一、 安(an)全閥概述
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、安全閥的分類
安全閥(fa)的分類見圖6.3.20。
1. 按結構及(ji)加載(zai)機(ji)構可以分為(wei)重錘杠桿式(shi)、彈簧(huang)式(shi)和(he)脈沖(chong)式(shi)三種(zhong)。
①. 重錘(chui)杠(gang)桿式安全閥
重(zhong)錘(chui)杠(gang)(gang)桿(gan)(gan)(gan)式(shi)(shi)安全(quan)閥是利用(yong)(yong)(yong)重(zhong)錘(chui)和杠(gang)(gang)桿(gan)(gan)(gan)來(lai)平(ping)衡作用(yong)(yong)(yong)在閥瓣(ban)上的(de)(de)力(li)(li)。根據杠(gang)(gang)桿(gan)(gan)(gan)原理(li)，它可(ke)以使用(yong)(yong)(yong)質量較(jiao)小的(de)(de)重(zhong)錘(chui)通(tong)過杠(gang)(gang)桿(gan)(gan)(gan)的(de)(de)增大(da)作用(yong)(yong)(yong)獲得較(jiao)大(da)的(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)力(li)(li)，并(bing)通(tong)過移動(dong)重(zhong)錘(chui)的(de)(de)位置(zhi)（或變(bian)換重(zhong)錘(chui)的(de)(de)質量）來(lai)調整安全(quan)閥的(de)(de)開啟壓(ya)力(li)(li)。重(zhong)錘(chui)杠(gang)(gang)桿(gan)(gan)(gan)式(shi)(shi)安全(quan)閥結(jie)構簡單，調整容易而又比較(jiao)準確，所加的(de)(de)載荷不會因(yin)閥瓣(ban)的(de)(de)升(sheng)高(gao)而有較(jiao)大(da)地增加，適用(yong)(yong)(yong)于溫度(du)較(jiao)高(gao)的(de)(de)場合，過去用(yong)(yong)(yong)得比較(jiao)普遍，特(te)別(bie)是用(yong)(yong)(yong)在鍋爐和溫度(du)較(jiao)高(gao)的(de)(de)壓(ya)力(li)(li)容器上。但重(zhong)錘(chui)杠(gang)(gang)桿(gan)(gan)(gan)式(shi)(shi)安全(quan)閥結(jie)構比較(jiao)笨重(zhong)，加載機構容易振動(dong)，并(bing)常因(yin)振動(dong)而產生泄漏；其(qi)回座(zuo)壓(ya)力(li)(li)較(jiao)低，開啟后(hou)不易關閉及保(bao)持嚴密(mi)。
②. 彈簧微啟(qi)式(shi)安全閥
彈(dan)(dan)簧微(wei)啟(qi)(qi)(qi)式安(an)全(quan)閥是利(li)用(yong)壓(ya)縮彈(dan)(dan)簧的(de)(de)(de)力(li)來(lai)平衡作(zuo)用(yong)在閥瓣上(shang)(shang)的(de)(de)(de)力(li)。螺旋圈(quan)形彈(dan)(dan)簧的(de)(de)(de)壓(ya)縮量(liang)(liang)可以(yi)通過轉動它上(shang)(shang)面的(de)(de)(de)調整螺母來(lai)調節，利(li)用(yong)這(zhe)種結構就(jiu)可以(yi)根據需要校正安(an)全(quan)閥的(de)(de)(de)開(kai)(kai)啟(qi)(qi)(qi)（整定）壓(ya)力(li)。彈(dan)(dan)簧微(wei)啟(qi)(qi)(qi)式安(an)全(quan)閥結構輕便緊湊，靈敏度也比較(jiao)高(gao)，安(an)裝位置不受(shou)限制，而且因(yin)為對(dui)振動的(de)(de)(de)敏感性小(xiao)，所以(yi)可用(yong)于(yu)移動式的(de)(de)(de)壓(ya)力(li)容器上(shang)(shang)。這(zhe)種安(an)全(quan)閥的(de)(de)(de)缺點(dian)是所加的(de)(de)(de)載荷會(hui)隨(sui)著(zhu)閥的(de)(de)(de)開(kai)(kai)啟(qi)(qi)(qi)而發生變化，即隨(sui)著(zhu)閥瓣的(de)(de)(de)升(sheng)高(gao)，彈(dan)(dan)簧的(de)(de)(de)壓(ya)縮量(liang)(liang)增大，作(zuo)用(yong)在閥瓣上(shang)(shang)的(de)(de)(de)力(li)也跟著(zhu)增加。這(zhe)對(dui)安(an)全(quan)閥的(de)(de)(de)迅速開(kai)(kai)啟(qi)(qi)(qi)是不利(li)的(de)(de)(de)。另外(wai)，閥上(shang)(shang)的(de)(de)(de)彈(dan)(dan)簧會(hui)由(you)于(yu)長(chang)期受(shou)高(gao)溫(wen)的(de)(de)(de)影響而使彈(dan)(dan)力(li)減小(xiao)。用(yong)于(yu)溫(wen)度較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)容器上(shang)(shang)時，常常要考慮彈(dan)(dan)簧的(de)(de)(de)隔(ge)熱或散熱問(wen)題(ti)，從而使結構變得復雜起來(lai)。
③. 脈沖式安全(quan)閥
