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安全阀的设计及选型解读
% 开高 (排量) 100 75 50 25 90 100 110 % 整定压力 通常的弹簧直接载荷PRV 前泄 典型的特性曲线 背压对安全阀的影响 改变设定压力 减小泄放量 安全阀在动作时 容易发生频颤 背压 Lift vs Back Pressure Conventional Spring Valve 由普通式变换为平衡波纹管PRV 波纹管式安全阀作用 平衡背压 隔离严重腐蚀和危险性介质 Conventional Spring Valve Balanced Spring Valve Lift vs Back Pressure 先导式安全阀—不受背压影响 入口 导阀 导压管 活塞密封 不平衡 移动副 (活塞) 导管 出口 弹性阀座 P1 P1 P2 阀座压紧力 75 50 25 0 100 100 75 50 25 弹簧直接载荷 PRV 先导式 PRV % 阀座压紧力 % 整定压力 标准规范 ASME I ASME VIII API ASME I 动力锅炉 安全阀超压:3% ASME VIII 压力容器 (MAWP1.03barg) ASME VIII对于安全阀超压的规定 MAWP (MAX. SET) 单安全阀,设计工况为非火灾工况 110 100 多安全阀,设计工况为非火灾工况 MULTIPLE VALVES MAWP 116 105 100 2ND 1ST 单安全阀,设计工况为火灾工况 MAWP 121 100 21% 多安全阀,设计工况为火灾工况 第一个安全阀 121 MAWP 100 110 第二个安全阀 API API 520 Part I : Sizing, Selection Part II: Installation API 521 Cause of Overpressure API 526 Dimension API 527 Seat leakage testing 安全阀最小泄放面积计算 排放介质为气体/蒸汽 1. 根据背压判断排放介质的流型 气体的临界流压力公式 当安全阀的背压小于等于临界流压力时,流体为临界流动,否则为亚临界流动。 对于临界流的气体,安全阀的最小泄放面积为 符号 A P1 W Z C Kd Kb Kc T M 含义 最小泄放面积 安全阀泄放压力 即为设定压力+超压+当地大气压 所需泄放量 (质量流量) 压缩因子 由绝热指数确定的气体常数 (如果不能确定, 建议值为315) 泄放系数* 背压修正系数 安全阀与爆破片组合使用时的修正系数 泄放温度 分子量 对于亚临界流的气体,安全阀的最小泄放面积为 排放介质为液体 VL:体积流量 L/min G :液体比重 Kw:背压修正系数,当安全阀为全启式或先导式,或安全阀出口与大气直连时,其值为1,平衡波纹管式安全阀的背压修正系数由API 520附表查得 KV:粘度修正系数,由API520附表查得 在安全阀计算中API与ASME的区别 泄放系数Kd的取值不同 对于气相排放 API 520 - Kd=0.975 ASME - 选取的是具体安全阀的实测值 安全阀计算举例 计算软件PSV PLUS 安全阀数据表填写 名词术语 压力泄压阀 Pressure Relief Valve (PRV) 安全阀 Safety Valve 泄放阀 Relief Valve 安全泄放阀 Safety Relief Valve 安全阀 Safety Valve 一种靠阀门进口侧静压动作的压力泄放阀 能突然起座并全开 适用于可压缩性流体(气体、气相或蒸汽) 全开 整定压力 开高 允许超压 泄放阀 Relief Valve 一种靠阀门进口侧静压动作的压力泄放阀 开高随超压的增加而成比例的增大 通常用于不可压缩的流体(液体) 全开 整定压力 开高 允许超压 安全泄放阀 Safety Relief Valve 即可用于蒸汽/气体介质又可用于液体介质,具有突开/调节双重动作特性。 广义上的安全阀=安全阀+泄放阀+安全泄放阀 理想的压力泄放阀 在达到整定压力之前无泄漏 只在整定压力下开启 只泄放掉保护系统所需要的排量 在泄放循环中性能稳定 在整定压力下回座(启闭压差为零) 被保护的系统 PRV 对压力泄放阀性能的实际要求 在系统正常操作压力下保持密封 当系统压力达到整定压力时开启 在系统压力达到允许超压之前泄放掉额定排量 当系统压力降到整定压力以下后,阀门回座复位,并保持密封 压力相关的基本概念 最大允许工作压力 (MAWP) 在设计温度下,设备或管道所允许承受的最大工作压力,该压力是根据容器受压元件的有效壁厚计算所得。 整定压力 Set Pres
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