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石油化工装置安全阀的配管设计研究刘萌

发表时间：2020/7/14 来源：《基层建设》2020年第6期作者：刘萌

[导读] 摘要：在石化工业中，安全阀是保证装置安全运行的一种自动化装置，当装置配管压力过大时，它会自动开启，进行压力释放处理，是石化装置承压设备及管道的最后一道防护屏障，也正是因为安全阀的工作能保证石化生产过程的安全，所以它的工作可靠性显得尤为重要。

        身份证号码：13068319880501xxxx 河北石家庄 050000
        摘要：在石化工业中，安全阀是保证装置安全运行的一种自动化装置，当装置配管压力过大时，它会自动开启，进行压力释放处理，是石化装置承压设备及管道的最后一道防护屏障，也正是因为安全阀的工作能保证石化生产过程的安全，所以它的工作可靠性显得尤为重要。传统的国内石化装置中，安全阀系统的设计多侧重于其额定压力和排量的设计，而对配管系统的设计缺乏关注。但实际上，安全阀管系的设计状况对安全阀的工作可靠性起着至关重要的作用，是保证安全阀工作效能的关键一环，因此研究安全阀管系的设计对石化行业的安全具有重要意义。
        关键词：石化；安全阀；配管设计
        前言
        随着我国经济的快速发展，对石油化工产品的需求也在不断增加，做好对石油化工产品的保障工作可以有效地保证我国经济建设的稳步发展。对石化行业来说，安全高效的生产和运输是企业经营的首要任务，因此，做好石化装置安全阀配管设计，可以有效地保证相关装置的可靠运行。
        1安全进口管道设计要点
        1.1石化装置安全阀的基本工作原理
        当容器或管路中的压力过高时，自动触动安全阀的响应机构，开启安全阀，执行高压蒸汽排放操作。减压阀进口的压力指数与容器内的压力指数应相等，直至安全阀开始排放为止。在安全阀开启时，由于高压气体正在通过安全阀排出，所以安全阀进口压力值应小于容器内压力值。值得注意的是，如果安全阀在排压期间管道内压力下降速度过快，当安全阀的进口压力指数低于安全阀回座的压力指数时，安全阀立即关闭，此时安全阀内压力不发生变化，内部介质不发生流动。然后，安全阀入口的压力指数将上升到容器内的压力指数值，当修正值超过额定压力值时，安全阀将再次开启进行排压作业，此时，如果压力阀经常重复地进行反复开关，将会产生振动，这将有可能破坏设备的部件，从而降低其工作可靠性。
        为保证石化装置的可靠运行和耐久性，应通过优化设计、提高产品质量等措施，控制安全阀进口管路压力的过度下降，以减轻设备产生的震颤，保护装置部件。考虑到石化装置的稳定性，当安全阀入口排出压力小于安全阀额定压力时，流体压力应保持在安全阀额定压力以下，一般应保持在额定压力的3%以下。
        1.2解决石化装置安全阀进口管路设计中出现的压力下降过快问题的措施
        (1)在进行安全阀的设计安装时，安全阀应尽可能靠近受保护设备或管道安装，这样可以缩短安全阀与受保护设备或管道之间的距离，避免压力下降过快；
        (2)管路或设备上的安全阀接管直径应大于等于安全阀进口管路的直径，这种方式有助于压力排放，并能为安全阀创造一个可靠的硬件环境，其连接尺寸头的设置应主要在安全阀进口附近；
        (3)采用半径大于1.5DN的弯头配管，可有效提高介质流速，从而更好地进行压力释放，稳定管路入口的压力值；
        (4)采用先导式安全阀，可直接从容器或管道进入，从而避免出现压差现象。但采用先导式安全阀时，需分别设置两个连接管，主阀与导阀分别连接。
        (5)为避免由于管道振动而导致安全阀的部件损坏，在安全阀的设计时，应尽可能远离大型振动设备，应将其设计安装在压力稳定、距离振源较远的地方为佳。
        (6)在进行安全阀管路设计时，必须考虑到安全阀的堵塞问题，在设计时必须考虑到安全阀的防堵问题，还必须考虑到如果发生堵塞的情况，如采用蒸汽或气体反吹、蒸汽伴热等处理措施和方法。对于输送易凝结介质或腐蚀性介质的管道和设备，这些介质很容易使安全阀产生腐蚀问题，严重时会使管道完全被堵死，因此面对这种情况应提前在安全阀前加装爆破片，并在安全阀与爆破片之间加装检查阀。要考虑好爆破片对管道通过能力的影响因素，才能准确计算安全阀的通过能力。

