液化石油气储存设备的安全附件Word格式.docx
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弹簧式安全阀按安装位置及与介质的接触情况，分为外弹簧式安全阀和内置式弹簧安全阀两种。
外弹簧式安全阀安装在固定式容器或管路上，即站内储罐及管路上。
弹簧元件与液化石油气不直接接触。
而内置式弹簧安全阀及阀芯安装后直接伸入到设备内部，元件与液化石油气相接触。
主要用于诸如罐车等移动式压力容器。
弹簧式安全阀的结构如图1-10-5和图1-10-6所示。
图1-10-5内弹簧式安全阀
1-弹簧；
2-塞子；
3-阀座；
4-阀杆；
5-护罩；
6-锚环螺母；
7-密封环；
8-螺母
弹簧式安全阀主要由阀体、阀芯、阀座、阀杆、弹簧、弹簧压盖、调节螺丝、销子、外罩、提升手柄等构件组成。
它是利用弹簧被压缩后的弹力来平衡气体作用在阀芯上的力，当气体作用在阀芯上的力超过弹簧的弹力时，弹簧被进一步压缩，阀芯被抬起离开阀座，安全阀开启排气泄压；
当气体作用在阀芯上的力低于弹簧的弹力时，阀芯紧压在阀座上，安全阀处于关闭状态。
其开启压力的大小可通过调节弹簧的松紧度来实现，将调节螺丝拧紧，弹簧被压缩量增大，作用在阀芯上的弹力也增大，安全阀的开启压力就增高；
反之则降低。
（3）安全阀的安全泄放量及排放能力的计算《压力容器安全技术监察规程》和《液化气体汽车罐车安全监察规程》分别对储罐和罐车的安全阀的安全泄放量及排气能力作了规定。
安全阀的排放能力必须考虑发生火灾和罐内压力出现异常的情况下，均能迅速排放。
③液化气体压力容器安全泄放量的计算。
图1-10-6外弹簧式安全阀
1-阀体；
2-阀杆；
3-弹簧；
4-阀芯；
5-阀座
a.无绝热材料保温层的压力容器，安全泄放量按式（1-10-1）计算。
式中Ws
——压力容器安全泄放量，kg／h；
q——在泄放压力下液化气体的气化潜热，kJ／kg；
F——系数，压力容器装在地面以下，用沙土覆盖时，取F=0.3；
压力容器在地面上时，取F=1；
当设置大于10L／（m2
·
min）的喷淋装置时，取F=0.6；
Ar
——容器受热面积，m2
；
半球形封头的卧式压力容器，Ar
=πD0
L；
椭圆形封头的卧式压力容器，Ar
（L+0.3D0
）；
立式压力容器，Ar
L′；
球形压力容器，Ar
为1／2πD2
或从地面起到7.5m高以下所包括的外表面积，取二者中较大的值；
D0
——压力容器外径，m；
L——压力容器总长，m；
L′——压力容器内最高液位，m。
b.有完善的绝热材料保温层的液化气体压力容器，安全泄放量按式（1-10-2）计算。
式中λ——常温下绝热材料的导热系数，kJ／（m2
h·
℃）；
δ——保温层厚度，m；
t——泄放压力下的饱和温度，℃；
其他符号同式（1-10-1）。
②安全阀排放能力的计算（液化气体）。
——安全阀的排放能力，kg／h；
K——排放系数，与安全阀结构有关，应根据实验数据确定无参考数据时，可按下述规定选取：
全启式安全阀K=0.60～0.70；
带调节圈的微启式安全阀K=0.40～0.50；
不带调节圈的微启式安全阀K=0.25～0.35；
Pd
——安全阀的排放压力（绝压），Pd
=1.1Ps
+0.1，MPa；
Ps
——安全阀的整定压力，MPa；
P0
——安全阀的出口侧压力（绝压），MPa；
A——安全阀最小排气截面积，mm2
。
全启式安全阀，即h≥d1
／4时，A=πd2
1
／4；
微启式安全阀，即h＜d1
／20时，平面密封，A=πDh；
锥面密封，A=πd1
sinρ；
h——安全阀开启高度，mm；
d1
——安全阀最小流道直径（阀座喉径），mm；
D—安全阀阀座口径，mm；
