鍋爐壓力容器安全閥排汽量計算方法

                             鍋爐壓力容器安全閥排汽量計算方法
                                 上海申弘閥門有限公司

     隨著電站鍋爐參數的不斷提高,使其相關產品執行的設計制造標準越來越向標準靠近,近幾年,國內的有關法規均對安全閥制造廠要提供安全閥的排量系數(又稱排汽常數)提出了明確的規定。但是,沒有具體的闡明其試驗方法和試驗條件。由于我國電站閥門尤其是安全閥缺乏此類試發現各電廠對安全閥排汽量的計算比較紊亂，校核計算結果誤差已達2030.因此通過對些鍋爐壓力容器安全閥排汽量的典型計算，查明了計算中誤差的原因是有的引用標準不合理有些是計算公式的參數取用不當。提出在以后鍋爐壓力容器技術登錄中，必須采用鍋爐壓力容器所對應的標準所的安全閥排汽量公式進行計算，才能有效解決目前在安全閥排汽量校核計算中的誤差，確保鍋爐壓力容器的安全運行。。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。鍋爐壓力容器所用安全閥的排汽量必須大于它的安全泄放量，只有這樣，才能保證鍋爐壓力容器超壓時，安全閥開啟后能及時把汽體排出，避免容器內的壓力繼續升高。
安全閥排汽量，應該由制造廠提供額定排量系數，乘以理論排量而獲得，而額定排量系數是要通過安全閥性能和至少8次以上排量試驗而獲得。但較早投入運行的鍋爐壓力容器的安全閥，多數缺乏制造廠提供的額定排量系數，同時由于我國沒有統的安全閥試驗標準，因此制造廠提供的排量系數也不盡完善。所以各規范都若干計算排汽量公式。如原機械部彈簧式安全閥勞動部蒸汽鍋爐安全技術監察規程原能源部和機械電子工業部電站壓力式除氧器安全技術規定原電力部電力工業鍋爐壓力容器監察規程和火力發電廠汽水管道設計技術規定，815089高壓加熱器制造技術條件以及由國家質量技術頒布的壓力容器安全技術監察規程都給出了安全閥排量計算公式，并且各自采取形式及數值不夠，為了維持鍋爐出力，強制送風使鍋爐經常處于正壓運行些鍋爐的回轉式預熱器的傳熱元件堵灰不均勻，各通道的實際通流面積不致，在旋轉過程中導致送風量和爐膛壓力周期擺動；還有些鍋爐因煤斗經常發生堵灰，或因給煤機給粉機選型不當，運行不正常，使其給煤量直吹系統或給粉量中儲系統不均，造成燃燒不穩，爐膛壓力大幅度波動。對于這些問，單靠提高爐膛負壓運行的措施并不能從根本上解決問。
總之，爐膛負壓是鍋爐運行中的個重要參數，同時，實測或近似計算爐膛沿不同標高的負壓分布也很重要。通過分析這些數據可以幫助解決系列運行中和設備上存在的問，積累這些經驗也可為今后制造及系統設計提供依據。口各不相同的額定排量系數流量系數排放系數，如果在鍋爐和壓力容器上不加區分套用不同的公汽量的校核，往往結果相差很大，現通過以下幾種容器和鍋爐的典型計算對產生的誤差進行簡要分析。
1壓力式除氧器安全閥排汽量計算分析基本參數設計工作壓力637，狂安全泄量=245001計算值實際運行大進汽量約17.6兒非正常工作條件下額定進汽量12.161根據電站壓力式除氧器安全技術規定，安全閥總排汽能力應不小于額定進汽量的2.5倍，故總排汽能力應不小于1=12.162.5安全閥開啟壓力0.62，陪安全閥喉徑心=100爪爪；安全閥開啟高度=25爪爪。
1.1安全閥排汽能力計算根據壓辦容器安全技術監察規程1999附件的規定計算如下當排放汽源為飽和蒸汽時安全閥的排汽能力按下式計算排放系數，與安全閥結構有關，應根據實驗數據確定；無參考數據時，可按下述規定選取；全啟式安全閥=0.600.70；取K= A安全閥小排汽截面積，以以2，對1002=7854mm2Pd安全閥的排放壓力絕壓；安全閥的整定壓力，1.2安全閥排汽能力計算根據電力壓力式除氧器安全規定1991附錄，的規定計算如下單只安全閥的大排汽量應為A安全閥喉部截面積7854爪爪2，在除氧器技術規定的的公式G=0.00525CoAP是人3河瓦1983年規定的安全閥大排放量的計算公式；按此公式計算為19379.5kgh.按容規計算出的大排放量為18060.3kgh.，者計算結果的相對誤差為7.
1.3安全閥排汽能力計算根據蒸汽鍋爐安全技術監察規程1987，電力工業鍋爐監察規程公式相同，對排汽量蒸汽安全閥的排汽量按下式計算E=CA10.2P+1K kgh其中安全閥的排放系數C=0.235h=di4；P安全閥入口處的蒸汽壓力起座壓力，K安全閥入口處蒸汽比容修正系數，按下按蒸汽鍋爐監察規程的計算公式計算結果與按容規的公式計算結果相差很大，相對誤差達到25明對容器而言不能借用鍋爐監察規程的公式進行計算。



