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1、电电 力力 行行 业业 锅锅 炉炉 压压 力力 容容 器器 安安全全监监督督管管理理工工程程师师培培训训教教材材电站锅炉安全阀的电站锅炉安全阀的 校验和排放量计算校验和排放量计算安徽省能源集团有限公司安徽省能源集团有限公司 俞俞 民民电力行业电站阀门标委会电力行业电站阀门标委会 张传虎张传虎2电站锅炉安全阀的校验和排放量计算电站锅炉安全阀的校验和排放量计算第一章 阀门的基本知识1 阀门的定义和用途阀门是一种管路附件。它是用来改变通路断面和介质流动方向，控制输送 介质流动的一种装置。阀门有以下几种用途：1) 接通或截断管路中的介质。如闸阀、截止阀、球阀、旋塞阀、隔膜阀、蝶阀等。2) 调节、控制管
2、路中介质的流量和压力。如节流阀、调节阀、减压阀、安全阀等。3) 改变管路中介质流动的方向。如分配阀、三通旋塞、三通或四通球阀等。4) 阻止管路中的介质倒流。如各种不同结构的止回阀、底阀等。5) 分离介质。如各种不同结构的蒸汽疏水阀、空气疏水阀等。6) 指示和调节液面高度。如液面指示器、液面调节器等。7) 其他特殊用途。如温度调节阀、过流保护紧急切断阀等。2 阀门的分类1) 自动阀门。依靠介质（液体、空气、蒸汽等）本身的能力而自行动作的阀门。如安全阀、减压阀、止回阀、蒸汽疏水阀、空气疏水阀、紧急切断阀等。2) 驱动阀门。借助手动、电力、液力或气力来操纵启闭的阀门。如闸阀、截止阀、节流阀、调节阀、
3、蝶阀、球阀、旋塞阀等。3) 阀门的分类方法还可以按结构特征、用途、操纵方式、公称压力、介质工作温度、阀体材料、公称通径、与管路连接方式等分类。3 阀门的公称通径用以标示通径的数字。通用于一个管道系统中的所有部件，是一个用作参 考的整数，通常仅与制造尺寸大致相符。如公称通径 200mm 应标志为 DN200。34 阀门的压力阀门的公称压力 PN 是一个用数字表示的与压力有关的标示代号。单位以 MPa 表示。 欧、美各国习惯用 class 表示公称压力。Class 与公称压力 PN 的对照如下：Class15030040060080090015002500公称压力 PN(MPa)1.6 2.02.
4、5 4.0 5.06.310.013.015.025.042.0日本标准压力级用“K”级表示，与欧、美 class 的对照如下： Class150300600 “K”级1020405 阀门型号编制方法和阀门标志安全阀的型号编制方法完全是按照 JB/T3082004阀门型号编制方法执行的。它由 7个单元组成，其含意如下图所示。 阀体材料代号 压力代号或工作温度下的工作压力代号密封面或衬里材料代号 （详见表 1.4）结构形式代号 详见表 1.3）连接形式代号 （详见表 1.2）驱动方式代号 （因安全阀是一种自动阀，省略此项）类型代号 （用汉语拼音字母 A 表示安全阀） （详见表 1.1）示例：A4
5、2Y16CDN50 是表示：公称通径为 50、弹簧封闭全启式、法兰连接、密封面材料硬质合金、公称压力 1.6Mpa、阀体材料为碳素钢的安全阀。注：当阀门还具有其他功能时，可在类型代号前加注一个汉语拼音字母。如 B-保温型；DA-低温型；F-防火型等由于近年来，随着技术的发展，不断新的特殊用途的安全阀的产生，可能会出现根据JB308 的型号编制方法不能满足要求，各个生产厂家均采取自己编制新的型号编制方法，如用户或校验人员要了解更多的情况，可和制造厂商联系。国外的安全阀制造厂大都也有各自的型号编制方法。如日本的本山公司对常规型安全阀的编号用 JNO 表示，而日本的福井公司对常规型安全阀则用 REC
