1、电 力 行 业 锅 炉 压 力 容 器 安全监督管理工程师培训教材电站锅炉安全阀的校验和 排放量计算 xx省能源集团有限公司 俞 民 电力行业电站阀门标委会 张传虎电站锅炉安全阀的校验和排放量计算第一章 阀门的基本知识1 阀门的定义和用途阀门是一种管路附件。它是用来改变通路断面和介质流动方向，控制输送介质流动的一种装置。阀门有以下几种用途：1) 接通或截断管路中的介质。如闸阀、截止阀、球阀、旋塞阀、隔膜阀、蝶阀等。2) 调节、控制管路中介质的流量和压力。如节流阀、调节阀、减压阀、安全阀等。3) 改变管路中介质流动的方向。如分配阀、三通旋塞、三通或四通球阀等。4) 阻止管路中的介质倒流。如各种不2、同结构的止回阀、底阀等。5) 分离介质。如各种不同结构的蒸汽疏水阀、空气疏水阀等。6) 指示和调节液面高度。如液面指示器、液面调节器等。7) 其他特殊用途。如温度调节阀、过流保护紧急切断阀等。2 阀门的分类1) 自动阀门。依靠介质（液体、空气、蒸汽等）本身的能力而自行动作的阀门。如安全阀、减压阀、止回阀、蒸汽疏水阀、空气疏水阀、紧急切断阀等。2) 驱动阀门。借助手动、电力、液力或气力来操纵启闭的阀门。如闸阀、截止阀、节流阀、调节阀、蝶阀、球阀、旋塞阀等。3) 阀门的分类方法还可以按结构特征、用途、操纵方式、公称压力、介质工作温度、阀体材料、公称通径、与管路连接方式等分类。3 阀门的公称通径用以3、标示通径的数字。通用于一个管道系统中的所有部件，是一个用作参考的整数，通常仅与制造尺寸大致相符。如公称通径200mm应标志为DN200。4 阀门的压力阀门的公称压力PN是一个用数字表示的与压力有关的标示代号。单位以MPa表示。欧、美各国习惯用class表示公称压力。Class与公称压力PN的对照如下：Class15030040060080090015002500公称压力PN(MPa)1.62.02.54.05.06.310.013.015.025.042.0日本标准压力级用“K”级表示，与欧、美class的对照如下：Class150300600“K”级1020405 阀门型号编制方法和阀门标志4、安全阀的型号编制方法完全是按照JB/T3082004阀门型号编制方法执行的。它由7个单元组成，其含意如下图所示。 阀体材料代号 压力代号或工作温度下的工作压力代号 密封面或衬里材料代号 （详见表1.4） 结构形式代号 详见表1.3） 连接形式代号 （详见表1.2） 驱动方式代号 （因安全阀是一种自动阀，省略此项） 类型代号 （用汉语拼音字母A表示安全阀）（详见表1.1） 示例：A42Y16CDN50 是表示：公称通径为50、弹簧封闭全启式、法兰连接、密封面材料硬质合金、公称压力1.6Mpa、阀体材料为碳素钢的安全阀。注：当阀门还具有其他功能时，可在类型代号前加注一个汉语拼音字母。如B-保温型；5、DA-低温型；F-防火型等由于近年来，随着技术的发展，不断新的特殊用途的安全阀的产生，可能会出现根据JB308的型号编制方法不能满足要求，各个生产厂家均采取自己编制新的型号编制方法，如用户或校验人员要了解更多的情况，可和制造厂商联系。国外的安全阀制造厂大都也有各自的型号编制方法。如日本的本山公司对常规型安全阀的编号用JNO表示，而日本的福井公司对常规型安全阀则用REC表示。要想详细了解进口安全阀的含义，须查看各国制造商的型号编制说明。表1.1 阀门的类型代号类 型代 号类 型代 号弹簧式安全阀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GA柱 塞 阀U止回阀和底阀6、H旋 塞 阀X截 止 阀J减 压 阀Y节 流 阀L闸 阀Z表1.2 连接形式代号连接形式代 号连接形式代 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 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0弹簧载荷弹簧不封闭且带扳手结构微启式、双联式3微启式1微启式7全启式2全启式8带扳手全启式4杠杆式单杠杆2带控制机构全启式6双杠杆4脉冲式9表1. 4 密封或衬里材料代号密封面或衬里材料代 号阀痤密封面或衬里材料代 号锡基轴承合金（巴氏合金）B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R陶瓷G塑料SCr13系不锈钢H铜合金7、T衬胶J橡胶X蒙乃尔合金M硬质合金Y表1.5 阀体材料代号阀体材料代号阀体材料代号碳钢C铬镍钼系不锈钢RCr13系不锈钢H塑料S铬钼钢I铜及铜合金T可锻铸铁K钛及钛合金Ti铝合金L铬钼钒钢V铬镍系不锈钢P灰铸铁Z球墨铸铁Q注：压力级别符合GB/T1048规定时，采用GB/T1048标准10倍的兆帕单位；压力级别采用磅级（lb）或K级时，应注明压力单位符号；温度超过425时标注最高工作温度下的工作压力代号；公称压力小于等于1.6MPa的灰铸铁阀门阀体材料代号可以省略；公称压力大于等于2.5MPa的碳素钢阀门阀体材料代号可以省略。6 阀门的密封性能阀门的密封性能主要包括两个方面即内漏和外漏。内漏是8、指阀座与关闭件之间对介质达到的密封程度，考核内漏的标准我国有两个。一个是国家技术监督局于1992年12月发布的，1993年6月1日开始实施的国标GB/T13927-1992通用阀门 压力试验（适用于一般工业用阀门）。该标准是参照国际标准ISO5208-1982工业用阀门 阀门的压力试验制定的。另一个是原机械工业部发布的JB/T9092-1999阀门的试验与检验（适用于石油工业用阀门），这个标准是参照API598-1986阀门的检查和试验制定的。外漏是指阀杆填料部位的泄漏、中法垫片部位的泄漏及阀体因铸造缺陷造成的渗漏，外漏是根本不允许的。GB/T 13927-1992的密封试验要求：试验介质最大9、允许泄漏量（mm3/s）A级B级C级D级液体在试验持续时间内无可见泄漏0.01DN0.03DN0.1DN气体0.3DN3DN30DN注：B、C、D级适用于金属密封阀门，B级适用于比较关键的阀门。第二章 安全阀第一节 概述安全阀为一种自动阀门，它不借助任何外力而是利用介质本身的力来排出一额定数量的流体，以防止系统内压力超过预定的安全值。当压力恢复正常后，阀门再行关闭并阻止介质继续流出。安全阀用在受压设备、容器或管路上，作为超压保护装置。当设备、容器或管路内的压力升高超过允许值时，阀门自动开启，继而全量排放，以防止压力继续升高；当压力降低到规定值时，阀门应自动及时关闭，从而保护设备、容器或管路的安10、全运行。对安全阀的基本要求是动作灵敏可靠，无颤振、频跳现象。关闭时具有良好的密封性能。还应具有结构紧凑、调节、维护方便等特点。1 安全阀名词术语1 安全阀 safety valve安全阀是一种自动阀门。它不借助任何外力而利用介质本身的力来排出一定数量的流体，以防止系统内部压力超过预定的安全压力数值。当压力恢复正常值后，阀门自行关闭并阻止介质继续流出。2压力 pressure2.1整定压力 set pressure （Ps）安全阀阀瓣在运行条件下开始升起时的进口压力(即阀门安装地点的工作压力或冲量接出点的工作压力)，在该压力下，由介质压力所产生的力与阀瓣开启阻力平衡，由视觉或听觉可感知有介质连续11、排出。又称开启压力、起座压力，用PS表示。2.2 排放压力 relieving pressure 安全阀阀瓣达到规定的开启高度时，安全阀入口处的静压力（即整定压力加超过压力），又称全开压力，用Pd表示。2.3超过压力 over pressure 排放压力与整定压力之差，用Pc表示。2.4回座压力 reseating pressure 安全阀排放后随着系统压力的降低，阀瓣与阀座重新接触，阀门开启高度为零，介质停止连续流出时安全阀入口处的静压力，用Pr表示。2.5启闭压差 blowdown 安全阀整定压力与回座压力的差值，通常用整定压力的百分数表示,用Pbl表示。2.6密封压力 sealing p12、ressure （Pm）安全阀处于关闭状态下，满足密封性要求时安全阀入口处的最大介质静压力（安全阀的密封压力不应低于系统的额定工作压力或开启压力的10。取二者的最大值），用Pm表示。2.7背压 back pressure 背压（用Pb表示）分两种情况。2.7.1 排放背压力 built-up back pressure 安全阀排放时，由于排汽侧阻力，在安全阀出口侧建立起来的压力，用Pbd表示。2.7.2 附加背压力 adding back pressure 安全阀排放前，在排汽侧已经存在的或由其他压力源形成的压力，用Pbs表示。2.8 设计压力 design pressure蒸汽锅炉系统设计要13、求的安全阀压力理论值。如设计整定压力、设计回座压力等。3机械特性 mechanical properties3.1频跳 chatter安全阀动作过程中，阀瓣密封面和阀座密封面互相接触的瞬间，阀瓣迅速异常的来回运动。3.2颤振 flutter安全阀动作过程中，阀瓣密封面和阀座密封面互相不接触，阀瓣迅速异常的来回运行。3.3 卡阻 sticking是指安全阀的活动部件，在运动中所产生的卡涩现象。4面积 area4.1流道面积 flow area 指安全阀入口端至阀座密封面间的流道最小截面积，又称喉部面积，用A表示。4.2帘面积 curtain area 当阀瓣全行程时，在其密封面之间的圆柱形或圆锥14、形通道面积，用AL表示。4.3排放面积 discharge area （AP）阀门排放时流体所通过的最小截面积，用AP表示。4.4喉部直径 throat diameter 由阀门入口到阀座密封面之间最狭部位的直径，既流道面积所对应的直径，用dt表示。5排放量 capacity5.1理论排放量 theoretical flow capacity （Wt）流道横截面积与安全阀流道面积相等的，按理想喷管计算出的流量。5.2实测排放量 measured flow capacity （Wts）通过实际试验，测定出的排量。5.3额定排放量 rated reliving capacity （Wr）是指实测排15、放量中允许作为安全阀使用基准的那部分排放量。由阀门制造厂提供。5.4当量计算排量 equivalent calculating capacity（We）指压力、温度、蒸汽性质等条件与额定排量的适用条件不同时的安全阀计算排量。5.5排放量系数 discharge coefficient （Kd）是实测流量（W）与理论流量（Wt）（计算流量）之比值（即KdW/ Wt）。3.6开启高度 lift （h）安全阀阀瓣离开关闭位置的轴向实际行程。