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1、 最后一道防线爆破膜 第四组 组长：陈彬彬 组员：陈彬彬 刘吉强 胡哲 乐界虎 刘翠 一、安全阀 1）定义：进口蒸汽或气体侧介质静压超过其起座压力整定值时能突然全开的自动泄压阀门。是锅炉及压力容器防止超压的重要安全部件。 安全阀是一种安全保护用阀，它的启闭件受外力作用下处于常闭状态，当设备或管道内的介质压力升高，超过规定值时自动开启，通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值。安全阀属于自动阀类，主要用于锅炉、压力容器和管道上，控制压力不超过规定值，对人身安全和设备运行起重要保护作用。2）作用 安全阀在系统中起安全保护作用。当系统压力超过规定值时，安全阀打开，将系统中的一部分气
2、体/流体排入大气/管道外，使系统压力不超过允许值，从而保证系统不因压力过高而发生事故。 密封全铜安全阀。3）分类 安全阀结构主要有两大类：弹簧式和杠杆式。弹簧式是指阀瓣与阀座的密封靠弹簧的作用力。杠杆式是靠杠杆和重锤的作用力。随着大容量的需要，又有一种脉冲式安全阀，也称为先导式安全阀，由主安全阀和辅助阀组成。当管道内介质压力超过规定压力值时，辅助阀先开启，介质沿着导管进入主安全阀，并将主安全阀打开，使增高的介质压力降低。 此外，随着使用要求的不同，有封闭式和不封闭式。封闭式即排出的介质不外泄，全部沿着规定的出口排出，一般用于有毒和有腐蚀性的介质。不封闭式一般用于无毒或无腐蚀性的介质。按结构及加
3、载机构分类 安全阀结构图按其整体结构及加载机构的不同可以分为重锤杠杆式、弹簧式和脉冲式三种。 1.重锤杠杆式安全阀重锤杠杆式安全阀是利用重锤和杠杆来平衡作用在阀瓣上的力。根据杠杆原理，它可以使用质量较小的重锤通过杠杆的增大作用获得较大的作用力，并通过移动重锤的位置(或变换重锤的质量)来调整安全阀的开启压力。重锤杠杆式安全阀结构简单，调整容易而又比较准确，所加的载荷不会因阀瓣的升高而有较大的增加，适用于温度较高的场合，过去用得比较普遍，特别是用在锅炉和温度较高的压力容器上。但重锤杠杆式安全阀结构比较笨重，加载机构容易振动，并常因振动而产生泄漏；其回座压力较低，开启后不易关闭及保持严密。2.弹簧微
4、启式安全阀弹簧微启式安全阀是利用压缩弹簧的力来平衡作用在阀瓣上的力。螺旋圈形弹簧的压缩量可以通过转动它 弹簧微启式安全阀上面的调整螺母来调节，利用这种结构就可以根据需要校正安全阀的开启(整定)压力。弹簧微启式安全阀结构轻便紧凑，灵敏度也比较高，安装位置不受限制，而且因为对振动的敏感性小，所以可用于移动式的压力容器上。这种安全阀的缺点是所加的载荷会随着阀的开启而发生变化，即随着阀瓣的升高，弹簧的压缩量增大，作用在阀瓣上的力也跟着增加。这对安全阀的迅速开启是不利的。另外，阀上的弹簧会由于长期受高温的影响而使弹力减小。用于温度较高的容器上时，常常要考虑弹簧的隔热或散热问题，从而使结构变得复杂起来。3
5、.脉冲式安全阀脉冲式安全阀由主阀和辅阀构成，通过辅阀的脉冲作用带动主阀动作、其结构复杂，通常只适用于安全泄放量很大的锅炉和压力容器。上述三种形式的安全阀中，用得比较普遍的是弹簧式安全阀。按介质排放方式分类按照介质排放方式的不同， 安全阀又可以分为全封闭式、半封闭式和开放式等三种。1.全封闭安全阀全封闭式安全阀排气时，气体全部通过排气管排放，介质不能间外泄漏，主要用于介质为有毒。易燃气体的容器。2.半封闭式安全阀半封闭式安全阀所排出的气体一部分通过排气管，也有一部分从阀盖与阀杆间的间隙中漏出，多用于介质为不会污染环境的气体的容器。3.开放式安全阀开放式安全阀的阀盖是敞开的，使弹簧腔室与大气相通，
