安全阀在线校验技术讲义.ppt

11安全阀在线校验技术浙江省特种设备检验研究院 22联系方式 通讯地址：杭州市凯旋路通讯地址：杭州市凯旋路211号号 联联 系系 人：张亚彬人：张亚彬 手手 机：机：13750807161 电电 话：话：0571-860237023主要内容主要内容n n一一.安全阀在线校验应用与概况安全阀在线校验应用与概况n n二二.安全阀在线校验基本原理安全阀在线校验基本原理n n三三.安全阀的故障诊断与维护安全阀的故障诊断与维护n n四四.事故案例与防范措施事故案例与防范措施44一安全阀在线校验应用与概况n n安全阀的在线校验、调试是近年来新发安全阀的在线校验、调试是近年来新发展起来的一项专业化技术，由于在线测量展起来的一项专业化技术，由于在线测量安全阀开启压力时，装置不须停车，生产安全阀开启压力时，装置不须停车，生产照常进行。因此，这项技术一出现，首先照常进行。因此，这项技术一出现，首先引起工业界极大兴趣，尤其是在电力、石引起工业界极大兴趣，尤其是在电力、石油、化工等现代化流程行业。油、化工等现代化流程行业。5应用于电力行业应用于电力行业6应用于化工行业应用于化工行业7 7应用于石油行业应用于石油行业881.1 安全阀在线校验的概念n n 所谓安全阀的在线校验就是在使用状态下所谓安全阀的在线校验就是在使用状态下对安全阀的开启压力进行检测、整定的过对安全阀的开启压力进行检测、整定的过程，也就是在带压状态下整定安全阀的开程，也就是在带压状态下整定安全阀的开启压力。这个过程又称：启压力。这个过程又称：（1）安全阀的在役校验）安全阀的在役校验 （2）安全阀的带压校验）安全阀的带压校验 （3）不停车安全阀校验）不停车安全阀校验991.2 安全阀在线校验应具备的条件n n（1 1）合格、准确、专业的调校设备。）合格、准确、专业的调校设备。）合格、准确、专业的调校设备。）合格、准确、专业的调校设备。n n（2 2）配备专职的调校人员，根据）配备专职的调校人员，根据）配备专职的调校人员，根据）配备专职的调校人员，根据TSGZF001-TSGZF001-20062006安全阀安全技术监察规程安全阀安全技术监察规程安全阀安全技术监察规程安全阀安全技术监察规程的规定：从事的规定：从事的规定：从事的规定：从事安全阀在线检测人员应当对设备操作方面接受专安全阀在线检测人员应当对设备操作方面接受专安全阀在线检测人员应当对设备操作方面接受专安全阀在线检测人员应当对设备操作方面接受专业培训，应取得业培训，应取得业培训，应取得业培训，应取得特种设备作业人员证特种设备作业人员证特种设备作业人员证特种设备作业人员证。n n（3 3）完善的安全阀在线校验作业规程）完善的安全阀在线校验作业规程）完善的安全阀在线校验作业规程）完善的安全阀在线校验作业规程 10101.3 安全阀在线调校不适用范围n n（1 1）非弹簧式安全阀（重锤式、杠杆式、脉冲式等）非弹簧式安全阀（重锤式、杠杆式、脉冲式等）非弹簧式安全阀（重锤式、杠杆式、脉冲式等）非弹簧式安全阀（重锤式、杠杆式、脉冲式等）1111n n（2）先导式安全阀的）先导式安全阀的主阀主阀主阀导阀1212（3 3）部分弹簧内置式而无阀杆的安全阀）部分弹簧内置式而无阀杆的安全阀 1313二安全阀在线校验基本原理2.1理论基础理论基础来自于压强来自于压强(P)与力与力(F)和面积和面积(S)的关系的关系:Fd 弹簧预紧力弹簧预紧力P0 