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化工液壓安全閥計算選型分析確定液壓安全閥液封高度的重要性
目前在石油儲運系統(tǒng)中在用儲罐都安裝兩套呼吸閥來保證儲罐的運行安全，一套為機(jī)械呼吸閥另一套為液壓安全閥。液壓安全閥設(shè)在機(jī)械呼吸閥的一側(cè)當(dāng)機(jī)械呼吸閥失靈時液壓安全閥可立即代替其工作。液壓安全閥的壓力和真空調(diào)節(jié)度比機(jī)械呼吸閥大10%當(dāng)罐內(nèi)油氣與空氣壓力達(dá)到1961.3Pa時才動作。當(dāng)罐內(nèi)真空度達(dá)到637.4Pa時液壓安全閥開始進(jìn)入氣體所以液壓安全閥可以起到安全保護(hù)作用。
安全備用設(shè)備，它的吸氣和呼氣的動作壓力略高于（活瓣式）呼吸閥，在呼吸閥一旦失靈或在冬季其活瓣凍結(jié)時，液壓安全閥的液封即被破壞從而保護(hù)油罐免遭破壞，液壓安全閥裝于油罐頂部與呼吸閥配合使用，控制壓力：+56毫米水柱至-50毫米水柱。
化工液壓安全閥計算選型分析幾種液壓安全閥的有關(guān)數(shù)據(jù)表
| 儲罐位號 | 規(guī)格 | 型號 | 重量(kg) | 技術(shù)條件 |
| V—3007 | DN80 | GYA—80 | 38.0 | 1961.3Pa -637.4Pa |
| V—3011 | DN80 | GYA—80 | 38.0 | |
| V—3008 | DN100 | GYA—100 | 42.0 | |
| V—3009 | DN100 | GYA—100 | 42.0 | |
| V—3010 | DN80 | GYA—80 | 38. 0 | |
| V—3001A/B | DN250 | GYA—250 | 140. 2 | |
| FB—3601A/B | DN150 | GYA—150 | 66. 0 |
冬季要注意閥片的防凍、保證起落靈活。對安全閥作經(jīng)常性的巡檢、測量液封高度并根據(jù)季節(jié)變化定期更換、補(bǔ)充液封等是一項必須要做好的日常工作。對于油封高度許多廠都是依靠經(jīng)驗來確定。
例如將油封高度定位于液壓安全閥內(nèi)高度的1/3～2/3。但依靠經(jīng)驗也會產(chǎn)生不安全問題主要體現(xiàn)在加油量不易掌握。加的多罐內(nèi)壓力達(dá)到液壓安全閥的控制壓力時就不工作；加的少油封很快就會被吹出來，空氣進(jìn)入罐內(nèi)油品的質(zhì)量就受到影響，油氣揮發(fā)使得油品損耗加大嚴(yán)重時還會使儲罐超壓而爆裂或因儲罐產(chǎn)生負(fù)壓而被抽癟。為保證儲罐的運行安全就必須正確確定液壓安全閥的液封高度。
二、化工液壓安全閥計算選型分析液封高度的計算和計算實例
1、液壓安全閥的結(jié)構(gòu)示意圖見圖。
2、液封油的選擇
為保證液壓安全閥在較高和較低的溫度下正常工作，閥內(nèi)應(yīng)充入費點高、不易揮發(fā)、凝點低的液體作為液封如柴油、低粘度潤滑油、甘水溶液和乙二醇等。根據(jù)液封油的特點，經(jīng)反復(fù)試驗選用25號變壓器油作為液封油。
3、液壓安全閥的工作過程
當(dāng)儲罐的氣體空間處于平衡狀態(tài)時罐內(nèi)壓力與周圍空氣壓力相等，內(nèi)外空間的液封保持在同一液面上見下圖。
當(dāng)罐內(nèi)的氣體空間處于壓力狀態(tài)時，氣體由內(nèi)環(huán)空間的D1-d將密封液擠入外環(huán)空間D2-D1中。當(dāng)壓力不斷上升時液位也在不斷變化。當(dāng)內(nèi)環(huán)空間的液位與隔板下緣相對平衡時，罐內(nèi)氣體將經(jīng)過隔板的下緣而逸入大氣見下圖。
當(dāng)儲罐內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓時，外環(huán)空間的密封液將進(jìn)入內(nèi)環(huán)空間大氣將進(jìn)入罐內(nèi)見下圖。