ρ——锥形密封面的半锥角；
C——气体特性系数，，（见表1-10-5）；
k——气体绝热系数，k=cp
／cv
M——气体摩尔质量，kg／kmol；
T——气体的温度，K；
Z——气体在操作温度下的压缩系数。
表1-10-5气体特性系数
k
C
A
1.00
315
1.20
337
1.40
356
1.60
372
1.02
318
1.22
339
1.42
358
1.62
374
1.04
320
1.24
341
1.44
359
1.64
376
1.06
322
1.26
343
1.46
361
1.66
377
1.08
324
1.28
345
1.48
363
1.68
379
1.10
327
1.30
347
1.50
364
1.70
380
1.12
329
1.32
349
1.52
366
2.00
400
1.14
331
1.34
351
1.54
368
2.20
412
1.16
333
1.36
352
1.56
369
1.18
335
1.38
354
1.58
371
式中符号同式（1-10-3）。
（4）选用、安装安全阀的注意事项选用安全阀的主要原则是保证储存设备在压力异常升高时，具有足够的排放能力，以保证储存设备不致发生超压而爆炸。
选用安全阀时，先由式（1-10-3）和式（1-10-4）计算出A值，即安全阀最小排气截面面积。
对于全启示安全阀A=πd2
对于微启式安全阀，平面密封，A=πDh；
锥形密封，A=πd1
hsinρ；
计算出阀口直径D，最小流道直径d1
就按D和d1
，数值选取与之相接近的已系列化了的阀件。
此外，还需注意以下几点。
①安全阀的个数乘以阀口的直径与抬起高度的积，应大于所选安全阀实际能形成面积的值A。
产品系列中每个阀的阀口直径D是已知的，安全阀的型号也规定了它的开启高度h。
②储罐应选用全启式安全阀，对于小型储罐，当微启式安全阀排放能力大于储罐的安全泄放量时，也可以选用微启式安全阀。
③我国安全阀产品形成系列，有技术标准。
液化石油气行业常用的安全阀型号有以下几种：
弹簧封闭全启式安全阀：
A42Y-2.5C；
A42F-2.5C；
A44Y-2.5C。
弹簧封闭微启式安全阀：
A21H-2.5C；
A41H-2.5C。
其规格，每种阀的公称直径从Dg15到Dg150，可供用户选择。
以上型号及类别的符号含义是：
A为安全阀代号；
即'
安'
的汉语拼音的第一个字母；
第二位上的数字代表安全阀的连接形式：
4为法兰连接，2为外螺纹连接；
第三位置的数字代表安全阀的结构形式：
2代表全启式，1代表微启式，4代表带扳手的全启示；
第四位上的符号代表密封面材料：
Y代表阀瓣为硬质合金，F代表氟质塑料；
H代表合金钢，它们都是汉语拼音材料名称的字头；
数字2.5代表阀的公称工作压力为2.5MPa，最后一位符号是阀体材料代号，C代表阀体是铸钢的，具体钢号是ZG25Ⅱ。
④液化石油气储罐必须设置全启封闭弹簧式安全阀，容积为100m3
或100m3
以上的储罐应装设2个或2个以上安全阀，安全阀与储罐之间要装设截止阀。
储罐上只安装一个安全阀时，安全阀的开启压力p2
不应大于储罐的设计压力p，且安全阀的密封试验压力pt
，应大于储罐的最高工作压力pw
，即pE
≤p，pt
＞pw
安装多个安全阀时，其中一个安全阀的开启压力不应大于压力容器的设计压力，其余安全阀的开启压力可适当提高，但不得超过设计压力的1.05倍。
安装安全阀时应注意以下几点。
①待安装的安全阀必须是有效的，即无论新阀还是检验修复后的阀，必须具有相应的质量证明，并有完整无损的铅封和封印。
②安全阀的开启压力最大不得超过该压力容器设计压力的1.05倍。
