一、 安(an)全閥概(gai)述
安全閥也稱安全門或保險閥，是一種安全保護用閥，它的啟閉件在外力作用下處于常閉狀態，當設備或管道內的介質壓力升高，超過規定值時自動開啟，通過向系統外排放介質來防止管道或設備內介質壓力超過規定數值。當壓力恢復正常后，在壓力回降到工作壓力或略低于工作壓力時閥門再行關閉并阻止介質外流。安全閥屬于自動閥類，主要用于鍋爐、壓力容器和管道上，控制壓力不超過規定值，對人身安全和設備運行起重要保護作用。
二(er)、安全閥的分類
安全閥的分(fen)類見(jian)圖6.3.20。
1. 按結構(gou)及加載機構(gou)可以分(fen)為重(zhong)錘杠桿(gan)式(shi)(shi)、彈(dan)簧式(shi)(shi)和脈沖式(shi)(shi)三種。
①. 重錘杠桿式安全閥(fa)
重(zhong)錘(chui)杠(gang)(gang)(gang)桿(gan)(gan)(gan)式安全閥(fa)(fa)是(shi)利用(yong)重(zhong)錘(chui)和杠(gang)(gang)(gang)桿(gan)(gan)(gan)來(lai)平衡(heng)作用(yong)在閥(fa)(fa)瓣上的(de)(de)力(li)。根(gen)據杠(gang)(gang)(gang)桿(gan)(gan)(gan)原理，它(ta)可以使(shi)用(yong)質量(liang)較小(xiao)的(de)(de)重(zhong)錘(chui)通(tong)(tong)過(guo)(guo)杠(gang)(gang)(gang)桿(gan)(gan)(gan)的(de)(de)增(zeng)大作用(yong)獲得較大的(de)(de)作用(yong)力(li)，并通(tong)(tong)過(guo)(guo)移動(dong)(dong)重(zhong)錘(chui)的(de)(de)位(wei)置（或變換重(zhong)錘(chui)的(de)(de)質量(liang)）來(lai)調整(zheng)安全閥(fa)(fa)的(de)(de)開(kai)啟壓(ya)力(li)。重(zhong)錘(chui)杠(gang)(gang)(gang)桿(gan)(gan)(gan)式安全閥(fa)(fa)結(jie)構(gou)簡單，調整(zheng)容易(yi)而(er)(er)又比較準確，所加的(de)(de)載荷不會因(yin)閥(fa)(fa)瓣的(de)(de)升(sheng)高而(er)(er)有較大地增(zeng)加，適用(yong)于溫度較高的(de)(de)場合，過(guo)(guo)去(qu)用(yong)得比較普遍，特別是(shi)用(yong)在鍋爐和溫度較高的(de)(de)壓(ya)力(li)容器上。但重(zhong)錘(chui)杠(gang)(gang)(gang)桿(gan)(gan)(gan)式安全閥(fa)(fa)結(jie)構(gou)比較笨重(zhong)，加載機構(gou)容易(yi)振(zhen)動(dong)(dong)，并常因(yin)振(zhen)動(dong)(dong)而(er)(er)產生泄漏；其回座壓(ya)力(li)較低，開(kai)啟后不易(yi)關閉及(ji)保持嚴(yan)密。
②. 彈簧微(wei)啟(qi)式安全閥
彈(dan)簧微啟式安全閥(fa)是(shi)利用壓縮彈(dan)簧的(de)(de)(de)(de)力(li)(li)來平衡(heng)作用在閥(fa)瓣上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)力(li)(li)。螺(luo)旋圈形彈(dan)簧的(de)(de)(de)(de)壓縮量可(ke)(ke)以通過轉動它上(shang)(shang)面的(de)(de)(de)(de)調整螺(luo)母來調節，利用這(zhe)種結(jie)(jie)構(gou)就可(ke)(ke)以根(gen)據需要校正安全閥(fa)的(de)(de)(de)(de)開啟（整定）壓力(li)(li)。