工业锅炉房常用的安全阀有:弹簧安全阀、静重式安全阀两种。
蒸汽锅炉用全启式安全阀。
蒸汽锅炉省煤器和热水锅炉用微启式安全阀。
安全阀是工业生产过程中重要百的流体控制安全设备,因此安全阀材质的选择是安全阀选择的基础,如果没有将材质选择正确就无从谈起安度全阀的安全了,下面将常用的安全阀材质选择做一下概述。
一、对于压力小于1.0mpa的低压常温普通介质,如水、空气、油品等,可以选择灰铸知铁、黄铜、铸钢等材质;
二、对于压力道1.6-32.0mpa的高压常专温普通介质,如水、空气、油品、气体等,可以选择铸钢材质;
三、对于压力1.6-32.0mpa的高压常温腐蚀性介质,如属醋酸、盐酸、硫酸等,可以选择304、316等不锈钢材质;
四、对于压力1.6-32.0mpa的高压高温温普通介质,如水、空气、油品、蒸汽等,可以选择高温钢材质。
目前我国工业锅炉房中常用的锅炉安全阀有:杠杆式、弹簧式、静重式、脉冲式和复合式多种。
一、杠杆式锅炉安全阀
杠杆式安全阀又分为单杠杆式和双杠杆式两种。由于它们是通过杠杆和重锤的重力矩作用到阀芯上,用来平衡蒸汽(水)压力又称为重锤式安全阀。
杠杆式(重锤式)安全阀主要由阀芯、阀座、杠杆、重锤、限位装置等组成。它是用重锤的重量,通过杠杆把阀芯压在阀座上,移动重锤的位置来改变重力矩的大小,以调整安全阀的开启压力。当锅炉压力超过重锤作用在阀芯上部的压力时,阀芯被顶起离开阀座,蒸汽排出。到锅炉压力低于重锤作用在阀芯上部的压力时,阀芯降落,锅炉停止排汽。
这种安全阀结构简单、调整方便,工作性能可靠,所以在锅炉上应用相当普遍。一般单杠杆式安全阀适用于低压锅炉、双杠杆式安全阀适用于中、高压锅炉。
二、弹簧式锅炉安全阀
弹簧式安全阀主要由阀芯、阀座、阀杆、弹簧、调整螺钉等组成。这种安全阀主要利用弹簧弹力,把阀芯压在阀座上。当锅炉压力超过弹簧作用在阀芯上部的压力时,阀芯与阀杆被顶起,蒸汽排出;当锅炉压力低于弹簧作用在阀芯上部的压力时,阀芯降落压在阀座上,锅炉停止排汽。阀芯与阀座接触面为锥面,阀芯四周边缘有少许伸出。当蒸汽顶开阀芯后,阀芯的边缘也受汽压作用,使整个作用面积突然增加,安全阀顿时开启;当降力降低后,由于蒸汽作用力突然减小,使阀芯一次闭合,防止阀芯反复跳动。
弹簧式安全阀的主要参数是开启压力和排汽能力,而排汽能力取决于阀座的口径和阀芯的提升高度。由于提升高度的不同,又可分为微启式、中启式和全启式安全阀三种。
弹簧式安全阀结构紧凑,体积小、轻便;严密性好,且调整方便,经得起振动,很少有泄漏的现象。因此,灵敏可靠。它适用范围最广,是最常用的一种。
三、静重式锅炉安全阀
它是由阀芯、阀座,环形铁片,阀罩、防飞螺丝等组成的。
这种安全阀主要是利用环形铁片重量,使阀芯压在阀座上,当锅炉压力超过铁片作用在阀芯上部的压力时,阀芯被顶起,蒸汽排出:锅炉压力下降到低于铁片作用在阀芯上部的压力时,阀芯降落,停止排汽。
静重式安全阀结构简单,制造容易,但体积庞大笨重.调整困难,灵敏度也低,仅适用于低压小型锅炉。目前我国工业锅炉上很少使用。
四、脉冲式锅炉安全阀
它主要由脉冲弹簧安全阀、冲量导管主安全阀等组成。
脉冲式安全阀的工作原理是:当汽包或过热器的压力超过规定值时,蒸汽通过冲量导管、阀门,进入脉冲弹簧安全阀,将阀芯顶开,经脉冲弹簧安全阀,蒸汽又进入主安全阀活塞上部,使活塞向下移动、打开主安全阀,使蒸汽排出泄压。当压力恢复到正常压力时,脉冲弹簧安全阀关闭,使主安全阀活塞上部蒸汽中断,主安全阀阀芯在蒸汽和弹簧的作用下关闭。
