超壓泄放裝置是指超壓后自動(dòng)排放介質(zhì)、降低壓力并保護(hù)設(shè)備及其系統(tǒng)免受破壞的裝置。屬安全附件。通常采用安全閥、爆破片裝置或兩者的組合,此外還有易熔塞等。按泄壓后的復(fù)位狀況分重閉式和非重閉式,安全閥屬重閉式泄壓裝置,爆破片裝置和易熔塞屬非重閉式泄壓裝置。為限制超壓,必須使泄放裝置額定泄放量大于等于容器安全泄放量。容器安全泄放量是指容器在達(dá)到規(guī)定的泄放壓力時(shí)為保證其壓力不再升高而在單位時(shí)間內(nèi)必須泄放的介質(zhì)量,可根據(jù)介質(zhì)的處理量及物性來(lái)計(jì)算確定。
對(duì)于下列情況的壓力容器必須設(shè)置超壓泄放裝置:(1)操作過(guò)程中化學(xué)反應(yīng)會(huì)引起增壓;(2)儲(chǔ)存液化氣體;(3)壓力來(lái)源處未設(shè)超壓泄放裝置;(4)工作壓力大于壓力來(lái)源處;(5)用熱載體加熱使液體蒸發(fā);(6)直接用火焰加熱。對(duì)于在操作過(guò)程中壓力可能劇增、反應(yīng)速度達(dá)到爆轟的壓力容器,上述超壓泄放裝置尚不能滿足安全泄放要求,應(yīng)作特殊考慮。
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本文闡述了化工設(shè)備的超壓及設(shè)計(jì)條件。通過(guò)一臺(tái)反應(yīng)釜進(jìn)行了超壓泄放裝置設(shè)計(jì)實(shí)例計(jì)算,確定了泄放能力和排放面積,經(jīng)評(píng)估得以通過(guò)。
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本文對(duì)帶超壓泄放裝置且需做氣密性試驗(yàn)容器的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了探討,介紹了安全閥或爆破片安全裝置容器設(shè)計(jì)壓力的確定以及容器最大允許工作壓力的計(jì)算方法。
?確定容器的設(shè)計(jì)壓力時(shí),應(yīng)考慮如下因素: ⑴、容器上裝有超壓泄放裝置時(shí),特別是對(duì)于以爆破片作為超壓泄放裝置時(shí)應(yīng)按GB150中附錄B的規(guī)定確定設(shè)計(jì)壓力,除GB150外詳見(jiàn)工程師培訓(xùn)教材第14章。
GB150的附錄B4.1規(guī)定:
容器裝有泄放裝置時(shí),一般以容器的設(shè)計(jì)壓力作為容器超壓限度的起始?jí)毫?。容器的設(shè)計(jì)壓力分別按B6.2或B7.1確定。需要時(shí),可用容器的最大允許工作壓力作為容器超壓限度的起始?jí)毫?。采用最大允許工作壓力時(shí),應(yīng)對(duì)容器的水壓試驗(yàn)、氣壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)相應(yīng)的取1.25倍、1.15倍和1.00倍的最大允許工作壓力值,并在圖樣和銘牌中注明。
裝有超壓泄放裝置時(shí),容器設(shè)計(jì)壓力的確定步驟
泄放裝置類型 | 壓力容器設(shè)計(jì)壓力的確定步驟 | 備注 |
安全閥 | a、以小于等于(1.05~1.10)確定安全閥的開啟壓力Ps; | 見(jiàn)GB150,B6.2 |
b、取容器設(shè)計(jì)壓力P等于或稍大于Ps,即P≥Pz | ||
爆破片 | a、根據(jù)爆破片型式,確定爆破片的最低標(biāo)定爆破壓力Psmin; | 見(jiàn)GB150表B2 |
b、選定爆破片的制造范圍; | 見(jiàn)GB150表B3 | |
c、計(jì)算爆破片的設(shè)計(jì)爆破壓力Pb,Pb=P+爆破片制造下限值; | 見(jiàn)GB150,B7.1 | |
d、確定容器設(shè)計(jì)壓力P,P=Pb+爆破片制造上限值。 | ||