6、这样有利于降低弹簧的温度，主要适用于介质为蒸汽，以及对大气不产生污染的高温气体的容器。按阀瓣开启大小分类按照阀瓣开启的最大高度与安全阀流道直径之比来划分，安全阀又可分为弹簧微启封闭高压式安全阀和弹簧全启式安全阀两种。1.弹簧微启封闭式高压安全阀微启式安全阀的开启高度小于流道直径的1/4，通常为流道直径的1/40一1/20。微启式安全阀的动作过程是比例作用式的，主要用于液体场合，有时也用于排放量很小的气体场合。2.弹簧全启式安全阀全启式安全阀的开启高度大于或等于流道直径的1/4。全启式安全阀的排放面积是阀座喉部最小截面积。其动作过程是属于两段作用式，必须借助于一个升力机构才能达到全开启，全启式安
7、全阀主要用于气体介质的场合。3.中启式安全阀开启高度介于微启式与全启式之间。即可以做成两段作用，也可以做成比例作用式。按作用原理分类按作用原理分类，可以分为直接作用式安全阀和非直接作用式安全阀。1.直接作用式安全阀直接作用式安全阀是在工作介质的直接作用下开启的，即依靠工作介质压力的作用克服加载机构加于阀瓣安全阀(13张)的机械载荷，使阀门开启。这种安全阀具有结构简单，动作迅速，可靠性好等优点。但因为依靠结构加载，其载荷大小受到限制，不能用于高压、大口径的场合。2.非直接作用式安全阀这类安全阀可以分为先导式安全阀、带动力辅助装置的安全阀。先导式安全阀是依靠从导阀排出的介质来驱动或控制的。而导阀本
8、身是一个直接作用式安全阀，有时也采用其他形式的阀门。先导式安全阀适用于高压、大口径的场合。先导式安全阀的主阀还可以设计成依靠工作介质来密封的形式，或者可以对阀瓣施加比直接作用式安全阀大得多的机械载荷，因而具有良好的密封性能。同时，它的动作很少受背压的影响。这种安全阀的缺点在于它的可靠性同主阀和导阀有关，动作不如直接作用式安全阀那样迅速、可靠，而且结构较复杂。带动力辅助装置的安全阀是借助于一个动力辅助装置，在低于正常开启压力的情况下强制安全阀开启。这种安全阀适用于开启压力很接近于工作压力的场合，或需定期开启安全阀以进行检查或吹除粘着、冻结的介质的场合。同时，也提供了一种在紧急情况下强制开启安全阀
9、的手段。按压力调节分类按压力是否能调节分类，可分为固定不可调安全阀和可调安全阀1.固定不可调安全阀压力值出厂已设定好，使用时不能变动，常用在中央空调空调、锅炉壁挂炉、太阳能等系统，如S10系列安全阀。2.可调安全阀起跳压力可随用户的不同需求在一定范围能任意设置，常用于系统保护压力需经常变动的场合，如S10系列安全阀，但价格一般也比较高。 安全阀按工作温度分类1.常温安全阀一般是只安装在暖通、空调或者水系统上的耐温110的安全阀，如0480安全阀。2.高温安全阀是指专门用在太阳能系统和模温机系统的耐温180的安全阀，如1831系列安全阀安装设置安全阀时应注意以下几点： （1）容器内有气、液两相物
10、料时安全阀应装在气相部分。（2）安全阀用于泄放可燃液体时，安全阀的出口应与事故贮罐相连。当泄放的物料是高温可燃物时，其接收容器应有相应的防护设施。（3）一般安全阀可就地放空，放空口应高出操作人员1米（m）以上且不应朝向15米（m）以内的明火地点、散发火花地点及高温设备。室内设备、容器的安全阀放空口应引出房顶，并高出房顶2米（m）以上。（4）当安全阀入口有隔断阀时，隔断阀应处于常开状态，并要加以铅封，以免出错。安装维护1、安全阀要有防止重锤自行移动的装置和限制杠杆越轨的导架，弹簧式安全阀要有提升手把和防止随便拧动调整螺钉的装置。2、它应垂直安装在锅商、集箱的最高位置。在安全阀和锅筒或集箱之间，不
