安全閥計算、選型與設置規定 
 
1  總則 1.1 目的 
在石油化工生產(chǎn)過(guò)程中，為了防止由于生產(chǎn)事故等造成生產(chǎn)系統壓力超過(guò)設備和管道的設計壓力而發(fā)生爆炸事故，應在設備或管道上設置安全閥。 
    安全閥為一種自動(dòng)閥門(mén)。它不借助任何外力，而是利用介質(zhì)本身的力來(lái)排出額定數量的流體，以防止系統內壓力超過(guò)預定的安全值。當壓力恢復正常后，閥門(mén)再行關(guān)閉并阻止介質(zhì)繼續流出。 
在工藝和工藝系統專(zhuān)業(yè)的設計中，安全閥的設計內容，主要指安全閥的排放量計算和安全閥的設置兩個(gè)方面。按照慣例安全閥的噴嘴面積的計算和選型是由制造商來(lái)完成的，所以有關(guān)這方面的內容列入附錄中。 1.2  適用范圍 
本規定僅適用于石油化工裝置及系統的安全閥選用設計。不適用于其它行業(yè)。 對于安全閥的描述在上多遵循美國的ASME標準，在該標準中“安全閥”指僅用于蒸汽或氣體工況的泄壓設施，而用“安全泄壓閥”表示包含安全閥、泄壓閥、安全泄壓閥在內的全部泄壓設施。由于歷史的原因，在我國是用“安全閥”代表了ASME的安全泄壓閥的含義。本規定仍按現行的國家標準來(lái)命名，以安全閥代表ASME的安全泄壓閥的全部含義，不再區分安全閥、泄壓閥、安全泄壓閥。 
 術(shù)語(yǔ)、符號 
2.1 安全閥幾何尺寸特性 
2.1.1實(shí)際排放面積（排放面積）(The actual discharge area) 實(shí)際排放面積是實(shí)際測定的決定閥門(mén)流量的zui小凈面積。對微啟式安全閥即為簾面積；對全啟式安全閥即為噴嘴面積。 2.1.2簾面積(The curtain area) 簾面積是當閥瓣在閥座上升起時(shí)，在其密封面之間形成的圓柱形或圓錐形通道的面積。 
2.1.3噴嘴面積(The nozzle area) 也稱(chēng)噴嘴喉部面積，是指噴嘴的zui小橫截面積。 2.1.4入口尺寸(The inlet size) 除特別說(shuō)明外，均指安全閥進(jìn)口的公稱(chēng)管道尺寸。 2.1.5出口尺寸(The outlet size) 除特別說(shuō)明外，均指安全閥出口的公稱(chēng)管道尺寸。 2.1.6開(kāi)啟高度(lift) 是當安全閥排放時(shí)，閥瓣離開(kāi)關(guān)閉位置的實(shí)際升程。 

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2.2 安全閥的動(dòng)作特性 
2.2.1操作壓力P (MPa.G) (The operating pressure)：設備及管道在正常工作運行期間經(jīng)常承受的壓力； 
2.2.2 zui大操作壓力Pm(MPa.G)（The maximum operating pressure）：設備及管道在運行期間可能達到的zui大工作壓力； 
2.2.3背壓力(The back pressure) Pb(MPa.G) 安全閥出口處壓力，它是附加背壓力和排放背壓力的總和； 
2.2.4整定壓力(The set pressure) Ps(MPa.G)（也稱(chēng)開(kāi)啟壓力opening pressure，簡(jiǎn)稱(chēng)定壓） 安全閥閥瓣在運行條件下開(kāi)始升起的進(jìn)口壓力，在該壓力下，開(kāi)始有可測量的開(kāi)啟高度，介質(zhì)呈由視覺(jué)或聽(tīng)覺(jué)感知的連續排放狀態(tài)； 
2.2.5排放壓力(The relieving pressure) (也稱(chēng)泄放壓力) Pd(MPa.G ) 閥瓣達到規定開(kāi)啟高度的進(jìn)口壓力； 
2.2.6回座壓力(reseating pressure) 排放后閥瓣重新與閥座接觸，即開(kāi)啟高度變?yōu)榱銜r(shí)的進(jìn)口壓力。 
2.2.7超過(guò)壓力△Po (overpressure) (也稱(chēng)允許過(guò)壓)  安全閥出口壓力超過(guò)整定壓力的數值，通常用整定壓力的百分數來(lái)表示。如果整定壓力等于設備設計壓力，則超過(guò)壓力等于積聚壓力；如果整定壓力小于設計壓力，超過(guò)壓力等于積聚壓力加上設計壓力與定壓的差值。 
2.2.8啟閉壓差(blowndown pressure) 整定壓力與回座壓力之差，通常用整定壓力的百分數來(lái)表示。 
2.2.9排放背壓力(built-up back pressure) Pbd(MPa.G ) (也稱(chēng)“積聚背壓”或“動(dòng)背壓”)  由于介質(zhì)通過(guò)安全閥流入排放系統，而在閥出口處形成的壓力； 
2.2.10附加背壓力(superimposed back pressure) Pbs(MPa.G ) (也稱(chēng)“疊加背壓”或“靜背壓”)；   安全閥動(dòng)作前，在閥出口處存在的壓力，它是由其它壓力源在排放系統中引起的。 2.2.11冷態(tài)試驗壓力(cold differential test pressure) 是安全閥在試驗臺上調整到開(kāi)啟時(shí)的進(jìn)口靜壓力。這個(gè)試驗壓力包含了對于背壓和溫度等工作條件的修正。 
2.2.12積聚壓力(accumulation pressure) Pa (MPa,G) 在安全閥排放期間，安全閥的入口壓力超出容器的設計壓力的增值。以壓力的百分數表示，叫做積聚壓力。 
2.2.13 排放溫度t，℃ 指排放壓力下安全閥上游介質(zhì)的溫度。若介質(zhì)無(wú)相變可按工藝操作溫度確定；液化氣容器火災時(shí)介質(zhì)的排放溫度，是指安全閥上游在排放壓力下介質(zhì)的飽和

