安全阀配管设计.docx

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安全阀配管设计

安全阀配管设计

1总则

范围

1.1.1本标准规定了安全阀安装的一般要求，以及安全阀入口和出口管道的配管设计要求。

1.1.2本规定适用于石油化工装置内设备和管道上安全阀的配管设计。

引用标准

使用本标准时，应使用下列标准最新版本。

GB50160《石油化工企业设计防火规范》

GB50316《工业金属管道设计规范》

SH3012《石油化工管道布置设计通则》

2配管设计

一般要求

2.1.1安全阀及其进出口管道的布置，应符合GB50316、SH3012中有关安全阀的布置要求。

2.1.2设备和管道上的安全阀必须垂直向上安装，若以其它方式安装将会影响正常工作。

2.1.3安全阀尽可能直接安装在被保护设备的管口上或靠近该设备出口的管道上，以便流动状态下介质易进入安全阀。

2.1.4有些情况下被保护设备的压力源存在压力波动现象（如压缩机出口管上的阀门），其波峰值接近安全阀的设定压力值，安全阀必须安装在远离压力源且压力较平稳的地方。

2.1.5安全阀应安装在减压阀、孔板与流量计喷嘴、弯头等产生涡流区元件的下游足够远的地方，以避免湍流影响。

2.1.6安全阀应安装在易于调节、检查和维修的场所，阀门周围必须有足够的操作空间，并能从操作平台进行检修。

2.1.7安全阀不应安装在长的水平管道的末端，以避免杂质的积累和液体堵塞影响安全阀的工作。

2.1.8大直径安全阀布置时考虑拆开后吊装的可能，必要时要设吊柱或其他吊装设施。

2.1.9排放至密闭系统的安全阀，其排放介质是液体或可凝气体时，安全阀的安装位置应高于总管，否则应采取排液措施；当排放介质为干气并排至干气密闭系统时，安全阀的安装位置可以低于总管，但必须高于被保护设备。

2.1.10当几个安全阀并联安装时，主管的截面积应不小于各支管截面积之和。

2.1.11分馏塔顶部的安全阀如直接向大气排放介质时，可设在塔顶馏出线的顶部；如向密闭系统排放介质时，可设在塔顶馏出线至冷凝冷却设备的入口总管上如图所示。

球罐上的安全阀应设在罐的顶部。

a）排向大气b）排向密闭系统

图2.1.11塔顶馏出线上安全阀位置示意

2.1.12安全阀附近装有压力表时，安全阀与压力表宜靠近安装。

2.1.13重锤式安全阀的安装位置，应使重锤处于方便检查的方位，且不应妨碍设备上其他部件的安装和操作。

2.1.14在往复式压缩机出口管道上设有脉动阻尼器或孔板并在其下游设置安全阀时，安全阀与脉动阻尼器或孔板之间，应有一段直管，其最小长度应为公称直径的10倍。

2.1.15对有可能用蒸汽吹扫的泄压管道，应考虑由于蒸汽吹扫产生的热膨胀。

安全阀入口管道

2.2.1安全阀入口管道的一般要求见图至图。

图2.2.1-1无切断阀的安全阀典型安装

图2.2.1-2有切断阀的安全阀典型安装

注：

切断阀的全流面积不得小于安全阀的入口面积。

图2.2.1-3安装在工艺管道上的安全阀典型安装

图2.2.1-4安装在长的入口管道上的安全阀典型安装

2.2.2被保护设备到安全阀进口法兰之间的入口管道，应使其总压降不超过该阀设定压力（表压）的3%，为此在配管设计上应考虑以下几点：

a）安全阀应靠近被保护的设备或管道；

b）当安全阀入口管道较长时应提交工艺专业核算，以便扩大入口管径减小压力降；

c）安全阀入口管道的公称尺寸必须等于或大于安全阀进口法兰的公称尺寸，其连接大小头应尽量靠近安全阀入口处；

d）安全阀入口管道上应采用长半径弯头（R≥）。

2.2.3安全阀入口管道的布置应坡向被保护系统，以避免凝液积聚。

2.2.4采用先导式安全阀时，导阀控制的安全阀可以允许较高的入口管压降，压降增加导致主阀排放能力降低，但不能低于被保护设备或系统所需要的排放能力。

由设备或管道直接取压时，需要有两个连接管分别接至主阀和导阀上，见图。

图2.2.4导阀控制的安全阀典型安装

2.2.5往复式压缩机或往复式泵出口处应采用脉动衰减器，使安全阀入口不受脉动影响。

2.2.6管道上安装的安全阀，其进口应位于压力比较稳定的地方。

安全阀距波动源的最小距离见图，并应符合表的要求。

图2.2.6安全阀距波动源的最小距离

表2.2.6安全阀距波动源的最小距离

压力波动源

最小直管段长度

调节阀或截止阀

25DN

不在同一平面内的两个弯头

20DN

同一平面内的两个弯头

15DN

一个弯头或缓冲器

10DN

脉动衰减器（流量孔板）

10DN

2.2.7安全阀入口管道设切断阀时，切断阀应处于全开状态，其全开通径的面积应不小于安全阀的入口面积，并加锁铅封开。

2.2.8安全阀与爆破片联合安装使用时，即爆破片安装在安全阀与容器之间或安全阀与切断阀出口之间，在上夹持器上必须设置压力表、排放阀或报警等，以便检测爆破片的破裂和泄漏，见图。

