許小紅，郭 健

（金陵船廠設(shè)計(jì)公司，南京 210015）

鍋爐安全閥規(guī)范關(guān)注要點(diǎn)

許小紅，郭 健

（金陵船廠設(shè)計(jì)公司，南京 210015）

為了提高船舶建造質(zhì)量，保證船舶安全，有必要加強(qiáng)對(duì)船舶鍋爐安全閥規(guī)范的重視。文章對(duì)鍋爐安全閥涉及的船級(jí)社規(guī)范要點(diǎn)進(jìn)行了分析，使鍋爐更加安全。

船舶鍋爐；安全閥；規(guī)范

0 引言

安全閥是船舶鍋爐的一個(gè)重要組成部分，由于它涉及到船舶的安全，為了提高船舶建造質(zhì)量，保證船舶安全，有必要加強(qiáng)對(duì)規(guī)范的重視，本文對(duì)鍋爐安全閥涉及的船級(jí)社規(guī)范要點(diǎn)進(jìn)行分析。

1 安全閥的功用

當(dāng)外界對(duì)蒸汽的需要量突然減少或爐內(nèi)燃燒過(guò)于強(qiáng)烈時(shí)，鍋爐汽壓會(huì)上升，若燃燒調(diào)節(jié)不及時(shí)，汽壓可能超過(guò)額定工作汽壓較多。鍋爐各承壓部件的壁厚是根據(jù)比額定工作汽壓適當(dāng)高一些的設(shè)計(jì)壓力來(lái)設(shè)計(jì)的，為了防止壓力過(guò)高對(duì)鍋爐造成損傷甚至發(fā)生爆炸，鍋爐一定要裝設(shè)安全閥，以便在汽壓超過(guò)一定限度時(shí)開(kāi)啟，使大量蒸汽排入大氣，以免汽壓繼續(xù)上升。當(dāng)汽壓降至一定程度時(shí)，安全閥自動(dòng)關(guān)閉。

2 安全閥的結(jié)構(gòu)[1 ]

安全閥有直接作用式和先導(dǎo)式兩種，一般采用直接作用式安全閥。圖1展示了歐堡鍋爐所用的直接作用式安全閥。彈簧13通過(guò)下彈簧座10、閥桿11、鍋球6壓緊閥盤(pán)5，鋼球允許閥盤(pán)相對(duì)于閥座2有一定自整位能力。如果取下插銷(xiāo)20，拿掉杠桿19，脫開(kāi)螺釘15，擰下罩帽16，松開(kāi)鎖緊螺帽17，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺絲18，即可調(diào)節(jié)上彈簧座22的位置，改變彈簧的站立而調(diào)整安全閥的開(kāi)啟汽壓。罩帽加有鉛封20，不準(zhǔn)隨意改變調(diào)定壓力。

鍋爐安全閥的閥盤(pán)外緣裝有提升盤(pán) 4。當(dāng)汽壓達(dá)到開(kāi)啟壓力時(shí)，作用在閥盤(pán)上將閥抬起，蒸汽從閥盤(pán)周?chē)绯?。如果沒(méi)有提升盤(pán)，汽壓稍降閥盤(pán)即又關(guān)閉，然后汽壓又會(huì)回升使閥開(kāi)啟，這樣閥盤(pán)將反復(fù)啟閉跳動(dòng)。有提升盤(pán)時(shí)，安全閥開(kāi)啟后閥盤(pán)的蒸汽作用面積大于開(kāi)啟前，只有汽壓降至開(kāi)啟壓力以下若干值、作用在閥盤(pán)和提升盤(pán)上的蒸汽壓力小于彈簧張力時(shí)，安全閥才關(guān)閉，這就保證了閥開(kāi)啟后不會(huì)跳動(dòng)。

舊的國(guó)產(chǎn)安全閥雙閥共用一個(gè)閥體，閥盤(pán)外緣帶“唇邊”（相當(dāng)于底部作用面積既定的提升盤(pán)），閥座上裝有調(diào)節(jié)圈：調(diào)節(jié)圈升高時(shí)閥開(kāi)啟后唇邊外沿蒸汽流通面積縮小，作用在唇邊上的附加上頂力增大，從而使閥的升程和啟閉壓差加大；調(diào)節(jié)圈調(diào)低則唇邊外延蒸汽流通面積加大，閥的升程和啟閉壓差減小。

