弹簧式安全阀整定压力计算设计
- 2024/5/14 14:19:59
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弹簧式安全阀整定压力计算设计
安全阀是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，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。安全阀选用的首在要素是整定压力，关于安全阀整定压力的确定和整定压力偏差介绍：
整定压力，是指安全阀阀瓣在运行条件下开始开启时的预定压力，是在阀门进口处测量的表压力。在该压力下，在规定的运行条件下，由介质压力产生的使阀门开启的力同使阀瓣保持在阀门上的力相互平衡。在该压力下，开始有可测量的开启高度，介质呈可由视觉或听觉感知的连续排放状态。
弹簧式安全阀整定压力计算设计的调压范围；
即弹簧式安全阀在额定压力下的开启度值（MIN）；
是指弹簧式安全阀在规定试验条件下所能承受的工作压力。
根据GB 12224-1989《通用机械 安全阀 一般要求》的规定和GB/T 12225-1991《通用机械 带泄放装置的安全阀 一般要求》的规定，弹簧式安全阀的调压范围分别为：
1. 公称通径为DN50mm及以下的弹簧型和安全型安全阀的调压范围均为0~0.06MPa；
2. 公称通径为DN65mm及以上的弹簧型、杠杆型和平衡型的安全阀的调压范围为0~0.10MPa或0~0.05MPa；
3. 公称通径为DN200mm及以上且公称压力大于等于0.1 MPa的安全阀门应采用带泄放装置的安全阀门。
当公称直径小于或等于50 mm时，可取下列数值中的较大值：
1. 公称直径小于或等于50 mm、公称压力大于0.1 MPa时，取0.08MPa；
2. 公示直径大于或等于50 mm、公称压力小于0.1 MPa时取0.008MPa。
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1）弹簧式安全阀整定压力计算设计蒸汽锅炉用安全阀
a.锅筒（锅壳）及过热器上的安全阀整定压力应按表1。
b.省煤器、再热器、直流锅炉启动分离器的安全阀整定压力为装设地点工作压力的1.1倍。
c.整定压力偏差：当整定压力小于等于0.5MPa时为±0.015MPa，当整定压力为0.5～2.3MPa时为±3%整定压力，当整定压力为2.3～7.0MPa时为±0.07MPa，当整定压力大于7.0MPa时为±1%整定压力。
安全阀都有公称压力和整定压力。公称压力是指阀体最大允许承受的压力，如公称压力为PN16、PN25、PN40、PN64等；整定压力是指弹簧在压力的作用下，达到这个设定的压力值时，弹簧即顶起阀杆向外泄压。如整定压力为0.1Mpa、1.2Mpa、2.2Mpa等。公称压力是指的安全阀的耐压等级，也就是说安全阀最高承受的压力。而安全阀整定压力是指安全阀内部达到这个压力就起跳。整定压力是可调的，但是整定压力也存在分级关系，一般是在标准设定的范围内调整。见下图安全阀整定压力分级表：
安全阀压力级别范围指的是安全阀的适用压力范围。因为安全阀既有最高使用压力的限制（主要考虑安全因素），也需有压力的限制（主要考虑使用灵敏度）。当选定安全阀型号后，应根据使用的工况所需的工作压力进行设置，使安全阀的起跳压力应符合相关规程，如锅炉安全阀规定：开启压力较低的安全阀，其整定压力应为工作压力的1.12倍，且不应小于工作压力加0.07MPa；开启压力较高的安全阀，其整定压力应为工作压力的1.14倍，且不应小于工作压力加0.1MPa，并要根据相关规程要求进行定期校验，调整后的安全阀应进行“铅封”处理。
在对安全阀选型时，一般是要参考整定压力是多大，再决定选哪个级别的公称压力的安全阀。比如整定压力为0.5Mpa（5公斤），那么选公称压力为PN16的安全阀即可，如果选用PN25的公称压力的安全阀，当然也可以，只不过没必要造成材料上的浪费。
弹簧式安全阀整定压力计算设计锅筒（锅壳）及过热器上的安全阀整定压力
| 额定工作压力（MPa） | 安全阀的整定压力（MPa） |
| ≤0.8 | 工作压力+0.03 |
| 工作压力+0.05 | |
| 0.8＜P≤5.9 | 1.04倍工作压力 |
| 1.06倍工作压力 | |
| ＞5.6 | 1.05倍工作压力 |
| 1.08倍工作压力 |
注：锅炉上必须有一个安全阀，按表中较低的整定压力进行调整。对有过热器的锅炉，按较低压力进行调整的安全阀，必须为过热器上的安全阀，以保证过热器上的安全阀先开启。表中的工作压力，对于脉冲式安全阀系指冲量接出地点的工作压力，对其他类型的安全阀系指安全阀装置地点的工作压力。
（2）热水锅炉用安全阀
a. 安全阀整定压力应按表2。
b. 整定压力偏差：当整定压力小于等于0.5MPa时为±0.015MPa，当整定压力大于0.5MPa时为±3%整定压力。
表2
| 热水锅炉用安全阀整定压力（MPa） |
| 1.12倍工作压力但不小于工作压力+0.07MPa |
| 1.14倍工作压力但不小于工作压力+0.10MPa |
注：锅炉上必须有一个安全阀按表中较低的整定压力进行调整。这里的工作压力是指与安全阀直接连接部件的工作压力。