3 溫度

2.2.14 設計壓力（表壓）（The design gauge pressure）指設備或管道的設計壓力，在滿(mǎn)足全部操作條件下的溫度和壓力的zui小壓力值。也是用來(lái)決定容器各部分的zui小允許壁厚或機械性能的壓力值。  
2.3 安全閥校驗 
2.3.1附加配件：在本規定中專(zhuān)指為安全閥校驗目的而在其管路上所配置的固定件，如爆破片、閥門(mén)、管道、管件和壓力表等。 
2.3.2在線(xiàn)校驗：指利用安全閥管路上的附加配件，校驗人員使用合適的器具，在安全閥不拆卸下來(lái)和生產(chǎn)裝置不停工的情況下，在原處進(jìn)行安全閥校驗和壓力整定。 2.3.3離線(xiàn)校驗：指把安全閥拆卸下來(lái)，搬運到專(zhuān)門(mén)從事安全閥校驗的場(chǎng)所，進(jìn)行安全閥校驗和壓力整定。 
2.3.4快速切換裝置：指安裝在雙安全閥下，可快速改變安全閥的在用與備用關(guān)系的裝置。 2.3.5頻跳：安全閥閥瓣迅速異常地來(lái)回運動(dòng)，在運動(dòng)中閥瓣接觸閥座。 2.3.6顫振：安全閥閥瓣迅速異常地來(lái)回運動(dòng)，在運動(dòng)中閥瓣不接觸閥座。 
2.3.7鉛封：由的專(zhuān)業(yè)人員用工具把安全閥的閥帽鎖住，或者把截斷閥的手輪按設計要求鎖住，不經(jīng)允許均不能啟封的完整活動(dòng)。  
3 安全閥的分類(lèi) 
安全閥有好幾種分類(lèi)方法，如按國家標準分類(lèi)、按結構分類(lèi)、按動(dòng)作原理分類(lèi)和按閥瓣開(kāi)啟高度分類(lèi)等。但在石油化工裝置中常用的安全閥只有以下幾種： 
3.1先導式安全閥：一種依靠從導閥排出介質(zhì)來(lái)驅動(dòng)或控制的安全閥，該導閥本身應是符合標準要求的直接載荷式安全閥。 
3.2平衡波紋管式安全閥：平衡波紋管式安全閥是平衡式安全閥的一種。它借助于在閥瓣和閥蓋間安裝波紋管的方法，將普通式安全閥的背壓影響降低到zui少。 3.3 通用式安全閥（彈簧直接載荷式安全閥） 
3.3.1全啟式安全閥：閥瓣可以自動(dòng)開(kāi)啟，其實(shí)際排放面積不決定于閥瓣的位置。一般用于排放介質(zhì)為氣體的條件下。 
3.3.2微啟式安全閥：閥瓣可以自動(dòng)開(kāi)啟，其實(shí)際排放面積取決于閥瓣的位置。一般用于排放介質(zhì)為液體的條件下。 