③为便于更换、清洗、校验，外弹簧式（外装）安全阀与储罐罐体间应安装一只闸阀或截止阀，阀的结构和通径尺寸应不妨碍安全阀的正常泄放。
储存设备正常运行时，截止阀必须保持全开，并加铅封。
④阀与罐体、阀与安全阀之间用的垫片必须采用金属缠绕垫，普通石棉及橡胶垫片会在液化石油气的溶胀作用下丧失密封能力。
⑤安全阀应装设放散管，其管径不应小于安全阀出口的管径。
放散管管口应高出储罐操作平台2m以上，且高出地面5m以上。
2.液相安全回流阀
大口径液化石油气液相管道上也应设置安全阀件，以防止管路蹩压过大而造成事故，液相安全回流阀也是弹簧式安全阀，其作用原理和构造与前述安全阀相同。
图1-10-7所示为安装在泵后管道上的液相安全回流阀构造，管路上留有专门接口与液相安全阀两端连接，返回的液化石油气应回流到储罐中去。
其出口口径比进阀口口径尺寸大，是为防止泄压后部分汽化现象及回冲空间需要而设计的。
在不太容易形成蹩压过大或较前为小的管道上，有时也设置塞式形的液相安全阀（即管道安全阀）。
其构造如图1-10-8所示。
它是开敞式的，不再接液相导管，很明显，少量的泄放并不造成物料的过多损失。
3.过流阀
液化石油气装卸作业和气相管路或液相管路上都配置有过流阀，以保证管内流速不致超限，当管内速度过大时，过流阀会自动切断管路，从而避免物料损失或酿成事故。
因为管内流速过大的原因，往往是因外管路破裂、容器密封破坏等，液化石油气将在自身压力和输送泵压的联合作用下，以超常的速度通过管路，结果往往是大量倾泄，使物料损失甚至造成火灾等恶性事故。
过流阀按动作原理分为弹簧式和浮筒式两类，浮筒式亦称浮杯式或重力式。
图1-10-7液相安全回流阀构造
图1-10-8管道安全阀构造
1-阀座；
2-阀瓣；
4-压盖；
5-螺母
（1）弹簧式过流阀其结构原理如图1-10-9所示。
它串联在管道上，正常流速下，弹簧的拉紧力与液化石油气对阀瓣2的冲击夹持力相平衡，阀瓣前方的孔道通畅，物料无阻，装卸作业正常。
当管内流速超过额定流速的50％时，阀瓣2会因液体的冲击夹持力大于弹簧的拉紧力而冲向前方，阻塞流体通道，管路便自行关闭。
图1-10-9弹簧式过流阀的构造
3-阀杆；
4-弹簧；
5-小孔
因为阀内有小孔5，即使在管路切断后，仍有微小细流通过。
当外界管路或容器的破裂事故排除后，该小孔所流出的液化石油气及液化气体会充满系统，靠其自身的气压，帮助阀瓣2复位，管路恢复通畅。
否则阀前后压差过大，复位将不可能。
阀杆、弹簧和阀瓣都一起固定在阀架上，阀架靠螺纹旋入阀体内。
阀架的旋入深度决定了阀瓣与孔道的距离。
同时，该距离依流速限额不同而异，并与阀瓣截面及弹簧力相匹配，它也是可以调整的。
过流阀亦称限速切断阀。
当装卸作业过程中开阀过猛过快，过流阀也会动作，因此
作业过程中应予注意。
过流阀的调节范围是正常流速的150％～200％。
弹簧式过流阀可以任意方向安装，不受管道倾斜等因素的影响。
过流阀的通过能力由式（1-10-5）计算。
式中d2
——阀壳内径，m；
——阀芯直径，m；
m——限定流量（流速）与正常流量之比，m可取值为1.5～2.0；
G0
——流通能力，kg／s；
ρ——液化石油气的密度，kg／m3
k——特性系统，与阀的构造、尺寸和安装有关。
对环形缝流通道口，k=240～320；
垂直安装向上流动时，k=300；
向下流时，k=250；
水平安装时，k=275。
一般情况下，过流阀的壳径应与管道口径相匹配，弹簧力应与阀芯质量相适应。
（2）浮筒式过流阀其作用原理是靠浮筒的自重来平衡液化石油气的流动冲击力。
正常情况下，浮筒自重大于液化石油气在流动中的夹持力，当流速过高，浮筒迅速上浮，阻塞上方的通道，关闭管路。
为防止浮筒的倾倒，阀内有三叶导向架片。