（3）固定式压力容器用安全阀
a. 固定式压力容器上只装一个安全阀时，安全阀整定压力不应大于压力容器的设计压力；固定式压力容器上按装多个安全阀时，其中一个安全阀的整定压力不应大于压力容器的设计压力，其余安全阀的整定压力可适当提高，但不得超过设计压力的1.05倍。
b. 整定压力偏差：当整定压力小于等于0.5MPa时为±0.015MPa，当整定压力大于0.5MPa时为±3%整定压力。
（4）移动式压力容器用安全阀
a. 安全阀的整定压力为罐体设计压力的1.05～1.10倍，回座压力不低于开启压力的0.8倍，低温深冷型罐车安全阀的整定压力不得超过罐体设计压力。
b. 整定压力偏差：当整定压力小于等于0.5MPa时为±0.015MPa，当整定压力大于0.5MPa时为±3%整定压力。
（5）压力管道用安全阀
a.工业金属管道用安全阀整定压力为最大工作压力的1.05～1.1倍；石油天然气站内管道用安全阀整定压力为最大工作压力的1.05～1.15倍。
b. 整定压力偏差：当整定压力小于等于0.5MPa时为±0.015MPa，当整定压力大于0.5MPa时为±3%整定压力。
（6）医用高压氧舱用安全阀
a. 安全阀的整定压力为最高工作压力+0.02 MPa。
b. 整定压力偏差为±0.015MPa。
（7）压缩机用安全阀
a. 安全阀的整定压力为最高工作压力+0.02 MPa。
b. 整定压力偏差：当整定压力小于等于0.5MPa时为±0.015MPa，当整定压力大于0.5MPa时为±3%整定压力。
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。注安全阀必须经过压力试验才能使用。
1、弹簧式安全阀整定压力计算设计开启压力的调整
①安全阀出厂前，应逐台调整其开启压力到用户要求的整定值。若用户提出弹簧工作压力级，则一般应按压力级的下限值调整出厂。
②使用者在将安全阀安装到被保护设备上之前或者在安装之前，必须在安装现场重新进行调整，以确保安全阀的整定压力值符合要求。
③在铭牌注明的弹簧工作压力级范围内，通过旋转调整螺杆改变弹簧压缩量，即可对开启压力进行调节。
④在旋转调整螺杆之前，应使阀进口压力降低到开启压力的90％以下，以防止旋转调整螺杆时阀瓣被带动旋转，以致损伤密封面。
⑤为保证开启压力值准确，应使调整时的介质条件，如介质种类、温度等尽可能接近实际运行条件。介质种类改变，特别是当介质聚积态不同时
(例如从液相变为气相)，开启压力常有所变化。工作温度升高时，开启压力一般有所降低。故在常温下调整而用于高温时，常温下的整定压力值应略高于要求的开启压力值。高到什么程度与阀门结构和材质选用都有关系，应以制造厂的说明为根据。
⑥常规安全阀用于固定附加背压的场合，当在检验后调整开启压力时(此时背压为大气压)，其整定值应为要求的开启压力值减去附加背压值。
2、弹簧式安全阀整定压力计算设计排放压力和回座压力的调整
①调整阀门排放压力和回座压力，必须进行阀门达到全开启高度的动作试验，因此，只有在大容量的试验装置上或者在安全阀安装到被保护设备上之后才可能进行。其调整方法依阀门结构不同而不同。
②对于带反冲盘和阀座调节圈的结构，是利用阀座调节圈来进行调节。拧下调节圈固定螺钉，从露出的螺孔伸人一根细铁棍之类的工具，即可拨动调节圈上的轮齿，使调节圈左右转动。当使调节圈向左作逆时针方向旋转时，其位置升高，排放压力和回座压力都将有所降低。反之，当使调节圈向右作顺时针方向旋转时，其位置降低，排放压力和回座压力都将有所升高。每一次调整时，调节：圈转动的幅度不宜过大(一般转动数齿即可)。每次调整后都应将固定螺钉拧上，使其端部位于调节圈两齿之间的凹槽内，既能防止调节圈转动，又不对调节圈产生径向压力。为了安全起见，在拨动调节圈之前，应使安全阀进口压力适当降低(一般应低于开启压力的90％)，以防止在调整时阀门突然开启，造成事故。
③对于具有上、下调节圈(导向套和阀座上各有一个调节圈)的结构，其调整要复杂一些。阀座调节圈用来改变阀瓣与调节圈之间通道的大小，从而改变阀门初始开启时压力在阀瓣与调节圈之间腔室内积聚程度的大小。当升高阀座调节圈时，压力积聚的程度增大，从而使阀门比例开启的阶段减小而较快地达到突然的急速开启。因此，升高阀座调节圈能使排放压力有所降低。应当注意的是，阀座调节圈亦不可升高到过分接近阀瓣。那样，密封面处的泄漏就可能导致阀门过早地突然开启，但由于此时介质压力还不足以将阀瓣保持在开启位置，阀瓣随即又关闭，于是阀门发生频跳。
上调节圈用来改变流动介质在阀瓣下侧反射后折转的角度，从而改变流体作用力的大小，以此来调节回座压力。升高上调节圈时，折转角减小，流体作用力随之减小，从而使回座压力增高。反之，当降低上调节圈时，回座压力降低。当然，上调节圈在改变回座压力的同时，也影响到排放压力，即升高上调节圈使排放压力有所升高，降低上调节圈使排放压力有所降低，但其影响程度不如回座压力那样明显。
3、弹簧式安全阀整定压力计算设计铅封
安全阀调整完毕，应加以铅封，以防止随便改变已调整好的状况。当对安全阀进行整修时，在拆卸阀门之前应记下调整螺杆和调节圈的位置，以便于修整后的调整工作。重新调整后应再次加以铅封。
