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安全閥計算、選型與設置規定
1 總則 1.1 目的
在石油化工生產過程中，為了防止由于生產事故等造成生產系統壓力超過設備和管道的設計壓力而發生爆炸事故，應在設備或管道上設置安全閥。
安全閥為一種自動閥門。它不借助任何外力，而是利用介質本身的力來排出額定數量的流體，以防止系統內壓力超過預定的安全值。當壓力恢復正常后，閥門再行關閉并阻止介質繼續流出。
在工藝和工藝系統專業的設計中，安全閥的設計內容，主要指安全閥的排放量計算和安全閥的設置兩個方面。按照慣例安全閥的噴嘴面積的計算和選型是由制造商來完成的，所以有關這方面的內容列入附錄中。 1.2 適用范圍
本規定僅適用于石油化工裝置及系統的安全閥選用設計。不適用于其它行業。 對于安全閥的描述在上多遵循美國的ASME標準，在該標準中“安全閥”指僅用于蒸汽或氣體工況的泄壓設施，而用“安全泄壓閥”表示包含安全閥、泄壓閥、安全泄壓閥在內的全部泄壓設施。由于歷史的原因，在我國是用“安全閥”代表了ASME的安全泄壓閥的含義。本規定仍按現行的國家標準來命名，以安全閥代表ASME的安全泄壓閥的全部含義，不再區分安全閥、泄壓閥、安全泄壓閥。
術語、符號
2.1 安全閥幾何尺寸特性
2.1.1實際排放面積（排放面積）(The actual discharge area) 實際排放面積是實際測定的決定閥門流量的zui小凈面積。對微啟式安全閥即為簾面積；對全啟式安全閥即為噴嘴面積。 2.1.2簾面積(The curtain area) 簾面積是當閥瓣在閥座上升起時，在其密封面之間形成的圓柱形或圓錐形通道的面積。
2.1.3噴嘴面積(The nozzle area) 也稱噴嘴喉部面積，是指噴嘴的zui小橫截面積。 2.1.4入口尺寸(The inlet size) 除特別說明外，均指安全閥進口的公稱管道尺寸。 2.1.5出口尺寸(The outlet size) 除特別說明外，均指安全閥出口的公稱管道尺寸。 2.1.6開啟高度(lift) 是當安全閥排放時，閥瓣離開關閉位置的實際升程。
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2.2 安全閥的動作特性
2.2.1操作壓力P (MPa.G) (The operating pressure)：設備及管道在正常工作運行期間經常承受的壓力；
2.2.2 zui大操作壓力Pm(MPa.G)（The maximum operating pressure）：設備及管道在運行期間可能達到的zui大工作壓力；
2.2.3背壓力(The back pressure) Pb(MPa.G) 安全閥出口處壓力，它是附加背壓力和排放背壓力的總和；
2.2.4整定壓力(The set pressure) Ps(MPa.G)（也稱開啟壓力opening pressure，簡稱定壓） 安全閥閥瓣在運行條件下開始升起的進口壓力，在該壓力下，開始有可測量的開啟高度，介質呈由視覺或聽覺感知的連續排放狀態；
2.2.5排放壓力(The relieving pressure) (也稱泄放壓力) Pd(MPa.G ) 閥瓣達到規定開啟高度的進口壓力；
2.2.6回座壓力(reseating pressure) 排放后閥瓣重新與閥座接觸，即開啟高度變為零時的進口壓力。
2.2.7超過壓力△Po (overpressure) (也稱允許過壓) 安全閥出口壓力超過整定壓力的數值，通常用整定壓力的百分數來表示。如果整定壓力等于設備設計壓力，則超過壓力等于積聚壓力；如果整定壓力小于設計壓力，超過壓力等于積聚壓力加上設計壓力與定壓的差值。