11、得装有取用蒸汽的出口管和阀门。3、安全阀与锅炉的连接管，其截面积应不小于安全阀的进口截面积。如果几个安全阀共同装设在一根与锅筒直接相连的短管上，短管的通路截面积应不步于所有安全阀排汽面积的1.25倍。4、对于额定蒸汽压力小于或等于3.82MPa的锅炉，安全阀喉径不应小于25mm；对于额定蒸汽压力大于3.82MPa的锅炉，安全阀喉径不应小于20mm。5、安全阀一般应装设排汽管，排汽管应直通安全地点，并有足够的截面积，保证排汽畅通。安全阀排气管底部应装腔作势有接到安全地点的疏水管，在排气管和疏水管上都不允许装设阀门。6、压力容器的安全阀最好直接装在压力容器本体的最高位置上。液化气体贮罐的安全阀必须
12、装设在气相部位。一般可用短管与容器连接，则此安全阀短管的直径应不小于安全阀的阀径。7、安全阀与容器之间一般不得装设阀门，对易燃易爆或黏性介质的容器，为了安全阀的清洗或更换方便，可装设截止阀，该截止阀在正常操作时必须全开并加铅封，避免乱动。8、额定蒸发量大于0.5t/h的锅炉，至少装设两个安全阀；额定蒸发量小于或等于0.5t/h的锅炉，至少装一个安全阀。可分式省煤器出口处、蒸汽过热器出口处都必须装设安全阀。9、对易燃易爆或有毒介质的压力容器，安全阀排出的介质必须有安全装置和回收系统。杠杆式安全阀的安装必须保持铅垂位置，弹簧安全阀也最好垂直安装，以免影响其动作。安装时还应注意配合、零件的同轴度和应
13、使各个螺栓均匀受力。10、安全阀的出口应无阻力，避免背压现象，若装设排泄管，其内径应大于安全阀的出口通径，安全阀排除口应注意防冻，对盛装易燃或有毒、剧毒介质的容器，排泄管应直通室外安全地点或有进行妥善处理的设施，排泄管不准装设任何阀门。11、新装安全阀应附有产品合格证，安装前要进行复校，加以铅封并出具安全阀校验。12、承压设备与安全阀之间不得装有任何阀门，对盛易燃、易爆、有毒或粘性介质的容器，为便于更换、清洗，可装截止阀，其结构和通径尺寸不应妨碍安全阀的正常运行。正常运行时，截止阀必须全开并加铅封。安全阀属于自动阀类，主要用于锅炉、压力容器和管道上，控制压力不超过规定值，对人身安全和设备运行起
14、重要保护作用。二、爆破膜1）定义： 爆破膜是装在压力容器上部以防止容器爆炸的金属薄膜，是一种安全装置。又称防爆片或爆破片。 当容器内压力超过一定限度时，薄膜先被冲破，因而可以降低容器内的压力，避免爆炸。在压力容器中应用极广。 2）关于爆破膜 其结构简单、灵敏可靠、经济、几乎无泄漏，反应时间迅速、动作时间短、爆漏、泄放能力强等优点。 能够在粘稠、高温、低温、腐蚀的环境下可靠地工作，还是超高压容器的理 想安全装置。 主要由爆破片、夹持器、真空托架等零件装配而成。3）爆破膜常用材料的性能及特点 由于安装爆破膜的化工设备或容器，往往在高温、高压长期连续工作或有脉动用循环压力作用的情况下工作，再或者是与
15、爆破膜接触的介质有强腐蚀性，这就需要在选用爆破膜的时候要充分考虑材料本身的一些力学特征，不仅要求爆破膜合理的力学结构，准确的参数以及较高的抗疲劳特性，还要求爆破膜有很好的耐腐蚀性、抗高温蠕变、长时间组织稳定性以及机械加工特性。现在的制造材料既有金属材料又有非金属材料，有些设计者和使用者对材料的性能不了解就和导致很大的盲目性。 只有明确了各种材料的使用特点和使用条件，设计和使用人员才能在应用中选择合理的爆破膜，从而降低危险系数。4）爆破膜的结构形式及其特点 爆破膜的结构形式相对来说比较多，若按照材质可以分成金属爆破膜和非金属爆破膜两大类。若按爆破膜的形式来分，则可分为：正拱型爆破膜、开缝正拱型爆