此时通常安全阀排放能力会降低20%。

图2.2.8爆破片与安全阀组合体典型安装

2.2.9一般不应在安全阀入口管道上连接工艺分支管道，见图。

对于特殊情况当有额定排放流量通过安全阀，同时又有最大可能流量通过工艺分支管管道时，应确保安全阀入口压降不超过允许值。

图2.2.9避免工艺分支管道连接到安全阀

入口管道上的典型安装

安全阀出口管道

2.3.1安全阀出口管的设计要考虑背压不超过安全阀设定压力的一定值。

对于普通型弹簧式安全阀其背压不超过安全阀设定压力的10%，平衡型安全阀（包括波纹管型、活塞型或先导式）其背压不超过安全阀设定压力的30%～50%。

具体数值查阅制造厂的背压影响曲线资料。

配管后应进行阻力降核算，防止阻力降超过允许范围。

2.3.2安全阀出口管道的公称尺寸应不小于安全阀的出口法兰的公称尺寸，对于较长的出口管道，应进行阻力降核算。

2.3.3直接向大气排放介质的安全阀出口管道应考虑以下各点：

a）安全阀出口管直接排入大气时，排出口应引至安全处，并避开设备、平台、梯子、电缆等；

b）安全阀出口管排放管端应切成平口，使介质直接向上排出，远离平台有人之处，并在出口管道的水平管段开直径φ6mm～10mm小孔以便排液。

见图2.3.3-1。

1——排放管；2——长半径弯头；3——滑动支架；4——端部切口；

5——此处压力降不超过定压值的3%；6——泪孔φ6mm～10mm

图2.3.3-1直接向大气排放介质的安全阀安装

c）安全阀排放管口上方可设管套筒，这样可减少排放管的反作用力，见图2.3.3-2。

1——排放管；2——套管；3——支架；4——φ6～10泪孔

图2.3.3-2安全阀排放管口之外设套管的安装示意

2.3.4安全阀排放管口高度要求

2.3.4.1安全阀的出口介质允许向大气排放时,应按下列要求布置：

a）放空管口不得朝向邻近设备或有人通过的地区；

b）放空管口的高度应高出以安全阀为中心，半径为8m的范围内的最高操作平台3m。

2.3.4.2可燃气体安全阀排放口与明火处的水平距离，不应小于15m，且不应朝向明火处。

2.3.5安全阀出口介质排入密闭系统的管道应考虑下面几个方面。

2.3.5.1安全阀出口管道排至火炬总管，当安全阀出口管径不小于DN50时，应顺流向从火炬总管的上方45°斜接，见图。

当安全阀出口管径不大于DN40时，可从火炬总管的上方垂直接入。

安全阀出口管道和火炬总管宜设%的坡度，但对干气系统可不设坡度。

几个安全阀出口合并一根管道排入火炬放空总管时，合并管的截面积不应小于同时排放的安全阀出口管截面积之和。

2.3.5.2安全阀出口管道应避免袋形，以使高速排放流体能顺畅排入总管。

当安全阀出口管低于总管或需要抬高接入总管时，应在低处易于接近处设手动放液阀，并应将排液管引至安全地区或凝液收集罐，以免袋形管段内积液。

见图。

图2.3.5.1安全阀出口管与总管连接

图2.3.5.2泄压系统放液阀

2.3.5.3安全阀的出口管道应妥善支撑，以防泄压的过大弯矩造成管道应力值超过许用范围。

支撑方法应根据安全阀所在设备或管道附属构架的具体情况而定。

见图。

a）直管水平排放b）直管垂直排放

图2.3.5.3安全阀出口管道支架示意

2.3.6安全阀出口接管直径可大于安全阀出口直径1～3级，大小头应设在靠近安全阀的出口处。

2.3.7安全阀排放易自聚、易结晶等粘性物料或在冷却至环境温度下可能会固化的物料时，在出口管应设氮气吹扫口，连续通入氮气，并应保温或伴热。

2.3.8安全阀排放减压汽化后能结冰的液态烃类介质时，应单独排入排放罐，其管系应保温或伴热。

2.3.9安全阀出口管使用切断阀时，阀杆应水平或侧下方45°安装。

不得朝上。

切断阀应呈全开状态，其全开通径和面积必须等于或大于安全阀的出口面积，并加锁铅封开。

当安全阀设置旁路时，旁路阀应加锁铅封关。

2.3.10安全阀出口管和火炬总管要防止由于温度急剧变化或温度不均匀产生应力，管道应有一定柔性和进行应力分析。

2.3.11安全阀排放时出口管道产生的热应力、机械应力和排出反作用力引起入口管道应力，此应力传递到安全阀、入口管道、固定管嘴和相连的容器壁上，应对其出口管道进行适当的支撑或增加柔性，确定弯头和支架的位置，以克服安全阀与设备管口根部的弯矩和剪力、出口管自重、振动的热胀等力的作用，但不能对出口管道强制性定位，见图。

GB50316规定安全阀的管道布置应考虑开启时反力及其方向，其位置便于出口管的支架设计。

阀的接管承受弯矩时，应有足够的强度。

图2.3.11有放空管的安全阀典型安装

注：

支架应尽可能安装在放空管的中间位置。