标准解读
第一卷仍然明确规定最大 “ 启闭压差 ” 应 该在 4 % 至 6 % 之间 , 具体视阀门的压力调 节范围而定 。 ASME 第八卷的情况则是相 反 , 规定最高 “ 启闭压差 ” 为 7 % 或 3psi , 以较高者为准 , 无论是气体还是蒸汽介 质 。 因此 , 基于 ASME 标准第八卷的泄压 阀 ( 安全阀 ) 不能安装在基于 ASME 标准 第一卷的锅炉上的首要原因 , 就是前者不 能满足强制性的最低超压和 “ 启闭压差 ” 要求 。
ASME 标准第一卷强制要求最低 “ 启 闭压差 ” 为 2psi , 或整定压力的 2 %, 以便 确保阀门运行稳定 , 不会发出抖动噪音 。 而 ASME 第八卷没有对最低 “ 启闭压差 ” 提出要求 。 就锅炉阀而言 , 如果 “ 启闭压 差 ” 低于 2 % 或 2psi , 会导致阀碟撞击喷 嘴 , 而且阀碟不会进入上升行程 。 相应 地 , 阀门无法在需要时释放流体 , 进而还 会导致锅炉内压力升高 。 抖动会损坏阀门 内件 、 阀门与管道之间的紧固件 , 以及邻 近的管道 。
设计更复杂的锅炉阀
作为基于 ASME 标准第八卷的泄压阀 ( 安全阀 ), 其在超压 10 % 或 3psi 时 ( 以 较高者为准 ), 达到最大流量 。 如果超压 降低到 3 %, 以便符合 ASME 标准第一卷的 要求 , 则喷嘴的最小面积需要扩大 。 在此 情况下 , 基于 ASME 标准第八卷的泄压阀 ( 安全阀 ) 无法推动阀碟完整走完的上升 行程 。 相应地 , 阀门无法达到超压 3 % 时应 该达到的最大流量 。
由于设计更为复杂 , 锅炉用的泄压阀 ( 安全阀 ) 和基于 ASME 标准第八卷设计 并制造的泄压阀 ( 安全阀 ) 相比 , 前者可 以在较低的超压下实现最大流量 。
对基于两种标准的阀门进行深入比 较 , 假设一台 “ L ” 型流道的阀门 , 喷嘴 区域的流道面积为 2.853 平方英寸 。 阀碟上 升总行程相当于喷嘴直径的 25 %。 走完整
个上升行程后 , 喷嘴口的面积和阀碟抬升 过程中掠过的面积相等 。 相应地 , 阀门的 流量完全受到喷嘴口面积的制约 , 而非阀 碟上升行程的制约 。 就此案例而言 , 喷嘴 口的直径相当于 48.4 毫米 , 阀碟的上升行 程为 12.1 毫米 。 换言之 , 喷嘴口面积和阀 碟上升总行程掠过的面积都是 1839.9 平方 毫米 。 即使阀碟的上升行程更高一些 , 阀 门的流量仍然受到喷嘴口面积的制约 。 理 论上 , 两种阀门 ( 基于 ASME 标准第一卷 和基于 ASME 标准第八卷 ) 都能实现相同 的最大阀碟上升行程 , 但是由于不同的超 压值 , 两种阀门的流量不同 。
上述喷嘴口面积是根据 API 526 的定 义 , 计算出的有效面积 。 API 526 标准的主 要管辖范围 , 就是基于 ASME 标准第八卷 的压力容器上的阀门 。 然而 , 制造商的实 际参数可能会略大于 API 526 公布的参数 。 许多锅炉阀制造商只会参考 API 526 中的一 部分流道口面积参数 , 而且入口和出口端 接口的尺寸 ( 公称直径 ) 不一定遵循 API 526 公布的数据 。 因此 , 基于 ASME 标准第 八卷的阀门结构长度 ( 根据 API 526 的定 义 ), 不能作为锅炉阀的参考值 。 对于锅 炉阀而言 , 阀门结构长度是由各家制造商 各自确定自己的标准 。 况且 , 并没有哪些 行业标准像 API 那样 , 要求将上述尺寸标准 化 。
超压和启闭压差
较高的超压程度 ( 基于 ASME 标准第 八卷 ), 以及较高的启闭压差 , 都意味着 泄压过程中有更多的蒸汽被浪费 。 不仅如 此 , 锅炉还需要承受更高的压力和温度 , 面临着热损伤的潜在风险 。 相应地 , 较大 的启闭压差意味着锅炉需要产生更多蒸 汽 , 来弥补排放造成的损失 。 如果阀门是 基于 ASME 标准第一卷设计和制造的 , 情 况就会相反 。 它的设计会更复杂 , 超压程 度较低 , 启闭压差也较低 。 这意味着锅炉
的压力和温度相对较低一些 , 而且蒸汽的 浪费被降到最低限度 。 阀门的最高泄压压 力 ( 超压 10 %) 即为锅炉的最高压力 。
设计符合 ASME ( 美国机械工程师协会 ) 标准第 一卷要求的泄压阀 。
设计符合 ASME ( 美国机械工程师协会 ) 标准第 八卷要求的泄压阀 。
《阀门世界亚洲》 2024 年 10 月刊 31