6、 表示。要想详细了解进口安全阀的含义，须查看各国制造商的型号编制说明。表表 1.11.1 阀门的类型代号阀门的类型代号类 型代 号类 型代 号4弹簧式安全阀A排 污 阀P 蝶 阀D球 阀Q 隔 膜 阀G蒸 汽 疏 水 阀S 杠杆式安全阀GA柱 塞 阀U 止回阀和底阀H旋 塞 阀X 截 止 阀J减 压 阀Y 节 流 阀L闸 阀Z表表 1.21.2 连接形式代号连接形式代号连接形式代 号连接形式代 号 内 螺 纹1对 夹7 外 螺 纹2卡 箍8法 兰4卡 套9 焊 接6表表 1.31.3 安全阀结构形式代号安全阀结构形式代号结构形式结构形式代号代号结构形式结构形式代号代号带散热片全启式0微启式、双
7、联 式3微启式1微启式7全启式2全启式8弹簧载荷 弹簧封闭 结构带扳手全启式4弹簧载荷弹 簧不封闭且 带扳手结构单杠杆2带控制机构 全启式6 杠杆式双杠杆4脉冲式9表表 1.1. 4 4 密封或衬里材料代号密封或衬里材料代号密封面或衬里材料代 号阀痤密封面或衬里材料代 号锡基轴承合金（巴氏合金）B尼龙塑料N搪瓷C渗硼钢P渗氮钢D衬铅Q氟塑料F奥氏体不锈钢R陶瓷G塑料S Cr13 系不锈钢H铜合金T衬胶J橡胶X蒙乃尔合金M硬质合金Y表表 1.51.5 阀体材料代号阀体材料代号阀体材料代号阀体材料代号碳钢C铬镍钼系不锈钢R Cr13 系不锈钢H塑料S5铬钼钢I铜及铜合金T 可锻铸铁K钛及钛合金Ti
8、 铝合金L铬钼钒钢V铬镍系不锈钢P灰铸铁Z球墨铸铁Q注：压力级别符合 GB/T1048 规定时，采用 GB/T1048 标准 10 倍的兆帕单位；压力级别采用磅级（lb）或 K 级时，应注明压力单位符号；温度超过 425时标注最高工作温度下的工作压力代号；公称压力小于等于 1.6MPa 的灰铸铁阀门阀体材料代号可以省略；公称压力大于等于 2.5MPa 的碳素钢阀门阀体材料代号可以省略。6 阀门的密封性能阀门的密封性能主要包括两个方面即内漏和外漏。内漏是指阀座与关闭件 之间对介质达到的密封程度，考核内漏的标准我国有两个。一个是国家技术监 督局于 1992 年 12 月发布的，1993 年 6 月
9、 1 日开始实施的国标 GB/T13927- 1992通用阀门 压力试验 （适用于一般工业用阀门） 。该标准是参照国际标 准 ISO5208-1982工业用阀门 阀门的压力试验制定的。另一个是原机械工 业部发布的 JB/T9092-1999阀门的试验与检验 （适用于石油工业用阀门） ， 这个标准是参照 API598-1986阀门的检查和试验制定的。外漏是指阀杆填 料部位的泄漏、中法垫片部位的泄漏及阀体因铸造缺陷造成的渗漏，外漏是根 本不允许的。 GB/T 13927-1992 的密封试验要求： 最大允许泄漏量（mm3/s）试验 介质A 级B 级C 级D 级 液体0.01DN0.03DN0.1D
10、N气体在试验持续 时间内无可见泄 漏0.3DN3DN30DN注：B、C、D 级适用于金属密封阀门，B 级适用于比较关键的阀门。第二章 安全阀第一节第一节 概述概述安全阀为一种自动阀门，它不借助任何外力而是利用介质本身的力来排出一额定数量的流体，以防止系统内压力超过预定的安全值。当压力恢复正常后，阀门再行关闭并阻止介质继续流出。6安全阀用在受压设备、容器或管路上，作为超压保护装置。当设备、容器或管路内的压力升高超过允许值时，阀门自动开启，继而全量排放，以防止压力继续升高；当压力降低到规定值时，阀门应自动及时关闭，从而保护设备、容器或管路的安全运行。对安全阀的基本要求是动作灵敏可靠，无颤振、频跳现