說(shuō)明:⑴、Pw為容器的工作壓力; ⑵、當(dāng)安全閥的開啟壓力Pz<0.18MPa時(shí),可適當(dāng)提高Pz相對(duì)于Pw的比值; ⑶、對(duì)于表B2,如有成熟的經(jīng)驗(yàn)或可靠數(shù)據(jù),可以不按照該表。 |
(工程師培訓(xùn)教材) 表14.3.4 泄壓裝置動(dòng)作壓力與容器工作壓力之比值η
泄壓裝置結(jié)構(gòu)型式 | 容器壓力性質(zhì) | 備 注 | |
非脈動(dòng)載荷 | 脈動(dòng)載荷 | 本表η為設(shè)計(jì)推薦值,如有條件可向制造廠咨詢 | |
安全閥 | 1.05~1.1 | ||
正拱普通型 | 1.43 | 1.7 | |
正拱開縫型 | 1.25 | ||
正拱壓槽型 | 1-25 | ||
爆破片裝置 | 反拱刀架型 | 1.1 | |
反拱壓槽型 | |||
反拱鱷齒型 | |||
平 板 型 | 1.7 | 不推薦 |
(工程師培訓(xùn)教材) 表14.3.3-3爆破片制造范圍 MPa
正拱形爆破片 | 反拱形爆破片 | ||||||
設(shè)計(jì)爆破壓力 | 標(biāo)準(zhǔn)制造范圍 | 1/2標(biāo)準(zhǔn)制造范圍 | 1/4標(biāo)準(zhǔn)制造范圍 | 制造范圍 | |||
上限(正) | 下限(負(fù)) | 上限(正) | 下限(負(fù)) | 上限(正) | 下限(負(fù)) | ||
0.30~0.40 | 0.045 | 0.025 | 0.025 | 0.015 | 0.010 | 0.010 | 按設(shè)計(jì)爆破壓力的百分?jǐn)?shù)計(jì)算,分為: -10%,-5%和0 |
>0.40~0.70 | 0.065 | 0.035 | 0.030 | 0.020 | 0.020 | 0.010 | |
>0.70~1.00 | 0.085 | 0.045 | 0.040 | 0.020 | 0.020 | 0.010 | |
>1.00~1.40 | 0.110 | 0.065 | 0.060 | 0.040 | 0.040 | 0.020 | |
>1.40~2.50 | 0.160 | 0.085 | 0.080 | 0.040 | 0.040 | 0.020 | |
>2.50~3.50 | 0.210 | 0.105 | 0.100 | 0.050 | 0.040 | 0.025 | |
>3.50 | 6% | 3% | 3% | 1.5% | 1.5% | 0.8% | |
⑴ 經(jīng)供需雙方同意,制造范圍也可為零。 |
⑵、對(duì)于盛裝液化氣體的容器,在規(guī)定的充裝系數(shù)范圍內(nèi),設(shè)計(jì)壓力應(yīng)根據(jù)工作條件下可能達(dá)到的最高金屬溫度確定,且不應(yīng)低于《容規(guī)》中的具體相關(guān)規(guī)定。
《容規(guī)》表3-l 液化氣體壓力容器的設(shè)計(jì)壓力
液化氣體臨界溫度 | 設(shè)計(jì)壓力(MPa) | |
無(wú)保冷設(shè)施 | 有可靠保冷設(shè)施 | |
無(wú)試驗(yàn)實(shí)測(cè)溫度 | 有試驗(yàn)實(shí)測(cè)最高工作溫度且能保證低于臨界溫度 | |
≥50℃ | 50℃飽和蒸氣壓力 | 可能達(dá)到的最高工作溫度下的飽和蒸氣壓力 |
<50℃ | 設(shè)計(jì)所規(guī)定的最大充裝量時(shí),溫度為50℃的氣體壓力 | 試驗(yàn)實(shí)測(cè)最高工作溫度下的飽和蒸氣壓力 |
《容規(guī)》表3-2 混合液化氣體壓力容器的設(shè)計(jì)壓力
混合液化石油氣50℃ 飽和蒸氣壓力(MPa) | 設(shè) 計(jì) 壓 力 (MPa) | |
無(wú)保冷設(shè)施 | 有可靠保冷設(shè)施 | |
≤異丁烷50℃飽和蒸氣壓力 | 等于50℃異丁烷的飽和蒸氣壓力 | 可能達(dá)到的最高工作溫度下異丁烷的飽和蒸氣壓力 |
