石化企業(yè)安全閥配管設(shè)計(jì)探討

李翠蘋　楊凱強(qiáng)

摘 要：在石油化工裝置不正常工作情況下，需要針對不同的設(shè)備和管道系統(tǒng)來安裝安全閥，在設(shè)計(jì)石油化工裝置是要充分的考慮到石油的特質(zhì)，同時(shí)也要考慮到壓力容器的壓力值，確保壓力容器能夠安全的運(yùn)行。安全閥是壓力裝置的最后一道保護(hù)屏障，如果在石油壓力容器當(dāng)中產(chǎn)生的壓力值超過了預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，那么安全閥就會自動開啟并釋放出足夠的介質(zhì)，調(diào)整容器的壓力值。配管設(shè)計(jì)是安全閥能夠安全運(yùn)行的重要關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此要合理的進(jìn)行配管設(shè)計(jì)，才能夠確保安全法的安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：石油化工;安全閥;配管設(shè)計(jì);安全運(yùn)行

石油化工的生產(chǎn)具有很高的安全生產(chǎn)要求，必須要滿足安全生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，各類裝置才能夠開展生產(chǎn)活動。在石油化工裝置當(dāng)中安全閥屬于非常重要的組成部分，能夠確?？刂蒲b置當(dāng)中的壓力能夠處于穩(wěn)定狀態(tài)，如果安全閥的配管設(shè)計(jì)不夠規(guī)范合理，會對安全閥的運(yùn)行造成一定影響。本文主要針對石油化工裝置安全閥配管設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)分析研究。

1 安全閥的分類

按照我國現(xiàn)行的《安全閥一般要求》，安全閥總共可以分成為以下幾種類型：第一種是直接載荷式安全閥，這種安全法門是一種直接依靠機(jī)械加載裝置就能夠克服介質(zhì)壓力從而產(chǎn)生作用力的閥門類型，一般機(jī)械加載裝置是彈簧、杠桿加重錘還有重錘等。第二種是帶動力輔助裝置式安全閥，這種安全閥就需要使用一個(gè)動力輔助裝置，能夠在壓力較低的狀態(tài)下開啟，并把壓力值調(diào)整到正常狀態(tài)。第三種是帶補(bǔ)充載荷式安全閥，這種安全閥能夠在壓力達(dá)到整定壓力的時(shí)候，始終保持一個(gè)增強(qiáng)密封的附加力，可以由外部能源來提供附加力，在安全法的壓力達(dá)到了正定壓力時(shí)，還能進(jìn)行可靠地釋放。第四種屬于先導(dǎo)式安全閥，這種安全閥需要依靠導(dǎo)閥首先排除介質(zhì)，針對安全閥運(yùn)行進(jìn)行驅(qū)動和控制，導(dǎo)閥本身必須要嚴(yán)格符合直接荷載式安全閥的標(biāo)準(zhǔn)要求。

2 安全閥的設(shè)置

在石油化工生產(chǎn)過程中，石油屬于流動的介質(zhì)，并且石油還具有易燃易爆的特點(diǎn)，因此對于石油化工裝置的要求非常高。例如說壓力容器的頂部最高操作的壓力大于或者是等于0.1MPa，則需要安裝安全閥。如果蒸餾塔、蒸發(fā)塔還有汽提塔的頂部最高操作壓力大于0.03MPa，那么需要進(jìn)行安全閥的安裝。在往復(fù)式壓縮機(jī)各段出口或者是電動往復(fù)泵、齒輪泵等容積泵的出口管道中需要安裝安全閥，如果設(shè)備自身帶有安全閥可不再另行安裝。如果設(shè)備已經(jīng)跟離心式壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)還有離心泵等出口連接的設(shè)備，在不能夠承受最高壓力的時(shí)候，就需要在出口管道的位置設(shè)置好安全閥?？扇?xì)怏w或者是液體在受熱之后會產(chǎn)生膨脹，因此如果在設(shè)備和管道中出現(xiàn)了超出設(shè)計(jì)壓力的現(xiàn)象，則需要安裝安全閥。根據(jù)不同的工藝技術(shù)要求，如果設(shè)備的頂部最高操作壓力為0.03-0.1MPA，則需要設(shè)置安全閥。

3 安全閥的選擇

在選擇安全閥門時(shí)，根據(jù)不同的壓力容器系統(tǒng)以及管道系統(tǒng)的操作條件、荷載特點(diǎn)、密閉性、背壓力、安全泄放量等客觀因素進(jìn)行綜合評價(jià)，科學(xué)合理的選擇安全閥種類。首先安全閥比較適用于粘度比較低、清潔無顆粒的液體生產(chǎn)裝置當(dāng)中，在石油化工生產(chǎn)的裝置中，一般使用的安全閥是先導(dǎo)式和彈簧式的安全閥類型。如果是易燃易爆有毒介質(zhì)的流動液體，則需要使用封閉彈簧式安全閥，并且在安全地點(diǎn)進(jìn)行介質(zhì)泄放 [2] 。如果是蒸汽或者是壓縮空氣，那么可以選擇使用不封閉的彈簧式安全閥。如果需要排放的液體屬于不可壓縮液體時(shí)，例如說水或者石油等液體，那么就可以選擇使用微啟式安全閥，也可以選擇使用全啟式安全閥。全啟式安全閥也可以排放可壓縮的流體，例如說蒸汽還有其他氣體等。如果介質(zhì)具有一定的腐蝕性，那么會在一定程度上影響安全閥彈簧的正常工作，可以選擇使用平衡波紋管式安全閥，但是這種安全閥不適用于含有焦粉、重石油餾分還有蠟液等流體，波紋管在使用過程中有可能會被污染甚至破壞。在水蒸氣和空氣的排放過程中可以選擇使用帶有扳手的安全閥，可以使用扳手來提升閥板。如果工作場所對于安全閥的密閉性要求比較高，那么可以選擇使用先導(dǎo)式安全閥，先導(dǎo)式安全閥也可以使用在排量較大、口徑較大的高壓系統(tǒng)中。