这种安全阀装置有电器控制系统作为电气保护。当锅炉超压时,接,气式压力表接点闭合,接通脉冲弹簧安全阀的电磁铁,使之工作,将阀门打开;当回座压力过低或阀门发生故障时,也可操作电器控制开关,接通电磁铁线圈,关闭电磁铁,使阀门关闭。
这种安全阀在运行中的冲量接入导管上的阀门,要保持全开状态,因而要加铅封。这种安全阀适用于高压锅炉上。
五、复合式锅炉安全阀
复合式安全阀由两个相同的或不相同的安全阀组成一体,同时接在一个阀座上、以减少开孔数量。
工厂生产安全阀标定:
阀门的类型代号 阀门的类型代号
类 型
代 号
类 型
代 号
弹簧式安全阀 弹簧式安全阀 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 杠杆式安全阀 杠杆式安全阀
GA
柱 塞 阀
U
止回阀 和底止回阀 和底止回阀
和底H
旋 塞 阀
X
截 止 阀
J
减 压 阀
Y
节 流 阀
L
闸 阀
Z
表 1. 3.2 .2 .2 连接形式代号
连接形式 连接形式
代 号
连接形式 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 1. 3.3 .3 .3 安全阀结构形式代号 安全阀结构形式代号
结构形式
代号
结构形式
代号
弹簧载荷弹簧封闭结 构
带散热片全启式 带散热片全启式 带散热片全启式
0
弹簧载荷不封闭 弹簧载荷不封闭 弹簧载荷不封闭 弹簧载荷不封闭 且带扳手结构 且带扳手结构 且带扳手结构
微启式 、双联微启式 、双联微启式
、双联3
微启式
1
微启式
7
全启式
2
全启式
8
带扳手全启式 带扳手全启式 带扳手全启式
4
-
-
杠杆式
单杠杆
2
带控制机构全启式 带控制机构全启式 带控制机构全启式 带控制机构全启式
6
双杠杆
4
脉冲式
9
表 1. 3.4 .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 密封面或衬里材料 密封面或衬里材料 密封面或衬里材料
代 号
阀痤密封面或衬里材料 阀痤密封面或衬里材料 阀痤密封面或衬里材料 阀痤密封面或衬里材料 阀痤密封面或衬里材料
代 号
锡基轴承合金(巴氏) 锡基轴承合金(巴氏) 锡基轴承合金(巴氏) 锡基轴承合金(巴氏) 锡基轴承合金(巴氏) 锡基轴承合金(巴氏)
B
尼龙塑料 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 奥氏体不锈钢 奥氏体不锈钢
R
陶瓷
G
塑料
S
Cr13Cr13Cr13 系不锈钢 系不锈钢
H
铜合金
T
衬胶
J
橡胶
X
蒙乃尔合金 蒙乃尔合金
M
硬质合金 硬质合金
Y
表 1. 3.5 .5 .5 阀体材料代号
阀体材料 阀体材料
代号
阀体材料 阀体材料
代号
碳钢
C
铬镍钼系不锈钢 铬镍钼系不锈钢 铬镍钼系不锈钢
R
Cr13Cr13Cr13 系不锈钢 系不锈钢
H
塑料
S
铬钼钢
I
铜及合金 铜及合金
T
可锻铸铁 可锻铸铁
K
钛及合金 钛及合金
Ti
铝合金
L
铬钼钒钢 铬钼钒钢
V