>異丁烷50℃飽和蒸氣壓力 ≤丙烷℃飽和蒸氣壓力 | 等于50℃丙烷的飽和蒸氣壓力 | 可能達(dá)到的最高工作溫度下丙烷的飽和蒸氣壓力 |
>丙烷50℃飽和蒸氣壓力 | 等于50℃丙烯的飽和蒸氣壓力 | 可能達(dá)到的最高工作溫度下丙烯的飽和蒸氣壓力 |
注:液化石油氣指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB11174規(guī)定的混合液化石油氣; 異丁烷、丙烷、丙烯50℃的飽和蒸氣壓力按相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定確定。 |
《容規(guī)》表3-3 常見(jiàn)介質(zhì)的設(shè)計(jì)壓力、腐蝕裕量、單位容積充裝量
介 質(zhì) | 設(shè)計(jì)壓力MPa | 罐體腐蝕裕量≥mm | 單位容積充裝量(t/m3) | |
液氨 | 2.16 | 2 | 0.52 | |
液氯 | 1.62 | 4 | 1.20 | |
液態(tài)二氧化硫 | 0.98 | 4 | 1.20 | |
丙烯 | 2.16 | l | 0.43 | |
丙烷 | 1.77 | l | 0.42 | |
液化石 油氣 | 50℃飽和蒸氣壓大于1.62MPa | 2.16 | l | 0.42 |
其余情況 | 1.77 | 1 | 0.42 | |
正丁烷 | 0.79 | l | 0.51 | |
異丁烷 | 0.79 | 1 | 0.49 | |
丁烯、異丁烯 | 0.79 | 1 | 0.50 | |
丁二烯 | 0.79 | 1 | 0.55 |
⑶、確定真空容器的殼體厚度時(shí),設(shè)計(jì)壓力按承受外壓考慮。
① 當(dāng)裝有安全控制裝置(如真空泄放閥)時(shí),設(shè)計(jì)壓力取1.25倍最大內(nèi)外壓力差或0.1MPa兩者中的低值;
② 當(dāng)無(wú)安全控制裝置時(shí),取0.1MPa。
⑷、對(duì)于由兩室或兩個(gè)以上壓力室組成的容器,應(yīng)根據(jù)各自的工作壓力確定各壓力室自己的設(shè)計(jì)壓力。
安全閥閥瓣密封面過(guò)窄與閥瓣材質(zhì)的選擇不當(dāng),是影響安全閥環(huán)形傷痕的主要原因。
關(guān)鍵詞 安全閥 閥瓣 開啟壓力 整定壓力 密封壓力
安全閥是廣泛用于鍋爐壓力容器上的超壓泄放裝置,其性能能否達(dá)到要求,對(duì)鍋爐壓力容器的安全運(yùn)行至關(guān)重要。根據(jù)有關(guān)規(guī)程要求,安全閥應(yīng)定期進(jìn)行檢驗(yàn),每年至少一次?!墩魵忮仩t安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第145條規(guī)定,對(duì)于新安裝鍋爐的安全閥及檢修后的安全閥,還要檢驗(yàn)其開啟壓力 整定壓力 和密封壓力。
我國(guó)規(guī)定 對(duì)蒸氣鍋爐用安全閥的密封試驗(yàn)壓力取90%開啟壓力和回座壓力二者中較小值??諝饣蚱渌麣怏w以及水或其他液體用安全閥的密封試驗(yàn)壓力,當(dāng)開啟壓力小于0.30MPa時(shí),比開啟壓力低0.030MPa,當(dāng)開啟壓力大于等于0.30MPa時(shí)為90%開啟壓力。
在進(jìn)行安全閥的密封試驗(yàn)時(shí),一般可采用目視或耳聽的方法來(lái)進(jìn)行。通常根據(jù)校驗(yàn)臺(tái)的壓力降來(lái)判斷是否合格,當(dāng)校驗(yàn)臺(tái)壓力升到整定壓力開啟后,關(guān)閉所有閥門,此時(shí)校驗(yàn)臺(tái)壓力表數(shù)值在2分鐘內(nèi)應(yīng)保持不變或壓力降小于0.01MPa即認(rèn)為合格。
對(duì)于使用較為嚴(yán)格的安全閥,可采用氣泡法來(lái)檢驗(yàn)其密封壓力是否正常。簡(jiǎn)易辦法是在安全閥出口處,準(zhǔn)備一塊5mm厚的橡膠板,堵住閥出口處下一半,灌滿水后,使下閥座與閥瓣面都浸在水中,保持試驗(yàn)壓力2分鐘,觀察氣泡數(shù)少于30個(gè)認(rèn)為合格。