安全阀入口压力（系统介质压力）安全阀入口压力（系统介质压力）S 介质作用在阀瓣上的有效密封面积介质作用在阀瓣上的有效密封面积f 阀门密封件（阀瓣与阀座）之间的相互压紧力阀门密封件（阀瓣与阀座）之间的相互压紧力Ps 安全阀的开启压力安全阀的开启压力 F 作用于安全阀阀瓣一个向上的附加提升力作用于安全阀阀瓣一个向上的附加提升力1414Fd Ps SFd P0 S+FPs S=P0 S+FPs=P0+1515 因此，以下三个重要条件为在线校验安全阀的因此，以下三个重要条件为在线校验安全阀的因此，以下三个重要条件为在线校验安全阀的因此，以下三个重要条件为在线校验安全阀的必要条件必要条件必要条件必要条件。n n附加提升力附加提升力附加提升力附加提升力n n系统介质压力系统介质压力系统介质压力系统介质压力n n有效密封面积有效密封面积有效密封面积有效密封面积162.1.12.1.1必要条件的获得必要条件的获得n n附加提升力附加提升力附加提升力附加提升力:可通过油泵向提升油缸打压由压力传感器测得可通过油泵向提升油缸打压由压力传感器测得n n系统介质压力系统介质压力系统介质压力系统介质压力 可通过现场压力表或远程传感器取得可通过现场压力表或远程传感器取得可通过现场压力表或远程传感器取得可通过现场压力表或远程传感器取得n n有效密封面积有效密封面积有效密封面积有效密封面积实际测量阀瓣的内、处径尺寸实际测量阀瓣的内、处径尺寸实际测量阀瓣的内、处径尺寸实际测量阀瓣的内、处径尺寸通过反算获得通过反算获得通过反算获得通过反算获得17测量阀瓣的内、处径尺寸181822安全阀在线校验装置n n192.2.1在线校验装置的在线校验装置的必要器具必要器具n n附加提升力装置附加提升力装置(液压装置液压装置:油泵或提升油缸油泵或提升油缸油泵或提升油缸油泵或提升油缸)n n力的测量装置力的测量装置(力的传感器力的传感器)n n与安全阀阀体连接的装置与安全阀阀体连接的装置(连接件连接件)20202.2.2在线校验装置工作示意图在线校验装置工作示意图2121串联式（阀瓣微动法判开装置）系统结构串联式（阀瓣微动法判开装置）系统结构2222框架式（阀瓣微动法判开装置）系统结构框架式（阀瓣微动法判开装置）系统结构 2323框架式（阀瓣微动法判开装置）系统结构框架式（阀瓣微动法判开装置）系统结构 2424n n2.2.3 2.2.3 系统结构分析系统结构分析系统结构分析系统结构分析n n根据阀瓣微动法判定开启的特点，只需准确求到安全阀根据阀瓣微动法判定开启的特点，只需准确求到安全阀根据阀瓣微动法判定开启的特点，只需准确求到安全阀根据阀瓣微动法判定开启的特点，只需准确求到安全阀开启瞬间的外加力，而与施力的实际过程无关，这就为简化开启瞬间的外加力，而与施力的实际过程无关，这就为简化开启瞬间的外加力，而与施力的实际过程无关，这就为简化开启瞬间的外加力，而与施力的实际过程无关，这就为简化施力系统的结构提供了理论依据，从而使仪器有可能实现小施力系统的结构提供了理论依据，从而使仪器有可能实现小施力系统的结构提供了理论依据，从而使仪器有可能实现小施力系统的结构提供了理论依据，从而使仪器有可能实现小型化、轻量化例如，施加外力的不均匀、不连续、甚至瞬间型化、轻量化例如，施加外力的不均匀、不连续、甚至瞬间型化、轻量化例如，施加外力的不均匀、不连续、甚至瞬间型化、轻量化例如，施加外力的不均匀、不连续、甚至瞬间下降均不影响测量结果。