1.4安全閥排汽能力計算81火力發電廠汽水管道設計技術規定>計算如下當排放汽源為飽和蒸汽時安全閥的通流能力按下式計算其中安全閥的通流量，1 Po蒸汽在閥前的滯止壓力，=6工作壓力+1=71啦2；F安全閥通流面積7854爪爪2；1安全閥流量系數，取6蒸汽在閥前的滯止比容注滯止參數是個假想的參數，在這樣參數下蒸汽速度為0，稱蒸汽在滯止狀態下參數。上式計算中取蒸汽在閥前的工作壓力，=61兔，以2+1 1.5除氧器安全閥排放量按不同公式計算后結果比較按不同公式計算結果分別為按壓辦容器安全技術監察規程按電站壓力式除氧器安全技術規定按蒸汽鍋爐安全技術監察規程按火力發電廠汽水管道設計技術規定從不同公式的計算結果來看按容規和除氧器技術規定者的數據誤差小，僅為7而按鍋爐監察規程計算出的排放量大約低25而按汽水管道技術規定進行計算則高出容規計算結果的30.
對除氧器安全閥排放量種計算結果，認為前兩種公式接近實際，除氧器技術規定的公式比較簡潔，易于計算對除氧器應采用該種算法，而其它電站壓力容器高壓加熱器除外，建議用容規成的誤差太大顯然是不合理的，汽水道技術規定的公式很費解，建議不應用。

蒸汽鍋爐，其操作規程的主要內容有：
(1)蒸汽鍋爐中的水位計，應是干凈清潔的，如發現有漏水等現象，那么應及時進行修理。
(2)一般在鍋爐中是裝有水位報警器的，以便來檢測水位的高低。
(3)鍋爐運行中，其水位應保持正常，并允許有一定的波動范圍，但是不能超過這一范圍，以免出現問題。
(4)鍋爐中的壓力表，應每隔半年校驗一次，以確保其能夠正常工作和顯示。
(5)壓力表應每個月沖洗一次，并經常進行檢查，如果發現其顯示不準確，或者是不靈敏了，那么應立即更換。
(6)鍋爐運行時，其氣壓應保持穩定，不能有較大的波動。其負荷，也需要穩定才行。
其他的工作原理也和此類似。因為蒸汽鍋爐有時候壓力會超過規定的數值，這就需要安全閥能自動開啟排氣泄壓，并且能發出警報聲音;而當壓力降到規定值后，安全閥又能自動關閉。如此,只要安全閥選配得當,操作正確,即可避免發生超壓爆炸事故。《蒸汽鍋爐安全閥技術監察規程》第133條規定:鍋筒上的安全閥和過熱器上的安全閥的總排放量，必須大于鍋爐額定蒸發量，并且在鍋筒(鍋殼)和過熱器上所有安全閥開啟后,鍋爐內蒸汽壓力不得超過設計壓力的1.1倍。所以按照這種要求，對運行的鍋爐,應根據負荷、壓力的變化，及時對安全閥排放量進行校核，保證安全閥有足夠的排放量。
所以，確保蒸汽鍋爐的安全閥是否正常工作是保證鍋爐安全的前提。
很多使用蒸汽鍋爐的用戶都知道，鍋爐使用都會有污垢的形成，所以要定期進行排污，延遲鍋爐的使用壽命。那蒸汽鍋爐如何進行排污呢?
蒸汽鍋爐的排污方式：
★連續排污
也叫表面排污，是連續不斷的從鍋爐水表面，將濃度較高的鍋爐水排出，主要目的是降低鍋爐水中的含鹽量和堿度，以及排除鍋爐水表面的油脂和泡沫的重要方式。
★定期排污
也叫底部排污和間斷排污。一般是在鍋爐系統的低點間斷進行，是排出鍋爐內泥垢和其他沉淀物的有效方式，另外，定期排污還能迅速地調節鍋爐水濃度，以補連續排污的不足。
蒸汽鍋爐的排污要求：
★勤排
也就是說排污的次數要頻繁一些，特別用底部排污來排除污泥時，短時間的，多次的排污，要比長時間的，一次排污及排泥效果要好的多。
★少排
既然做到勤排，也會做到少排，每次排污量少，既不影響供氣，又會使鍋爐水質量始終控制在標準范圍內，而不會產生極大地波動。這對鍋爐保養十分有利。
★均衡排
也就是說每次排污的時間間隔相同，使鍋爐水質量保持在均衡狀態下。
★在鍋爐低負荷下排污
因為水循環速度低，水渣容易下沉，定期排污效果好。
經常排污可以有效的延長鍋爐的使用壽命，是鍋爐使用中*的環節，只有養成良好的習慣，多對鍋爐進行保養，才能保證鍋爐的正常運行。
燃煤蒸汽鍋爐安全閥是鍋爐的重要安全附件之一，它能自動防止鍋爐的蒸汽壓力超過預定的允許范圍，保證鍋爐安全運行。