图1-10-10中所示的4即有限位作用，该件称为导架。
浮筒式过流阀只能垂直安装，液化石油气自下而上流过。
浮筒式过流阀和弹簧式过流阀一样，也有一个平衡小孔，用以平衡筒前后的压差，使浮筒在关闭管路后复位。
过流阀由使用单位自行管理和维护。
4.紧急切断阀
紧急切断阀常与过流阀一起串联在储罐或罐车的气相或液相出口上，在后面的管道破裂或火焰烘烤管路时用以切断液化石油气管路，避免大量的物料漏损以及火势蔓延。
因此，紧急切断阀既是必需的安全部件，也要适应不同的操作要求。
紧急切断阀在作业过程中是常开的，其构造、作用原理及分类见罐车安全附件部分。
图1-10-10浮筒式过流阀
1-浮筒；
2-底座；
3-阀体；
4-导架；
5-槽沟
5.防冻排污阀等部件
液化石油气生产过程中，因使用水蒸气作为加热介质而凝结的水滴以极小的微球存在于产品中，长期的储存，会逐渐下沉，集聚于储罐下部，越是大型的罐，时间越长，集聚量就越大。
如不及时排除，会在冬季形成冻害，特别是我国的北方地区，更应注意。
在排除部分水的同时，液化石油气生产及储运过程中的其他杂质也会一起排出。
因为其色泽与成分的关系，在排放时统称为排污。
水的密度大于液化石油气，水的聚集总是在容器的最下部低洼处，所以排污排水的装置通常称为排污箱，也必须设置和安装在容器设备的最下端，与之相连的还必须有一个闸阀，以备在检修时使用。
突出防冻意义时称整个部件为防冻排污阀，强调排污时，称其为排污阀。
防冻排污阀是一种设计非常巧妙的阀件，其结构如图1-10-11所示，它是用同一根杆操作两个小阀杆，阀体内同时包容着两个小阀，两个阀口中A比B大些。
由于散热面大小的关系，B比A冻结早些，若B已冻则A尚可开闭，仍然可关严液化石油气通道，使上方的物料不致泄漏。
若已同时冻住，因为阀口大小不同，冻结的程度也不同，在同一阀杆力的作用下，B阀的冰易被破坏；
同样达到关严阀门的目的。
图1-10-11防冻排污阀
当然，防冻排污阀的操作，主要靠定时的巡回检查和执行岗位操作法。
另外，液化石油气储罐的排污管下部，应有管线固定装置，严禁悬空，以免排污时扭矩过大，造成法兰结合面扭曲变形而渗漏。
气温较低的地区（每年连续10天日最低气温低于0℃），应对防冻排污阀及储罐根部管线加装伴热或保温装置。
二、检测仪表
液化石油气的储运过程中，必须对系统状态、压力、温度及容器内的液面等参数作及时的、准确的反映，以便操作人员能安全生产，科学管理。
液化石油气的特性决定了系统中各参数的测量必须使用具有防爆、防尘、抗震性能的仪器仪表。
1.压力表
液化石油气的储运设备和管道，常使用弹簧管式压力表，它具有测量范围大、结构简单、坚固可靠、价格低廉等优点。
弹簧管式压力表的结构如图1-10-12所示。
图1-10-12弹簧管式压力表
1-弹簧管；
2-拉杆；
3-扇形齿轮；
4-中心齿轮；
5-指针；
6-面板；
7-游丝；
8-调整螺丝；
9-接头
弹簧管式压力表的感受元件是金属弹簧管，承压后伸张，减压后回缩，发生一定的机构位移，这个位移量能够通过齿轮机构（扇形齿轮3、拉杆2、中心齿轮4等）的组合运动，转变为中心轴的角位移。
也就是说中心轴作扭转，反映出压力值的大小，安装在轴上的指针便反映着所承受的压力。
弹簧管式压力表的弹簧管，可以是单管的，也可以是多重管的（多圈式）。
同一压力下，多圈管的变形量大，角位移大，指针的偏转大，所反映的数值便可以作小分度的数值显示，用于要求灵敏的场合。
因此，弹簧管式压力表可以分为单弹簧管式和多弹簧管式两种，而在液化石油气使用中，普通单弹簧管式压力表便可满足要求。
液化石油气用压力表的量程以2.5MPa为宜，因为在正常气温下，液化石油气的压力约1.6MPa以下，处于仪表量程的2／3左右，在机械式表的灵敏区以内。