2 安全阀的分类电站锅炉安全阀类型分类方法类型说明按作用原理直接作用式直接用机械载荷如重锤、杠杆加重锤或弹簧来克服阀瓣下的介质压力的安全阀非直接作用式先导式安全阀16、由主阀和导阀组成，主阀依靠从导阀排除介质来驱动或控制的安全阀，该导阀本身应符合本标准要求的直接作用式安全阀带补充载荷式在入口压力达到整定压力前始终保持有一增强密封的附加力，该附加力（补充载荷）可由外来的能源提供，而在安全阀达到整定压力时应可靠地释放，既使该附加力未释放时，安全阀仍能在整定压力不超过规定压力3的前提下达到额定排量（对整定压力和工作压力很接近，而密封要求高时，应用此类阀门）动力控制安全阀一种由动力源（电动、气动、汽动或液动）控制其开启或关闭的阀门（大型锅炉的系统中有多只安全阀时，可以配有此类阀门并提前动作，以保护其它工作安全阀，避免其频繁起跳）按开启高度全启式安全阀开启高度大于或等17、于1/4喉部直径微启式安全阀开启高度在1/401/20流道直径的范围内中启式安全阀开启高度介于微启式和全启式之间全量型安全阀阀瓣内径为喉部直径的1.15倍以上；阀瓣开启时，阀座口流体通路面积必须是喉部面积的1.05倍以上；安全阀入口面积是喉部面积的1.7倍以上，开启高度大于1/4喉部直径按有无背压平衡机构背压平衡式利用波纹管、活塞或膜片等平衡背压作用的元件，使阀门开启前背压对阀瓣上下两侧的作用相平衡常规式不带背压平衡元件按阀瓣加载方式重锤或杠杆重锤式利用重锤或重锤通过杠杆加载弹簧式利用弹簧加载气室式利用压缩空气加载按动作特性比例作用式开启高度随“超过整定压力的增大成比例”变化（一般用于排放液体18、的安全阀）突跳动作式（两段作用式）起初阀瓣随压力升高而成比例开启，在压力升高一个不大数值后，阀瓣既急速开启到规定的升高值（一般用于排放蒸汽的安全阀）第二节 安全阀的密封、开启原理安全阀主要由三个部分组成：阀座、阀瓣和加载机构。安全阀在工作状态下，阀瓣始终作用着两个力，阀内介质的压力（P1），是使阀瓣离开阀座；阀瓣的重力、加载机构施加的力和阀门背压（合计为P2），是使阀瓣复位。安全阀动作，实质上就是上述两个方向相反、作用力不同的力变化而动作的。1 安全阀排放过程的分析1) 理想排放过程安全阀理想排放过程如图2-1.1所示，在工作压力时无任何泄漏，当压力达到开启压力Ps时，瞬时完全开启，其排量达到19、最大值，如图中s-d线。随着气体的大量排出，压力急剧下降，如图中d-r线。当压力降到关闭压力Pr时，阀瓣在弹簧力的作用下突然关闭，如图中r-t线，阀瓣一经关闭即保持密封无气体漏出。2) 实际排放过程实际上阀瓣在开启前总有一段泄漏过程，同时随着阀瓣的上升，弹簧受到压缩，因而它作用在阀瓣上的压力也随之增大，阀瓣也就不可能突然开启到最大升程。当P2-P1A0q时，安全阀严密不漏。式中：P2-作用在阀瓣上面的弹簧力（包括背压、阀瓣重量等）； P1-气体内压； A0-阀瓣与阀座接触面积； q-密封比压。 密封比压是为了保证密封，在单位面积的密封面上所必需的压力。它和密封面材料及加工精度（即粗糙度）有关。20、如果P2-P1 A0q，即密封面上的压力小于必需的密封力，则安全阀产生泄漏。如图2-1.2所示m-s线，但此时阀瓣还没有开启，因为，P2-P10，在0P2-P1A0q阶段，阀门一直是泄漏的。当气体内压继续升高，使P2-P10时，阀瓣突然开启，排汽量迅速增加，如图2-1.2中 s-c线，此时气体压力Ps即为开启压力，气体的压力在排放初期有个飞升值，即图中c-d线，这时最大压力Pd即为安全阀的排放压力。经过一段时间排放，其压力开始下降，但排汽量基本保持不变，如图中d-e线，这时的排汽量仍为安全阀的额定排汽量或简称排量。经过d-e一段排放以后，压力继续下降，排汽量也逐渐减少，如图中e-g线。压力降到21、某以数值Pr阀瓣开始关闭（在弹簧力等外力作用下），Pr为回座压力。关闭后（即理解为阀瓣和阀座接触），由于惯性及汽流等影响，仍有一段时间泄漏，压力继续下降，如图中r-t线，当气体压力降到Pt以后，阀瓣上下压差（P2-Pg）大于A0q时阀门恢复密封。2 直接作用式这种安全阀是直接依靠介质压力产生的作用力来克服作用在阀瓣上的机械载荷使安全阀开启的，作用在阀瓣上的机械载荷主要来自重锤、重锤加杠杆或压缩弹簧。要保证安全阀的密封性能，对阀座密封面和阀瓣密封面的平整度和表面粗糙度有严格的要求。对于弹簧式安全阀，可以通过调整弹簧力来达到密封，但对密封压差又有严格的要求。密封压差是指整定压力同工作压力之差。密封22、压差必须足够高，以保证安全阀足够的密封力，从而在装置正常运行时达到密封。密封压差还应小于启闭压差（整定压力与回座压力之差），以确保安全阀在高于工作压力下开启。从经济的观点出发，启闭压差应尽量小，以避免不必要的介质损失。但从安全阀动作稳定性着眼，又希望有较大的启闭压差。因而只好采取折中的办法。通常推荐的最小密封压差为，当工作压力小于等于7MPa时为整定压力的10%，但不得小于0.35MPa；当工作压力大于7MPa时，为整定压力的7%。启闭压差的极限值，国际标准ISO4126中，对用于气体或蒸汽的安全阀及安全泄放阀推荐如下：1) 如果启闭压差可调，则其下限值为2.5%，上限值为7%.但下列情况例外23、：若阀座孔径小于15mm，启闭压差应不大于15%。2) 如果启闭压差不可调，则其上限值为15%。电力工业锅炉压力容器监察规程DL 612-1996规定一般为起座压力的4%-7%，最大不得超过10%。综上所述，安全阀不但对密封有要求，而且对整定压力、回座压力、排放压力等都有严格的要求。这就要求在安全阀的制造过程中，为了保证安全阀的密封和动作要求的灵敏性，不但要求阀座密封面和阀瓣密封面的平整度和表面粗糙度有严格的要求，还对弹簧的制造尺寸、材料、热处理有严格的要求。必须保证弹簧的制造完全符合设计要求，这样才能保证安全阀的所有性能。3 先导式安全阀先导式安全阀是一种依靠从导阀排出介质来驱动或控制的安全24、阀，由一个主阀（安全阀）和一个先导阀（直接作用式安全阀）组成，主阀是真正的安全阀，而先导式阀是用来感受受压系统的压力并使主阀开启和关闭的直接载荷式安全阀。要保持主阀的关闭力，以及操纵主阀和先导阀，其能量可能来自系统介质、外部的能源，或者来自这两者。当系统压力开始超过一个整定值时，先导阀通过除去或减少关闭力而让系统介质或者产生一个力迫使主阀开启。当系统压力降低以后，先导阀再重新产生关闭力，或者将开启力消除。按照这样的开启和关闭模式，能够在安全阀开启之前保持一个大的关闭力。因此，先导式安全阀甚至在运行压力接近整定压力的情况下也能保持高度的密封性能。主阀操作原理：主阀可以设计成随其先导阀被供给能量或25、失去能量而开启的两种形式。若采用供给能量开启原理，万一发生事故使先导阀失去能量时，将使主阀保持关闭。因此，在这种场合采用系统介质作为操作介质是最安全的。若采用失能开启原理，依先导阀设计结构不同，先导阀失能将使主阀在低于或等于整定压力时自动开启。于是，在这种情况下，主阀的失效保护操作将不受操作介质的影响。先导阀的操作原理：先导阀可以设计成随着它被供给能量或失去能量而使主阀开启的两种形式。若采用供能释放原理，当万一发生事故失去能量时，将使主阀保持关闭。因此，在这种场合使用的先导式安全阀采用系统介质作为操作介质是最安全的。若采用失能释放原理，失能将使主阀开启。于是在这种情况下，先导阀的失效保护操作将26、不受操作介质的影响。第三节 几种安全阀简介1 杠杆式安全阀杠杆式安全阀又称重锤式安全阀，它是利用杠杆原理借助杠杆一端重锤的作用，将阀瓣紧压在阀瓣上。通过调节重锤至支点的距离，来改变阀瓣对阀座施加的压力。当蒸汽压力超过重锤所能维持的压力时，阀瓣被顶起，蒸汽排出。这种阀门优点是结构简单，调整容易、准确可靠。缺点是结构笨重，在高压下工作时，会由于阀瓣的微小波动，使长臂杠杆处的重锤发生明显的振动。从杠杆与阀杆的接触看，当杠杆升起之后，它上面的刀口就与阀座口、阀杆不在一个中心线上了，这样就容易把阀瓣压扁、尤其在阀杆顶端的刀口被磨损时，这种现象更严重。另外，由于回座压力较低，会使压力降至70%的工作压力以27、下方始密封，对连续性生产不利。故电站仅用在低压锅炉上。2 弹簧式安全阀它是目前普遍应用的一种安全阀。它利用压缩弹簧的弹力，来平衡作用在阀瓣上的力。该种阀门的优点为结构紧凑，灵敏度高，对振动敏感性差等优点。缺点是加载机构所加载荷，随着阀瓣的开启高度的变化而变化。这是由于当阀瓣升高时，弹簧的压缩量增大，作用在阀瓣上的力也随着加大，这对安全阀迅速开启是不利的。此外，弹簧受长期高温的影响，使弹簧力减少，导致安全阀开启压力的变化。弹簧式安全阀分微启式和全启式。微启式开启高度为阀座喉径的1/401/20。通常组成渐开式（开启高度随压力变化而逐渐变化）。全启式开启高度等于或大于阀座喉径的1/4，通常为急开式28、（阀瓣在开启过程中的某一瞬间突然开启，达到全开高度）。电站锅炉多为全启式。全启式安全阀的特点是：1) 采用喷嘴式阀座，使喉部介质流速极大（可达音速），给阀瓣以巨大的冲力；2) 采用反冲结构（反冲盘配以阀座调节圈，或先导套和阀座上分别配置调节圈）改变喷出介质的流向，将动量变化转变为巨大的阀瓣升力，以保证安全阀迅速达到规定的开启高度。可利用调节圈对排放压力和回座压力进行调节；3) 阀座用螺纹连接在阀体上。由于螺纹间隙的存在，当形状不对称的阀体发生热变形时，能减少其对阀座密封面的影响；4) 利用严格的定位和导向机构，并在传递弹簧载荷的部位采用球面接触，当载荷作用线与密封面的垂直中心线略有不同心时，也29、能保证安全阀的密封和准确动作。3 带辅助载荷装置的安全阀带辅助载荷装置的安全阀利用辅助的装置（如气动装置）加载于阀瓣以帮助密封，在安全阀开启时和回座瞬间，辅助装置帮助安全阀迅速起跳和关闭，从而保证所要求的启闭压差，并防止开启前和回座后的泄漏。如图所示的系安装在400t/h电站锅炉上的主安全阀，它是带有压缩空气室和其他辅助设备（如压力继电器、电磁切换阀等）的碟形弹簧安全阀。它利用外加的压缩空气压力来改善安全阀的密封性能，并精确控制起跳压力和回座压力。即当蒸汽压力低于起跳压力时，汽缸活塞的上方始终有压缩空气作用着，而活塞下方则与大气相同。因此，在起跳前密封面上总能保持一定的密封比压。因而具有较好的30、密封性。当蒸汽压力达到起跳压力时，压力继电器使压缩空气电磁转换阀换向，此时，活塞上方因与大气相同而卸荷，同时活塞下方引入压缩空气，这一上一下压差的反向突变就能使阀瓣迅速全开，排出蒸汽。经过一段时间的排放，当蒸汽压力达到压力继电器调整的规定回座压力时，电磁转换阀再次被切换，此时压缩空气重新作用在活塞上方，而活塞下方与大气相同而卸荷，使阀门保持密封。