彈(dan)簧微啟式安全閥(fa)結(jie)(jie)構(gou)輕便緊(jin)湊，靈敏度也比較高，安裝位置不受限制，而且(qie)因(yin)為對(dui)振動的(de)(de)(de)(de)敏感性小(xiao)，所以可(ke)(ke)用于移動式的(de)(de)(de)(de)壓力(li)(li)容(rong)器上(shang)(shang)。這(zhe)種安全閥(fa)的(de)(de)(de)(de)缺(que)點是(shi)所加的(de)(de)(de)(de)載荷會(hui)隨著閥(fa)的(de)(de)(de)(de)開啟而發(fa)生變(bian)化，即隨著閥(fa)瓣的(de)(de)(de)(de)升(sheng)高，彈(dan)簧的(de)(de)(de)(de)壓縮量增(zeng)大，作用在閥(fa)瓣上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)力(li)(li)也跟著增(zeng)加。這(zhe)對(dui)安全閥(fa)的(de)(de)(de)(de)迅速開啟是(shi)不利的(de)(de)(de)(de)。另外，閥(fa)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)彈(dan)簧會(hui)由于長期受高溫的(de)(de)(de)(de)影響而使(shi)彈(dan)力(li)(li)減小(xiao)。用于溫度較高的(de)(de)(de)(de)容(rong)器上(shang)(shang)時，常常要考(kao)慮彈(dan)簧的(de)(de)(de)(de)隔熱或散熱問題，從而使(shi)結(jie)(jie)構(gou)變(bian)得復雜起來。
③. 脈沖(chong)式安(an)全閥
脈沖式(shi)安(an)全閥(fa)(fa)(fa)由主閥(fa)(fa)(fa)和輔(fu)閥(fa)(fa)(fa)構成(cheng)，通過輔(fu)閥(fa)(fa)(fa)的脈沖作(zuo)用(yong)帶動(dong)主閥(fa)(fa)(fa)動(dong)作(zuo)、其結構復雜，通常只適(shi)用(yong)于安(an)全泄放量很大的鍋爐和壓(ya)力容器。
2. 按照(zhao)介質(zhi)排放(fang)方(fang)式(shi)(shi)的不同安(an)全閥(fa)又可以分為(wei)全封閉(bi)式(shi)(shi)、半(ban)封閉(bi)式(shi)(shi)和開(kai)放(fang)式(shi)(shi)等三種。
①. 全封閉安(an)全閥
全(quan)封閉(bi)式(shi)安(an)全(quan)閥(fa)排氣時，氣體全(quan)部通過排氣管排放，介質不能間(jian)外泄漏，主(zhu)要用于介質為有毒、易(yi)燃氣體的容器。
②. 半封(feng)閉式(shi)安(an)全(quan)閥(fa)
半封閉式(shi)安全閥所排出的(de)氣(qi)(qi)體一(yi)部分通過排氣(qi)(qi)管，也有一(yi)部分從(cong)閥蓋(gai)與閥桿間(jian)的(de)間(jian)隙中漏出，多用于(yu)介質(zhi)為不會污染環境的(de)氣(qi)(qi)體的(de)容器。
③. 開(kai)放式安全閥
開放式(shi)安全閥(fa)的(de)(de)閥(fa)蓋(gai)是敞開的(de)(de)，使彈簧腔室與大(da)氣(qi)相通(tong)，這樣有利于降低彈簧的(de)(de)溫度，主要(yao)適用于介(jie)質為蒸汽，以及對大(da)氣(qi)不產生污染的(de)(de)高溫氣(qi)體的(de)(de)容器。
3. 按照閥瓣開(kai)啟(qi)(qi)的(de)最大高(gao)度與(yu)安全(quan)閥流(liu)道直徑之(zhi)比來劃分，安全(quan)閥又可分為彈簧微啟(qi)(qi)封閉高(gao)壓式安全(quan)閥和彈簧全(quan)啟(qi)(qi)式安全(quan)閥兩種。
①. 彈簧微啟封閉(bi)式高壓安全閥