3 船級(jí)社對(duì)安全閥的要求

3.1 安全閥數(shù)量[2]

鍋爐和蒸汽發(fā)生器至少應(yīng)設(shè)置2只安全閥，每只最小內(nèi)徑為 25 mm，但總受熱面積少于 50 m2（ABS規(guī)范為46.5 m2）的鍋爐可以只設(shè)1只直徑不小于50 mm的安全閥。對(duì)于輔助或家用的小型直流盤(pán)管式整裝燒油鍋爐，其給水泵能限制蒸發(fā)量，可以只裝1只內(nèi)徑不小于19 mm的安全閥。如果裝2只內(nèi)徑不小于16 mm的安全閥，則排量應(yīng)滿(mǎn)足以下要求。

鍋爐安全閥應(yīng)直接與鍋爐連接，并且與其他閥體分開(kāi)。

3.2 安全閥排量[3]

每臺(tái)鍋爐和發(fā)生器上安全閥的設(shè)計(jì)排放量應(yīng)根據(jù)式(1)求得。

對(duì)于飽和蒸汽安全閥：

式中，p為設(shè)定壓力，bar表壓。A為對(duì)于普通高升程或改進(jìn)型高升程安全閥，忽略導(dǎo)桿及其他阻擋物的面積時(shí)，通過(guò)閥座孔口的組合面積，mm2。對(duì)于全升程安全閥，當(dāng)閥門(mén)全部開(kāi)啟時(shí)，減去導(dǎo)桿及其他阻擋物后通過(guò)閥座的凈總面積，mm2。C=4.8適用于最小升程為D/24的普通閥件；C=7.2適用于最小升程為D/16的高升程閥件；C=9.6適用于最小升程為D/12的改進(jìn)型高升程閥件；C=19.2適用于最小升程為D/4的全升程閥件。E為制造廠規(guī)定的高峰負(fù)荷蒸發(fā)量，包括從水冷壁、本體或沸騰型經(jīng)濟(jì)器以及其他與鍋爐直接聯(lián)通的受熱面積的全部蒸發(fā)量，kg/h。

安全閥必須在最大許用工作壓力不超過(guò)其10%的條件下，排出由鍋爐連續(xù)工作產(chǎn)生的最大蒸汽量。

3.3 安全閥設(shè)定值

安全閥的開(kāi)啟壓力不能超過(guò)1.03倍的設(shè)計(jì)壓力，通常廠家將鍋爐內(nèi)蒸汽壓力升至設(shè)計(jì)起跳值，鍋爐安全閥的開(kāi)啟壓力可為大于實(shí)際允許工作壓力的5%，但不超過(guò)鍋爐設(shè)計(jì)壓力。安全閥啟閉壓差一般為開(kāi)啟壓力的4%～7%，最大不超過(guò)10%，但開(kāi)啟壓力小于0.3 MPa時(shí)，最大啟閉壓差為0.03 MPa。應(yīng)急情況下，安全閥還可以通過(guò)鋼絲繩相連的手環(huán)開(kāi)啟。

3.4 蓄壓試驗(yàn)

安全閥開(kāi)啟后應(yīng)能通暢地排出蒸汽，以保證在蒸汽閥關(guān)閉和爐內(nèi)充分燃燒的情況下，煙管鍋爐在15 min內(nèi)、水管鍋爐在7 min內(nèi)汽壓的升高值應(yīng)不超過(guò)鍋爐設(shè)計(jì)壓力的10%。試驗(yàn)前先將蒸汽高壓報(bào)警（與停爐連鎖）屏蔽，此試驗(yàn)的目的是為了驗(yàn)證安全閥的流通面積，所以安全閥不但應(yīng)有足夠大的直徑，而且開(kāi)啟后應(yīng)該穩(wěn)定且具有較大的提升值。

3.5 安全閥排氣管[4]