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        2石化装置出口管线设计要点
        （1）石化行业所需输送的介质多为易燃、易爆、剧毒、强腐蚀性液体，同时又具有很大的污染，对环境造成很大的污染，因此，在进行安全阀的出口设计时，必须严格按照国家有关规定和标准设计安全阀的出口。减压阀出口管路的出口直径应大于等于减压阀的出口直径，以免排放口产生过大的压力。在将多个安全阀排入一个出口管内时，排出总管的横截面应大于所有安全阀出口的横截面之和，以便能够承受所有安全阀的总排放。
        （2）安全阀背压过大，将导致开启压力偏离、流量下降、增加不稳定，因此在设计时应考虑背压对安全阀特性的影响，根据安全阀的形式和整定压力及最终管道的走向来计算背压是否符合规范要求。
        3安全阀配管的合理设计
        该安全阀配置合理，能使安全阀平稳运行，更好地发挥安全泄放装置的作用。实际上，人们往往忽视了安全阀配管设计的重要作用，只注重安全阀本身的设计规划，细小的结构形式，往往给整个系统带来很大的影响。阀门进出口管径的大小、截面面积和压力值等对安全阀的安全性能有一定的指导意义。鉴于石化行业内，输送的大多是易燃易爆、有毒有害的物品，为了达到环保的目的，对管道进行配管设计时，不仅要考虑经济效益，还要考虑社会效益。
        4设计过程中安全阀管路的质量控制措施
        4.1改进设计过程中安全阀管路的质量控制技术与理念
        在设计过程中，安全阀管线制造企业对其质量控制技术的更新观念认识过于薄弱，以致于其相关技术和检测手段过于陈旧。伴随着我国科学技术的不断进步，安全阀管路生产企业将在市场上旧的技术和检测手段比较“吃亏”。因此安全阀管路制造企业应积极学习当今成功的技术及检测理念，尽快更新技术及检测理念，根据制造企业自身情况，合理设计新的质量控制技术理念。与此同时，还需要专业的设计质量控制技术人员对其它公司的先进设计质量控制技术进行考察，评估安全阀管路生产企业未来的发展趋势，结合分析，制定出可行的设计质量控制技术方案。运用现代专业手段完善安全阀管路生产企业的设计质量管理技术理念，提高专业技术人员的专业技能，使用户对安全阀管路质量和效率的满意程度得以提高，建立社会化服务体系，在提高经济效益的同时尽量降低服务成本。
        4.2加强设计材料质量管理，确保产品设计试板合格
        安全阀门管路的设计材料就像建筑中的钢筋混凝土管路，只有高质量的材料才能生产出优良的安全阀门管路。选用安全阀管路时，必须选用符合国家相应标准的材料。针对安全阀管路不同的设计指标要求，应选择无强度的焊体材料和设计材料，比如对于压强大的安全阀管路，应选择高强度的焊体材料和设计材料，反之亦然。在焊条生产过程中，应保证焊条质量，选用相应型号的焊条，并按我国相应国家标准进行材料检验操作。
        4.3设计设备的管理得到加强
        除设计技术和设计材料外，对设计设备的管理也很重要，而安全阀管道设计设备主要包括焊机、设计设备和设计辅助工具。科学、有效地安排和管理具有高精度要求的设计设备，如果设计设备的工作效能不能达到设计工艺的要求，将直接影响到设计工作的进行，造成安全阀管路质量不合格的情况发生。
        结语
        总之，安全阀管路设计的优劣直接影响到安全阀工作的可靠性，影响到安全阀管路相关设备的使用寿命和安全性，直接影响到生产效率和生产成本。通过分析影响安全阀管线设计质量的主要因素，并对这些因素进行优化，从而生产出质量更优的安全阀管线，从而促进我国石油化工行业的发展，为中国工业的发展增添一抹亮色，为中国制造2025计划的实施增添一抹光彩。
        参考文献
        [1]高光虎.石油化工装置安全阀的配管设计标准研究[J].中国石油和化工标准与质量，2017，37（21）：3-4.
        [2]李楠.石油化工装置安全阀的配管设计研究[J].广东化工，2017，44（04）：110-111.
        [3]李鹤.浅析石油化工装置安全阀的配管设计[J].黑龙江科技信息，2016（25）：62.
        [4]贺志伟，仲小慧，熊双.石油化工装置安全阀的配管设计研究[J].化工管理，2016（02）：256.