此阀存在的问题是热态运行中，汽缸上部始终有压缩空气作用着，若运行中电磁阀失电后，上缸的压缩空气无法卸掉，此时若气压超过规定值，则安全阀将拒跳。这就需要采取失电保护装置以保证电磁阀失电后安全阀不拒动。4 脉冲式安全阀脉冲式安全阀装置由主安全阀和辅阀脉冲阀31、组成。脉冲阀可以是重锤式也可以是弹簧式的。当锅炉内压力超过规定值时，调整到开启压力的电接点压力表的接点闭合，通过时间继电器，接通电磁铁电路，电磁铁牵引力将脉冲阀打开，蒸汽进入主安全阀的活塞室上部，通过活塞放大，迅速打开主安全阀阀瓣将蒸汽排除。脉冲式安全装置的布置如图所示。冲量管的引出地点应该与主安全阀入口管接头保持一段距离，以免主安全阀动作时，排放汽流影响电接点压力表和脉冲阀正确工作。此外，安全阀应垂直安装，主安全阀应有疏水管，排汽管应有可靠支撑，排汽时不允许有任何作用在主安全阀上。 第四节 安全阀的选择1 阀型的选择1) 微启式或全启式除了泄放量很小而强度裕度又比较大（即实际壁厚较富裕）的容32、器，可选用微启式安全阀之外，一般都应选用全启式安全阀。2) 封闭式或开放式封闭式安全阀的阀盖和罩帽等都是封闭的，具有两点作用：一种仅仅为保护内部零件，防止灰尘等杂物进入，而不要气密性（如锅炉炉顶安全阀）；另一种为防止有毒、易燃介质外泄或为回收介质而采用的，则要求气密性（一般试验压力为0.6MPa）。开放式安全阀由于阀盖是开放的应而有利于降低弹簧的腔室温度。主要用于对环境无污染的场合。3) 提升扳手若要求安全阀作定期开启试验的，应选用带提升扳手安全阀。当介质压力达到开启压力的75%以上时，可利用提升扳手将阀瓣从阀座上略微提起，以检查阀门开启灵活性，即防止介质粘住阀瓣，使安全阀失效。4) 特殊结构33、安全阀的选用a) 带散热器安全阀。用于介质温较高的场合以便于降低弹簧腔室的温度，一般封闭式安全阀适用温度大于300；开放式安全阀使用温度大于350应选用带散热器的安全阀。b) 波纹管安全阀。主要用于平衡背压和防止腐蚀性介质侵蚀弹簧、导向机构等重要部位。2 确定压力1) 安全阀是按照公称压力标准系列进行设计制造的。它的压力系列是1.6,2.5,4.0,5.0,6.3,10.0,13.0,15.0,25.0,42.0MPa。公称压力是安全阀在常温状态下的最高使用压力。因此，高压容器选用安全阀时还要考虑高温下材料许用应力的降低，即选用安全阀的公称压力不应小于设计压力除以材料高温应力减弱系数，即 式中34、Pj容器的设计压力；阀体材料在设计温度下的许用应力；阀体材料在常温（以室温20）下许用应力。2) 对弹簧式安全阀确定压力的另一个问题是确定安全阀弹簧工作压力。如对一个公称压力为1.6MPa安全阀，工作压力级却有如下表的十个级别。例如高压除氧器，当运行压力为0.5MPa，起跳压力定为0.55MPa，选用Pg16(1.6MPa)安全阀，而工作压力级应选用0.50.6MPa级的。如果选错了工作压力级，则有二种可能，一是由于弹簧刚度太大，造成安全阀起跳高度不足，致使全启式安全阀变为微启式安全阀，减少了排放量。另一种可能是弹簧刚度太小，造成安全阀回座压力太低，除氧器泄压过多，威胁给水泵安全运行。因此对已35、在用的安全阀，如无法知道所选安全阀工作压力级，则应实测起跳高度来作为计算排放量的依据。公称压力(MPa)工作压力级(MPa)1.60.06-0.10.1-0.160.16-0.250.25-0.40.4-0.50.5-0.60.6-0.80.8-1.01.0-1.31.3-1.62.51.3-1.61.6-2.02.0-2.54.01.6-2.02.0-2.52.5-3.23.2-4.0注一4.01.3-1.61.6-2.02.0-2.52.5-3.23.2-4.0注二6.42.5-3.23.2-4.04.0-5.05.0-6.4注一：有Pg2.5时采用本行； 注二：无Pg2.5时采用本行。336、 确定直径为了保证安全阀在容器超压排放时，容器内压力不再继续升高，要求安全阀排量必须大于容器产汽量。这样在已知容器产汽量情况下是很容易确定安全阀喉部直径，进而确定安全阀公称直径。如锅炉的最大蒸发量是由制造厂给出的。但是对于除氧器，由于所处热力系统，在不同工况下，各路汽水量变化很大，其产汽量也不同，这就给选择合理的安全阀带来困难。例如，某厂一台125MW机组（单元制）从汽机抽汽口到除氧器管系长度、管系最小直径、管子总阻力、抽汽参数及管子最大流通能力如下表：抽 汽加热蒸汽压力加热蒸汽温度管系最小管径mm管系总阻力管系总长度管系最大流通能力除氧器三级抽汽0.78MPa386219614.8980.637、m27.11t/h二级抽汽2.18MPa3201594.511.4876.4m58.32t/h如果按凝结水中断，供汽调节阀全开则除氧器瞬时产汽量可高达34t/h（三级抽汽供汽时）和71t/h(二级抽汽供汽时)；而正常运行时，按热平衡只需4t/h供汽量，两者相差非常悬殊。1981年清河电厂除氧器爆炸时，估计产汽量约60t/h，而选用二个排汽量仅2t/h的微启式安全阀。总之，确定安全阀的排汽量，首先要确定容器在最恶劣的情况下的产汽量，以此作为计算流量面积的依据。4 安全阀的选择根据安全阀装置的地点、介质的性质、工作温度、工作能力及其他特殊要求，来确定所需安全阀的型式，公称压力、公称直径、连接方式、38、阀座、阀体的材质等等，并对照阀门型号编制方法（JB308-2004）选用合适的阀门。第五节 安全阀的排放计算1 与安全阀排放有关的几个特征压力1) 额定工作压力：指容器或设备在设计工况下的工作压力，在铭牌中给出。2) 工作压力：容器或设备在运行过程中的实际压力，应等于或小于额定工作压力。3) 最高允许工作压力：容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压力。对于蒸汽锅炉应等于或大于安全阀排放压力。4) 设计压力（计算压力）：指汽包或受压容器在相应设计温度下用以确定容器壳壁计算壁厚及其元件尺寸的压力，对GB9222-88水管锅炉受压元件强度计算，取汽包额定工作压力加上安全阀动作后其排汽压力超过开启39、压力的那一部分超出值。对于压力容器安全监察规程，取略高于容器在使用过程中的最高工作压力。5) 安全阀的整定压力（开启压力、始启压力、启座压力、突跳压力、定驼压力）：安全阀阀瓣在运行条件下开始升起时的进口压力(即阀门安装地点的工作压力或冲量接出点的工作压力)，在该压力下，由介质压力所产生的力与阀瓣开启阻力平衡，由视觉或听觉可感知有介质连续排出，又称开启压力、起座压力。在该压力下有可测量的开启高度，或者呈可由视觉，触觉或听觉感知的连续性排放状态。对用于可压缩介质的安全阀，是指突跳压力,在此压力下，阀瓣在开启方向运动的速率比高于或低于该压力时都更快。开启压力的值，对蒸汽锅炉按蒸汽锅炉安全技术监察规程40、规定取工作压力的1.041.08倍。 安全阀的设计整定压力除制造厂有特殊规定外，一般应按下表的规定调整与校验。表安全阀整定压力安装位置整 定 压 力汽包锅炉的汽包或过热器出口额定蒸汽压力P5.88MPa控制安全阀1.04倍工作压力工作安全阀1.06倍工作压力额定蒸汽压力P5.88MPa控制安全阀1.05倍工作压力工作安全阀1.08倍工作压力直流锅炉的过热器出口控制安全阀1.08倍工作压力工作安全阀1.10倍工作压力再热器1.10倍工作压力启动分离器1.10倍工作压力注1： 各部件的工作压力指安全阀安装地点的工作压力（脉冲式安全阀为冲量接出地点的工作压力）。注2： 过热器出口安全阀的整定压力，应41、保证在该锅炉一次汽水系统所有的安全阀中，此安全阀最先动作。6) 安全阀的排放压力：安全阀阀瓣达到规定的开启高度时，安全阀入口处的静压力（即整定压力加超过压力）,又称全开压力,即安全阀开启后连续排汽压力。而额定排放压力指在额定排量值时的排放压力。就是说实际的安全阀由于结构上的原因（如开启高度未达到规定值），实际排放量并不等于制造厂所提供的额定排放量。或者由于容器超压非常严重，实际排放压力原高于额定排量时的排放压力。7) 安全阀回座压力（关闭压力）：安全阀排放后，随着系统压力的降低，阀瓣与阀座重新接触，阀门开启高度为零，介质停止连续流出时安全阀入口处的静压力。8) 安全阀的密封压力：从理论上说安全42、阀密封压力是指阀瓣上下承受压差P2-P1A0q时，安全阀保持严密不漏时安全阀进口处最大静压力，通常称为工作压力。由于P2是作用在阀瓣上的弹簧力（调整后是定值），A0q是和安全阀材料及加工精度有关的密封比压，对已投运的安全阀也是个定值，则压力P1=P2-A0q也就是一个定值了。但是，在安全阀排放过程中，正如开启压力和关闭压力不是同一个值一样，由于排放中气体排放反冲力作用，使得开始丧失密封时的压力和恢复密封时的压力并不是同一个值。a) 起始泄放压力、即密封丧失压力：是一个低于突跳压力的一个进口静压。在做安全阀密封性试验时，若采用空气为介质，对弹簧安全阀进行试验，并在出口设置专门的水封装置，则当进口43、静压升高到产生第一个气泡时的压力称为起始泄放压力。从起始泄放压力至突跳压力之间，阀座和阀瓣之间出现可以听见或看见的泄漏，但此时没有可测量的排量，称前泄。b) 恢复密封压力：在做安全阀密封性试验时，指安全阀进口静压力降到使出口水封装置泄漏停止时的压力值。2 安全阀的排汽量计算分析1) 气体由喷口流出时的流速和流量a) 理想气体的理论流速和流量。假设容器内的气体在稳定、绝热无摩擦状态下由喷口流出，根据柏努利方程可以得知其速度、压力和比容有如下关系：式中：p-容器内气体的绝对压力，Pa(N/m2);-容器内气体的比容，m3/kgp0-喷管出口侧气体的压力，Pa;0-喷管出口侧的气体比容，m3/kg;44、k-气体的绝热指数V0-气体由喷口流出时的流速，m/s;g-重力加速度，m/s2。对于理想气体，压力与比容的关系： , 由此理想气体由喷口流出时的理论流速为： m/s若喷口的截面积为A（米2），流量Wt以单位时间的重量计算（kg/s），则可得到理想气体由喷口流出时的理论流量为： kg/s因为 , 所以， kg/sb) 临界压力比与临界流速当=1时，Wt=0,也即喷管内外压力相同时，喷管出口没有流体流出。当由1降到一定值时，流量Wt达到最大值。此后压力比继续减小，从公式中得出Wt也相应减小，但实际上Wt仍然保持最大不变。原来，气体由渐缩喷管喷口流出时发生了临界现象，此时喷口处的压力就称为临界压力45、，常以表示。临界压力与容器内压力P之比，称临界压力比，此时的流速为临界速度VL。通过数学求导计算，当时，流量Wt取得最大值。由此即可求得临界压力比和临界速度VL 。(对于双原子气体，如氧、氮、氢、空气及一氧化碳等，其绝热指数k=1.4，则临界压力比为：)。