气体减压阀的工作原理

气体减压阀的工作原理

一、设备超压的情况分析

在工业生产过程中,设备超压是一个常见且需要特别关注的问题。以下是导致设备超压的几种主要情况:

1. 设备内物料突然集聚引发的超压

当中间容器或储罐的出口阀门闭,进料未停止,或者高压物料的下游储罐减压措施失效时,可能会导致下游设备超压。以某厂预热罐为例,原本应用0.5MPA的蒸汽进行加热,但实际操作中使用了1.3MPA的压力进行减压预热。由于减压阀发生故障失效,导致夹套压力超压,最终引发夹套破裂。

2. 物料受热膨胀导致的超压

当设备内充满液体或气体,并意外受到热量输入时,其体积会膨胀,从而导致容器超压。尤其需要注意盛装液化气体的容器。

3. 过热液体突沸引发的超压

过热液体不稳定,容易产生突沸现象。当大量蒸汽突然产生时,设备内的压力会急剧上升。例如,锅炉汽包因某种原因突然降至常压,失去原有的气液平衡,进入不稳定状态,极易引发超压。

4. 瞬间压力脉动导致的超压

水锤和气锤现象中,阀门的突然关闭可能在系统中引发冲击波,导致压力突然剧增,容易造成超压。

5. 可燃气体、粉尘燃爆造成的超压

在化工、化学、石油化工等行业中,处理的物料多为易燃易爆的气体和蒸汽。这些气体与氧气混合达到一定浓度后,容易被引燃导致。悬浮在空气中的固体粉末,当其浓度达到一定值时,也有可能被点燃,形成粉尘燃爆。

6. 放热化学反应引起的超压

在化工过程中,许多反应都是放热反应,如聚合反应、氧化反应等。如果这些反应失控,如配比错误、冷却失效等,会导致温度上升、反应加速,恶性循环可能导致反应器超压。例如,在聚合反应中,反应釜内的物料可能会因为失控反应而导致爆聚和温度飞涨,进而引发超压。

二、防超压安全泄放原理及装置介绍

为确保压力设备的安全运行,防止超压对设备造成影响,采取防超压安全泄放措施是必要的。目前,安全泄放是限制超压影响的最有效安全措施。

1. 防超压安全泄放的原理

当设备的压力达到预设值时,设备上的特定部位会打开一个通道,使多余的能量(包括物料和压力)排放到相对安全的地方,从而防止设备内压力过高。安装在设备上的泄放装置就是安全泄放装置。当设备超压时,该装置会自动动作,为超压介质提供泄放通道。要求该装置动作准确,且泄放能力强大。

2. 防超压的安全泄放装置

常见的防超压安全泄放装置包括安全阀、爆破片和易熔塞。其中,易熔塞主要用于气瓶等小型容器,对温度敏感。而安全阀和爆破片则是对压力敏感的大型工业设备常用的安全泄放装置。安全阀是可以重复使用的装置。

爆破片是一种压力敏感元件为金属薄片的装置。当设备内压力上升到设定值时,金属薄片会破裂或脱落,为超压介质提供泄放通道。爆破片一旦动作,无法自行修复,需更换新的爆破片后才能恢复设备操作。

作为流体压力设备的安全泄放装置,安全阀与爆破片各有其优缺点。在实际应用中,可以根据工作场合的需求进行选择。例如,在某些特定场合,如设备内压力急剧升高、有毒介质、工作介质不洁净等情况下,可以选择使用爆破片。


气体减压阀的工作原理