微啟(qi)式(shi)安全閥的(de)開啟(qi)高度小于(yu)流(liu)道直(zhi)徑的(de)1/4，通常(chang)為流(liu)道直(zhi)徑的(de)1/40～1/20。微啟(qi)式(shi)安全閥的(de)動作(zuo)(zuo)過程是比例作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)式(shi)的(de)，主(zhu)要用(yong)(yong)于(yu)液體(ti)(ti)場合(he)，有時也用(yong)(yong)于(yu)排放量很小的(de)氣(qi)體(ti)(ti)場合(he)。
②. 彈簧全啟式(shi)安全閥
全(quan)(quan)(quan)啟(qi)(qi)式(shi)安(an)全(quan)(quan)(quan)閥的(de)開啟(qi)(qi)高度大于或等于流(liu)道直徑的(de)1/4。全(quan)(quan)(quan)啟(qi)(qi)式(shi)安(an)全(quan)(quan)(quan)閥的(de)排(pai)放面積(ji)是閥座；喉部最小截面積(ji)。其(qi)動作過程是屬(shu)于兩段作用(yong)式(shi)，必須借(jie)助于一個(ge)升力機構才(cai)能達(da)到(dao)全(quan)(quan)(quan)開啟(qi)(qi)，全(quan)(quan)(quan)啟(qi)(qi)式(shi)安(an)全(quan)(quan)(quan)閥主要用(yong)于氣體介質的(de)場合。
③. 中(zhong)啟式安全閥(fa)
開(kai)啟(qi)高(gao)度介于微啟(qi)式與全啟(qi)式之間。即可以(yi)做(zuo)成(cheng)(cheng)兩段作(zuo)用(yong)式，也可以(yi)做(zuo)成(cheng)(cheng)比例作(zuo)用(yong)式。
法蘭(lan)連接帶手柄波(bo)紋管全(quan)(quan)啟(qi)式安(an)(an)全(quan)(quan)閥(fa)(fa)如圖6.3.21所(suo)示，典型安(an)(an)全(quan)(quan)閥(fa)(fa)如圖6.3.22所(suo)示。
三、安全閥的工作原理及特(te)點
（1）彈(dan)簧(huang)式仍然是(shi)最(zui)通用(yong)的(de)(de)一種。彈(dan)簧(huang)式安全閥作用(yong)原理是(shi)，彈(dan)簧(huang)力與介質(zhi)作用(yong)于(yu)閥瓣的(de)(de)正常壓(ya)力相平衡，使密封面密合(he)；當介質(zhi)壓(ya)力過高時，彈(dan)簧(huang)受(shou)到壓(ya)縮，使閥瓣離開閥座(zuo)，介質(zhi)從中泄出；當壓(ya)力回降到正常值時，彈(dan)簧(huang)力又(you)將閥瓣推向閥座(zuo)，密封面重(zhong)新密合(he)。
（2）在一些重要部位往往使用帶(dai)扳(ban)手(shou)的雙彈簧微啟式安全閥。這種結構(gou)形狀如圖6.3.22（b）所示。
（3）脈沖式安(an)(an)(an)全閥(fa)(fa)(fa)，就是一(yi)個大的(de)(de)安(an)(an)(an)全閥(fa)(fa)(fa)（主(zhu)閥(fa)(fa)(fa)）和一(yi)個小的(de)(de)安(an)(an)(an)全閥(fa)(fa)(fa)（輔閥(fa)(fa)(fa)）配合動作，通過輔閥(fa)(fa)(fa)的(de)(de)脈沖作用(yong)帶動主(zhu)閥(fa)(fa)(fa)啟(qi)閉(bi)。大的(de)(de)安(an)(an)(an)全閥(fa)(fa)(fa)比較遲(chi)鈍，小的(de)(de)安(an)(an)(an)全閥(fa)(fa)(fa)則(ze)比較靈敏。將(jiang)通向主(zhu)閥(fa)(fa)(fa)的(de)(de)介質與輔閥(fa)(fa)(fa)相連通，壓力(li)過高(gao)時，輔閥(fa)(fa)(fa)開啟(qi)，介質從旁路進入主(zhu)閥(fa)(fa)(fa)下面的(de)(de)一(yi)個活(huo)塞(sai)，推動活(huo)塞(sai)將(jiang)主(zhu)閥(fa)(fa)(fa)打開。壓力(li)回降時，輔閥(fa)(fa)(fa)關閉(bi)，主(zhu)閥(fa)(fa)(fa)活(huo)塞(sai)下的(de)(de)介質壓力(li)降低，主(zhu)閥(fa)(fa)(fa)瓣也跟著(zhu)下降密合。這種安(an)(an)(an)全閥(fa)(fa)(fa)結構復雜，只有在(zai)通徑(jing)很大的(de)(de)情況下才采用(yong)。
