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上海申弘閥門有限公司
3.1關于先導式安全閥的計算標準
根據(jù)設計要求，本論文設計的先導式安全閥是根據(jù)美國標準ASME VII以及API 520的標準去進行各項數(shù)據(jù)的運算。同時，本論文還根據(jù)國家標準對先導式安全閥的相關數(shù)據(jù)進行了計算。通過兩個不同標準計算得出的具體數(shù)據(jù)對比，可以更有針對性地進行先導式安全閥的設計和優(yōu)化。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。本論文在設計初期已給出相關的數(shù)據(jù)要求，所研究優(yōu)化的先導式安全閥為非流動調節(jié)式的，在整個先導式安全閥的設計過程中，都會根據(jù)以下數(shù)據(jù)作為標準進行計算。具體數(shù)據(jù)如下：
3.2先導式安全閥的流道直徑及流道面積的確定
根據(jù)GB進行計算：
1、首先應通過排量計算確定安全閥的額定排量，安全閥的額定排量應大于并盡可能接近必要的排放量（即安全泄放量），以確保承壓設備的安全運行。因為本設備的工作介質為LNG，所以應根據(jù)介質為液體的公式進行相關計算： (2-1) 式中 ,LNG的密度一般是,這里取密度為、參考《閥門設計手冊》，可查閱表4-110“安全閥額定排量系數(shù)”，確定，表如下表安全閥額定排量系數(shù)
額定排量系數(shù) 式中按下式計算：式中 —額定排放壓力（Mpa），通常取,經查表得 ,取23Kpa。因為此安全閥為全啟式安全閥，所以上述各式中的安全閥額定排量系數(shù)取0.7~0.8，初定0.75。從《閥門設計手冊》里面的表“ANSI B16、34規(guī)定的鋼制閥門的流道直表一 ANSI B16、34規(guī)定的鋼制閥門的流道直徑徑”查到，若公稱通經為DN 12″，公稱壓力為PN 2，則從表中可以查到對應的流道直徑為且由式（2-1）已知即流道面積A從上述計算初步可得，流道直徑流道面積A為。
3、安全密封計算
當被保護的設備處于正常運行壓力的時候（相當于安全閥的密封壓力）p時，安全閥密封面上的比壓應大于或等于必須比壓力，根據(jù)公式可得：因為在系統(tǒng)壓力超過正常值的時候，先導式安全閥是通過介質的壓力把主閥的閥瓣壓緊的，所以當介質壓力為P時的密封面壓力肯定會大于或等于必須必壓力，因為的壓力就是通過介質提供的，所以一定作用在主閥瓣上的作用力一定大于或等于必須比壓力。
當先導式安全閥未進行正常工作時，進口并沒有介質壓力時，密封面上的比壓應小于或等于許用比壓，即：
4、彈簧式安全閥動作特性計算及彈簧剛度的確定
彈簧式安全閥的動作特性，即排放壓力、開啟高度、回座壓力等性能，取決于閥門開啟和關閉（回座）過程中流體對閥瓣作用的升力與彈簧載荷力的共同作用結果。上述兩力在閥門動作的過程中都是變化的。
閥瓣升力的變化情況可用升力系數(shù)來描述。升力系數(shù)是閥瓣升力與介質靜壓力作用在等于流道面積的閥瓣面積上產生的作用力的比值，即：
為達到規(guī)定的開啟高度h，在高h下的閥瓣升力應大于或等于此時的彈簧力。根據(jù)此確定彈簧剛度的大值為：
5、安全閥排氣反作用力的計算
安全閥排放時，大量氣體或蒸汽以音速或亞音速排出，給予閥門巨大的反作用力，對閥門與設備連接處產生很大的力矩。計算安全閥與設備連接部位的強度時，必須考慮到上述排氣反作用力。
排放管道出口截面處壓力可按下式計算：考慮到安全閥排氣反作用力具有沖擊載荷的性質，通常還需要對計算的出的排氣反作用力乘以動載荷系數(shù)。動載系數(shù)的計算程序如下：
計算比值。此處，為安全閥開啟時間，即安全閥從關閉狀態(tài)到全開啟的動作時間。 根據(jù)比值從圖查得動載系數(shù)。
3.3根據(jù)ASME和API標準進行先導式安全閥計算
本論文設計的先導式安全閥是根據(jù)《ASME VIII鍋爐壓力容器規(guī)范的組成(第八卷)》和《API RP 520煉油廠泄壓裝置的定徑、選擇和安裝》的標準去設計的。其中，《ASME VIII鍋爐壓力容器規(guī)范的組成(第八卷)》的標準主要是針對先導式安全閥在試驗、制造以及驗收等相關項的規(guī)定。而《API RP 520煉油廠泄壓裝置的定徑、選擇和安裝》的標準則是從先導式安全閥的設計方面作出了相關規(guī)定。
3.3.1計算的范圍及相關要求
根據(jù)設計要求，《API RP 520》主要適用在煉油廠以及相關工業(yè)上面，其規(guī)范里面涉及設計的大允許工作壓力時大于等于15psig（即0.103Mpa），還有，要求是無火壓力容器和相關設備的泄壓裝置。本論文所設計的先導式安全閥的設計壓力為0.023Mpa，符合要求。而《ASME VIII鍋爐壓力容器規(guī)范的組成(第八卷)》主要針對的是保持內部或外部壓力的壓力容器，設計壓力也是不超過300psi（2070Kpa），也是符合本論文的設計要求的。下表給出國外和國內相關安全閥的設計標準，如下
表、安全閥的相關標準
序號 | 代號 | 名稱 |
1 | GB/T12241 | 閥門設計一般要求 |
2 | GB/T12242 | 壓力釋放裝置 性能試驗規(guī)范 |
3 | GB/T12243 | 彈簧直接載荷式安全閥 |
4 | JB/T9624 | 電站安全閥 技術條件 |
5 | JB/T6441 | 壓縮機用安全閥 |
6 | ISO4213-1 | 安全閥 *部分 一般要求 |
7 | ISO4216-2 | 安全閥 第二部分 可控制的壓力泄放系統(tǒng) |
8 | ASME | 鍋爐及壓力容器規(guī)范Ⅰ 動力鍋爐 |
9 | ASME | 鍋爐及壓力容器規(guī)范Ⅱ 核動力設備 |
10 | ASME | 鍋爐及壓力容器規(guī)范 壓力容器 |
11 | DIN3320 | 安全閥 安全關閉閥 |
12 | TRD421 | 壓力泄放裝置-用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組蒸汽鍋爐的安全閥 |
13 | BS6759 | 蒸汽及熱水用安全閥技術規(guī)范 |
14 | BS6759 | 第四部分 安全閥及安全閥彈簧 |
15 | JIS B8210 | 第四部分 安全閥及安全閥彈簧 |
16 | API RP520 I | 煉廠中壓力泄放裝置的設計計算、選用和安裝設計計算和選用 |
17 | PAI RP50 II | 煉廠中壓力泄放裝置的設計計算、選用和安裝-安裝 |
18 | API RP526 | 鋼制法蘭連接安全泄壓閥 |
19 | API RP527 | 泄壓閥的閥座密封 |
參考文獻
客服1號