也可求出喷管的临界速度： m/sc) 临界速度下喷管的流量当压力比小于临界压力比后喷管的流速始终保持最大值，即临界速度下的流量。因为, ， kg/s式中：A-喷口的截面积，m2； p-容器内压力（绝对压力），Pa；-容器内气体的比容，m3/kgk-气体的绝热指数。对于真实气体,压力、比容与温度的关系为： 式中：T-气体的绝对温度，K； M-气46、体的分子量； Z-气体的压缩系数； R-气体常数，8314 N.m/kmol.k 将 带入后即得真实气体在喷管中的理论流量： kg/s kg/hA-喷管出口面积 mm2;p-气体压力 Mpa.令 则得以下公式： kg/h2) 安全阀的理论排放量计算a) 当介质为气体时当阀门出口绝对压力与进口绝对压力之比L（临界压力比，）时，安全阀排量的计算在原理上与计算喷管的流量相同，可按下式计算： （kg/h）式中A为安全阀的最小流通面积，2。在全启式安全阀中，最小流通面积为喉部的截面积，即，d为安全阀喉部直径；在微启式安全阀中，最小流通面积为阀座口与阀瓣间的环形面积，故对平型密封面的微启式安全阀，d 为阀47、口直径，h为开启高度；对锥型密封面的微启式安全阀，为锥型密封面的半锥角。开启高度按设计或实验数据，无数据时，有调节圈的，取，无调节圈的，取。X为气体特性系数，它是气体绝热指数k的函数，即气体绝热指数k=cp/cv,(对单原子1.67，双原子1.4，多原子1.29,饱和蒸汽取1.35，过热蒸汽取1.31)Z为气体压缩系数，它反映真实气体在压力、温度与比容之间的关系上与理想气体的差异。各种气体在不同的压力和温度下具有不同的压缩系数。（常用的气体压缩系数可查有关图表），一般z1。Pd-实际排放压力（绝对压力），MPa；Ps-整定压力，MPa。T-排放时阀进口绝对温度，K；M-气体摩尔质量，/kmol48、；-实际排放压力和排放温度下的比体积，m3/kg；当L时，上式的理论排放量应再乘以背压修正系数，Kb即， （kg/h）b) 当介质为干饱和蒸汽时（最小干度为98%或最大过热度为10的蒸汽）当Pd11MPa时： （kg/h）当11MPaPd22MPa时: （kg/h）Ps-整定压力，MPa.c) 当介质为过热蒸汽时(指过热度大于10的蒸汽)当Pd11MPa时： （kg/h）当11MPaPd22MPa时： （kg/h）Ksh-过热修正系数。Ps-整定压力，MPa.d) 介质为液体时（非粘性液体0.02Pas）： (kg/h)该式仅适用于介质雷诺数大雨或400的情况，否则应另作研究。p-阀前后压力差49、，MPa；-介质密度，/m3；Pd-实际排放压力（绝对压力），MPa；Pb-安全阀的排放背压（绝对压力）,MPa。3) 安全阀的排量系数的确定排量系数Kd的确定：式中：试验所得实际排量；Wt计算所得理论排量。额定排量系数Kdr4） 额定排放量 Wr，是指实测排放量中允许作为安全阀使用基准的那部分排放量。按下式计算或由阀门制造厂提供。a) 实际排量减低系数（取0.9）b) 理论排量排放量系数减低系数（取0.9）c) 理论排量额定排量系数第六节 几本规程中有关安全阀排量的计算1 电力工业锅炉压力容器监察规程DL 612-1996 要求每台锅炉至少装两只全启式安全阀，其排量计算公式为：E=CA(1050、.2p+1)K式中：E-安全阀的排放量，/h；p-安全阀入口处的蒸汽压力（表压），MPa；A-安全阀的排汽面积，一般可用d2/4 2,或安全阀制造厂所规定的面积；K-安全阀进口处蒸汽比容的修正系数（蒸汽压力安全阀起座压力计算），见表；C-安全阀的排汽常数，取0.235。蒸汽压力p及种类K11.7MPa饱和蒸汽1过热蒸汽11.7MPa饱和蒸汽过热蒸汽注：vg-过热蒸汽比容，m3/kg；vb-饱和蒸汽比容，m3/kg；Tg-过热度，。安全阀的起座压力按制造厂规定执行。如制造厂没有规定时按下表的规定调整与校验。安装位置起座压力汽包锅炉的汽包或过热器出口额定蒸汽压力p5.9MPa控制安全阀1.04倍工51、作压力工作安全阀1.06倍工作压力额定蒸汽压力p5.9MPa控制安全阀1.05倍工作压力工作安全阀1.08倍工作压力直流锅炉的过热器出口控制安全阀1.08倍工作压力工作安全阀1.10倍工作压力再热器1.10倍工作压力启动分离器1.10倍工作压力注：1. 对脉冲式安全阀，工作压力指冲量接出地点的工作压力，对其他类型安全阀指安全阀安装地点的工作压力。2. 过热器出口安全阀的起座压力，应保证在该锅炉一次汽水系统所有安全阀中最先动作。2 蒸汽锅炉安全技术监察规程劳部发1996276号中规定每台锅炉至少应装设两个安全阀。（对额定蒸发量小于等于0.5t/h或小于4t/h且装有可靠的超压联锁保护装置的锅炉除52、外），其安全阀排放量按下列之一计算：1) 按GB12241安全阀一般要求中的公式计算。2) E=0.235A(10.2p+1)K式中：E-安全阀的理论排放量，kg/h；p-安全阀入口处的蒸汽压力（表压），MPa；A-安全阀的流道面积，mm2,可用d2/4计算；d-安全阀的流道直径，mm；K-安全阀入口处蒸汽比容修正系数，按下式计算： K=KpKg其中：Kp-压力修正系数； Kg-过热修正系数； Kp(MPa)KpKgK=KpKgP12饱和111过热1P12饱和1过热注：也可用代替；vb-饱和蒸汽比容，m3/kg；vg-过热蒸汽比容，m3/kg；Tg-过热度，。3) 按照安全阀制造单位提供的计算53、公式及数据计算。3 压力容器安全技术监察规程质技监局锅发1999154号中关于安全阀排放计算：1）气体a) 临界条件： /hb) 亚临界条件： /h式中：Ws-安全阀的排放能力，/h；K-排放系数，与安全阀结构有关，应根据实验数据确定；无参考时，可按下列规定选取： 全启式安全阀 K=0.600.70 带调节圈的微启式安全阀 K=0.400.50 不带调节圈的微启式安全阀 K=0.250.35 pd-安全阀的排放压力（绝对），pd=1.1ps+0.1,MPa； ps-安全阀的整定压力，MPa； p0-安全阀最小排气截面积，2。 全启式安全阀，即时， 微启式安全阀，即时，平面密封， 锥面密封，；式54、中，h-安全阀的开启高度，； d1-安全阀最小流道直径（阀座喉径），； D-安全阀阀座口径，； -锥形密封面的半锥角。C-气体特性系数，； k-气体绝热指数，k=Cp/Cv； M-气体摩尔质量，/kmol； T-气体的温度，K； Z-气体在操作温度压力下的压缩系数。2）液体 /h式中，-阀门入口侧温度下的液体密度，/m3； p-阀门前后压力降，MPa； pd=1.2ps+0.1 MPa3）饱和蒸汽饱和蒸汽中蒸汽含量不小于98%，最大过热度为10。a) 当时， /h MPab) 10MPapd22MPa时 /h MPa4 火力发电厂汽水管道设计技术规定DL/T 5054-1996对于设计压力大于55、1MPa的蒸汽管道或容器上的安全阀：当排放汽源为过热蒸汽时，安全法的通流量为： t/h当排放汽源为饱和蒸汽时： t/h 对于设计压力为MPa级以下的蒸汽管道或压力容器：t/h以上三式中: G-安全阀的通流量，t/h; P0-蒸汽在安全阀前的滞止绝对压力，MPa; V0-蒸汽在安全阀前的滞止比容，m3/kg; P2-蒸汽在安全阀 后的绝对压力，MPa；在考虑P2时，应考虑阀后管道及附件的阻力； n-并联装设的安全阀数量，个； 1，2-安全阀流量系数，应由试验确定或制造厂提供。可取1=0.9，2=0.6； B-蒸汽可压缩性修正系数，与绝热指数k，压力比p2/p0,阻力等因素有关。对于水，取B=1；56、对于蒸汽，查表； F-每个安全阀通流截面的最小面积，其值应按制造厂资料取， 对于全启式安全阀： ; 对于微启式安全阀：；其中，d安全阀最小通流截面直径，mm；h安全阀阀杆升程,mm。第七节 安全阀的设计、安装、校验和调整1 安全阀系统设计安全阀在容器(或管道)上布置当注意以下有关问题:1) 确定安全阀进口接管的壁厚时,应保证接管有足够的承受强度和开启安全阀时产生的附加排放推力.2) 安全阀布置要简单,对开式系统,进口接管应尽可能直而短。为减少反力力矩,悬臂尽可能短.3) 应避免在阀门的进出口的接管之间设置大小头。4) 安全阀不应布置在管道弯头上。如果同一管道上同时装设几个安全阀,接管之间的距离57、应满足压力容器规范的开孔强度减弱的要求。且排放管的最佳排放方向应使作用力和力矩能够互相平衡.5) 对蒸汽系统,应避免积水而造成冲击力。在可能的积水点应装设疏水管。如开式系统安全阀出口弯头处,闭式系统阀前、后低位点等等。6) 安全阀应装置在高速汽流管线弯头后至少有8倍管径的直管上,以避免产生声波振动。同样安全阀不应装设在Y形三通之前或之后8倍管径以内的地方。2安全阀的安装安全阀能否正常工作与安装是否正确有很大的关系。安装的位置、方式不当的安全阀,不但会失去应有的作用,而且还会导致意外的事故。1) 安全阀应铅直安装,并应装设在容器（汽包、联箱)或管道气相介面上部。容器与安全阀之间不得装有任何阀门或58、其他取用蒸汽的引出管。几个安全阀如共同装设在一个与容器直通的总管上时,则此短管流通截面积应大于与其相连的所有安全阀最小流通截面积总和的1.25倍。如安全阀的确不便装在容器本体上而需要装在出口管上时,则应尽量减少安全阀与容器之间的管路阻力,避免管路急转弯,截面局部收缩,以增加管路阻力,甚至会引起污物积聚而发生堵塞等,更不应该在其连接管道中装设阀门或其它引出管,连接管的截面积必须大于安全阀的进口截面积,安全阀的安装位置还应考虑便于日常的检查、维护和检修,在室外露天安装的安全阀,应有防冻的可靠设施。2) 封闭式安全阀应装设通到室外或其他安全场地的排汽管,该排汽管应尽量取直,避免曲折、急转弯,以减少排59、汽阻力.排汽管的直径应不小于安全阀出口的公称直径,排汽管及其附件(如果排汽管出口装设消音器时,则包括消音器在内)不能影响该安全阀的正确动作。排汽管底部应装有接到安全地点的疏水管.在排汽管和疏水管上都不允许装设阀门。排汽管的固定方式应避免由于热膨胀或排汽反作用力而影响安全阀的正确动作。无论冷态或热态都不得有任何来自排汽管的外力施加到安全阀上。排汽管本身也需要足够的强度,直接或通过管道向大气排除气体的安全阀,出口排气速度为音速,其反作用力可按下式计算:式中： Kg-安全阀额定排量系数；A-阀座喉部截面积m2；Ac-排出口截面积的m2；Pp-排放压力(表压)MPa；Pa-大气压力(表压)MPa；k-60、绝热指数。对于空气: k=1.4l =1.27对于饱和水蒸气: k=1.135 =1.24对于过热水蒸气: k=1.31 =1.253) 安装杠杆式安全阀时,必须严格保持阀杆的铅直位置。