这样可省掉了复杂的液压单元，而下降均不影响测量结果。这样可省掉了复杂的液压单元，而下降均不影响测量结果。这样可省掉了复杂的液压单元，而下降均不影响测量结果。这样可省掉了复杂的液压单元，而仅用一只油泵。此外，由于阀瓣发生微动即判开，因此油缸仅用一只油泵。此外，由于阀瓣发生微动即判开，因此油缸仅用一只油泵。此外，由于阀瓣发生微动即判开，因此油缸仅用一只油泵。此外，由于阀瓣发生微动即判开，因此油缸塞在测量过程中几乎不发生位移。这就是说，油泵只需要压塞在测量过程中几乎不发生位移。这就是说，油泵只需要压塞在测量过程中几乎不发生位移。这就是说，油泵只需要压塞在测量过程中几乎不发生位移。这就是说，油泵只需要压力输出，而流量输出几乎为零（仅仅用于软管的膨胀量）。力输出，而流量输出几乎为零（仅仅用于软管的膨胀量）。力输出，而流量输出几乎为零（仅仅用于软管的膨胀量）。力输出，而流量输出几乎为零（仅仅用于软管的膨胀量）。可见理论上讲油泵可以作得更小，但为便于操作，还应有一可见理论上讲油泵可以作得更小，但为便于操作，还应有一可见理论上讲油泵可以作得更小，但为便于操作，还应有一可见理论上讲油泵可以作得更小，但为便于操作，还应有一定的结构形式。定的结构形式。定的结构形式。定的结构形式。2525n n2.2.4 2.2.4 对工况的扰动情况对工况的扰动情况对工况的扰动情况对工况的扰动情况n n这一优点也是由于判开准则所决定的监听到气流连续这一优点也是由于判开准则所决定的监听到气流连续这一优点也是由于判开准则所决定的监听到气流连续这一优点也是由于判开准则所决定的监听到气流连续排放立即停止施加外力，一般说来此时聚气槽中尚形成不排放立即停止施加外力，一般说来此时聚气槽中尚形成不排放立即停止施加外力，一般说来此时聚气槽中尚形成不排放立即停止施加外力，一般说来此时聚气槽中尚形成不了上举力，因此阀瓣不会上跳了上举力，因此阀瓣不会上跳了上举力，因此阀瓣不会上跳了上举力，因此阀瓣不会上跳(俗称全开俗称全开俗称全开俗称全开)。调校技术更具。调校技术更具。调校技术更具。调校技术更具安全性、实用性。安全性、实用性。安全性、实用性。安全性、实用性。26262.2.52.2.5判定安全阀开启的准则判定安全阀开启的准则 n n 安全阀在线校验装置的判开准则是指在施加连续外力安全阀在线校验装置的判开准则是指在施加连续外力安全阀在线校验装置的判开准则是指在施加连续外力安全阀在线校验装置的判开准则是指在施加连续外力的过程中，判别阀瓣已达到开启状态的事实依据，按照国的过程中，判别阀瓣已达到开启状态的事实依据，按照国的过程中，判别阀瓣已达到开启状态的事实依据，按照国的过程中，判别阀瓣已达到开启状态的事实依据，按照国际通用的标准化术语以及原劳动部颁发的际通用的标准化术语以及原劳动部颁发的际通用的标准化术语以及原劳动部颁发的际通用的标准化术语以及原劳动部颁发的“关于在用锅炉关于在用锅炉关于在用锅炉关于在用锅炉压力容器安全阀校验的若干意见压力容器安全阀校验的若干意见压力容器安全阀校验的若干意见压力容器安全阀校验的若干意见”之附录之附录之附录之附录 6 6“术语术语术语术语”的要的要的要的要求，安全阀开启压力的科学定义为求，安全阀开启压力的科学定义为求，安全阀开启压力的科学定义为求，安全阀开启压力的科学定义为“安全阀阀瓣在运行条安全阀阀瓣在运行条安全阀阀瓣在运行条安全阀阀瓣在运行条件下开始升起时的进口压力，在该压力下，开始有可测量件下开始升起时的进口压力，在该压力下，开始有可测量件下开始升起时的进口压力，在该压力下，开始有可测量件下开始升起时的进口压力，在该压力下，开始有可测量的开启高度，介质可呈现由视觉或听觉感知的连续排放状的开启高度，介质可呈现由视觉或听觉感知的连续排放状的开启高度，介质可呈现由视觉或听觉感知的连续排放状的开启高度，介质可呈现由视觉或听觉感知的连续排放状态态态态”。