对于其他同类测量仪表而言，人们最关注的数值范围多在表盘的1／4到2／3。
仪表的精度是仪表测量的误差范围，如1.5级表，所反映的数值是实际值的±
1.5％误差内的值。
一般精度等级只要满足需要即可。
液化石油气储运过程中的实际用表，只要2.0到1.5级精度即可。
表盘直径不得小于100mm。
压力表的有效性：
待安装使用的压力表，无论是新购置的，还是校验合格的，都必须有产品合格证或检验技术记录文件单，且应当有完整无损的铅封和封印，否则被认为是无效的表。
压力表的校验和维护应符合国家计量部门的有关规定，压力表安装前应进行校验，在刻度盘上应划出指示最高工作压力的红线，并注明下次校验日期。
压力表安装要求如下。
①装设位置应便于操作人员观察和清洗。
②压力表与压力容器之间，应装设三通旋塞或针形阀，三通旋塞或针形阀上应有开启标记和锁紧装置；
压力表与压力容器之间，不得连接其他用途的任何配件或接管。
大中型储配站内的压力表，可按需要安装带声光讯号的压力表，以便压力接近或到达警戒值时通过示警装置向操作人员及时报警，这类压力表上接有弱电电源，预警限度可按需要先调整好，当压力指针到达预警点时，电路接通，讯号及时发出。
2.液位指示计（液面指示计）
液化石油气储存容器上的液面指示计，反映容器内液位的高低，代表容器内液化石油气的数量，其刻度可直读高低数值，也可以以吨或立方米标出，液面指示计必须满足下列条件。
①灵敏、准确、观测使用方便。
由于液化石油气本身易燃、易爆，控制充装量是保证液化石油气储运设备安全的主要手段，任何超装，尤其是日温差较大的环境，低温充装其超压的危险性更大，另一方面，少装也会给企业带来经济损失，这就要求液面指示计灵敏、准确。
具有足够的灵敏度，且方便观测和使用，使操作人员能够比较容易直观地、准确地观测到液面的高低和容积的多少，再根据介质密度，迅速计算出储装质量。
②耐压密封性能良好，安全可靠。
液化石油气的压力随温度的变动较大，液面指示计的泄漏乃至损坏，常常可引起事故，因而对液面指示计的耐压和密封性能提出了较高的要求。
《压力容器安全技术监察规程》规定，液面指示计在安装使用前，应进行1.5倍液面计公称压力的耐压试验。
③耐介质腐蚀。
纯净的液化石油气对碳钢等材料一般不腐蚀，但是杂质如硫化氢和水分却对碳钢、合金结构钢等会造成腐蚀。
国内各地区的使用情况表明，液化石油气对碳钢的腐蚀速率可达0.05～0.1mm／a，故要求液面计的零部件，尤其是运转配合部件，如液位计的上下阀门，必须具有良好的耐腐蚀性能。
经验表明：
碳钢、黄铜制造的液面指示计寿命极短，而用1Ce13和1Cr18Ni9Ti这类不锈钢效果较好，液面指示计的形式很多，性能不同，构造各异。
液面指示计应安装在便于观察的位置，如液面指示计的安装位置不便于观察，则应增加其他辅助设施，大型储罐还应有集中控制的设施和警报装置。
液面指示计上最高和最低安全液位，应作出明显的标志。
几种常用的液面指示计介绍如下。
（1）双面玻璃板式液面指示计透光性好，易认易读，构造简单，指示液面直观。
双面玻璃板式液面指示计的构造及外形如图1-10-13所示。
液面计所配的两个阀门，还可冲洗玻璃管内的表面。
操作时应注意，误关时易读出假液位，连接管不适当或开关失误，也会产生液化石油气的喷出现象。
（2）浮子式液面指示计其类型较多，用途也广，工作时是浮子的漂浮位置直接表明液面的高低。
浮子多为耐油的复合材料或空心球体或柱体。
浮子可与机械机构相连接，通过旋转角度的方式向外显示液面值，也可通过其他方式与外界相联系，如磁力感应等，也可以变换为
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