安全阀设计 (2013修改版)

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1、基于LNG工艺的先导式安全阀的优化设计09机械一班汤景掀指导老师：李爱社老师摘要液化天然气（LNG）作为一种清洁、高效的新能源已越来越受到青睐，很多国家已经开始慢慢普及使用LNG。LNG是天然气净化处理后，再经过超低温（-162℃）液化而成的。因为LNG的加工是一项需要在低温进行的工艺，所以在设计先导式安全阀的过程中，这是一个必须着重考虑的问题。而先导式安全阀是一种由导阀和主阀组成的安全阀，它广泛使用在石油化工、热电、燃气输送等行业当中。本文的研究目的就是对现有的先导式安全阀进行深入探索和优化设计，务求让其质量最轻，流阻最小。从而使这种基于LNG工艺的先导式安全阀能在正常运行中有更稳定的

2、发挥和更优质的表现。关键词液化天然气；先导式安全阀；低温；优化设计ABSTRCLiquefiednaturalgas(LNG)isanewenergywhichiscleanandefficientandisincreasinglypopular.Withthepopularizationofliquefiednaturalgas,moreandmorecountrieshasbeenmoreusedforthisnewenergy.TheLNGafterthenaturalgaspurification,thenatultralowtemperatures(-162℃)liquefac

3、tiongenerating.BecauseofLNGisaprocessthathavetocarryoutinlowtemperature,soitmustbefocusedontheissueswhendesignthepilotoperatedsafetyvalve.Andthepilotoperatedsafetyvalveconsistedofpilotvalveandmainvalve,itwaswidelyusedinmanyindustriessuchaspetroleumandchemicals,thermalpower,gastransportationandsoo

4、n.Theresearchpurposeofthisthesisistodeep-goingresearchandoptimaldesignfortheexistingpilotoperatedsafetyvalvetoachieveit’sminimummassandlowestflowresistance.TomakethepilotoperatedsafetyvalvewhichbasedonLNGprocess,haveasolidandmoreperfectperformanceinnormaloperation.KEYWORDSliquefiednaturalgas;pilo

5、toperatedsafetyvalve;lowtemperature;optimaldesign11目录11前言先导式安全阀以其独特的优点，已经被广泛使用在天然气、石油气以及工业管道和化工压力容器上。先导式安全阀的主要特点表现在排气量大，启闭迅速，具有防火防爆、防静电和密封可靠。当然，先导式安全阀也有它不足的地方。首先，在结构上，先导式安全阀与传统的安全阀有很大不同。先导式安全阀是由主阀、导阀、泄放阀、接头和导管等组成的。鉴于这样的原因，所以如何优化先导式安全阀的结构和减轻其重量有着非常重要的理论意义和应用价值。因为这可以在一定程度上降低了先导式安全阀出现故障的机率和降低其成本。同时，

6、先导式安全阀的阀瓣与阀腔流道也会造成阻力损失。分析造成流阻的因素和原因，通过一系列的优化设计和计算，可以尽可能地减少流阻，让先导式安全阀的工作效率最大化。本论文首先是在探究先导式安全阀的基础上，进一步深入了解以及优化基于LNG工艺的先导式安全阀，最终的研究目的是能够是先导式安全阀的质量最轻，流阻尽可能地达到最低，并且不会影响其正常的工作。本论文的研究内容主要从以下六章进行阐述。本论文各章的概要如下：第一章扼要介绍基于液化天然气工艺的先导式安全阀的相关信息，并引出在设计过程中的难点和关键要注意的地方。第二章主要是根据ASMEVIII及API520标准进行阀门的计算，并跟由GB设计依据设计出

7、来的数据进行比对。第三章详细设计阀门内部结构第四章详细讨论密封材料在低温情况下的性能变化，从而确定先导式安全阀所使用的材料。第五章主要是展示先导式安全阀的总装图，展示先导式安全阀的主要结构。第六章总结整篇论文的研究工作，总结存在的问题和最终的优化方案。112.基于LNG工艺的先导式安全阀2.1LNG工艺与先导式安全阀液化天然气（简称LNG）已被工业界公认为地球上最清洁的能源。LNG的主要成分是甲烷，燃烧后只生成二氧化碳和水，对环境造