铬镍系不锈钢 铬镍系不锈钢 铬镍系不锈钢
P
灰铸铁
Z
球墨铸铁 球墨铸铁
Q
-
-
注:压力级别符合 注:压力级别符合 注:压力级别符合 注:压力级别符合 GB/T1048GB/T1048GB/T1048GB/T1048 GB/T1048 规定时,采用 规定时,采用 规定时,采用 规定时,采用 GB/T1048GB/T1048GB/T1048GB/T1048GB/T1048 GB/T1048标准 10 倍的兆帕单位; 倍的兆帕单位; 倍的兆帕单位; 倍的兆帕单位;
压力级别采用磅( 压力级别采用磅( 压力级别采用磅( 压力级别采用磅( lb )或 K级时,应注明压力单位符号; 级时,应注明压力单位符号; 级时,应注明压力单位符号; 级时,应注明压力单位符号; 级时,应注明压力单位符号; 级时,应注明压力单位符号;
温度超过 温度超过 425425 ℃时标注最高工作温度下的压 ℃时标注最高工作温度下的压 ℃时标注最高工作温度下的压 ℃时标注最高工作温度下的压 ℃时标注最高工作温度下的压 ℃时标注最高工作温度下的压 ℃时标注最高工作温度下的压 ℃时标注最高工作温度下的压 力代号; 力代号;
公称压力小于 等公称压力小于 等公称压力小于 等公称压力小于 等1.6MPa 1.6MPa 1.6MPa1.6MPa的灰铸铁阀门体材料代号可以省略; 的灰铸铁阀门体材料代号可以省略; 的灰铸铁阀门体材料代号可以省略; 的灰铸铁阀门体材料代号可以省略; 的灰铸铁阀门体材料代号可以省略; 的灰铸铁阀门体材料代号可以省略; 的灰铸铁阀门体材料代号可以省略; 的灰铸铁阀门体材料代号可以省略;
公称压力大于 等公称压力大于 等公称压力大于 等公称压力大于 等2.5MPa 2.5MPa 2.5MPa2.5MPa的碳素钢阀门体材料代号可以省略。 的碳素钢阀门体材料代号可以省略。 的碳素钢阀门体材料代号可以省略。 的碳素钢阀门体材料代号可以省略。 的碳素钢阀门体材料代号可以省略。 的碳素钢阀门体材料代号可以省略。 的碳素钢阀门体材料代号可以省略。 的碳素钢阀门体材料代号可以省略。
从高压锅的一个小孔处,蒸汽不停地在向外冒。并且伴随着哨声。这个小孔就是排气孔。排气孔与一个阀门配合使用。这个阀门就是为了控制压力而设计的,它的名字就叫重锤式安全阀。安全阀上有一个重锤,它平时压在高压锅的排气孔上,当高压锅内的压力达到一定的压力值,由于压力的作用,重锤被抬起。蒸汽从排气孔中排除,以使高压锅内的压力下降到安全值范围内。工业锅炉对压力的控制更加重要,在每个锅炉上也都安装有安全阀,它们的工作原理与高压锅上的安全阀是一样的。 限压阀(限压装置)的作用:在烹调过程中,锅内压力达到工作压力时,限压阀通过排气孔排气工作,使锅内压力保持在一定的范围内,达到烹调的目的。安全阀的作用:在烹调过程中,由于限压阀排气管堵塞,造成锅内压力过高,这时通过安全阀排气,以保证压力锅的安全。
仅仅有了安全阀,压力设备并不是就绝对安全了。为了保证万无一失,人们采用了双保险。通常在压力设备上还安装有一个保险片。它是由易熔的金属片做成。当安全阀由于故障失灵的时候,过大的压力会把保险片冲开,防止事故的发生。如果锅内的水分被蒸干,锅内温度的升高,会把金属片熔化掉也可以起到安全作用。在工业生产中,很多压力容器上都安装有防爆片,它的作用类似于高压锅上的保险片。当压力超过一定值时,防爆片就会自毁而保证容器的安全。安全阀是可以重复使用的装置,每次压力超过一定值时起作用,当压力下降的时候,安全阀复位。但是保险片和防爆片起作用后就会毁坏,需要更换新的才可以。