27272.2.5.1 2.2.5.1 在线安全阀判开的方法在线安全阀判开的方法n n音频法（听觉感知法听觉感知法）周围环境噪音小可人耳直接听觉周围环境噪音小可人耳直接听觉周围环境噪音大可用音频放大器监听周围环境噪音大可用音频放大器监听n n触点法（视觉感知法视觉感知法）28282.3在线安全阀校验的优缺点在线安全阀校验的优缺点n n优点:1.1.无需停车，营造长周期安全生产环境无需停车，营造长周期安全生产环境2.2.避免拆、装阀门，节省检修工期与费用避免拆、装阀门，节省检修工期与费用3.3.不受背压与温度对整定压力的影响不受背压与温度对整定压力的影响4.4.减少污染，保护环境，减轻劳动强度减少污染，保护环境，减轻劳动强度2929n n缺点缺点:1.无法测得实际密封压力2.不能测算出回座压力（离线校验也无法测得）（离线校验也无法测得）3030三三.安全阀的故障诊断与维护安全阀的故障诊断与维护3.1安全阀的常见故障n n3.1.13.1.1泄漏泄漏阀座与阀瓣密封面的损伤阀座与阀瓣密封面的损伤安装位置不当：阀门倾斜安装位置不当：阀门倾斜高温：弹簧受热后刚度变软高温：弹簧受热后刚度变软选用不当：密封压力过小选用不当：密封压力过小脏物夹在密封面上脏物夹在密封面上31n n3.1.2安全阀动作不灵活管道或设备中脏物如焊渣、铁锈等冲到运动部件之间，造成排放时存在卡阻现象。安全阀长期运行中未动作，造成运动部件之间的锈阻和腐蚀。3132n n3.1.3安全阀动作性能达不到设计要求 指在使用过程中由于安装、选型或检修装配、调整不指在使用过程中由于安装、选型或检修装配、调整不当等原因所引起的性能变化。当等原因所引起的性能变化。3.1.3.1 3.1.3.1开启压力变化开启压力变化 整定压力误差整定压力误差（如温差、读数误差等造成开启压力（如温差、读数误差等造成开启压力 超过允超过允 许误差范围）许误差范围）环境温度的较大变化环境温度的较大变化 存在背压的环境下没有采用平衡式安全阀存在背压的环境下没有采用平衡式安全阀 调整螺杆与锁紧螺母松动调整螺杆与锁紧螺母松动333.1.3.23.1.3.2排放压力或回座压力变化排放压力或回座压力变化调节圈位置变化调节圈位置变化排放管道流动阻力过大排放管道流动阻力过大调节圈位置调节圈位置回座压力变化回座压力变化上调节圈下移上调节圈下移下调节圈上移下调节圈上移变大变大上调节圈上移上调节圈上移下调节圈下移下调节圈下移变小变小34n n3.1.4阀门频跳阀门频跳阀门通径选用不当阀门通径选用不当(主要是排放能力过大主要是排放能力过大)进口管道阻力过大进口管道阻力过大排放管道阻力过大排放管道阻力过大弹簧刚度太大弹簧刚度太大调节圈位置不当调节圈位置不当353.2常见故障的排除方法常见故障的排除方法 弹簧式安全阀是一种机械化的自动阀门。因弹簧式安全阀是一种机械化的自动阀门。因此，必须保证阀门各个运动部件的此，必须保证阀门各个运动部件的n n平整度n n光洁度3536故障原因故障原因排除方法排除方法泄漏泄漏1.1.