2.2.8啟閉壓差(blowndown pressure) 整定壓力與回座壓力之差，通常用整定壓力的百分數來表示。
2.2.9排放背壓力(built-up back pressure) Pbd(MPa.G ) (也稱“積聚背壓”或“動背壓”) 由于介質通過安全閥流入排放系統，而在閥出口處形成的壓力；
2.2.10附加背壓力(superimposed back pressure) Pbs(MPa.G ) (也稱“疊加背壓”或“靜背壓”)； 安全閥動作前，在閥出口處存在的壓力，它是由其它壓力源在排放系統中引起的。 2.2.11冷態試驗壓力(cold differential test pressure) 是安全閥在試驗臺上調整到開啟時的進口靜壓力。這個試驗壓力包含了對于背壓和溫度等工作條件的修正。
2.2.12積聚壓力(accumulation pressure) Pa (MPa,G) 在安全閥排放期間，安全閥的入口壓力超出容器的設計壓力的增值。以壓力的百分數表示，叫做積聚壓力。
2.2.13 排放溫度t，℃ 指排放壓力下安全閥上游介質的溫度。若介質無相變可按工藝操作溫度確定；液化氣容器火災時介質的排放溫度，是指安全閥上游在排放壓力下介質的飽和
3 溫度
2.2.14 設計壓力（表壓）（The design gauge pressure）指設備或管道的設計壓力，在滿足全部操作條件下的溫度和壓力的zui小壓力值。也是用來決定容器各部分的zui小允許壁厚或機械性能的壓力值。
2.3 安全閥校驗
2.3.1附加配件：在本規定中專指為安全閥校驗目的而在其管路上所配置的固定件，如爆破片、閥門、管道、管件和壓力表等。
2.3.2在線校驗：指利用安全閥管路上的附加配件，校驗人員使用合適的器具，在安全閥不拆卸下來和生產裝置不停工的情況下，在原處進行安全閥校驗和壓力整定。 2.3.3離線校驗：指把安全閥拆卸下來，搬運到專門從事安全閥校驗的場所，進行安全閥校驗和壓力整定。
2.3.4快速切換裝置：指安裝在雙安全閥下，可快速改變安全閥的在用與備用關系的裝置。 2.3.5頻跳：安全閥閥瓣迅速異常地來回運動，在運動中閥瓣接觸閥座。 2.3.6顫振：安全閥閥瓣迅速異常地來回運動，在運動中閥瓣不接觸閥座。
2.3.7鉛封：由的專業人員用工具把安全閥的閥帽鎖住，或者把截斷閥的手輪按設計要求鎖住，不經允許均不能啟封的完整活動。
3 安全閥的分類
安全閥有好幾種分類方法，如按國家標準分類、按結構分類、按動作原理分類和按閥瓣開啟高度分類等。但在石油化工裝置中常用的安全閥只有以下幾種：
3.1先導式安全閥：一種依靠從導閥排出介質來驅動或控制的安全閥，該導閥本身應是符合標準要求的直接載荷式安全閥。
3.2平衡波紋管式安全閥：平衡波紋管式安全閥是平衡式安全閥的一種。它借助于在閥瓣和閥蓋間安裝波紋管的方法，將普通式安全閥的背壓影響降低到zui少。 3.3 通用式安全閥（彈簧直接載荷式安全閥）
3.3.1全啟式安全閥：閥瓣可以自動開啟，其實際排放面積不決定于閥瓣的位置。一般用于排放介質為氣體的條件下。
3.3.2微啟式安全閥：閥瓣可以自動開啟，其實際排放面積取決于閥瓣的位置。一般用于排放介質為液體的條件下。
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3.4封閉彈簧式安全閥：指安全閥彈簧罩（閥蓋）是封閉的，彈簧不與大氣接觸。 3.5不封閉彈簧式安全閥：指安全閥彈簧罩（閥蓋）不封閉，彈簧可與大氣接觸。
4 安全閥的設計程序
對石油化工裝置而言，安全閥的設計是在工藝系統專業，進行PID圖的設計過程中完成的。其設計程序一般應包括以下幾個步驟：