脈沖式安(an)全(quan)閥(fa)(fa)由主閥(fa)(fa)和輔(fu)閥(fa)(fa)構成，通過輔(fu)閥(fa)(fa)的脈沖作(zuo)用(yong)帶動(dong)主閥(fa)(fa)動(dong)作(zuo)、其(qi)結構復(fu)雜，通常只適(shi)用(yong)于安(an)全(quan)泄放量很大的鍋爐和壓力(li)容器。
2. 按照介質排放(fang)方式(shi)的不同安全(quan)閥又可以分為全(quan)封閉式(shi)、半封閉式(shi)和開(kai)放(fang)式(shi)等三種(zhong)。
①. 全(quan)封閉安全(quan)閥
全封閉式安全閥排氣時，氣體(ti)全部通(tong)過排氣管(guan)排放，介(jie)質不能間(jian)外泄漏，主(zhu)要用于介(jie)質為有毒(du)、易燃氣體(ti)的容器。
②. 半封(feng)閉式(shi)安全閥
半(ban)封閉式(shi)安全閥所排出的氣體一部(bu)分通過排氣管(guan)，也有一部(bu)分從(cong)閥蓋(gai)與閥桿間的間隙中漏出，多用于介質(zhi)為不會(hui)污染環境(jing)的氣體的容器。
③. 開放式安全閥
開(kai)放式安全(quan)閥(fa)的閥(fa)蓋是敞開(kai)的，使彈(dan)簧(huang)腔室與大(da)氣(qi)相(xiang)通，這樣有(you)利于降低彈(dan)簧(huang)的溫度，主(zhu)要(yao)適用(yong)于介質為(wei)蒸汽，以及對大(da)氣(qi)不產生(sheng)污染的高溫氣(qi)體的容器(qi)。
3. 按(an)照閥(fa)(fa)瓣開啟(qi)(qi)的最(zui)大高度與安(an)全(quan)(quan)閥(fa)(fa)流(liu)道(dao)直徑(jing)之(zhi)比來(lai)劃分(fen)，安(an)全(quan)(quan)閥(fa)(fa)又可分(fen)為彈簧微啟(qi)(qi)封閉高壓式(shi)安(an)全(quan)(quan)閥(fa)(fa)和(he)彈簧全(quan)(quan)啟(qi)(qi)式(shi)安(an)全(quan)(quan)閥(fa)(fa)兩種(zhong)。
①. 彈(dan)簧(huang)微啟封閉(bi)式高壓安全閥(fa)
微啟(qi)式(shi)(shi)安(an)全閥(fa)的(de)(de)開啟(qi)高(gao)度(du)小(xiao)(xiao)于(yu)流(liu)道直徑的(de)(de)1/4，通常為流(liu)道直徑的(de)(de)1/40～1/20。微啟(qi)式(shi)(shi)安(an)全閥(fa)的(de)(de)動作過(guo)程是比(bi)例(li)作用(yong)式(shi)(shi)的(de)(de)，主要用(yong)于(yu)液體場(chang)合，有時也用(yong)于(yu)排(pai)放量很小(xiao)(xiao)的(de)(de)氣體場(chang)合。
②. 彈簧全(quan)啟式安(an)全(quan)閥(fa)
全(quan)啟式安(an)全(quan)閥的開啟高度(du)大于(yu)或(huo)等于(yu)流道(dao)直徑的1/4。全(quan)啟式安(an)全(quan)閥的排放面(mian)積(ji)是閥座；喉部最(zui)小截面(mian)積(ji)。其動作(zuo)過程(cheng)是屬于(yu)兩段作(zuo)用式，必(bi)須借(jie)助(zhu)于(yu)一個升力機構才能達到全(quan)開啟，全(quan)啟式安(an)全(quan)閥主要用于(yu)氣體(ti)介質的場合。
③. 中啟式安全(quan)閥
開(kai)啟高度介(jie)于微啟式(shi)(shi)與(yu)全(quan)啟式(shi)(shi)之(zhi)間。即可以做(zuo)成兩段作用(yong)式(shi)(shi)，也可以做(zuo)成比例作用(yong)式(shi)(shi)。
法蘭連接帶手柄(bing)波紋管全(quan)啟式安(an)全(quan)閥如圖6.3.21所示，典型安(an)全(quan)閥如圖6.3.22所示。
三、安全閥的工作原理及(ji)特點
（1）彈(dan)(dan)簧(huang)式仍(reng)然(ran)是(shi)最通(tong)用的一種。彈(dan)(dan)簧(huang)式安全閥作用原理是(shi)，彈(dan)(dan)簧(huang)力(li)與介(jie)質(zhi)作用于閥瓣的正(zheng)常壓力(li)相(xiang)平衡，使密封(feng)面(mian)密合(he)；當介(jie)質(zhi)壓力(li)過高時(shi)，彈(dan)(dan)簧(huang)受到壓縮，使閥瓣離(li)開閥座(zuo)(zuo)，介(jie)質(zhi)從中泄出；當壓力(li)回降到正(zheng)常值時(shi)，彈(dan)(dan)簧(huang)力(li)又(you)將閥瓣推向閥座(zuo)(zuo)，密封(feng)面(mian)重(zhong)新(xin)密合(he)。
（2）在一些(xie)重(zhong)要部位(wei)往(wang)(wang)往(wang)(wang)使(shi)用帶(dai)扳手的雙(shuang)彈簧(huang)微啟式安全閥。這種結構形狀如圖6.3.22（b）所(suo)示。