（4）杠(gang)桿式(shi)安(an)(an)全閥（重錘式(shi)）安(an)(an)全閥，是一種古老的閥門。它依(yi)靠杠(gang)桿和重錘來平(ping)衡閥瓣(ban)的壓力。通過重錘在杠(gang)桿上(shang)的移動，調整(zheng)壓力的大小。它與彈(dan)簧式(shi)安(an)(an)全閥比較(jiao)，顯得笨重而遲鈍(dun)。好處是因為沒有彈(dan)簧，不怕介質的熱(re)影響，所以(yi)至今還在某(mou)些鍋爐上(shang)使(shi)用。結構形狀如圖(tu)6.3.22（e）、圖(tu)6.3.22（f）所示。
四、安全閥(fa)形式(shi)的選擇
（1）排(pai)放氣體或蒸汽(qi)時(shi)，選(xuan)用全(quan)啟式安全(quan)閥。
（2）排(pai)放液(ye)體時，選用全(quan)(quan)啟(qi)式或微(wei)啟(qi)式安(an)全(quan)(quan)閥。
（3）排放水蒸氣(qi)或空(kong)氣(qi)時，可選用帶扳手(shou)的安全閥。
（4）對設定壓力大于3MPa，溫(wen)度超(chao)過235℃的(de)氣體，則(ze)選用帶散熱片(pian)的(de)安全閥，以防止泄放介質直接沖蝕(shi)彈簧。
（5）排放介質允(yun)(yun)許(xu)泄漏至大氣的，選(xuan)用(yong)開式閥帽安全閥；不允(yun)(yun)許(xu)泄漏至大氣的，選(xuan)用(yong)閉式閥帽安全閥。
（6）排放有劇毒(du)、有強腐(fu)蝕、有極度危險的介質，選用波紋管安(an)全(quan)閥。
（7）高背壓(ya)的場合，選用背壓(ya)平衡式(shi)安全閥(fa)或導(dao)閥(fa)控制(zhi)式(shi)安全閥(fa)。
（8）在某些重要的(de)場合，有時要安(an)裝(zhuang)互(hu)為(wei)備用的(de)兩個(ge)安(an)全閥(fa)。兩個(ge)安(an)全閥(fa)的(de)進口和(he)出口切斷閥(fa)宜采(cai)用機械聯鎖裝(zhuang)置(zhi)，以確(que)保在任何時候（包括維(wei)修(xiu)，檢修(xiu)期間）都能滿足容器所(suo)要求(qiu)的(de)泄(xie)放(fang)面(mian)積。
五(wu)、安(an)全閥有關標準規范
GB/T 12241《安全閥一般要(yao)求》
GB/T 12242《安全閥性能試驗方法》
GB/T 12243《彈簧直接載荷式安全閥》
ZBJ 98013《電站安全(quan)閥技(ji)術條件》
JB/T 53170《彈簧直接載荷式安全閥產品質量分等》
TSG ZF001《安全(quan)閥安全(quan)技術監察規程》
SY/T 0525.1《石油儲罐液壓安全閥》
SY/T 10006《海上井口地面安全閥和水下安全閥規范》
SY/T 10024《井下安全閥系統的設計、安裝、修理和操作的推薦作法》
GB/T 14087《船用空氣瓶安全閥》
JB/T 6441《壓縮機用安全閥》
JB/T 2203《彈簧式安全閥 結構長度》
JB/T 9624《電站安全閥技術條件》
JB/T 53170《彈簧直接載荷式安全閥產品質量分等》
ISO 4126-1《安(an)全閥 第1部分：通(tong)用要求》
ISO 10417《石(shi)油(you)和(he)天然氣工業 地下(xia)安全(quan)閥系統設(she)計、裝配、操作和(he)修理》
HG 3157《液化氣體罐車用(yong)彈簧安全閥(fa)》
BS 6759《安全(quan)閥》