杠杆式安全阀应有防止重锤自行移动的装置和限制杠杆越位的导架:弹簧式安全阀要有防止随便拧动调整螺丝的装置;脉冲式安全阀接入冲量的导管应保温。导管上的阀门全开后,脉冲管上的疏水阀的开度经调整以后,都应有防止误开(闭)的措施:导管内径不得小于15毫米,压缩空气控制的气室式安全阀必须配备可靠的除油、除湿的供气系统及可靠的气阀控制电源,确保正常连续地供给压缩空气。3 安全阀的现场校验1） 安全阀的现场校验a) 锅炉安装和61、大修完毕及安全阀经检修后，都应校验安全阀的整定压力。b) 带电磁力或其他辅助操作机构的安全阀，除进行机械校验外,还应做电气回路的远方操作试验及自动回路压力继电器的操作试验。2） 电站安全阀的现场校验方法一般采用在线热态校验，可分为用专门仪器（安全阀在线定压仪）校验和升压实跳校验。升压实跳校验由于工作环境恶劣，起跳次数多，会带来密封面的损坏、噪音污染和校验时的安全性等问题。a) 纯机械弹簧式安全阀及碟形弹簧安全阀采用安全阀在线定压仪进行校验调整时，可以在机组启动或带负荷运行的过程中，一般在6080额定压力下进行。b) 首次经安全阀在线定压仪调整后的安全阀，应对最低起跳值的安全阀进行实际起跳复核，62、经复核误差值在表5规定的整定压力偏差以内时，其他使用安全阀在线定压仪校验的安全阀可不必做实跳试验。c) 使用的安全阀在线定压仪应保证与实跳值的误差在允许的范围内，并具有数据自动记录和处理功能，避免人为判断因素带来的误差。安全阀定压仪与被测安全阀应具有一定的安全距离。d) 安全阀在线定压仪所配的压力传感器和力值传感器应定期校验。3） 在役电站锅炉安全阀每年至少应校验一次。每一个小修周期应进行检查，必要时应进行校验或排放试验。各类压力容器的安全阀每年应至少进行一次排放试验或在线校验。4）安全阀一经校验合格就应加锁或加铅封，并在锅炉技术登录簿或压力容器技术档案中记录。 第八节 安全阀在线校验新技术目63、前，安全阀校验普遍采用的方法有离线测量和在线测量两种。离线测量是一种直接测量方式，需要在设备停车时拆下安全阀送到检验台上，较费时费力，且该种测量方法不能解决温度对安全阀整定压力的影响，而对一些不可拆下的安全阀（如焊接阀等）更是无能为力。在线测量又分为升压实跳测量安全阀整定压力和仪器测量两种。实跳测量是指提高安全阀入口介质压力使安全阀开启并记录安全阀整定压力等参数，这种方法虽然最为直接准确，但会对安全阀造成不必要的伤害，并且噪声污染和测量时的安全性问题已越来越引起人们的重视。因此，除安全阀制造厂家外，此方法已越来越少在现场使用。安全阀在线定压仪可以在系统不停车或离线不带压状态下仅需1 3秒钟便能64、完成对安全阀参数的检测，进而指导操作人员对安全阀进行正确地调节，直到合格为止。同时也可通过测量曲线判断安全阀动态特性质量。1 安全阀在线校验技术设计原理FT 弹簧预紧力FW 附加外力PL介质作用压力图一 安全阀受力分析S阀芯面积弹簧安全阀的开启、关闭动作是依靠其进口端的介质压力变化和弹簧预紧力来使阀芯自动开启及关闭。当介质压力（内压）升高到提升力比弹簧预紧力大时，阀芯克服弹簧预紧力自动开启，泄放多余的介质，使内压下降，又由于弹簧力的作用，当内压降至安全值时，阀芯自动关闭，泄放停止。根据这个原理，可以设想，在线（又称热态）测量或调整安全阀时，如果由外部提供一个向上的附加力，则当介质压力与这个附加65、力的总和刚刚克服弹簧预紧力时，阀芯同样也会开启，甚至在没有介质作用的离线（又称冷态）条件下，单独由外部附加力克服弹簧预紧力时，阀芯也可开启，图一清楚地表示了这种力的平衡关系。很明显，我们可以看出，阀芯开启的条件为：FTFWPS其中：FT弹簧预紧力FW外部附加力PL 介质作用压力S安全阀密封面面积则整定压力为：PPLFWS当冷态时，FW显然，如果能够准确地测定附加外力FW，就可以根据已知的阀芯面积S和系统工作压力，很容易地求得安全阀的整定压力P。这即为安全阀在线测试技术的设计依据和原理。2 安全阀在线校验技术技术依据开启A开启复位DFWB复位TCFW图二 （a）热态时附加外力图二 （b）冷态时附66、加外力根据对弹簧安全阀开启动作特性的分析，可以得出：在外加力FW的作用下，一个安全阀从关闭到开启，再由开启到关闭的全过程中，外附加力FW的变化规律可见图二所示：图二（a）为热态（在线）测试时的过程曲线，当附加力从零逐步增加，与内压力PLS之和正好为弹簧预紧力时，阀门微启，增大了介质作用面积，使得用来克服弹簧预紧力的内压作用力急剧增大，其结果在瞬间减小了外附加力。从而出现第一个特征峰。当外附加力逐渐减小而达到关闭点时，由于介质作用面积忽然减小，为保持力的平衡关系，此时，外附加力会出现瞬间回升现象，即第二个特征峰点。上述两个特征峰点和是在线条件下检测安全阀整定压力、回座压力的技术依据。图二（）为冷67、态环境时的测试过程曲线，当阀门未打开前，外附加力克服阀芯静态刚性力，当达到开启点以后，外附加力改为克服弹簧的弹性力，两者随时间变化的斜率不同，从而出现第一个拐点C，同样情况，在阀门关闭时也会出现另一个拐点D。这两个拐点分别对应阀门的开启和回座，正是冷态时测试阀门开启、回座压力的技术依据。从以上分析不难看出，安全阀在线测试技术的关键在于如何正确迅速地找到对应开启的特征点。3 安全阀在线校验技术方案确定、系统构成在线检测系统由机械夹具、液压动力单元和数据采集处理单元三大部分组成，彼此相对独立，由两条10米长的液压软管和两条10米长的五芯屏蔽电缆互相联成一个完整的安全阀测试系统。它具有体积小、重量轻68、组件模块化、设备计算机化、操作简单、稳定可靠等显著特点，性能在许多方面都超过国外同类仪器水平。待测安全阀调节螺母油缸垫片提升油管接头油缸复位油管接头头联接螺母阀杆拉力传感器图三b： 部件安装示意简图图三a： 部件现场安装图1、 机械夹具：保证对待测安全阀实施夹持定位，为液压动力单元提供施加外力的环境，采用组合式结构，拆卸十分方便。（见图三）系统压力表提升压力表系统压力调节复位油管接头提升速度调节提升油管接头液压加油口换向控制旋钮(提升保持复位)电源(启停)电源线插座图四：液压控制单元示意图2、 液压动力单元：提供可调节的液压输出和流量，最大输出10MPa，最大提升力为50KN，用以控制外加的69、提升力和提升速度。（见下图）3、 数据处理单元：它是测试系统的核心，直接决定系统的可靠性和准确性。由提升力、压力传感器和数据采集器组成。压力传感器提升力传感器其中，提升力传感器采用轮辐式结构，灵敏度极高，精度可达到0.05% ，压力传感器采用高温型传感器，工作温度可达200250度。两种传感器均为高输出式，内藏放大器，其线性度、重复性和抗干扰能力极强。提升力力传感器接口压力传感器接口电源指示灯（红灯）采集器接口( 接计算机并口）电源开关电源插座图五：数据采集器单元示意图测试系统采用了二通道低增益，高精度放大电路，智能化A/D转换和数据采集电路，可同时采集力、压力二个参数，核心部分选用目前市场上70、先进的笔记本电脑（CPU PM1.6G），可绘制曲线并打印测试结果，具有汉字化的人机对话功能，各测量通道的数据均可在屏幕上显示，在超量程的情况下，确保系统和安全阀的安全，全部硬件采用模块化结构，便于维修和调试。另外，为保证主机能在50以上的高温环境下正常连续地工作，特别设计了辅助配套设备电脑低温工作台，最低可以降温到零下510，确保笔记本电脑正常工作。4 安全阀在线校验技术测试步骤简述选择被测试安全阀，根据说明书可方便地完成安全阀在线定压仪各部件的安装和连接。安全阀吹扫NSH安装(二分钟)结束NSH调整(二分钟)误差 规定值?NSH测量(一分钟)NY图六： 测试步骤简图在计算机主控窗口上单击“71、装入参数”选定被测安全阀及其参数；（见图七）选择压力传感器测量方式，输入基础压力值；核对无误后，单击“再线定压”，此时系统提示：“正在测试！请等待！”打开液压单元电源开关至“开启”位置，调整“系统压力调整”旋钮至计算机指示“所需油压”值；将换向控制旋钮旋至“提升”位置，使油缸活塞带动被测阀的阀杆向上移动；通过观察阀杆上升或听到介质排泄的声音，确定阀已开启后，将换向控制旋钮旋回“复位”位置，关闭电源；计算机将自动进入结果显示窗体，（见图八）显示测试曲线、测试时间、整定压力、调整高度等参数；根据计算机提示的调整高度，调节定压螺母；单击“退出”钮，重新起动测试程序，得出新的测试曲线和结果。反复执行上72、述步骤，直至整定压力和整定压力相差不大于“测量允许误差” 时，此时计算机显示“调节完毕”，表示测量结束。现场调试完成后，可根据要求随时调用、查看以及打印测试曲线和测试报告。（见图九）注：具体操作步骤请参阅使用说明书图七主控窗口图八结果显示窗口图九：测试结果打印报告5 安全阀在线校验技术误差分析A/D笔记本计算机fK1K2K3V1V2图十：数据处理系统简化框图N根据选用MSC5101采样器、传感器的精度以及放大器设计精度，测试系统整定压力度量误差分析如下。系统简图见图十：其中：f物理量（力、压力） V1V2中间电量 N数字量（力、压力） K1、K2、K3各级转换系数由：； 所以： 按误差传递理论73、，绝对误差和相对误差分别为：代入实际偏差量： （力传感器最大误差） 精度0.05% （压力传感器最大误差）精度0.2% （放大器误差） （A/D转换器最大误差）因而，可以求得提升力和压力的相对误差分别为：根据整定压力计算公式：PPLFWS其中：P整定压力 PL系统内压 S阀门密封面积 FW附加外力从而可以得出整定压力的相对误差为：由此可以看出，整定压力的相对误差不仅和附加力、系统内压有关，而且与密封面积有关， 就一般而言，安全阀密封面直径在20150mm，通过计算分析，可以得出：6 安全阀在线校验技术主要技术指标 适用安全阀范围：整定压力035Mpa； 电动液压提升力范围：0 5 KN ；0 74、20 KN ；0 50 KN；0 100 KN；（0140 KN） 液压单元输出：0 8MPa 连续可调 整机功耗：300W 拉力测量范围精度：0 5 KN ；0 20 KN ；0 50 KN；0 100 KN；（0140 KN）( 0.05%F.S) 压力测量范围精度：07MPa；024MPa； 035MPa ( 0.25%F.S) 环境湿度：85% 环境温度：-5 60 （专配计算机调温工作箱） 测量精度满足： 中华人民共和国国家标准安全阀 一般要求（GB/T12241-2005） 中华人民共和国电力行业标准电站锅炉安全阀应用导则（DL/T959-2005） 中华人民共和国电力工业标准锅炉75、压力容器检验规程（DL647-2004） 中华人民共和国电力工业标准锅炉压力容器监察规程（DL612-1998）7 安全阀在线校验技术软件设计、功能及特点测试系统采用了功能较强的笔记本计算机作为数据处理器，经过前后十年多的上万次试验、修改，该系统配备了一整套功能较强的软件系统。