背压对安全阀性能的影响

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1、化工装备问题与对策背压对安全阀性能的影响闰正伟金寿根(浙江37浮锅炉附件厂325102)摘要:对安全阀的背压进行了定义。经过对密封件的受力研究，分析了背压对安全阀开启压力、排放压力、回座压力、排量的影响。提出了在背压条件下安全阀的选用。关键词:背压;安全阀;开启压力;排量1、概述安全阀是化工装备、压力容器及锅炉等的安在使阀门的开启压力增加，增加值即为背压力，在全附件。当被保护系统内压力超过允许值时，安设计弹簧时务必要注意这一点。全阀开启泄放掉超压部分的介质，防止压力继续对波纹管及活塞先导平衡式安全阀，背

2、压对升高而导致系统损坏;当压力降低时，安全阀能开启压力不受影响。而对于没有背压平衡机构的灵敏可靠的回座，阻止介质继续排放，浪费能源。而系统背压的存在，对安全阀开启压力、排放压力、回座压力、排量等均会产生影响，从而影响安全阀的性能。2、背压对安全阀性能的影响安全阀排放侧的压力称为背压力，分如下两种:(a)排放背压力，指介质通过安全阀流人排放系统时在阀门出口处形成的压力。另外一种定义是安全阀排放时，因排放侧阻力在安全阀出口侧形成的压力。图1密封状态下受力图(b)附加背压力，是指装置运行时在安全阀出常规型安全

3、阀用于固定背压条件下，其开启压力口处存在的静压力。它是由其它压力源在排放系为:开启压力二试验差压力+背压统中引起的。为了得到在试验台上用以整定阀门的冷态试只要排放管安装正确，排放背压力不会对安验压力，根据工作介质的温度不同可能需要一个全阀性能产生影响。本文着重分析附加背压力，以附加的温度修正值。下背压均指附加背压力。(2)背压对排放压力的影响(1)背压对开启压力的影响排放压力Pa为阀瓣达到规定开启高度时的进开启压力P、为安全阀阀瓣在运行条件下开始口压力。排放压力的上限需服从国家标准。在该升起的进口压力。

4、它是在阀的进口测得的表压，在压力下，阀瓣达到最高位置，此时排放压力应大该压力时，使阀瓣开启的力与使阀瓣重新保持在于或等于弹簧力、背压力等与Pa相反的力。下面阀瓣上的力平衡。当阀后有背压存在时，受力如图1所示。由于作用面积相同，所以PSA--PbA+F,分两种情况进行分析:(a)在常规式安全阀承受背压时，受力如图2,式中PS为开启压力，Pb为背压力，F，为弹簧力，A为密封面面积。由上式可以看出，背压的存PdA=PbA+F,+Fr,+Ff一24一化工装备问题与对策图2排放状态下受力图图3排放状态下受力图常规

5、式安全阀背压平衡式安全阀式中几为排放压力，Pb为背压力，F，为弹簧力方向与介质作用力方向相同，增加了排放升力，力，FG为关闭件重力，Ff为阀瓣与导向套的磨擦背压的存在使排放压力减少。力，A为密封面面积。由此，背压的存在使排放压(3)背压对回座压力的影响力增加。回座压力Pr指阀瓣重新与阀座接触，即开启(b)在背平衡式波纹管安全阀承受背压时，受高度变为零时进口处的静压力。同样原理，对常力如图30规式安全阀，背压的存在使回座压力升高;对平衡波纹管式安全阀，背压使回座压力减小。PdA+PbA=F,+FG+Ff(

6、4)背压对排量的影响式中A，为阀座密封面宽度环形面积，其余波纹管背压平衡式及先导式安全阀虽然开启代号同上。由图3可以看出，在波纹管平衡式安全压力不会受到影响，但是阀门开启后仍会对排量阀中，波纹管的有效面积应等于喷嘴密封面积，并产生影响。排量计算按照《压力容器安全技术监由于波纹管焊接在导向套及阀瓣上，而使阀瓣顶察规程》附件五所列的公式。对于气体及蒸汽，如面积不受背压的作用。作用在超出波纹管和密封有背压，在亚临界条件下，要乘以背压修正系数。面面积的那部分的阀瓣面积上的背压力互相抵消，以我厂为武汉某科研所设计

7、制造的安全阀为例进所以在背压下都不存在未被平衡的力。背压作用行计算，阀门如图5,安全阀参数公称通径rnmDN65公称压力MPaPN10流道直径nim36壳体强度试验MPa15介质空气整定压力MPa5.7工作温度’C320附加背压力MPa0一4.5亚临界条件:典，(?,,))_k-1式中:w一排t,kgmpa一Ktl-Pd一安全阀的排放压力(绝对压力)W=7.6·10-2CKAPINZT、Pd=LIPS+0.1，MPa一25一化工装备问题与对策P，一安全阀的整定压力，MPaC=356几一背压(绝对压力)，

8、MPaKb一背压修正系数，K一安全阀排放系数，0.7k一气体特性系数(常用见表3),k=1.4A一安全阀的最小排放面积，M一气体摩尔质量(常用见表3),kg/kmo1,A=0.785do2,mmlM=29do一安全阀最小流道直径(阀座喉径)，mmT一气体温度，KZ一气体在操作温度压力下的压缩系数。C一气体特性系数，C=520}k(-奥、鲁，勺”k+11Z=0.97排量计算结果背压Pb压力比背压修正排放量背压Pb压力比背压修正’排放量MPa