摘要：高温高压、锅炉、安全阀。
关键词: 安全阀。
1 概述
高温高压锅炉从上世纪六十年代开始，作为我国火力发电厂的重要设备之一，伴随着我国装备制造业的发展，锅炉设备跟着也跟着进行技术的更新换代，虽然高温高压锅炉目前已经不是我国火力发电的主流设备配置。但是伴随着锅炉设备的更新换代，在目前新建的锅炉上，依然能看到设备的技术更新和发展。比如锅炉上的安全阀设备，也进行着技术创新的更新换代。
2 前言
高温高压锅炉参数：主要指锅炉出口额定蒸汽压力：9.8MPa；额定蒸汽温度：540℃。
随着多年来的发展，锅炉的额定蒸发量已经发生了巨大的变化，锅炉额定蒸发量已经可以任意设置，满足了用户多变的需求，比如从75T/H、90T/H、130T/H、165T/H、180T/H、220T/H、240T/H、260T/H、280T/H、320T/H、 420T/H等。同样，锅炉上的安全阀也经历了更新换代，技术创新。本文着重介绍一下锅炉汽包和集汽联箱（过热器出口）安全阀的发展和对比介绍。高温高压锅炉上安全阀的发展大致可以分为三个阶段。第一阶段，从六十年代开始到八十年代末，在这一阶段，锅炉上的安全阀主要以冲量安全装置为主，主要技术是从前苏联引进；第二阶段，从八十年代末开始到2000年左右，行业中存在着冲量安全装置和弹簧直接作用式安全阀交替使用的状况；第三阶段，从2000年以后至今，高温高压锅炉上汽包安全阀和过热器安全阀主要采用弹簧直接作用式安全阀为主。该阶段出现了大量的新设计锅炉安全阀都采用弹簧直接作用式安全阀，同时旧电厂改造，把原先原有的冲量型安全装置改造成弹簧直接作用式安全阀。
3 安全阀
冲量安全装置主要设备：主安全阀、冲量安全阀（脉冲安全阀）、截止阀、节流阀、三通阀等。
弹黄直接作用式安全阀主要 由阀体、喷嘴型阀座、阀瓣、阀杆、冷却器、弹簧罩、弹簧等主要零部件件组成。
下面以240T/H高温高压锅炉设置安全阀为例，说明冲量安全装置和弹簧直接作用式安全阀的主要区别。
过热器出口额定蒸汽压力：9.8MPa，额定蒸汽温度：540℃，安全阀整定压力：Ps=1.05*9.8MPa=10.29MPa，整定压力为脉冲安全阀的起跳压力。
汽包工作压力：11.4MPa，工作温度：325℃，汽包安全阀整定压力：Ps=1.08*11.4MPa=12.31MPa，整定压力为脉冲安全阀的起跳压力。
备注：排放量计算按照《蒸汽锅炉安全技术条件监察规程》和ASME第一卷《动力锅炉建造规程》安全阀计算公式。
4 对比分析
从结构上，冲量安全装置，不仅需要安装冲量安全阀，主安全阀，截止阀、节流阀阀等设备，同时需要从汽包引冲冲量安全阀信号到过热器主安全阀，需要配备大量的管道设备。结构复杂，设备庞大。而对于弹簧式安全阀，锅炉系统整体布置结构相对简单，并且节约成本。以上述240T/H锅炉为例：两套DN125/ P54 100V冲量安全阀，装置为例，不算管道设备，大约在1100Kg，而三只弹簧式安全阀的质量总重大约在960Kg左右。所以从锅炉整体材料损耗上看，冲量安全装置要比弹簧式安全阀要大。
从现场设备维护上，冲量安全阀装置不仅要维护冲量量安全阀，还要维护截止阀、节流阀、主安全阀等发面的维护和维修，相当于要维护整个冲量安全装置系统，而弹簧式安全阀只需要更换个别零件，就能达到维护和维修的效果。
从启闭压差的控制上来看，冲量安全阀装置唯一可以进行启闭压差调节阀的设备为节流阀（示意图中的件号4）。通过该节流阀可以进行启闭压差的调节，但是调节的性能比较差，只能定性的调节，不能做到精准的控制，所以在锅炉现场，冲量安全装置的启闭压差一般都位于10%~20%之间。但是弹簧式安全阀，带上下调整杆、上下调整环结构的安全阀，可以做到启闭压差的精准调节，可以控制安全阀的启闭压差在4%~7%之间，最大不超过10%。这样就有效的控制了蒸汽的损失，减少燃煤或者燃油的损耗。
从排量系数上，冲量安全装置的排量系数小，按照《蒸汽锅炉安全技术条件监察规程》，排量系数为0.235。由于排放系数小，导致阀门口径大，造成设备的浪费。近年来，随着安全阀技术的不断升级，弹簧式安全阀的排放系数已将达到0.975（ASME I），所以相同口径的阀门，弹簧式安全阀的口径可以缩小替代冲量安全阀装置。例如：DN125/ P54 100V冲量安全阀装置，可以采用DN90/P54 100V的弹簧式安全阀替代。
5 结论
通过对比，弹簧式安全阀无论是在性能上、结构上都比冲量安全阀装置占有优点，所以，我个人认为锅炉安全阀的发展是符合我国装备制造业的发展趋势的。都是通过技术上的提升，降低设备材料上的损耗，实现能源的合理利用。弹簧式安全阀虽然在启闭压差上已经做到了很大的调高，但是尽可能的把阀门的启闭压差做到最小，得以实现最小介质的排放，一直是弹簧式安全阀设计的理念，同时在实现自动化、可视化的道路上，最大满足用户的特殊需求，比如增加开启显示装置、实现在线自动调试等功能等，也是弹簧式安全阀在优化改进发展的一种趋势。
参考文献
[1]GB/T 12241－2005《安全阀 一般要求》。
[2]GB/T 12242－2005《压力释放装置 性能试验规范》。
[3]GB/T 12243－2005《弹簧直接载荷式安全阀》。
[4]劳动部发[1996]276号《蒸汽锅炉安全技术条件监察规程》。
[5] ASME I《动力锅炉建造规程》。
论文作者:张尚义
论文发表刊物:《基层建设》2016年24期8月下
论文发表时间:2016/12/6
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