其主要功能和特点： 预置工作参数和仪器检测状态，整个预置过程均为汉字人机对话形式，快捷、便利，并且可根据被测阀门的工况条件事先计算出系统应提供的液压提升力，保证被测阀安全。 数据采集和数字滤波功能，数据采集软件可让用户根据不同阀门、不同工况条件选择不同的采样时间，减少杂散信号干扰，保证测试曲线的平滑完好。 绘制测试曲线，76、可以根据测试的力、压力以各种不同颜色绘制出整个测试过程曲线，直观明了。 数据处理及结果打印，根据被测阀的工艺参数和工况条件，自动选择对应的计算方法计算出整定压力、开启高度等测量结果，并且可自动进行多种修正。如：对内压变化的修正、对低压状态的修正、对微起阀的修正。根据开启高度和内压值对回座压力值的修正等，最终以汉字形式打印出测试结果。 阀门调整量提示软件，可以提示用户先进行单位增量调整，然后根据测量值的变化量经逻辑判断和线性处理，以汉字形式指示用户定量调整定压螺母，调整后经再次测量，二级近似和处理后指示精确调整值，直至满足整定压力值为止。8 安全阀在线校验技术主要特点： 采用笔记本计算机管理，自77、动化程度高，自动处理数据，完成计算，避免了许多手工处理和人为判断的弊病，大大提高了数据的准确性、一致性 (国内首创) 特别设计的电脑低温工作平台保证电脑高温环境下的正常工作(国内首创) 显示整定压力和调整“方”数，指导操作人员正确调整，大大减少现场时间(国内首创) 采用进口电动液压泵，完全实现操作按钮化 (国内首创) 能够通过软件测量安全阀密封面的面积(国内首创) 体积小，易携带，便于高部位作业 在热态或冷态条件下校验，大大提高了操作安全性 校验时间短，参数测定时间仅几秒钟，每个安全阀一般只需十分钟就可完成定压 阀门连接部件安装极为方便，调整时不必反复拆卸 采用WINDOWS标准汉化界面，操作78、简捷方便易学 测量精度高，测量误差满足ASME标准 自动存储安全阀主要参数，随时打印测试报告，便于存档和复查，提高管理水平；测量图形形象直观，易于分析阀门动态特性 软件可以很方便地安装到任何PC机上，压力整定结果也可以很容易地从专用工具电脑copy到安装了软件的PC机上，并且正常运行 能够在线进行排汽试验 可以在国内由中国计量科学研究院负责标定 阀门校验时，无需提高系统压力，生产不必中断，可显著降低燃料成本和噪声水平 由于在正常运行温度下可进行试验，不需要温度补偿以校正压力，大大提高校验准确性 “焊接”阀不必从管路上拆下即可进行调节 设备大修后再试车所需时间显著地减少 短时间内可对阀门进行多次79、试验和调定 防止了因介质排放对阀门密封面的冲击损伤第九节 电站安全阀的维修与故障诊断1 安全阀的维修 电站弹簧安全阀的检修主要包括拆卸、研磨及装配。核用安全阀的检修中应注意去污及采取防护、防跑水、以及异物落入回路的措施等。1.1.安全阀的拆卸安全阀的拆卸顺序（以带手柄的弹簧安全阀为例）：（1） 拆除销和轴，取出横杆（手柄），拧松保护罩（阀帽）固定螺钉，取下保护罩；（2） 从阀杆上旋下提升螺母；（3） 记录调整螺杆与阀盖轭架的相对位置（4） 记录上调节圈相对与下调节圈的位置（并按此位置重装阀门）；（5） 旋松调整螺杆的锁紧螺母和调整螺杆，卸去弹簧的预紧力；（6） 旋出连接阀盖和阀体的螺母，取出阀80、盖；（7） 取出包括阀杆、弹簧座以及弹簧在内的组合件；（8） 取出阀瓣及其组件；（9） 记录下调节圈相对与阀座密封面的位置，卸下调节圈（如可能拆卸阀座）（10） 记录阀座密封面与阀座外延台阶的位置或测量阀座密封面与阀体阀兰面的位置尺寸。 当阀的拆卸完毕后，应检查阀座和阀瓣的密封面，若有凹穴，划痕等缺陷，应用研磨加以修复。如果密封面损伤严重，须重新进行加工或更换。1.2安全阀的研磨安全阀密封面损坏引起介质泄漏是安全阀最常见的故障之一。以研磨手段修复密封面损伤是最常用的方法。合理选用研具（依据阀门阀芯和阀座尺寸制作）和研磨剂（材料），正确掌握研磨工艺是安全阀修理所必需掌握的技能。平面密封面加工较简81、单，且维修方便。安全阀密封面型式以平面形最为普遍。研磨方式一般采用湿研磨或专用砂布研磨。一般的研磨工序分为：粗研、细研、精研、抛光四个步骤。把阀瓣或阀座放在研磨平板、研磨盘上，走“8”型或转圆圈研磨。对于要求很高的密封面或研磨时间过长时，磨盘在研磨中就应进行修正，其平整度合格后才可以进行下一步工序。这里应特别注意：一台阀门研磨完毕后，需把磨盘（或平板）放在经磨床磨削平整的铸铁平板上进行修整（一般采用粗研磨），然后放到一块专用的磨床磨削平整的铸铁平板上用干研磨的方式检查磨头的平整度，直到认为其平整度达到要求时才可继续另一阀门的研磨从研磨方法上讲，研磨可以分成手动研磨和研磨机研磨。手动研磨一般适用82、于小口径、小研磨量的密封面，而大口径、大研磨量的最好采用研磨机进行研磨，以降低劳动强度，提高工作效率。研磨中应注意事项： 整个研磨过程中，研具必须经常进行平整，且应妥善存放。 注意清洁，对不同粒度或不同号数的研磨剂不能相互掺合，且应严密封存，以防杂质混入。 研磨过程中应有多块磨盘或平板，不能在同一块磨盘上或平板上同时使用不同粒度或不同 号数的研磨剂。 研磨时作用于磨盘的力不应太大，因为人工操作是不易把握，并可以避免因磨料压碎而划伤密封面。 阀瓣与阀座的密封面不允许对研。 一般不亦采用高硬度的硬质合金材料制成的平板进行研磨。研磨时常见缺陷、产生原因及防止方法：、密封面成凸形或不平整。其原因可能是83、：a. 研具不平整。应重新磨平研具再研磨，并注意检查研具的平面度； b. 研磨时挤出的研磨剂积聚在工件边缘末擦去就继续研磨，应擦去后再研磨；c. 研磨时压力不匀，研磨过程中后应时常转换一角度后再研磨；d. 研磨剂涂得太多，应均匀适量使用，涂抹适当；e. 研具与导向机构配合不当，应适当配合；f. 研具运动不平稳。研磨速度应适当，防止研具与工件非研磨面接触。、密封面不光洁或拉毛。其原因可能是：a. 研磨剂选择不当，应重新选择研磨剂 ；b. 研磨剂掺入杂质，应先做好清洁工作再进行研磨操作；c. 研磨剂涂得厚薄不匀，应均匀涂抹；d. 精研磨时研磨剂过干；e. 研磨操作时压力过大，压碎磨粒或磨料嵌入工件84、中。要提高研磨的质量，首先要弄清楚研磨过程的质量控制要求，从另一方面讲，也就是说要搞清楚影响密封性的要素以及相应的检查方法。平面密封：对于平面密封的研磨，主要控制以下三个方面：平面度、粗糙度、密封比压。平面度良好的平面度意味着密封面没有凹陷、突起或是瓢面。对于平面度的检测有：刀口尺、蓝油或红丹试验、单色光干涉法等方法。其中刀口尺和蓝油试验应用较多，而单色光干涉法应用较少。粗糙度良好的粗糙度能够达到更好的密封效果。实践证明，保证良好的平面度，以1000目的砂纸进行细磨后就可以达到足够高的密封效果。密封比压密封比压指密封面上的压强，单位是Mpa。密封比压=密封面上的作用力/密封面贴合面积显然，提高85、阀门密封比压肯定有利于提高密封性，但应该以密封面材料的强度为极限。如果阀门解体检查发现阀瓣或阀座密封面上有较明显压痕，说明该阀门密封面上的密封比压已经超过最大允许密封比压 （设计上一般是密封面材料屈服强度乘以系数），此时就要考虑阀门密封面的材料是否合适（如硬质合金层的厚度要求）、密封面的宽度是否符合标准、阀门的是否适用于当时的工况等。同样，如果密封面宽度太宽，就会造成密封比压不够，导致阀门内漏。因此研磨后测量密封面的宽度是很有必要的。如果密封面太宽，可以通过车削的方法来纠正，但要注意密封面堆焊层的厚度是否足够。同轴度显而易见，阀杆、阀瓣和阀座的同轴度会明显影响阀杆和阀座的贴合，会使密封面在圆周86、方向上受力不均，有可能出现密封面某部分密封力超过允许密封比压，产生密封面损坏；而同时某一其他部位的密封力达不到必须密封比压，导致内漏。发现同轴度不好，一般从以下几个方面来查找原因：1. 阀杆的同轴度不好2. 阀座加工偏斜3. 阀杆导向结构的偏斜1.3 安全阀的装配 当安全阀的全部零件清洗干净，阀门密封面也已经修复并将研磨后的磨料清除干净后，阀门可进行装配。（1） 将下调节圈旋到阀座上，以拆卸时所记录的数据调整好调节圈与阀座位置；（2） 将软布把阀座、阀瓣密封面擦干净，然后将导向套、上调节圈、阀瓣装入阀体内，上调节圈处于上限位置；（3） 仔细将阀杆、弹簧座、弹簧安装于应有的位置，注意不要损伤各部87、件。然后对准中心将阀盖的止口对上导向套；（4）旋紧阀盖与阀体之间的连接螺母，在旋紧过程中应注意受力的对称性，以防止产生任何不必要的应力或可能造成部分零件失调而导致密封面损伤；（5）将调整螺杆拧紧至与该阀被拆卸之前相同的位置；（6）装上保护罩等其他零件（一般应在定值校验与密封性试验之后）；（7）调整上下调节圈的位置（与拆卸记录一至，或以规程规定为准），旋上调节固定螺钉，使螺钉位于调节圈两圈之间的凹槽内，以防止阀节圈转动，但不得对调节圈产生的侧向压力。安全阀装配完毕后，应进行定值校验与密封性试验。试验完毕后，应进行铅封，以防止改变已调整好的状态。2 安全阀常见故障诊断安全阀选择或使用不当，会造成阀88、门故障。这些故障如不及时消除，则会影响阀门的功能和寿命，甚至不能起到安全保护作用。 常见的故障有： 阀门泄漏：即在设备正常工作压力下，阀瓣与阀座密封面处发生超过允许程度的渗漏原因及处理： 脏物落到密封面上，可使用提升扳手将阀门开启几次，把脏物冲去。 密封面损伤。应根据损伤程度，采用研磨或车削后研磨的方法加以修复。 由于装配不当或管道载荷等原因，使零件的同轴度遭到破坏，应重新装配或排除管道附加的载荷。 阀门整定压力与设备正常工作压力太接近，以致密封面比压力过低。当阀门受震动或介质压力波动时更容易发生泄漏。应根据设备情况对整定压力进行适当的调整。 弹簧松驰从而使整定压力降低并引起阀门泄漏。可能是由89、于高温或腐蚀等原因所造成。应根据原因采取更换弹簧，甚至调换阀门（如果属于选用不当的话）等措施。如果仅仅是由于调整不当引起，则只需把调整螺杆适当拧紧。 阀门启闭不灵活，其主要原因及处理是： 调节圈调整失当，致使阀门开启过程拖长或回座迟缓。应重新加以调整。 因内部运动零件有卡阻现象，这可能是由于装配不当，脏物混入导向套或零件腐蚀等原因造成。应查明原因消除之。 排放管阻力过大，排放时建立起较大背压，使阀门开启不足，应减小排气管道阻力。 整定压力值变化：安全阀调整好以后，其实际整定压力相对整定值允许有一定的偏差。超出标准规定的允许范围则认为是不正常的。造成整定压力值变化的原因可能有： 由于工作温度变化90、而引起。