将安全阀运动部件与固定部件的配合间隙控制在标准范围内。
  由于弹簧外螺纹安全阀结构的复杂性,很难测定安全阀zui小流道截面积处气流流速,从而无法根据zui小流道截流面积处是否达到音速而准确确定安全阀临界压力比。目前,判断安全阀是否达到临界流动状态的方法是测定安全阀的排量系数,认为只要排量系数不随压力比变化 ,安全阀就达到临界流动状态。实测结果是弹簧外螺纹安全阀排量总是随压力比的变化而变化 ,只不过当安全阀压力比低于0.2~0.3时,安全阀排量随压力比的变化较小,而人们认为这种较小的变化是由于测量误差引起的,从而判断全启式弹簧外螺纹安全阀临界压力比约为0.2~0.3。这一试验测定安全阀临界压力比的方法,其理论依据是在临界和超临界流动状态,压力比扰动不能超过音速面,而使喷管相对排量维持不变,即W/Wmax=1。然而,在临界或超临界流动状态,则喷管出口截面的流动已是音速流而使相对排量W/Wmax维持不变,反之,若相对排量维持不变,就判断出口截面的流动已是音速流,弹簧外螺纹安全阀处于临界流动状态则缺乏理论依据和试验证明。
 
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