4.1 根據8.1中安全閥設置原則，確定需要安裝安全閥的設備或管道，并在PID圖上標上安全閥；
4.2 根據5的原則確定安全閥的型式；
4.3 根據設備或管道的zui大操作壓力，確定安全閥的整定壓力（定壓）、積聚壓力和排放壓力，根據排放工況確定安全閥的背壓。
4.4對每個安全閥進行火災、操作、設備三類事故狀態的分析，確定其可能發生的幾種事故狀態；對每個安全閥分別進行幾種事故狀態下的zui大排放量計算，并比較出一種具有zui大排放量的工況，它就是該安全閥的排放工況及其排放量；不應將各種不利情況同時疊加來計算。
4.5 根據排放量及有關操作條件，由制造商進行安全閥口徑計算并選型；
4.6根據8.2和8.3的內容分析完善PID圖上的安全閥設置設計，使之能滿足安全閥少一年校驗一次的要求； 4.7 編制安全閥的數據表。
5 安全閥的選型
5.1排放介質為氣體時，一般選用全啟式安全閥；排放介質為液體時，一般選用微啟式安全閥，也可選用全啟式安全閥。當介質為液體選用全啟式安全閥時，它的動作性能則變為微啟式，其噴嘴內徑應按微啟式計算，應采用制造廠提供的微啟式安全閥的流量系數。 5.2在石油、石化生產裝置中一般只選用彈簧式安全閥或先導式安全閥。 5.3下列情況應選用平衡波紋管式安全閥：
5.3.1安全閥的背壓力大于其整定壓力的10%，而小于30%時；
5.3.2當介質具有腐蝕性、易結垢、易結焦，會影響安全閥彈簧的正常工作時；
但平衡波紋管式安全閥不適用于酚、蠟液、重石油餾分、含焦粉等的介質上，也不適
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用于往復壓縮機選用。
5.4下列情況應選用先導式安全閥：
5.4.1安全閥的背壓力大于其整定壓力的30%以上時； 5.4.1對要求安全閥的密封性能特別好的場合；
5.4.1對于介質有毒、有害時，應選用不流動式導閥（即導閥打開時，它不向外排放介質）。 5.5 除用于水、蒸汽、空氣、氮氣的安全閥外，所有安全閥都應選用封閉彈簧式結構。 5.6 排放介質的溫度大于300℃時，應選用帶散熱片安全閥；
5.7 為檢查閥瓣的靈活程度或作緊急泄壓用時，應選用帶板手的安全閥；排放介質為蒸汽時，應選用帶板手的安全閥。
6 安全閥的制造標準 6 .1 安全閥的制造標準
目前我國采用的安全閥制造標準有兩種：
國家標準（彈簧直接載荷式安全閥 GB12243—89）
API（美國石油協會）標準（Flanged Steel Safety—Relief Valves API Standard 526） 6.2 安裝在處理易燃、易爆、有害、有毒介質的設備及管道上的安全閥，應選用API標準制造的安全閥。
6.3 符合下列場所之一時，宜選用國家標準制造的安全閥： (1) 安裝在水、蒸汽、空氣、氮氣等排放要求不高的場所。
(2) 安全閥所保護設備的連續運轉時間少于一年，或其他要求較低的場所。
7 安全閥的計算
本規定中安全閥的計算，是為確定安全閥的操作參數及所需的zui大排放量，以安全閥的zui大排放量作為安全閥噴嘴面積的計算依據。 7.1 技術參數的確定 7.1.1定壓（Ps）的確定
安全閥的定壓必須等于或稍小于設備和管道的設計壓力，一般可根據設備或管道的zui高操作壓力來確定其安全閥的定壓，可按下式計算：
當 P ≤ 1.8 (MPa .G) Ps= P + 0.18 當 1.8 ＜ P ＜ 4 (MPa.G ) Ps= 1.1 P 當 4 ＜ P ＜ 8 (MPa .G) Ps= P + 0.4 當 P ＞ 8 (MPa.G ) Ps= 1.05 P
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