隔板下緣應(yīng)做成鋸齒形以保證密封液穩(wěn)定流動。
根據(jù)流體力學(xué)計算密封液的液柱高度：
式中hy-密封液的液柱高度；
hz-密封液的真空度；
py-液壓安全閥控制的呼氣壓力；
pz-液壓安全閥控制的吸氣壓力；
y-密封液的容重。
根據(jù)反復(fù)試驗得知，在相同的阻力下，氣體通過充滿密封液的截面積應(yīng)為沒有液封的通路截面面積的3倍即：
液壓安全閥的盛油直徑可以根據(jù)這樣的關(guān)系來確定即同體積的液體在內(nèi)環(huán)空間應(yīng)產(chǎn)生hz高的液封，在外環(huán)空間應(yīng)產(chǎn)生hy高的液封，也即受壓時液壓安全閥在內(nèi)環(huán)壓出的密封液的體積應(yīng)等于液壓安全閥在外環(huán)得到的體積：
4、化工液壓安全閥計算選型分析計算實例
根據(jù)表1給出的數(shù)據(jù)計算液封高度。py=1961.3Pa,pz=637.4Pa，25號變壓器油的容重γ≈0.85。將數(shù)據(jù)代入式(1)、式(2)和式(8)中，得到hm=57mm。計算結(jié)果表明當(dāng)液壓安全閥的隔板浸入油面的深度為57mm時才能保證油罐的運行安全。
化工液壓安全閥計算選型分析主要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 12243-2005
結(jié)構(gòu)長度標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 12221-2005
連接法蘭標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 9113
壓力溫度等級：GB/T 12224-2005
試驗檢驗標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 13927-2008
四、化工液壓安全閥計算選型分析主要外形尺寸和連接尺寸及重量
型號 | 規(guī)格 | 安裝尺寸（毫米） | 重量 | ||||||
d | D | D1 | D2 | n-d1 | L | H | |||
GYA-80 | 80 | φ85 | φ185 | φ150 | φ125 | 4-φ18 | 376 | 424 | 38 |
GYA-100 | 100 | φ105 | φ205 | φ170 | φ145 | 4-φ18 | 500 | 605 | 42 |
GYA-150 | 150 | φ148 | φ260 | φ225 | φ200 | 8-φ18 | 650 | 705 | 66 |
GYA-200 | 200 | φ210 | φ315 | φ280 | φ255 | 8-φ18 | 900 | 755 | 97 |
GYA-250 | 250 | φ264 | φ370 | φ335 | φ310 | 12-φ18 | 1050 | 885 | 140 |
三、化工液壓安全閥計算選型分析在使用液壓安全閥時應(yīng)注意下列問題。
1、在計算隔板浸入深度時一定要將用水柱高度表示的壓力和真空度換算成密封液的液柱高度hy和hz。
2、如果液壓安全閥操作不當(dāng)密封液極易吹出，如果發(fā)生這種情況應(yīng)及時補(bǔ)充密封液，否則油罐和大氣就會直接相通而大大增加油品的蒸發(fā)損耗，尤其是要特別注意苯罐和二甲苯罐防止造成環(huán)境污染。
3、正確選擇密封液，防止其被吹出。對于液壓安全閥使用的潤滑油必須選用其凝點低于當(dāng)?shù)貧鉁囟植灰讚]發(fā)的油品。
液壓安全閥密封液的加添和更換都依據(jù)上述公式的計算結(jié)果進(jìn)行。實踐表明給出的公式能準(zhǔn)確地確定油封高度取得了保證儲罐和機(jī)械呼吸閥長期安全運行的效果也為氮封閥長期穩(wěn)定運行提供了保障。
