安全阀流量检测新方法探索构架

雷佳慧

浙江赛福特特种设备检测有限公司

安全阀流量检测新方法探索构架

雷佳慧

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安全阀是很多受压设备上必备的安全附件，其可靠性和安全性直接关系到相关设备和操作人员的安全，并且对节能环保有重要意义，主要是保证相关生产系统能正常安全运行，在多个领域得到了广泛应用。本文主要结合基本理论，分析安全阀流量监测的新方法，主要是采用新的阀芯传感器设备的相关数据来确定其开启过程中的排量。

安全阀；流量；监测方法；构架

安全阀在承压设备中，主要作为一种保障性的安全运转阀门，在保护装置的内部压力达到设定的指标时，阀芯可以打开排泄压力。在保护系统的作用下，安全阀能及时有效地关闭并排泄，并且不借助任何外力的辅助。但是安全阀门在使用的过程中，要防止因超压情况引发的安全事故，需要采用相应的技术手段对其流量进行检测，并探索新的构架方法。

一、安全阀结构及基本性能

（一）安全阀的主要结构

安全阀内部组成要件较多，主要包括阀杆、上下压紧、弹簧、阀芯阀座等。其中安全阀的预紧力主要由调整螺母传输给上压紧圈内，在弹簧的作用下，传给下压圈，最后才能传递给阀芯。

（二）安全阀门工作的相关要求

1、较高的密封性能

到承压设备处于正常运转时，安全阀要始终保持在关闭状态下，需要相对较好的密封面，对密封性能要求高。这主要是受保护的介质通常是危险性较高或者是较贵重的介质，一旦发生泄漏，将会对周围环境等造成不可估量的损失。如果泄漏量超出一定的范围，会增加设备运转的能量消耗，使得设备无法正常运行，例如生活中出现的停车事故等有的就是因此造成的。

2、要有较快捷的开关性能

当设备内部压力达到预设的压力值时，安全阀能够迅速地开启，其在排放过程中，需要将设备的压力调至最大允许压力值以下，安全阀开启也必须达到相应的高度。这就需要安全阀的动作够快，反应够敏捷，不然易造成对设备的损伤，也会危机操作人员的人身安全。针对固定压力式设备，其压力值在设定时也不能超过规定的压力值，确保设备整定压力达到的同时，保证安全阀可以迅速被开启。

3、排放性能稳定及时

在安全阀门开启之后，其排放状态和频率也至关重要。要能保证排放额定量的介质，不会受设备保护内部压力升降的影响，排放时必须保证设备处于稳定的状态，尽量避免卡阻等问题的出现。

（三）安全阀性能指标试验

设备的压力设计，需要在考虑相关介质压力的基础上，通过计算容器的壁厚，分析相关数据得出准确的数值。通常情况下，容器最大允许工作压力在设备强度作用下能够承受的压力要高于设计的压力值，因此在排放过程中要注意理论研究与具体操作的差异性。

二、安全阀流向计算的相关研究

对于安全阀的相关计算理论和研究方法，是泄放机相关理论研究的重要基础，目前，泄放机理论研究已经成为了安全阀性能好坏的主要研究方式，这些理论主要来源于流体力学的研究，主要是借鉴可压缩流体力学中，设备空口的流动关系，在长期的研究发展中，相关技术较为成熟，计算方法也在多个领域得到应用和实践。安全阀设计计算中，最常见的方法是安全阀泄放量的计算和理论研究，多年研究变化并不大，主要是通过理论计算等方式和公式验证等获取泄放量系数，并将这些理论研究归入相应的标准和规范中，具有一定的法律影响力。

（一）安全阀流量相似理论的研究

在传统的研究中，安全阀泄放机是通过相似理论及其模型的建构来进行试验，从而研究安全阀的泄放量和流动原理，还对粘度较低的安全阀研究出了通用的相似准则，主要表现在工作状况准则的研究上，研究出两个主要参数，压力和流量，并对二者之间的函数关系做了一定研究。其次，还对压力加强准则的应用做了相关分析，将动态压力与管内压力的比例进行研究，并提出了安全排放量的计算公式；再根据动静压力之和，对总压准则进行了定义，并最终得出静态压力系数与动态压力系数之间的关系，针对安全阀的工作状态，用两个压力系数加以表示。如在安全阀为运行时，此时静态压力数值最大，动态压力数值最小；安全阀在开始运行时，两种压力值则又处于相反状态。因此可得出，静态压力值在安全阀运转初期较为接近总压力值，开启时刻则是动态压力值与总压力值接近。

（二）按照分类的不同具体计算流量

这里所说的分类，主要是根据其物理特性的不同进行分类。针对介质不同的流体，安全阀的泄放量的计算方法也存在差异，根据传统研究经验，可将安全阀排量计算总结为三种公式，适用于水蒸气、一般性气体、常规液体三种。具体计算中，结合实际测定的数据，对安全阀的排量进行质证，即设置泄放参数。在气体介质的排量计算中，要考虑到气体动气本身的阻力对参数的影响，与相同参数的其它设置会存在一定的差异；液体介质中，通常对截面积进行实地测量，不需要考虑阀口阻力对喷管的影响。对于选择阀座较宽还是较窄的流道，相关文献资料研究中也没有一致结论，具体可根据实际情况和研究经验进行具体定义。

（三）安全阀流量系数的研究

对其研究可采用试验的方法，对相关参数等进行研究。安全阀的泄放量也是安全阀主要的参数，若其实际排放量未能达到设备处于保护状态下所需的数量值，则安全阀就不能很好地发挥其保护效果；反之，若排泄量过大，则会造成设备的损害，严重的会引起安全阀操作时跳频等问题的出现，最终影响到整个系统的正常作业。根据相关的试验结果，得到如下结论：

1、安全阀开启高度在0.25do以下时，泄放量与开启高度层线性关系，可根据其中一个系数值来计算另一个相关系数；

2、开启高度约在0.25do～030do范围时，安全阀的打开高度仍然会影响到泄放量。但是其影响力要明显减少，从安全的角度来讲，其设计值一般要在0.25do以上，但是在具体设计时还要考虑阀门过高带来的不利影响。

3、开启高度在0.35do以上时，此时，阀门高度基本不会影响到排泄量。

结语：

综上所述，安全阀作为承压设备中的重要附件，其性能及参数设置能直接影响到设备的正常使用和操作人员的安全问题，在实际研究中需要对其进行整体把握。在安全阀流量系数的研究中，需要借助计算机等软件设备，通过实地试验和计算机计算等辅助手段，保证其使用的安全性。

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