安全閥選型:整定壓力、背壓與執行型式
決定選型的三個壓力
整定壓力是閥門開啟的壓力;超壓是排放期間允許的高於整定壓力的升幅(通常 10%);背壓是出口處的壓力——排放系統原本即有壓力時為附加背壓(Superimposed),由閥門自身排放造成時為積聚背壓(Built-up)。彈簧式閥門的行為會隨背壓變化,這正是下列執行型式存在的原因。整定壓力、工作壓力範圍與背壓耐受能力皆屬執行型式層級的事實:每個已發布型號頁各自載明。
已發布的執行型式及各自定位
本型錄以識別頁形式發布五個安全閥執行型式。其設計意圖,摘自各頁自身的選型指引:
| 執行型式 | 設計意圖(摘自已發布的選型指引) |
|---|---|
| 全升程安全閥 | 在需要全升程突開動作與最大排放量之處選用此執行型式 - 蒸汽鍋爐、儲氣罐及受壓系統內部 … |
| 低升程安全閥 | 在液體或中等氣體釋放任務需要成比例、低容量排放而非全量突開之處選用此執行型式 - 小型鍋爐、空壓機 … |
| 蒸汽安全閥 | 選用此執行型式為鍋爐與蒸汽管路提供超壓保護,範圍在 PN1 |
| Type 441/442 平衡波紋管安全閥 | 選擇 DIN EN 1092 PN 10-40 或 ASME B16 |
| 高效先導式安全閥 | 先依所需排放量確定喉徑(D 至 T+),再依製程流體與溫度選擇閥體——碳鋼或不鏽鋼 |
全升程、低升程、先導式與平衡波紋管的比較
全升程(突開動作)閥門在很小的超壓內即開啟至最大排放量——是蒸汽、空氣與氣體應用中要求以最小超壓獲得最大排放量的標準選擇。低升程(成比例)閥門隨超壓成比例開啟,適合液體釋放與中等氣體任務,即系統可承受較寬洩放差(blowdown)的場合。
平衡波紋管執行型式將彈簧與閥碟背面與出口壓力隔離,因而在附加或積聚背壓之下整定壓力仍保持穩定,否則背壓會使傳統彈簧閥降額。先導式安全閥(POSV)利用由製程驅動的先導閥維持主閥關閉並在整定點開啟:它能將操作壓力維持在接近整定壓力,其已發布頁面載明寬的整定壓力範圍與高背壓比——是傳統彈簧超出量程時製程工業的答案。
選型與詢價實務
按此順序選型:(1) 依受保護系統的設計基準確定所需排放量與整定壓力;(2) 選出停留在其已發布整定壓力與背壓包絡內的執行型式;(3) 依介質確定材質;(4) 確定連接(螺紋 NPT 或法蘭 RF/RTJ,依已發布的端接選項)與所循標準組——已發布的安全閥頁面列出 API 520/521/526/527 設計與測試參考及 ASME B16.5 / DIN 2543 / EN 12627 法蘭尺寸。
溫度極限屬執行型式與型號層級的事實——各別頁面發布的低溫深冷與高溫範圍屬於那些頁面,而非閥族整體。提供介質、整定壓力、背壓、所需排放量、口徑與連接方式,匹配便是對照已發布表格的確認步驟,而非假設。