   安全閥的作用：

1． 當鍋爐內壓力達到規定限度時，安全閥即自動開啟，放出蒸汽，發出警報，使操作人中有所警惕，采取措施。

2．安全閥開啟后能排出足夠的蒸汽，使鍋爐內的壓力下降，直到降到比閥開啟時更低的某點，閥即自動關閉。這樣，使鍋爐的壓力保持在安全限度以內，不致釀成爆炸事故。

    工業鍋爐上使用的安全閥一般為彈簧式安全閥和杠桿式安全閥兩種。
鍋爐上裝置安全閥應符合下列要求：

1．蒸發量＞0.5t/h的鍋爐，至少裝一個安全閥。蒸汽過熱器出口處和可分式省煤器出口處（或入口處）、再熱器入口處和出口處、直流鍋爐的啟動分離器，都必須裝設安全閥。

2． 安全閥應垂直地裝在鍋筒（或聯箱）的高位置。在安全閥和鍋筒（或聯箱）之間，不得裝有取用蒸汽的出汽管和閥門。

3． 安全閥上必須有下列裝置：
（1） 杠桿式安全閥要有防止重錘自行移動的裝置和限制杠桿越出的導架；
（2） 彈簧式安全閥要有提升手把和防止隨便擰動調整螺絲的裝置；
（3） 靜重式安全閥要有防止重片飛脫的裝置。

4．安全閥的總排汽能力，必須大于鍋爐大連續蒸發量。并保證在鍋筒和過熱器上所有的安全閥開啟后，鍋爐內的蒸汽壓力上升輻度不超過安全閥較高開啟壓力的30%，并不得使鍋爐的蒸汽壓力超過設計壓力的1.1倍。

5． 蒸汽安全閥的排汽能力可參照下式計算： 
E=CA（P+1）K
式中
E——安全閥的排汽能力（kg/h）；
P——安全閥入口處的蒸汽壓力（MPa）；
A——安全閥的排汽面積（mm2）一般可用或安全閥制造廠規定的面積；
C——安全閥的排汽常數，按制造廠提供的數據或按下列數值選用：
h≥d/40時， C=0.048
h≥d/20時， C=0.085
h≥d/12時， C=0.098
h≥d/4時， C=0.235
d=安全閥的內徑（mm）；
h——安全閥的提升高度（mm）；
K——安全閥入口處蒸汽比容的修正系數