例如当阀门在常温下调整而用于高温下时，整定压力常常有所降低。这可以通过适当旋转调整螺杆来加以调节。但如果是属于选型不当致使弹簧腔室温度过高时，则应调换适当型号的（例如带散热器）阀门。 由于弹簧腐蚀引起，应调换弹簧。在介质具有强腐蚀性的场合，应当选用表面包覆氟塑料的弹簧或选用带波纹管隔离机构的安全阀。 由于背压变动而引起的，当背压变化量较大时，应选用背压平衡式波纹管安全阀。 由于内部运动零件有卡阻现象，应检查消除之。 阀门频跳或颤振，其可能的原因如下： 阀门排放能力过大（相对于必需排量而言），应当使选用阀门的额定排量尽可能接近设备的必需排放量。 进口管道口太小或阻力太大。应使进口管内径不91、小于阀门进口通径或者减少进口管道阻力。 排放管道阻力过大，造成排放时过大的背压。应降低排放管道阻力。 调节圈调整不当，使回座压力过高，应重新调整调节圈位置。 弹簧刚度太大，应改用刚度较小的弹簧。第十节 安全阀平面度检测技术当光源发出的入射光线投射到平面平晶上表面时，按折射定律光线折射成光线至平行平晶的工作面。这时，其中一部分光线由此表面反射，再经平面平晶上表面折射后射出；另一部分光线则透过平行平晶工作面并通过空气楔至工件被测量面，在此表面反射后，此光线又相继折射并出射于平晶上表面。因在各反射光线位置上空气楔之间厚度不同，和二光线有光程差而相互干涉。人眼可在平晶工作面与工件被测面之间（图像区）看92、见干涉条纹。在正常工作状态下，用白光源时所观察到的是带有彩色的干涉条纹；用单色光光源时，则呈现明暗相隔的干涉条纹。如果正好是波峰遇到波峰，亮度最强，呈现亮条纹；如果是波峰遇到波谷，亮度最暗，呈现暗条纹。最亮和最暗就形成了干涉条纹。两个相邻条纹间的高度差为半个波长。这样，通过数干涉条纹就可以进行量化评估该测量面的平面度情况。如果是用充满氦气的钠光灯，这种光源的波长是0.000598mm，在检测平面时条纹间的高度差用半波长进行，就是说产生的干扰条纹对应的高度差单位是0.3um，即光学镜片（平面平晶）两条暗纹中心之间被测部件的水平度为：高或低0.3um.。根据平面平晶工作面与工件的被测量面之间所出现93、的干涉条纹，就可以判断被测量面的平面度误差程度。得到的图象意见结果- 倒边- 不合格- 再研磨- 无条纹- 不合格- 再研磨- 一条同心条纹- 合格- 对平的密封面是理想的不平度标准- N条同心条纹- N10时合格- 为一条假想线所截纹的同心条纹数最大值是10- N条条纹中心偏离零件轴- N10时合格- 为一条假想线所截纹的同心条纹数最大值是10不平度检查装置不平度评定原则第十一节 电站锅炉压力容器安全阀事故案例分析1某发电厂因安全阀排汽量小造成除氧器爆炸 1981年某发电厂发生7号机组(200MW)除氧器爆炸事故。1981年1月11日，7号机组正常运行负荷200MW，在除氧器水位低的情况下，94、补充大量低温水，运行人员违反规程采用24MPa压力的二段抽汽加热(要求负荷大于150MW采用三段抽汽)，当停止大量补水后，未关闭汽源，造成了除氧器超压，安全门虽然动作，但排汽量小于进汽量，压力继续升高，致使除氧器爆炸。事故造成设备和厂房严重损坏，并造成9人死亡，5人受伤。 教训与对策：1) 各种压力容器安全阀应定期进行校验和排放试验。国家电力公司颁布的防止电力生产重大事故的二十五项重点要求4122) 运行中的压力容器及其安全附件(如安全阀、排污阀、监视表计、联锁、自动装置等)应处于正常工作状态。国家电力公司颁布的防止电力生产重大事故的二十五项重点要求4133) 除氧器和其他压力容器安全阀的总排95、放能力，应能满足其在最大进汽工况下不超压。国家电力公司颁布的防止电力生产重大事故的二十五项重点要求41114) 严格按电站压力式除氧器安全技术规定(能源安保(1997)709号)制定除氧器运行规程，规程中应明确除氧器两段抽汽的切换点，严禁高压蒸汽直接进入除氧器。推广滑压运行，逐步取消二段抽汽进入除氧器。除氧器应配备不少于2只全启闭式安全门，并有完善的自动调压和报警装置。5) 压力容器应根据设计要求装设安全泄放装置(安全阀、爆破片装置)，其排放能力必须大于或等于压力容器的安全泄放量，以保证在其最大进汽工况下不超压。对安全阀、压力表、液位计等安全附件保护装置、监视仪表要进行定期校验。6) 六、在役96、电站锅炉安全阀每年至少应校验一次。每一个小修周期应进行检查，必要时应进行校验或排放试验。各类压力容器的安全阀每年应至少进行一次排放试验或在线校验。电站锅炉安全阀应用导则（DL/T959-2005）8.32 某热电厂安全门拒动造成锅炉寿命损失7%的后果1996年某热电厂发生4号670th锅炉超温、超压事故。1996年3月13日00：29，4号机组由于直流控制电源总熔丝熔断，造成直流操作电源消失，4号机组跳闸，汽轮机主汽门关闭。因“机跳炉”联锁未投入运行，机组甩负荷后燃料没有联动切断。运行人员在事故处理过程中，尤其当手动开启脉冲安全门锅炉压力不降时(四个主蒸汽系统的安全门拒动（解列）)，没有按规程97、果断切断制粉系统，致使锅炉承压部件严重超温、超压(最高主蒸汽压力达213MPa、主蒸汽温度达576，而额定过热器出口压力为137MPa、汽包压力为1588MPa、主蒸汽温度为540)。教训与经验：1) 大容量的电站锅炉宜配用弹簧直接作用式的全启式安全阀或全量型安全阀以及相应的电磁泄放阀（PCV），该电磁泄放阀的整定压力应低于其它安全阀，锅炉超压时,先打开此阀泄压，若汽压继续升高，可依次打开其它安全阀，则可减少其它安全阀的启动次数，以免影响其密封性能。电站锅炉安全阀应用导则（DL/T959-2005）4.12) 对于按ASME规范设计的电站蒸汽锅炉，不应采用重锤或重锤杠杆式安全阀，应采用弹簧直接98、作用式安全阀。电站锅炉安全阀应用导则（DL/T959-2005）4.23) 于大容量电站锅炉，一般选用具有高排放能力的全量型安全阀。电站锅炉安全阀应用导则（DL/T959-2005）5.34) 为保证锅炉安全阀在一定值下能够准确动作，要求锅炉安全阀进行热态整定，调整安全阀使其能自动开启，以排除多余介质，保证锅炉在额定压力下正常工作。5) 锅炉安全阀是防止锅炉超压的重要安全附件，严禁锅炉在解列安全阀状况下运行。3 某电厂安全阀校验升压实跳造成炉外管道爆破1999年某电厂发生3号锅炉(670th)汽包联络管爆破事故。1999年7月9日，3号锅炉在安全门热态整定过程中，高温段省煤器出口联箱至汽包联络99、管直管段发生爆破，造成5人死亡，3人严重烫伤。事故由于该段钢管外壁侧存在纵向裂纹，致使钢管的有效壁厚仅为17mm左右，从而导致在3号锅炉安全门整定过程中，当主蒸汽压力达到1666MPa时，钢管有效壁厚的实际工作应力达到材料的抗拉强度而发生瞬时过载断裂，发生爆破。教训与对策：1) 锅炉压力容器安全阀校验采用升压实跳的方式，会造成锅炉管道蒸汽压力超压，导致锅炉管道寿命减少容易造成锅炉和炉外管道爆破，后果严重；2) 锅炉压力容器安全阀校验采用升压实跳的方式，会造成噪音污染，安全阀起跳次数多，会带来密封面的损坏；3) 纯机械弹簧式安全阀及碟形弹簧安全阀可使用安全阀在线定压仪进行校验调整。校验调整可以在100、机组启动或带负荷运行的过程中（一般在6080额定压力下）进行。i. 电站锅炉安全阀应用导则（DL/T959-2005）8.2.1第十二节 某600MW机组电厂安全阀检修校验作业指导书一、工程概况某600MW电厂#1机组大修拟对Consolidated锅炉安全阀（美国Dresser公司产品）和汽机高加除氧器安全阀等其它压力容器安全阀进行解体大修和在线校验。二、编制依据1、 Consolidated 1700型弹簧安全阀安装、操作与及维护手册 2、 Consolidated 3500电磁泄放球阀安装、操作与及维护手册3、 DL/T 748.72001火力发电厂锅炉机组检修导则第3部分:阀门与汽水系101、统检修 4、 DL/T504795电力建设施工及验收技术规范锅炉篇。5、 SD/23087发电厂检修规程6、 电力安全工作规程7、 电站锅炉安全阀应用导则（DL/T959-2005）三、作业前准备1 人员资质和劳动力计划。从事安全阀检修校验的人员必须取得国家质量监督检验检疫总局特种设备安全监察局颁发的安全阀维修作业人员二级证书。阀门工程师1名,阀门工8名,车工1名。2 工具计划阀门检修主要工具有：SILK AX 100现场机加工车床1套,阀门研磨机1台，研磨平台2件，研磨平板若干，游标卡尺4把，深度尺4把，外径千分尺1把，1T葫芦5只，磨光机2台,内磨机2台,12P大锤3把，2P手锤5把，12102、活动板手8把，电源盘4个，梅花板手4套，内六角板手4套，起子8把,管子钳4把,敲击扳手若干等工具。3 进度计划（见附表）四、作业程序（一） 安全阀检修1 拆卸1.1 提升机构的拆卸1.1.1 拆手柄销、手柄、叉杆销、叉杆、阀销、阀杆锁紧销及阀杆螺母；1.2 调节环的拆卸1.2.1 卸下调节环和喷咀环的固定螺丝，记录喷咀环的齿槽数采用将喷咀环向右转（反时针方向）直至与阀瓣支架相接触，记录所旋转的槽数的方法来实现。从这个位置的接触处起，向下定为负的槽数。调节环应向右转（反时针方向）直至它接触到阀瓣支架，并顶起阀瓣支架至顶住止推螺母，导环的位置是从它的接触面开始向下记为槽数；1.3 阀杆的拆卸1.3103、.1 在调节螺栓头的侧面做一个记号，并在阀盖顶部的机加工平面上，正对着该记号的下面，另做一个记号。测量从调节螺栓顶部到阀盖的机加工表面的这两个记号之间的距离，并记录其数值，当阀门重新组装时，该数值将是必要的；1.3.2 松开调节螺栓的锁母和调节螺栓以松弛弹簧张力；用调节螺栓松弛弹簧拉力之前，切勿松开阀盖螺母。1.3.3 拆开调节环固定螺丝和喷咀环固定螺丝；1.3.4 松开并拆下阀盖螺母；1.3.5 用吊环螺栓拧在阀杆上，从阀体内垂直提起组装的上部装置；当从阀体内将上部装置提出来时，不允许阀杆或任何部件有任何的摇摆动作，任何摇动都可能损坏阀座。1.3.6 将组件立在一个清洁颊上放置的导环上，并使104、阀杆垂直；1.3.7 放倒上部装置，使阀杆处于水平位置，当放倒上部装置时，操作必须小心，以避免其部件被损坏；1.3.8 自阀杆上拆除吊杆螺栓，并小心地从弹簧和阀盖组体中滑出内部零件（阀瓣支架、阀瓣、喷射器、调节环和阀杆）。2 检查2.1 检查弹簧2.1.1 测量弹簧工作长度，做好标记和记录；2.1.2 标记和记录各定位尺寸和位置；2.1.3 检查弹簧有无裂纹、严重锈蚀和变形，弹簧性能是否良好；2.2 检查阀瓣、阀座2.2.1 密封面如有表面损坏，深度不超过1.4mm，或微小裂纹，且深度不超过1.4mm，可先用车削办法修复后再研磨；2.2.2 微小缺陷或有必要时，可用着色等无损探伤方法进行确认；105、2.2.3 密封面深度小于0.4mm的微小缺陷可用研磨方法消除。