虽然有各种安全装置的保护,压力装置也并不是绝对安全的。在使用过程中,还是要求使用者有足够的安全意识,不能把安全问题完全留给自动装置来保证。只有人和自动装置共同防范事故的发生,才能够安全地使用压力装置。
安全阀是在管道压力超过设定值zd时,自动打开阀释放压力,防止过压对设备的损坏和发生设备事故,是一只安全保护装置。
截止阀也叫截回阀,在管道停止输气还在液体介质时,防止前面的管专道里面的东西返回倒流到管道里面,其实截止阀就是一个单向阀,只能进不能出,也是属一只安全装置。防止前级的返回到后面造成污染。
工业生产中常用的几种阀门
阀门电动装置是实现阀门程控、自控和遥控不可缺少的设备,其运动过程可由行程、转矩或轴向推力的大小来控制。阀门的种类很多,工业生产中大致用以下几种:
(1) 闸阀(GATE VALVES) 闸阀是为了于一管线上某一部位系统 需要“全开、全关”控制且流体流过仅能以微少之压力降产生时而设计使用的。当一系统 中某一部份需予隔离,而不须考虑流体节流(THROTTING)的控制时闸阀是非常理想而适合 的。因当节流使用时,则流体会产生高速流经门座,而造成流体之冲蚀门、座及壳体(产 生拉丝现象),或引起震动而损伤。
(2) 球型阀(GLOBE VALVES)、角阀(ANGLE VALVES)、针阀(NEEDLE VALVE) 球型阀因球体有球柱状的外形而称之,主要是为须紧闭 ,经常开关及当流体须控制流量之节流作用而设计,其最主要特点是有效的节流,使拉丝 现象减到最少因而减少阀门及阀座之浸(冲)蚀,但因阀座是平行于流线,流体流经该类 阀座时流向之改变,将在阀中产生扰流,以及降力的下降,仅适合不荷求因压力降所造成 扬程失时,方可使用。 角阀的结构,特性是由球型阀修正而来,仅是出口与进中成90度直 角之区别。 针阀亦是由塞式球型阀修正而来,阀塞为细长型有锥度的针状,特别适用于低 流量范围的流量控制。
(3) 逆止阀(CHECK VALVES)-----摆动式(SWING TYPE)、升 降式(LIFT TYPE)、斜盘(门)式(TILTING DISC)、双片式(DUALPLATE)、底阀 (FOOT VALVES)。 此类阀其作用为容许流体朝一方向自由流动,而限制其反流动,当流 体通过系统时的压力,把阀门开启,任何流体的反向,会把阀门关闭,关闭的完成,是赖 止回机构的重量或赖反压,或赖弹簧或赖以上几种的组合。
(4) 球型停止逆止阀 (GLOBE STOP-CHECK VALVES) 止阀类似3.3项之升降式逆止阀,但加装阀杆及手输(或别 的辅助操作装置)做为流体之关断及止回用,止阀不能以任何机械传动方式打开,只靠上 游流体压力将阀门升举,离开阀座面。
(5) 塞阀(PLUG VALVES) 此阀由插入阀体中之 阀塞(门),为一具有锥度中间开槽的塞件而得名、结构简单属古老型式之阀,由全开至 关只须转90度即可、阀塞(门)之流口可为任何尺寸与形状,也可作成多孔型式来配合三 或四条管线连接,而能有不同的流向组合。一般用于全开或全关,不作节流使用(除非开 口特殊钻石形状并经处理过)。