11、象。关闭时具有良好的密封性能。还应具有结构紧凑、调节、维护方便等特点。1 1 安全阀名词术语安全阀名词术语 1 安全阀 safety valve 安全阀是一种自动阀门。它不借助任何外力而利用介质本身的力来排出一定数量的流 体，以防止系统内部压力超过预定的安全压力数值。当压力恢复正常值后，阀门自行关闭 并阻止介质继续流出。 2压力 pressure 2.1 整定压力 set pressure （Ps） 安全阀阀瓣在运行条件下开始升起时的进口压力(即阀门安装地点的工作压力或冲量接 出点的工作压力)，在该压力下，由介质压力所产生的力与阀瓣开启阻力平衡，由视觉或听 觉可感知有介质连续排出。又称开启压力
12、、起座压力，用 PS表示。 2.2 排放压力 relieving pressure 安全阀阀瓣达到规定的开启高度时，安全阀入口处的静压力（即整定压力加超过压力） ， 又称全开压力，用 Pd表示。 2.3 超过压力 over pressure 排放压力与整定压力之差，用 Pc表示。 2.4 回座压力 reseating pressure 安全阀排放后随着系统压力的降低，阀瓣与阀座重新接触，阀门开启高度为零，介质 停止连续流出时安全阀入口处的静压力，用 Pr表示。 2.5 启闭压差 blowdown 安全阀整定压力与回座压力的差值，通常用整定压力的百分数表示,用 Pbl表示。 2.6 密封压力 s
13、ealing pressure （Pm） 安全阀处于关闭状态下，满足密封性要求时安全阀入口处的最大介质静压力（安全阀 的密封压力不应低于系统的额定工作压力或开启压力的 10。取二者的最大值） ，用 Pm表 示。 2.7 背压 back pressure 背压（用 Pb表示）分两种情况。 2.7.1 排放背压力 built-up back pressure 安全阀排放时，由于排汽侧阻力，在安全阀出口侧建立起来的压力，用 Pbd表示。 2.7.2 附加背压力 adding back pressure 安全阀排放前，在排汽侧已经存在的或由其他压力源形成的压力，用 Pbs表示。 2.8 设计压力 de
14、sign pressure 蒸汽锅炉系统设计要求的安全阀压力理论值。如设计整定压力、设计回座压力等。 3机械特性 mechanical properties 3.1 频跳 chatter7安全阀动作过程中，阀瓣密封面和阀座密封面互相接触的瞬间，阀瓣迅速异常的来回 运动。 3.2 颤振 flutter 安全阀动作过程中，阀瓣密封面和阀座密封面互相不接触，阀瓣迅速异常的来回运行。3.3 卡阻 sticking 是指安全阀的活动部件，在运动中所产生的卡涩现象。 4面积 area 4.1 流道面积 flow area 指安全阀入口端至阀座密封面间的流道最小截面积，又称喉部面积，用 A 表示。 4.2
15、帘面积 curtain area 当阀瓣全行程时，在其密封面之间的圆柱形或圆锥形通道面积，用 AL表示。 4.3 排放面积 discharge area （AP） 阀门排放时流体所通过的最小截面积，用 AP表示。 4.4 喉部直径 throat diameter 由阀门入口到阀座密封面之间最狭部位的直径，既流道面积所对应的直径，用 dt表示。5排放量 capacity 5.1 理论排放量 theoretical flow capacity （Wt） 流道横截面积与安全阀流道面积相等的，按理想喷管计算出的流量。 5.2 实测排放量 measured flow capacity （Wts） 通过实际试验，测定出的排量。 5.3 额定排放量 rated reliving capacity （Wr） 是指实测排放量中允许作为安全阀使用基准的那部分排放量。由阀门制造厂提供。 5.4 当量计算排量 equivalent calculating capacity（We） 指压力、温度、蒸汽性质等条件与额定排量的适用条件不同时的安全阀计算排量。 5.5 排放量系数 discharge coefficient （Kd） 是实测流量（W）与理论流量（Wt） （计算流量）之比值（即