2.3 检查阀杆2.3.1 清理干净阀杆表面污垢，检查阀杆缺陷；2.3.2 必要时进行校直或更换；2.3.3 视情况进行表面氮化处理。2.4 检查螺栓、螺母检查螺栓、螺母的螺纹。装配灵活，无松动现象；2.5 检查阀体及与阀门连接管座焊接检查阀体及其连接焊缝有无砂眼、裂纹；2.6 检查弹簧提杆检查弹簧提杆应完好；3 研磨3.1 研磨胎具的制作3.1.1 选择优质铸铁材料，无气孔和制造缺陷，硬度为布氏240或相当此硬度；3.1.2 平板尺寸：外径=阀线外径+（56）mm内径=阀线内径-（56）mm厚度=1520mm根据上述内径，平板中106、心应凹进去23mm，平板背面中心部位应留有方孔（可以打穿）以备装进连接杆与手柄。3.2 研磨3.2.1 研磨时彻底清扫所要求研磨的表面及周围，研磨胎具上涂研磨膏，放在研磨面上全面均匀加压，反复正、反方向慢慢旋转手柄，长时间研磨时研磨胎具会产生局部磨损，所以经常修正胎具平面才能保证密封面平整；3.2.2 密封面损伤较重：有明显的压伤等缺陷时，使用粒度300400研磨膏初研，然后用粒度600800研磨膏精研，最后使用粒度10001200研磨膏抛光精研，每次换研磨膏时，旧研磨膏必须用丙酮擦洗干净，抛光精研时，涂上极少量的研磨膏轻轻地研磨，直至出光亮，最后在油毛毡上涂少量研磨膏。用大于密封面外径的木块107、压在密封面上的油毛毡旋转几次。密封面出现光亮。研磨完毕后，热阀瓣舌头背面漏进去的研磨膏以及阀体上的研磨膏都要清理干净；3.2.3 研磨结束后使用I级平台和红丹粉，检查密封面径向吻合度，吻合度必须超过密封面宽度的80%以上；3.2.4 最后用植物油对阀座阀芯进行抛光处理。4 组装4.1 润滑并拧进阀瓣支架固定螺母到阀杆上，当止推螺母在其最高位置时，安装阀瓣支架在阀杆底端之上，润滑阀瓣支承面及阀瓣螺纹并把阀瓣拧在阀杆端上，直至露出底螺纹，并可自由地在阀瓣支承面上转动；在组装工作中应特别小心，以保证阀瓣和喷咀座不受损伤。4.2 规定阀瓣支架与止推螺母中的间隙；4.3 将喷射器提起超过阀杆组件，并放到108、阀瓣支架上，现在可以把调节环拧在喷射器上；调节环可能在排放管上拧得太高，如遇此情况，当阀门组装后，在阀瓣与其座相接触前，阀瓣座将加载荷于调节环的边上，为了避免此情况的发生，应使调节环上的孔正好低于喷射器的螺纹，通过这些孔应不能看到螺纹。4.4 将组件座于导环面上，并保持阀杆垂直地处于清洁的工作面上；4.5 润滑并在顶部弹簧垫圈上安装轴承和轴承连接环，和润滑底部弹簧垫圈，将阀盖及垫圈组件放在阀盖内的位置上；4.6 将调节螺栓锁紧螺母拧到调节螺栓的顶部。细致地润滑调节螺栓和阀盖的全部螺纹，并将调节螺栓拧进阀盖螺纹内；4.7 用适合的提升装置（手葫芦、链轮起重设备等）提起弹簧和垫圈组件到阀杆组件上，109、并小心地放到其位置上；4.8 润滑并安装喷咀环在喷咀上，保证喷咀环高过喷咀支承面；4.9 用一个吊环螺栓拧在阀杆上，并用适当的提升装置吊起装配好的上部装置；当上部装置提升起来并使阀杆在垂直位置时，检查喷射器与阀盖的配合，应保证喷射器是完全座入阀盖内。4.10 缓慢放下上部装置，小心将喷射器对准阀体内腔；当放下上部装置进入阀体内时，不准阀杆或任何零件有任何摇摆运动，任何摇动将损伤阀座。4.11 将阀盖螺母拧在阀盖双头螺栓上，并均匀地拧紧；阀盖螺母拧紧后，提起阀杆（约一英寸），在阀杆处在被提起的位置时，在喷咀环固定螺丝孔内，伸入改锥，并将喷咀环向左转动（顺时针方向）直到喷咀环上部边低于喷咀支座面为110、止。当通过喷咀环固定螺丝孔，照入光亮时，可以此孔来观察，校验其位置，缓慢放下阀杆组件到底。现在喷咀与阀瓣座平面完全吻合了。顺时针方向旋转阀杆，以保证阀杆与阀瓣螺纹没有卡住。4.12 将调节螺栓紧几圈，并检查导环和喷咀环，保证它们能自由活动，此时，调节螺栓可以搬紧，以达到须要的整定压力；4.13 拧紧调节螺栓，直至螺栓上标记的记号与阀盖顶机加工面的记号之间距，与阀门拆卸前，按所记录的距离相同，除非进行了相当大的研磨或机加工工作，否则整定压力应与修复前几乎是一样的；4.14 在拆卸时，已记录下环的位置；4.15 将阀杆螺母、阀杆螺母开口销、阀帽及提升机构组件恢复原位。五、现场文明施工保障措施1、 111、拆卸阀芯后，应用硬板将阀座封好，以防异物掉入；2、 拆卸阀门附件不能直接落地，应用胶垫垫好；3、 小部件用密实袋装好，并作好标识；4、 施工现场必须保持整洁，注意个人行为，做到“工完料尽，场地清”。5、 施工班组必须遵守厂规，服从管理。六、安全控制1 危险点分析作业内容危险点控制措施依据办理工作票措施未执行办理工作票，确认安全措施执行完善，组织人员宣读，签字方可开工安规第78条安全门解体工具伤人工作前检查锤头、锤柄状况及安装状况，锤把上不可有油污，不准戴手套抡锤，周围不准有人靠近，如需把搬手，人注意安全安规第48条汽水伤人拧松螺丝时，先松远离身体侧螺丝，再松近离身体侧螺丝，以防流水伤人安规第3112、57条起重伤人安全门起吊前认真检查起吊设备（导链、钢丝绳）起吊重物缓慢进行，以免重物摇晃重物放在稳妥位置，防止倾倒滑动安规第668条、687条、695条安全门组装起重伤人起吊重物缓慢进行，以免重物摇晃安规第687条工具准备伤人校正螺丝孔，不能用手指插入打螺丝不准戴手套或单手抡锤，周围不准有人靠近安规第48条2 注意事项1） 进入施工现场，必须戴安全帽，高空作业系好安全带。2） 工作许可证、工作界限证的签发、注销由电厂授权人员负责，严禁无证开工，工作许可证、工作界限证一经注销，不允许在界区内再次作业。3） 施工时不允许将任何杂物、异物掉入阀门及管道系统内，如果一旦掉入应及时报告并消除隐患，不得隐113、瞒。七、质量计划1 质量控制点1.1 阀门解体前后必须做好原始记录。1.2 阀杆弯曲度。1.3 阀座密封面不平行度。1.4 阀座密封面台阶尺寸。1.5 弹簧的缺陷检查。1.6 上、下调节环位置。1.7 阀芯、阀座光洁度。1.8 后密封面阀线检查（色印法或涂铅笔法）。1.9 密封填料、备品备件的更换必须验证与原件一致，且符合要求。2 现场质量计划（附表 略）3 检修记录卡（附表 略）第十三节 600MW机组安全阀在线定压仪测量实施方案一、在线校验目的：按照电站锅炉安全阀应用导则（DL/T959-2005）规程要求，校验整定#1机组锅炉汽机安全阀的整定压力。二、标准依据： 电站锅炉安全阀应用导则（114、DL/T959-2005）8.2.1规定：“纯机械弹簧式安全阀及碟形弹簧安全阀可使用安全阀在线定压仪进行校验调整。校验调整可以在机组启动或带负荷运行的过程中（一般在6080额定压力下）进行。”三、关于使用NSH安全阀定压仪整定的“整定压力”与“理论整定值”的误差： 按照电站锅炉安全阀应用导则（DL/T959-2005）电力标准，整定压力允许在以下范围内变化： 设备名称整定压力(PS)MPa极限偏差MPa压力容器（包括高加、除氧器、连排扩容器）PS0.70.020.7 PS3的整定压力锅炉本体（包括汽包、过热器、再热器）0.5 PS2.072.07 PS7.00.07PS7.0 1的整定压力四、115、试验条件：1. 提供安全阀密封面面积2. 试验现场提供220v交流电源3. 提供现场基础压力4. 准备必要的安全阀调整工具五、试验步骤：1 选择被测试安全阀，要求阀杆顶端有螺纹，并已知安全阀密封面尺寸。2部件安装：（图片一）l 打开安全阀上端盖，露出阀杆顶部螺纹l 将合适的油缸垫片放置在待测安全阀的调整螺母上，然后将提升油缸置于垫片上l 将合适的力传感器（由计算机根据安全阀参数提示）置于提升油缸上，对正中心孔l 选取适当的联接螺母，自上而下地穿过力传感器和提升油缸，拧到安全阀阀杆螺母上，使联接螺母和力传感器之间保留35mm间隙l 联接提升油缸和液压控制单元之间的液压软管l 联接力传感器电缆线，116、如果系统接入压力传感器时，则还应联好压力传感器电缆线l 联接计算机、采集器和液压控制单元的电源电缆3开始测量l 将基础压力调整到指示压力值，用NSH定压仪测量（测量步骤参见附录），得到安全阀的整定压力l 如果测得的整定压力与要求的整定压力误差大于规定值，NSH系统将提示阀门调整量，调整后再用NSH定压仪测量（测量步骤参见附录），直至误差达到要求为止l 现场测试完成4测量结果输出现场测试结束后，打印出测量结果（图三、图四）和调试报告(表一)。六、试验安全措施： 安全阀定压时，应通知运行人员维持机组负荷稳定，禁止超负荷运行，以防止安全阀因系统压力过高而起跳 在做安全阀在线校验时，值长应通知运行人员117、做好安全阀起跳的事故预想 如果发生安全阀起跳情况，锅炉运行人员应立即联系值长适当降压使起跳安全阀回座 如果在降压的情况下，安全阀仍不能回座，发生犯卡，应听从值长安排处理七、试验结束提交报告图片一附：安全阀在线定压仪测量步骤简述l 计算机、传感器、采集器等联接无误后，打开计算机和采集器的电源l 单击NSH图标，屏幕上出现产品名称及专利授权窗口，单击屏幕出现NSH主控窗口（图二）l NSH主控窗口各部分简述 （略）l 在计算机主控窗口上单击“装入参数”选定被测安全阀，选择压力传感器测量方式，输入基础压力值，核对无误后，单击“再线定压”，系统提示：“正在测试！请等待！”l 打开液压单元电源开关至“开118、启”位置，调整“系统压力调整”旋钮至计算机指示“所需油压”值，将换向控制旋钮旋至“提升”位置，使油缸活塞带动被测阀的阀杆向上移动l 阀门开启时间控制：通过观察阀杆上升或听到介质排泄的声音，确定阀已开启后，将换向控制旋钮旋回“保持”位置，并立即旋至“复位”位置，待安全阀复位后12秒旋至“保持”位置，调整“系统压力调整”旋钮至零位，关闭电源l 计算机将自动进入结果显示窗体，显示测试曲线、测试时间、整定压力、调整高度等参数l 调整安全阀：根据计算机提示的调整高度，调节定压螺母。单击“退出”钮，重新起动测试程序，得出新的测试曲线和结果，反复执行上述步骤，直至整定压力和整定压力相差不大于“测量允许误差” 时，此时计算机显示“调节完毕”，表示测量结束l 数据存储：单击测试窗体中“存盘”钮，进入存盘对话窗，选择合适的文件名（建议和阀门编号一致）并确认，然后退出系统，关闭电源，旋紧液压控制单元进油开关，至此现场测试全部结束l 将联接采集器的电缆与打印机相接，进入结果显示窗口，单击“结果打印”钮。打印出测量结果和调试报告 （见表一）表一、安全阀在线定压仪在线整定报告表二、安全阀在线定压仪计算机操作界面图三、安全阀在线定压仪第一次测试结果图 图四、安全阀在线定压仪最后一次测试结果图