安全閥排氣管的通路面積對(duì)升程在安全閥直徑的1/4以上者，應(yīng)不小于安全閥總面積的2倍，對(duì)其他安全閥應(yīng)不小于1.1倍。

對(duì)于普通的、高升程和改進(jìn)型高升程閥件，其排氣管以及通道橫截面積至少應(yīng)比式(1)所用的安全閥合計(jì)面積大10%。對(duì)于全升程和其他經(jīng)批準(zhǔn)的高排量閥，排氣管和通道的橫截面積不得小于閥合計(jì)面積為0.1C倍。

安全閥排氣管的布置應(yīng)按照廠家及規(guī)范要求，在船舶實(shí)際建造過(guò)程中，存在設(shè)計(jì)人員未認(rèn)真消化資料進(jìn)而影響鍋爐蓄壓試驗(yàn)的案例。

某船試航時(shí)進(jìn)行鍋爐蓄壓試驗(yàn)期間發(fā)現(xiàn)當(dāng)蒸汽壓力超過(guò)安全閥設(shè)定值（安全閥正常開(kāi)啟后）時(shí)，安全閥雖然正常開(kāi)啟，但蒸汽壓力持續(xù)有緩慢上升的趨勢(shì)。該船鍋爐安全閥的規(guī)格為DN32/50，安全閥進(jìn)口為DN32，出口為DN50，設(shè)計(jì)人員未注意到膨脹接頭圖紙已經(jīng)明確排氣管管徑為min φ76，想當(dāng)然地以安全閥出口的大小DN50設(shè)計(jì)了排氣管路，從而導(dǎo)致該船的安全閥排空管不能滿(mǎn)足廠家對(duì)其布置的要求，極有可能因此引起了該船的蒸汽壓力在蓄壓試驗(yàn)時(shí)緩慢上升。

安全閥的泄壓管大小應(yīng)按廠家推薦設(shè)計(jì)，安全閥排氣管應(yīng)通到大氣，并加以牢固支撐和設(shè)置適當(dāng)?shù)呐蛎浗宇^、彎頭和其他設(shè)施以減少安全閥閥箱經(jīng)受不適當(dāng)?shù)呢?fù)載。

4 其他關(guān)注要點(diǎn)

管路或安全閥體排放側(cè)的最低點(diǎn)必須設(shè)有不能關(guān)斷的泄放設(shè)施。每只安全閥箱應(yīng)在最低部位安裝1根泄水管，能連續(xù)向下流到艙底或1只與鍋爐隔開(kāi)的水柜中去。泄水管不應(yīng)裝閥件或旋塞。推薦泄水管的通徑不小于19 mm，安全閥必須易達(dá)，且能在工作期間安全地釋壓。

5 結(jié)論

隨著航運(yùn)的發(fā)展，鍋爐的設(shè)計(jì)布置已日趨完善，但是船廠對(duì)于鍋爐附件布置以及管路的設(shè)計(jì)仍需注意，如蒸汽卸荷閥的管路布置、給水泵的管路設(shè)計(jì)等，在此不一 一列舉。只有準(zhǔn)確地進(jìn)行布置設(shè)計(jì)，才能讓鍋爐更加安全，更好地發(fā)揮鍋爐的性能。

[1] 費(fèi)千, 富貴根. 船舶輔機(jī)[M]. 大連: 大連海事大學(xué)出版社, 2010.

[2] 中國(guó)船級(jí)社. 鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范[M]. 北京: 人民交通出版社, 2012.

[3] Lloyd’s Register. Lloyd’s Register Rules and Regulations[S]. 2014.

[4] Bureau Veritas. Bureau Veritas Rules and Regulations [S]. 2012.

Key Points of Rule Requirement for Boiler Safety Valve

XU Xiaohong, GUO Jian

(Jinling Shipyard, Nanjing 210015, China)

It is necessary to pay special attention to the rules for ship’s boiler safety valve in order to improve the shipbuilding quality and guarantee the safety. The key points of the rule requirements for boiler safety valve are analyzed so as to make the boiler more safety.

ship boiler; safety valve; rule

U664.5

A

10.14141/j.31-1981.2017.03.004

許小紅（1981—），女，工程師，研究方向：船舶輪機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。