近年來(lái),一些閥門生產(chǎn)企業(yè)偏重經(jīng)濟(jì)效益,而忽視產(chǎn)品質(zhì)量,導(dǎo)致一定數(shù)量的安全閥制造質(zhì)量低劣,幾何尺寸、加工精度誤差較大,技術(shù)性能達(dá)不到要求,安全閥的制造質(zhì)量己引起許多使用單位的抱怨。另外,值得注意的是,目前有些家制造的安全閥,為了提高密封性能,把住密封關(guān),采用減小密封面寬度的辦法,使閥瓣面變的很窄。這樣當(dāng)排放時(shí),由于高速流體的沖蝕及回座撞擊原因,造成密封面的損壞,閥座面出現(xiàn)環(huán)形傷痕,尤其是設(shè)備工作壓力超過(guò)0.8MPa以上的安全閥。這類安全閥占我市每年應(yīng)校驗(yàn)安全閥的5%左右,我市擁有大小鍋爐2016余臺(tái),壓力容器近千臺(tái),每年需校驗(yàn)安全閥3000只。窄閥瓣安全閥給校驗(yàn)維修工作帶來(lái)了一定難度,要使密封性能良好,就得把環(huán)形傷痕研磨平,這類閥每年平均有20多只是無(wú)法研磨的。例如,在年檢中我市啤酒廠送檢35只安全閥,彈簧壓力等級(jí)為1.0~1.3MPa,設(shè)備運(yùn)行工作壓力為1.0MPa,其中就有5只這樣的閥,而且都出自同一個(gè)家。閥座密封面寬4mm,閥瓣密封面寬僅為1.5mm,閥瓣過(guò)窄沒(méi)有引起有關(guān)部門的足夠重視。
我們通過(guò)這些年實(shí)際校驗(yàn)工作的了解,在設(shè)備運(yùn)行工作壓力偏高,安全閥開啟次數(shù)過(guò)多情況下,由于閥瓣密封面過(guò)窄以及閥瓣不符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),是造成安全閥環(huán)形傷痕的主要原因。為此,建議生產(chǎn)廠家在安全閥設(shè)計(jì)、加工時(shí),要著重考慮閥瓣密封面不要過(guò)?拼多多銷量平臺(tái) http://www.pddan.com/
貯灰系統(tǒng)采用園形筒狀結(jié)構(gòu)的大灰倉(cāng),灰倉(cāng)儲(chǔ)灰容積下部采用錐形灰斗,箱體上設(shè)有檢修人孔,灰倉(cāng)參照GB150《鋼制壓力容器》進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造和驗(yàn)收,但不報(bào)檢?;覀}(cāng)材料為Q235-B,進(jìn)氣口設(shè)在大灰倉(cāng)的直段中上部。大灰倉(cāng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下:
內(nèi)部設(shè)布袋除塵裝置,當(dāng)凈煤氣作為反吹介質(zhì)時(shí),對(duì)反吹煤氣進(jìn)行凈化。并配套設(shè)清灰裝置一套,用來(lái)清除濾袋上的灰塵。
頂部設(shè)超壓泄放裝置,由安全閥和接管組成。
頂部設(shè)放散裝置,大灰倉(cāng)內(nèi)凈化后的混合氣體通過(guò)放散管放空。
下部錐形灰斗上設(shè)蒸汽保溫盤管,盤至高灰位。對(duì)灰斗進(jìn)行加熱保溫,防止溫度小于130℃,結(jié)露和粉塵結(jié)塊,影響排灰的正常進(jìn)行。上部采用正橢圓形封頭,其下方卸灰采用卸灰球閥、葉輪給料機(jī)進(jìn)行卸灰,并通過(guò)加濕機(jī)加濕灰塵,然后用灰車運(yùn)出。加濕機(jī)(含機(jī)配套設(shè)備)和以上設(shè)備均由賣方提供。
灰倉(cāng)整體保溫,保溫材料采用隔熱性能良好的復(fù)合硅酸鋁氈,外包鍍鋅鐵皮。箱體下部灰斗還設(shè)有蒸汽盤管,防止結(jié)露。
灰位由安裝在大灰倉(cāng)上的上、中、下位三個(gè)射頻導(dǎo)納測(cè)定, 并設(shè)有倉(cāng)壁震動(dòng)器和氮?dú)馀趦商住?