(6) 球阀(BALL VALVE) 球阀是由塞阀修改而来,以 球塞代替柱塞,来控制液体、阀塞(门)内通道截面积,则与配合管线的管径相同,流体 作直线通过阀体,且吸有微小之压力降。现一般均使用PTEE、EPDM等材料,为阀座,因此 ,气泡密封性佳。且改良为防火及防静电之安全设计,被广泛使用,但因阀座为PTFE材质 ,其使用温度一般受限于250度以下。
(7) 蝶形阀(BUTTERFLY VALVES) 此阀的构造, 是根据管子挡扳的原理,其流动控制元件是一有倾角的盘(门)(其材质可为金属或金属 外缘包上塑胶、特氟隆等),圆盘固定在心轴上,并以能旋转的心轴来控制开闭(开、闭 只须90度之旋转),阀座可为金属、橡胶、特氟隆等材料,而固定于阀体壁上,此阀构造 简单,其阀体为薄饼(WAFER)型、重量轻,不占空间适合于节流及开闭之用。尤其用于大 流量之控制(不适用于小流量)。
(8) 隔膜阀(DIAPHRAGM VALVES) 此阀实际上不过 是“钳夹”的阀,一个弹性的,可扰的膜片,用螺椿连接在压缩件上,压缩件是由阀杆所 操作而上下移动,当压缩件上升,膜片就高举,而造成通路,当压缩件下降,膜片就压在 阀体堰上(假使为堰式阀)或压在轮廓的底部(假使为直通式),此阀适用于开关及节流 之用。 隔膜阀是特别适用于运送有腐蚀性,有粘性的流体,例如泥浆、食品、药品、织维 性粘合液等,因管线中,此阀的操作机构,是不暴露在运送流体中,故不具污染性,也不 需要填料,阀杆填料部也不可能会泄漏。
(9) 安全阀(SAFETY BALVES)、泄压阀 (RELIDF VALVES)、安全、泄压阀 工厂中,使用高温、高压气体的机会相当大,尤其在 电厂、化学工厂,由于压力异常而造成塔槽、锅炉、管线等压力容器、设备被破坏而生泄 漏,火灾或爆炸的机率相当高,为了防止此类意外事故之发生,使制程稳定操作,依美国 机械工程师协会(ASME)之规定,必须在所有高压设备均装设此等安全排放装置之阀类。 此类阀之构造类似角阀,依其作动方式之不同可分为弹箕负载式(SPRING LOADED TYPE) 及辅助阀作动式(PILOT OPERATED TYPE)。基本上是依力平衡方式作动装置。一旦阀盘( 门)所受之压力大于弹箕或辅助阀之设定压力时,阀盘就会被此压力推开,其压力容器内 之气(液)体会被排出,以降低该压力容器内之压力。 安全阀须设计成有全开急泄的作用 ,其容量超压以及冲放必须受ASME法规的规定。 泄压阀,设计成在初压力增加时,阀慢慢 开启,且没有法规作依据,亦不必需立刻开启到全开位置,但压力增加时,它要继续不断 的开启。
(10) 冷冻阀类(CRYOGENIC VALVES) 用于在冷冻场所之运送液化气体(氧、 氮、氢、氦)通常是用青铜或300系列不锈钢材质制成,阀的形式,可以是闸阀、球型阀、 球阀、针阀、碟形阀等,该阀类异于上述各普通阀类之处理,其一是有延伸式阀盖,如此 设计,是要有一足够之气室,防止阀杆填料冻结,而影响操作与密封性,及减少了通通阀 杆的热泄漏,也在管线与手输之间,提供了绝热的空间,其二是在双阀座之密闭式空穴内 在关闭时,必须考虑排泄掉入之液化气体,避免汽化时产生过高之压力。
(11) 其它特 殊阀类: A. 取样阀 B. 底槽冲冼阀 C. 减压阀 D. 反压 调整阀 E. 电磁阀 F. 控制阀