安全閥排汽量及排汽反力的計算問題

時間:2022-08-05 點擊:35次

  安全閥作為一種承壓設備及管道上使用的安全設備,廣泛應用在電力、石油化工等各行業,能有效保護承壓設備及管道,降低設備損失率,避免嚴重運行事故。安全閥按其結構形式可分為4 大類: 靜重式安全閥;杠桿式安全閥;彈簧式安全閥;和脈沖式安全閥。


  目前電站系統中應用的安全閥大部分是彈簧全啟式安全閥,其主要結構由閥體、閥芯、閥座、閥桿、彈簧、調整螺絲手柄等組成,各部件可參見圖1。


  其工作原理是彈簧作用于閥芯的反作用力來平衡作用在閥芯上的蒸汽壓力。當蒸汽壓力超過彈簧的反作用力時,彈簧被壓縮,閥芯抬起離開閥座排出蒸汽。當蒸汽壓力小于彈簧的反作用力時,彈簧伸長將閥芯往下壓使閥芯和閥座緊密結合停止排汽。


  在工程設計中, 壓力容器及管道若使用安全閥進行保護,則必須進行安全閥排汽管道的水力計算,這關系到安全閥及其所保護的承壓設備及管道能否安全工作。


  安全閥的水力計算是安全閥及其所附屬蒸汽管道系統應力分析的重要部分,是保障安全閥正常工作和蒸汽管道系統合理設計的關鍵前提。是安全閥排汽管道支吊架設計的前提基礎。


  安全閥的水力計算主要指安全閥排汽管道的排汽量和排汽反力計算。


  雖然很多工具書及規范手冊中分別單獨介紹了不同的安全閥排汽管道的排汽量及排汽反力的計算方法。但很少有工具書和規范對安全閥排汽管道的排汽量及排汽反力的各個計算方法有詳盡、系統和全面的對比分析。


  因此本文羅列常用的安全閥排汽管道的水力計算公式,并以某實際工程為例,分析各個不同水力計算公式得出的計算結果, 推薦在實際工程上方便適用的安全閥水力計算公式。


  從表1 可見:按照《汽水管規》方法計算的安全閥排汽管道的排汽反力較另外2 種方法計算的結果偏小,按照《電站壓力式除氧器安全技術規定》和《API 520》規定中安全閥的排汽反力計算公式計算所得結果基本一致。


  對于工程設計中安全閥排汽反力計算來說,《汽水管規》中的計算方法較為復雜,公式涉及的排汽參數更多,計算較為不便, 且計算結果比按照API RP 520 和除氧器安全技術規定中的數值更小。


  按照API RP 520 和《電站壓力式除氧器安全技術規定》中的安全閥排汽反力的計算公式算得的結果,比按照管規方法計算出來的結果更大, 因此對工程設計來說更加保守,是可以作為電廠設計人員設計安全閥排汽管道及支吊架的計算依據。


4、結語


  通過上述方法計算得到的安全閥水力計算結果是可以用來作為工程設計中安全閥排汽管道系統設計的基礎數據,保障安全閥及排汽管道系統的穩定可靠,從而確保整個系統的安全。


  API RP 520 及《電站壓力式除氧器安全技術規定》中有關安全閥排汽反力計算公式是可以作為安全閥排汽反力的簡便計算公式來進行計算的。其計算結果在實際工程中是可以接受的。

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