安全閥出廠前一般都是經過校驗的，安裝好后，如要熱校驗，必須請鍋監部門人員在場見證校驗，校驗好后鉛封，要不不會給你辦特種設備年檢的。
新安全閥必須要到當地技術的鍋爐檢驗所進行效驗，效驗合格后發放“合格證"和“檢驗報告"，兩證齊備方能安裝到鍋爐上，在效驗時你要提供工作介質、
高工作壓力。如果安裝后出現偏差，可以向效驗部門提出“熱校"，就是在鍋爐運行時進行現場二次調校，之后加鉛封。
常用的鍋爐安全閥有三種，即重錘式、彈簧式和脈沖式。

    鍋爐上必須有一個安全閥按表中較低的開啟壓力進行調整。對于有過熱器的鍋爐，按較低壓力進行調整的安全閥必須是過熱器上的安全閥，以便當負荷突然降低時保證過熱器上的安全閥先開啟，使蒸汽不斷流經過熱器而不致燒壞。

    (2)定壓方法

    1)在定壓工作之前，先對安全閥的調壓情況進行估算。例如：對彈簧式安全閥，可用壓力試驗彈簧壓緊力與長度的變化關系；對杠桿式安全閥，可按照力矩平衡原理計算重錘離支點的大概距離；對靜重式安全閥，可進行鐵塊壓緊力的計算，從而做到心中有數，爭取一次定壓成功。

    2)對彈簧式安全閥，要先拆下提升手柄和頂蓋，用扳手慢慢擰動螺釘，其中調緊彈簧為加壓，調松彈簧為減壓。當彈簧調整到安全閥能在固定的開啟壓力下自動排氣時，就可以擰緊緊固螺釘。

    3)對杠桿式安全閥，要先松動重錘的固定螺釘，再慢慢地移動重錘，其中移遠重錘為加壓，移近重錘為減壓。當重錘移動到安全閥能在規定的開啟壓力下自動排氣時，就可以擰緊重錘的固定螺釘。

    4)對靜重式安全閥，要在減壓或無壓下調整環狀鐵塊，其中增加環狀鐵塊為加壓，減少環狀鐵塊為減壓。每次升壓時都必須把閥罩放上并固定好，嚴禁邊升壓邊取出環狀鐵塊，以防環狀鐵塊突然飛出發生事故。

2高壓和加熱器安全閥排汽量計算分析2.1根據081086589高壓加熱器技術條件>殼側安全閥應能通過下列兩種流量的較大值口形管管板式高加根管子*斷裂。
在內外壓差作用下，兩個斷口流至汽側的給水量，按下式計算螺旋管集箱式高加存在10以以裂口時，在內外壓差作用下，個裂口流至汽測的給水量按下式計算d傳熱管公稱內徑，以以；水側設計壓力，尸；Ps汽側設計壓力，2.2汽側安全閥計算例某螺旋管集箱式高壓加熱器，管側給水設計壓力乃=17.65挪，大負荷給水流量410丁兒3.kgs，螺旋管規格為D32X4mm，管子內徑d= 24mm.殼側設計壓力Ps=1.7MPa選用彈簧全啟，比容為V=0.00992m3kgt=225C.安全閥需要排放量及安全閥排放量應為多少，計算安全閥需要d傳熱管內徑4=24爪爪；水側設計壓力17.65，狂；取用安全閥需要排放量以>0.073638安全閥排放量的計算，按殼體內給水經安全閥排放，所取排放壓力比直跳壓力高安全閥排放截面的流量系數可取為545.則排放量按下注該公式摘自蔡錫瓊著高壓給水加熱器安全排放量0138閥前飽和水比容汽側設計壓力1.7河，溫度330，安全閥小排放截面積2.3根據，壓力容器安全技術監察規程1999的公式進行計算即高壓加熱器正常工作條件下開啟壓力，3=1.7高壓加熱器上述兩種計算方法各來自不同的標準，前者的計算考慮到加熱器故障容器增壓的情況，后者為容規的通用公式，應該說在前種計算能夠滿足的條件下，后者應該自然滿足，故建議采用前種計算方法。
3氫氣貯罐的安全泄放量及安全閥排氣量貯罐計算例某火電廠供發電機冷卻用氫氣貯罐，規格，打240012材料16打只。設計壓力1.2，狂，設計溫度50，實際工作壓力1.0，辦工作溫度1050正常運行中貯氫罐的進氣量4爪3進汽管內徑36爪爪。容器上裝臺全啟彈簧式安全閥，安全閥喉部直徑32以以，開啟高度>5爪爪，開啟壓力1.18艦戶v進氣管內氣體流速ms，進氣管氫氣流量0為4爪2外；根據0=7.，7=0尸Q=4m3h=0.
001m3s尸進氣管截面積，即安全泄放量為4.03kgh，安全閥的排放量應大于私。
根據容規排放量按下式計算氣體規附51開啟壓力+0.1摩爾質量歷=2乙=1.00815089.1查得4鍋爐安全閥排汽量計算分析例670Th鍋爐過熱器安全閥排放量計算單只4.1根據，蒸汽鍋爐安全監察規程1987，對排汽量的規定計算如下基本參數鍋爐大蒸發量安全閥入口蒸汽壓力1=13.7河3溫度安全閥進口壓力開啟壓力安全閥進口溫度54，1過執蒸汽比容名=0.023378爪31免p=安全閥排放系數=0.33安全閥規范7794=174961kgh4只安全閥總排汽量4.2如按照壓力容器安全技術監察規程1999進行計算，誤差有多大呢，汽，安全閥的排汽量排放面積460加瓜2則按容規公式計算相對誤差上述計算結果明鍋爐安全閥排放量計算，采用鍋爐監察規程及容規的公式者誤差達采用容規公式來計算鍋爐安全閥的排放量誤差比較大，且1999年版的新容規計算的介質是飽和蒸汽，而在電站鍋爐的安全閥排汽時，既有飽和蒸汽如汽包安全閥又有過熱蒸汽集汽聯箱，因此，不能套用容規的計算公式。
5結論


