發(fā)布時(shí)間:2025-08-29 來(lái)源: 瀏覽次數(shù):128
安全閥的核心壓力參數(shù)定義及內(nèi)在關(guān)聯(lián)
安全閥作為承壓設(shè)備(如鍋爐、壓力容器、管道等)的最終安全保護(hù)裝置,其核心功能是在系統(tǒng)超壓時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟泄壓,防止設(shè)備因超壓發(fā)生爆炸等惡性事故。
在安全閥的設(shè)計(jì)、校驗(yàn)及運(yùn)行中,整定壓力、排放壓力、回座壓力是三個(gè)最關(guān)鍵的壓力參數(shù),三者既相互獨(dú)立又存在嚴(yán)格的邏輯關(guān)聯(lián),共同決定了安全閥的保護(hù)性能和系統(tǒng)安全性。
1. 三個(gè)核心壓力參數(shù)的定義
整定壓力(Set Pressure)
整定壓力是指安全閥在運(yùn)行條件下開(kāi)始開(kāi)啟的預(yù)定壓力,也稱(chēng)為“開(kāi)啟壓力”。
它是安全閥的核心設(shè)計(jì)參數(shù),需根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的最大允許工作壓力(MAWP)確定,通常整定壓力不超過(guò)設(shè)備的設(shè)計(jì)壓力。
例如,若某壓力容器的設(shè)計(jì)壓力為1.6MPa,其配套安全閥的整定壓力可能設(shè)定為1.6MPa(或略低于設(shè)計(jì)壓力,具體需符合規(guī)范)。
整定壓力的數(shù)值由安全閥的彈簧剛度、閥瓣與閥座的配合精度等因素決定,需通過(guò)校驗(yàn)臺(tái)精確調(diào)整。
排放壓力(Relieving Pressure)
排放壓力是指安全閥閥瓣達(dá)到全開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)的進(jìn)口壓力。當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到整定壓力時(shí),安全閥開(kāi)始開(kāi)啟,但此時(shí)閥瓣僅微微抬起,排放量較小。
隨著系統(tǒng)壓力繼續(xù)升高,閥瓣逐漸上升,直至達(dá)到全開(kāi)啟狀態(tài)(此時(shí)流道面積最大),對(duì)應(yīng)的壓力即為排放壓力。
排放壓力必須高于整定壓力,兩者的差值稱(chēng)為“開(kāi)啟高度壓力差”,其大小與安全閥的結(jié)構(gòu)形式(如彈簧式、先導(dǎo)式)、開(kāi)啟高度(微啟式、全啟式)相關(guān)。
例如,全啟式安全閥的排放壓力通常比整定壓力高3%~10%(具體需符合ASME、GB等標(biāo)準(zhǔn))。
回座壓力(Re-seating Pressure)
回座壓力是指安全閥在排放過(guò)程中,當(dāng)系統(tǒng)壓力降低到一定值時(shí),閥瓣重新與閥座密封接觸、停止排放時(shí)的進(jìn)口壓力。
回座壓力必須低于整定壓力,否則安全閥會(huì)在開(kāi)啟后無(wú)法及時(shí)關(guān)閉,導(dǎo)致介質(zhì)持續(xù)泄漏。
兩者的差值稱(chēng)為“回座壓力差”,通?;刈鶋毫檎▔毫Φ?0%~90%(不同標(biāo)準(zhǔn)有不同規(guī)定,如GB/T 12243要求回座壓力不低于整定壓力的90%,特殊工況可放寬)。
2. 三個(gè)參數(shù)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)
三者的邏輯關(guān)系可概括為:整定壓力是安全閥的“啟動(dòng)閾值”,排放壓力是“全量泄壓的壓力點(diǎn)”,回座壓力是“停止泄壓的復(fù)位點(diǎn)”,三者按“整定壓力<排放壓力>回座壓力”的規(guī)律依次出現(xiàn),形成一個(gè)完整的“開(kāi)啟-排放-關(guān)閉”循環(huán)。
關(guān)聯(lián)性一:壓力觸發(fā)的先后順序
系統(tǒng)壓力升高時(shí),首先達(dá)到整定壓力,安全閥開(kāi)始開(kāi)啟;隨著壓力繼續(xù)升高至排放壓力,安全閥全開(kāi)啟并達(dá)到最大排放量;當(dāng)系統(tǒng)壓力因排放而降低至回座壓力時(shí),安全閥關(guān)閉,完成一次保護(hù)循環(huán)。
三者的壓力數(shù)值必須滿(mǎn)足“整定壓力<排放壓力”且“回座壓力<整定壓力”,否則會(huì)出現(xiàn)“無(wú)法開(kāi)啟”“開(kāi)啟后無(wú)法全排放”或“關(guān)閉后仍泄漏”等故障。
關(guān)聯(lián)性二:性能相互制約
整定壓力直接決定了排放壓力的基準(zhǔn)——排放壓力不能無(wú)限高于整定壓力(否則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)超壓幅度過(guò)大,威脅設(shè)備安全),需通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限制其差值(如ASME BPVC Section I規(guī)定,彈簧式安全閥的排放壓力不得超過(guò)整定壓力的1.1倍)。
同時(shí),回座壓力與整定壓力的差值也需合理控制:若回座壓力過(guò)高(接近整定壓力),可能導(dǎo)致安全閥在系統(tǒng)壓力波動(dòng)時(shí)頻繁啟閉(“顫振”),加劇密封面磨損;若回座壓力過(guò)低,則會(huì)導(dǎo)致排放時(shí)間過(guò)長(zhǎng),介質(zhì)浪費(fèi)或系統(tǒng)壓力過(guò)度下降。
關(guān)聯(lián)性三:共同影響安全閥的保護(hù)效果
整定壓力決定了安全閥何時(shí)介入保護(hù),排放壓力決定了泄壓效率(能否快速降低系統(tǒng)壓力),回座壓力決定了保護(hù)結(jié)束后系統(tǒng)能否恢復(fù)正常運(yùn)行。
三者需協(xié)同匹配:例如,若整定壓力設(shè)定過(guò)高,可能導(dǎo)致設(shè)備在超壓初期未得到保護(hù);若排放壓力不足(未達(dá)到全開(kāi)啟),則排放量不足,無(wú)法有效降壓;若回座壓力異常,會(huì)導(dǎo)致保護(hù)過(guò)度或不足。