4 石油化工裝置安全閥進(jìn)口管道的設(shè)計(jì)

4.1 確保安全法的可靠運(yùn)行

想要確保安全法的可靠運(yùn)行，除了要選擇合理的安全閥類型之外，還需要加強(qiáng)配管設(shè)計(jì)。安全閥在運(yùn)行過程中經(jīng)常容易產(chǎn)生震顫的現(xiàn)象，這樣的震顫會對石油化工裝置的安全閥造成很大的損害，一般震顫的誘發(fā)原因是安全法的進(jìn)口管阻力降過大，如果進(jìn)口管的阻力降過大，那么壓力容器自身和管道當(dāng)中存在的壓力值也會逐漸升高，導(dǎo)致容器和管道當(dāng)中的液體流動不穩(wěn)定，出現(xiàn)了震顫的現(xiàn)象。為了能夠減少震顫現(xiàn)象對于石油化工裝置產(chǎn)生的影響，需要合理的調(diào)節(jié)安全法進(jìn)口管道。在進(jìn)口管道的設(shè)計(jì)過程中，要確保安全閥門進(jìn)口管道承受的壓力值小于安全閥的定力值，并且在設(shè)計(jì)中還需要綜合考慮安全閥的最大流量，確保能夠讓石油化工裝置安全閥穩(wěn)定運(yùn)行。首先要先調(diào)整好裝置還有管道中的安全閥接管，接管的直徑一定要接近于安全閥進(jìn)口直徑的大小。在不違背整體設(shè)計(jì)原則的前提條件之下，要盡可能的縮短配管設(shè)計(jì)。安全閥的安裝過程中，需要安裝在容器的出口管道或者是壓力容器的頂部，一定要高于出口排放管道。從原則上來說，石油化工裝置安裝的安全閥要選擇被保護(hù)管道或者是設(shè)備比較靠近的位置，同時(shí)也需要原理壓力源，處于壓力比較穩(wěn)定的安裝地點(diǎn)。安全法的進(jìn)口需要使用長半徑的彎頭設(shè)計(jì)，能夠有效減少阻力降。在不影響流蘇的情況下，要使用必要的防堵措施來避免出口管線或者是進(jìn)口管線出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象。如果工作環(huán)境比較特殊，例如說易凝、濕氣體介質(zhì)的安全閥入口管道設(shè)計(jì)中，需要予以伴熱，能夠有效避免出現(xiàn)水錘現(xiàn)象。

4.2 滿足開啟流速的要求

根據(jù)不同的開啟高度來進(jìn)行劃分，那么石油化工裝置的安全閥主要分為三大類，微啟式、全啟式和中啟式。在石油化工流程中安全法的入口管道一定要大于入口直徑。壓力容器跟泄壓閥之間的所有管道跟管件通孔的面積都要跟安全閥的入口面積保持一致。在針對石油化工裝置安全法的配管進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要選擇大于或者是等于安全閥入口面積的入口隔離閥最小流道面積。全啟式石油化工裝置安全閥在我國的石油化工工藝當(dāng)中屬于比較常見的類型，液壓系統(tǒng)使用的則多半都是微啟式石油化工裝置安全閥。

5 石油化工裝置安全閥出口管道設(shè)計(jì)

5.1 滿足安全閥流速要求

壓力容器當(dāng)中產(chǎn)生的介質(zhì)壓力值超出了預(yù)設(shè)值的時(shí)候，其中的安全閥就會自動開啟，向外排放壓力容器當(dāng)中的介質(zhì)，從而減少容器當(dāng)中存在的壓力值。安全閥的出口管道設(shè)計(jì)需要按照一定的設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)的管道直徑大于安全閥的出口直徑。石油化工裝置在運(yùn)行過程中，由于石油化工有一定的易燃易爆特點(diǎn)，對于身邊的人事物都會產(chǎn)生安全威脅，因此安全閥排放介質(zhì)的過程要經(jīng)過嚴(yán)格的檢查，確保排放在安全的區(qū)域當(dāng)中，符合行業(yè)的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。

5.2 確保安全閥的可靠運(yùn)行

在設(shè)計(jì)安全閥出口管道時(shí)，要充分考慮被壓的因素，背壓的設(shè)計(jì)一定要小于安全法定壓，如果背壓值越來越大，那么會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。開啟的壓力出現(xiàn)偏差同樣會對系統(tǒng)的流量產(chǎn)生一定的影響。背壓情況一般都會發(fā)生在泄壓裝置的出口位置，由于介質(zhì)流動從而產(chǎn)生了背壓。在設(shè)計(jì)安全閥出口管道時(shí)，要根據(jù)專業(yè)的流程圖來布置好安全法的形式、管道的管徑、最終管道的走向還有整定壓力等因素。在設(shè)計(jì)管道時(shí)還需要統(tǒng)一規(guī)劃好管道的支撐方式和正確安裝細(xì)節(jié)，避免出現(xiàn)應(yīng)力現(xiàn)象破壞了管道的形成。

參考文獻(xiàn)：

[1]高光虎.石油化工裝置安全閥的配管設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2017，37（21）：3-4.