（3）脈沖式安(an)全(quan)(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，就(jiu)是一個(ge)大的(de)(de)安(an)全(quan)(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)（主(zhu)(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)）和一個(ge)小的(de)(de)安(an)全(quan)(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)（輔(fu)(fu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)）配合動作(zuo)，通(tong)過輔(fu)(fu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)脈沖作(zuo)用帶動主(zhu)(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)啟閉。大的(de)(de)安(an)全(quan)(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)比較遲鈍，小的(de)(de)安(an)全(quan)(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)則比較靈敏。將通(tong)向主(zhu)(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)介質(zhi)與輔(fu)(fu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)相連通(tong)，壓力(li)過高時，輔(fu)(fu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)開啟，介質(zhi)從旁路進入主(zhu)(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)下(xia)面的(de)(de)一個(ge)活塞，推(tui)動活塞將主(zhu)(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)打開。壓力(li)回(hui)降時，輔(fu)(fu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)關閉，主(zhu)(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)活塞下(xia)的(de)(de)介質(zhi)壓力(li)降低，主(zhu)(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)瓣也(ye)跟著下(xia)降密合。這種安(an)全(quan)(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)結構(gou)復雜，只(zhi)有在通(tong)徑很(hen)大的(de)(de)情況下(xia)才采(cai)用。
（4）杠(gang)(gang)桿(gan)式(shi)(shi)安全閥（重錘式(shi)(shi)）安全閥，是(shi)一種古老的閥門。它依靠杠(gang)(gang)桿(gan)和重錘來平(ping)衡閥瓣的壓力。通過重錘在杠(gang)(gang)桿(gan)上的移(yi)動，調整(zheng)壓力的大小。它與彈簧式(shi)(shi)安全閥比(bi)較，顯(xian)得笨重而遲鈍。好處是(shi)因為沒有彈簧，不(bu)怕介質的熱影響(xiang)，所以至今還在某些(xie)鍋爐上使用。結構形狀(zhuang)如圖6.3.22（e）、圖6.3.22（f）所示。
四、安全閥形式的選擇
（1）排放氣體或(huo)蒸汽時(shi)，選(xuan)用(yong)全啟式安全閥。
（2）排放液(ye)體時，選用全啟式或微(wei)啟式安全閥。
（3）排放水蒸(zheng)氣或空(kong)氣時，可選用帶(dai)扳手的安全閥(fa)。
（4）對設定壓(ya)力大(da)于3MPa，溫度超過235℃的氣體，則選用(yong)帶(dai)散熱片(pian)的安(an)全閥(fa)，以(yi)防止泄(xie)放介質直接沖(chong)蝕彈簧。
（5）排放介(jie)質允許泄漏至大(da)氣的，選用開式閥(fa)帽安全(quan)閥(fa)；不允許泄漏至大(da)氣的，選用閉(bi)式閥(fa)帽安全(quan)閥(fa)。
（6）排放有(you)劇(ju)毒、有(you)強(qiang)腐蝕、有(you)極度危險的介質，選用波紋管安全閥。
（7）高背壓的(de)場(chang)合，選用背壓平衡式安(an)全閥或導(dao)閥控制式安(an)全閥。
（8）在某些重要的場合，有時(shi)要安(an)裝互為備用的兩(liang)個安(an)全(quan)閥(fa)(fa)。兩(liang)個安(an)全(quan)閥(fa)(fa)的進口和(he)出(chu)口切斷閥(fa)(fa)宜(yi)采用機械聯(lian)鎖裝置(zhi)，以(yi)確保在任何時(shi)候(hou)（包括維修，檢修期間）都能滿足容(rong)器所要求的泄放面積。
五(wu)、安全閥(fa)有關標(biao)準規范
GB/T 12241《安全閥一般要求》
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(dian)站安(an)全閥技(ji)術條(tiao)件(jian)》
JB/T 53170《彈簧直接載荷式安全閥產品質量分等》
TSG ZF001《安(an)全(quan)閥(fa)安(an)全(quan)技(ji)術監察(cha)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《安全閥 第1部分：通用要(yao)求》
ISO 10417《石油和天然氣工業(ye) 地下安全閥系(xi)統設(she)計(ji)、裝配、操作和修理》
HG 3157《液化(hua)氣體罐(guan)車用(yong)彈簧(huang)安全(quan)閥》
BS 6759《安全閥(fa)》