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3.4封閉彈簧式安全閥：指安全閥彈簧罩（閥蓋）是封閉的，彈簧不與大氣接觸。 3.5不封閉彈簧式安全閥：指安全閥彈簧罩（閥蓋）不封閉，彈簧可與大氣接觸。  
4 安全閥的設計程序 
對石油化工裝置而言，安全閥的設計是在工藝系統專(zhuān)業(yè)，進(jìn)行PID圖的設計過(guò)程中完成的。其設計程序一般應包括以下幾個(gè)步驟： 
4.1 根據8.1中安全閥設置原則，確定需要安裝安全閥的設備或管道，并在PID圖上標上安全閥； 
4.2 根據5的原則確定安全閥的型式； 
4.3 根據設備或管道的zui大操作壓力，確定安全閥的整定壓力（定壓）、積聚壓力和排放壓力，根據排放工況確定安全閥的背壓。 
4.4對每個(gè)安全閥進(jìn)行火災、操作、設備三類(lèi)事故狀態(tài)的分析，確定其可能發(fā)生的幾種事故狀態(tài)；對每個(gè)安全閥分別進(jìn)行幾種事故狀態(tài)下的zui大排放量計算，并比較出一種具有zui大排放量的工況，它就是該安全閥的排放工況及其排放量；不應將各種不利情況同時(shí)疊加來(lái)計算。 
4.5 根據排放量及有關(guān)操作條件，由制造商進(jìn)行安全閥口徑計算并選型； 
4.6根據8.2和8.3的內容分析完善PID圖上的安全閥設置設計，使之能滿(mǎn)足安全閥少一年校驗一次的要求； 4.7 編制安全閥的數據表。 
 
5 安全閥的選型 
5.1排放介質(zhì)為氣體時(shí)，一般選用全啟式安全閥；排放介質(zhì)為液體時(shí)，一般選用微啟式安全閥，也可選用全啟式安全閥。當介質(zhì)為液體選用全啟式安全閥時(shí)，它的動(dòng)作性能則變?yōu)槲⑹?，其噴嘴內徑應按微啟式計算，應采用制造廠(chǎng)提供的微啟式安全閥的流量系數。 5.2在石油、石化生產(chǎn)裝置中一般只選用彈簧式安全閥或先導式安全閥。 5.3下列情況應選用平衡波紋管式安全閥： 
5.3.1安全閥的背壓力大于其整定壓力的10%，而小于30%時(shí)； 
5.3.2當介質(zhì)具有腐蝕性、易結垢、易結焦，會(huì )影響安全閥彈簧的正常工作時(shí)； 
但平衡波紋管式安全閥不適用于酚、蠟液、重石油餾分、含焦粉等的介質(zhì)上，也不適

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用于往復壓縮機選用。 
5.4下列情況應選用先導式安全閥： 
5.4.1安全閥的背壓力大于其整定壓力的30%以上時(shí)； 5.4.1對要求安全閥的密封性能特別好的場(chǎng)合； 
5.4.1對于介質(zhì)有毒、有害時(shí)，應選用不流動(dòng)式導閥（即導閥打開(kāi)時(shí)，它不向外排放介質(zhì)）。 5.5 除用于水、蒸汽、空氣、氮氣的安全閥外，所有安全閥都應選用封閉彈簧式結構。 5.6 排放介質(zhì)的溫度大于300℃時(shí)，應選用帶散熱片安全閥； 
5.7 為檢查閥瓣的靈活程度或作緊急泄壓用時(shí)，應選用帶板手的安全閥；排放介質(zhì)為蒸汽時(shí)，應選用帶板手的安全閥。  
6 安全閥的制造標準 6 .1 安全閥的制造標準 
目前我國采用的安全閥制造標準有兩種： 
國家標準（彈簧直接載荷式安全閥 GB12243—89） 
API（美國石油協(xié)會(huì )）標準（Flanged Steel Safety—Relief Valves  API Standard 526） 6.2 安裝在處理易燃、易爆、有害、有毒介質(zhì)的設備及管道上的安全閥，應選用API標準制造的安全閥。 
6.3 符合下列場(chǎng)所之一時(shí)，宜選用國家標準制造的安全閥： (1) 安裝在水、蒸汽、空氣、氮氣等排放要求不高的場(chǎng)所。 
(2) 安全閥所保護設備的連續運轉時(shí)間少于一年，或其他要求較低的場(chǎng)所。   
7 安全閥的計算 
本規定中安全閥的計算，是為確定安全閥的操作參數及所需的zui大排放量，以安全閥的zui大排放量作為安全閥噴嘴面積的計算依據。 7.1  技術(shù)參數的確定 7.1.1定壓（Ps）的確定 
   安全閥的定壓必須等于或稍小于設備和管道的設計壓力，一般可根據設備或管道的zui高操作壓力來(lái)確定其安全閥的定壓，可按下式計算： 
當 P ≤ 1.8 (MPa .G)   Ps= P + 0.18      當 1.8 ＜ P ＜ 4 (MPa.G )   Ps= 1.1 P 當 4 ＜ P ＜ 8 (MPa .G)  Ps= P + 0.4     當 P  ＞ 8  (MPa.G )       Ps= 1.05 P