5.1對安全閥排汽量的計算，


容規的公式及除氧器安全技術規定的公式，者同為理想氣體絕熱流過噴嘴的臨界流量公式變形簡化而來的兩種形式，所不同的是除氧器公式經進步簡化僅適用于電站壓力式除氧器。而容規的公式則適用于各種氣體和液體及飽和蒸汽。
蒸汽鍋爐在運行中，安全閥的開啟壓力應稍高于鍋爐正常工作時的壓力，且應有一定的幅度。否則，安全閥反復跳動頻繁，容易造成泄漏，使閥芯與閥座接觸面腐蝕或產生凹槽。鍋爐在正式投入運行前，必須對鍋筒和過熱器上的安全閥，按表4-1規定的壓力進行整定。對省煤器上的安全閥，應按裝置地點工作壓力的1.1倍進行整定。蒸汽鍋爐安全閥的整定壓力所有的蒸汽鍋爐都擁有一個共同的附件，那就是安全閥，安全閥是一種能自動釋放爐內蒸汽壓力的裝置，對于防止鍋爐由于內部壓力過高而引發的爆炸起著決定性的作用。當蒸汽鍋爐運行中出現爐內壓力過高時，安全閥會自動開啟，將爐內蒸汽釋放掉，從而降低鍋爐壓力，使鍋爐在正常的壓力范圍內工作。

蒸汽鍋爐安全閥是保證鍋爐安全運行的基本附件之一，人們一般把它和壓力表、水位計并稱為蒸汽鍋爐的三大安全附件。根據安全閥瓣上加載裝置的方式可分為靜重式、彈簧式、杠桿式三種類型。其中靜重式安全閥是主要利用加在套盤上的環狀鐵盤重量將閥瓣壓在閥座上。當蒸汽壓力作用于閥芯上的托力大于鐵盤總重量時，閥瓣便被頂起離開閥座，蒸汽泄壓，即安全閥開啟;當蒸汽壓力作用于閥瓣上的托力小于鐵盤的總重量時，閥瓣下壓與閥座重新密合，蒸汽停止泄放，即安全閥關閉。這種安全閥結構簡單、制造容易、靈敏可靠。鍋爐中不同種類，其是有相對應的知識內容的，所以說，就鍋爐整體而言，有些內容是泛指，適用于各種鍋爐，但有些內容則具有針對性，是針對某種類型的鍋爐的，但其它鍋爐上則不適用了。因此接下來，我們就來聊聊鍋爐中的蒸汽鍋爐，同時它也是產品之一，主要是講解一下其操作規程有哪些，以便讓大家能夠更好來認識了解這種鍋爐。




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