修复密封面修复密封面2.2.重新定压重新定压3.3.清除夹杂等清除夹杂等动作不灵活动作不灵活1.1.解体查明卡阻原因并修复解体查明卡阻原因并修复2.2.建立定期检修制度建立定期检修制度动作性能达不到要求动作性能达不到要求1.1.正确选型、安装正确选型、安装2.2.重新调整调节圈的位置重新调整调节圈的位置3.3.消除或平衡背压消除或平衡背压37四四.事故案例与防范措施事故案例与防范措施n n案例1:冷态校验某电厂电站安全阀运行接二连三出现故障某电厂电站安全阀运行接二连三出现故障 09 09年年0606月月1212日，日，#3#3机负荷机负荷600MW600MW，汽包压力，汽包压力18.4MPa18.4MPa，主汽压力，主汽压力16.59MPa16.59MPa，再热器压力，再热器压力3.5MPa3.5MPa，#2#2再热器出口安全阀启座（整定压力再热器出口安全阀启座（整定压力4.03MPa4.03MPa），），期间汽包水位发生大幅波动，汽包水位有两点急期间汽包水位发生大幅波动，汽包水位有两点急剧下降至剧下降至-230mm-230mm以下，有一点突升至以下，有一点突升至+300mm+300mm以以上，运行巡检未见汽包和过热器安全阀启座。上，运行巡检未见汽包和过热器安全阀启座。1313日，点检发现汽包右前安全阀内漏（整定压力为日，点检发现汽包右前安全阀内漏（整定压力为20.29MPa20.29MPa）。）。38n n原因分析原因分析 机组小修停运前的锅炉安全阀排汽试验中未见安全阀的内漏等异常现象，小修中未对其解体检修，只是由某公司安全阀调试人员进行了冷态校验。39n n案例2:腐蚀卡阻某电厂电站压力容器安全阀超压力未动作某电厂电站压力容器安全阀超压力未动作 11 11年年5 5月份，某电厂电站压力容器安全阀进行月份，某电厂电站压力容器安全阀进行定期校验，发现共用系统的压缩机储罐安全阀腐定期校验，发现共用系统的压缩机储罐安全阀腐蚀严重，同时还发现容器超压力运行，压力蚀严重，同时还发现容器超压力运行，压力1.0MPa 1.0MPa，（容器设计压力，（容器设计压力0.8MPa0.8MPa，安全阀出厂整，安全阀出厂整定压力定压力0.8MPa0.8MPa ），超压），超压0.2MPa0.2MPa运行安全阀未及时运行安全阀未及时排放。排放。40n n原因分析原因分析 多台压缩机组串联运行，其中二台机组的压力设定值为1.0MPa，储罐安全阀从建厂五年未进行检修，腐蚀严重造成卡阻。41弹簧严重腐蚀42严重腐蚀43n n案例3:整定值偏离某企业工业锅炉安全阀整定值偏离造成爆炸某企业工业锅炉安全阀整定值偏离造成爆炸 07 07年年5 5月份，某企业工业小锅炉安全阀整定值月份，某企业工业小锅炉安全阀整定值偏离超压爆炸，造成偏离超压爆炸，造成5 5人死亡，多人受伤的重大事人死亡，多人受伤的重大事故。故。原因分析：原因分析：安全阀整定值偏离，锅炉操作人员擅离职守。44防范措施防范措施1.加强对安全阀的管理，逐个建立信息参数台账。2.定期进行自查、检修，并按国家相关规定请有资质的单位进行定期校验。3.建议对露天状态的安全阀在检修防腐后加装一批防雨帽（参照照片4）或采用封闭全起式安全阀，以保证长期安全运行。45某厂对露天安全阀加设防雨帽后效果。46 欢迎指正，谢谢大家欢迎指正，谢谢大家 2011年年12月月16日日