16、破膜、平板型爆破膜、反拱型爆破膜以及石墨爆破膜五种不同的基本类型。 1、正拱型和开缝正拱型金属爆破膜：该类爆破膜主要由延性金属加工制成。其共同特点是凸起面均朝向泄压一侧，按其结构型式又可分为正供普通型爆破膜、正供刻槽型爆破膜和开缝正拱型爆破膜几种类型。 正拱普通型爆破膜适合于通径为300mm以下的各种中压、高压及超高压的气、液介质；最高工作压力为爆破压力的70%但爆破有碎片，其后不宜串接安全阀。 正拱刻槽型爆破膜适合于通径为10300mm的中、高压的气、液介质；最高工作压力为爆破压力的80%，且无碎片。以上两种型式均有夹持器与其匹配。 开缝正拱型爆破膜适合于通径为800mm以下的各种中低压的气
17、、液介质，最高工作压力为爆破压力的80%，也有夹持器与其匹配。 2、反拱型金属爆破膜：其共同特点是凹面朝向泄压一侧，当系统超压时，爆破膜首先失稳反转，破坏形式可由可由刀刃将爆破膜切破、自破或脱落泄压三种。其型式又可分为反供刀架型、反供腭齿型及反供刻槽型三种类型。 反拱型爆破膜的优点为；1)刚性好，能够承受背压，但相同规格相同爆破压力条件下，反拱型比正拱普通型爆破膜厚很多，特别适合中、低压的气态的工作状况。2）抗疲劳性能好，反拱型爆破膜工作时只受压力作用，不受拉力，失稳前几乎没有永久变形，不仅工作压力高达爆破压力的90%，而且可以承受交变循环应力，其寿命比正供型金属爆破膜高10倍以上。3、 石墨
18、爆破膜：一种可以同时承受拉伸与剪切力作用的非金属爆破膜。由于其非金属特性以及石墨本身材料结构特性，适合于强度低、小口径、低压力、强腐蚀系统的安全泄压装置。因此在化工行业等有强腐蚀的行业有着较为广泛的应用。石墨爆破膜石墨爆破膜正拱普通型爆破片正拱开缝型爆破片正拱开缝型爆破片平板型爆破片平板型爆破片反拱鳄齿型爆破片反拱鳄齿型爆破片反拱叉型带刀爆破片反拱叉型带刀爆破片反拱型爆破膜反拱型爆破膜5、爆破膜的选用 在下列工况时应优先选用爆破膜：存在爆炸及异常反应而使压力瞬间急剧上升的场合；当泄放介质为粉料、粘状、强腐蚀性介质时，由于其特殊的介质性质，若使用安全阀其制造价格很高；介质为贵重或有剧毒，在工作过
19、程中不允许有任何泄漏的场合；工作压力很高或很低时，由于安全阀的制造比较困难，可以首选爆破膜。但由于爆破膜材料的蠕变性，以及其更换过程比较复杂，爆破膜不适用于温度波动较大或经常超压的场合。 在爆破膜选用方面，首先应当根据工艺介质的特性、工艺条件及载荷方式等方面因素，来正确的选型。 在介质方面，首先要考虑所使用的介质对膜片材料有没有腐蚀性。（在腐蚀性极强的环境中，尽可能使用石墨爆破膜。） 在介质温度方面，考虑到介质温度及膜片金属在高温下所产生的蠕动，有可能使膜片在低于爆破压力时便会破裂，所选用爆破膜的最高许用温度，应不低于实际使用温度的金属材料制造的膜片。 在系统压力方面，当系统为脉动压力或循环压
20、力时，考虑到交变力对正供型爆破膜产生的疲劳破坏，会缩短爆破膜的使用寿命，对该系统来说最好选用反供型爆破膜装置。 有无碎片方面，当容器内为易燃易爆介质，为避免摩擦产生火星引燃介质，或爆破片与安全阀组合时，为防止爆破片碎片阻塞安全阀介质流道，须选用无碎片的型式。 总之，在选用爆破膜前，应当首先分析被保护设备的实际工况以及介质的各种性能，合理选用爆破膜的类型及材料。安装（1）爆破膜的法兰的爆破材料必须满足工艺的需要。（2）组装爆破膜时要小心谨慎，不应降低爆破膜的有效截面积。（3）仔细清除夹持器两侧接触面的赃物，严防损坏爆破膜。（4）爆破膜应与相应的夹持器配合使用。（5）安装爆破膜时，应该要拧紧螺栓，防止爆破膜与夹持器中的松动。
