在壓力容器中安裝安全閥和泄壓閥以及在上游和下游使用截止閥被認為是內部壓力大于大氣壓力的設備的最后一道防線。但是，這種保護只能通過定期維護來保證。

泄壓閥（PRV）應用于各種工業領域，例如煉油廠、紙漿和造紙、化肥、化學和食品工業等。這些閥門用于保護按照ASME規范第8節第1部分建造的壓力容器。這樣，通過正確尺寸、指定、安裝以及隨后檢查和維護的泄壓閥，可以保護生命、環境和投資資本。

根據行業的不同，用戶可能需要定期拆下這些閥門進行檢查和維護。在進行此維護之前，可能需要完全關閉工廠。

當用戶預見到這種需求時，必須至少安裝兩個泄壓閥，每個閥門的單獨流量至少負責過程所需流量的100%。因此，一個安全泄壓閥將始終暴露在過程中，而另一個安全泄壓閥將保留。在這樣的應用中，兩個閥門的設定壓力必須限制在相同的MAWP（最大允許工作壓力）值。通過這種布置，用戶可以卸下一個安全泄壓閥進行維護，并在過程繼續運行中始終受到另一個安全泄壓閥的保護。

ASME規范第8節第1部分（2021版）在其附錄M中僅允許使用上游和下游PRV截止閥，以便將其拆除以進行維護。

推薦閘閥或球閥

ASME規范第8節第1部分和API 520標準第2部分（安裝）建議安裝全通徑截止閥，即閘閥或球閥。這兩種類型在完全打開時都提供最小的壓降。這些閥門必須用鏈條和掛鎖鎖定在100%打開位置。這些閥門在任何情況下都不能在部分打開的位置運行。

一些用戶不了解用于阻斷的閥門的結構設計，因此最終使用截止閥來阻斷安全閥和泄壓閥。然而，由于其內部幾何形狀，截止閥即使在100%打開時也會產生高壓降（高能量損失）。在這些閥門中，流動方向會以90°改變兩次，而在閘閥或球閥中，流動通道是完全不間斷的。

將2英寸口徑的閘閥或球閥與2英寸截止閥的壓降進行比較：閘閥和球閥的壓降相當于0.7米的直管，而在截止閥造成的壓降相當于一根17.68米的直管段。球閥提供的這種高壓降導致流量比閘閥或球閥低三到四倍。例如，仍以上述閥門為例，2英寸直徑閘閥的流量系數（CV）為309，而直通型截止閥的流量系數僅為47。容器和安全泄壓閥的入口連接必須提供盡可能低的壓降，以免影響閥門的操作性能。

最大壓降

ASME規范第8節第1部分和API 520標準第2部分建議容器出口和安全泄壓閥入口連接之間的最大壓降在其承載能力額定流量下不超過設定壓力的3%。更大的壓降會導致一種稱為顫振的操作現象。這種現象提供了閥板靠著閥門噴嘴（和流動方向）快速打開和關閉的循環。在設定壓力下會發生顫振，從而阻止閥門釋放壓力，增加容器內的壓力。

這種現象是由于截止閥規格不正確（應用時）導致進水管中的高壓降造成的。進水管的內徑小于安全泄壓閥進水接頭的內徑。當過程提供的流量小于安全泄壓閥額定流量的30%時，安全泄壓閥尺寸過大是另一個可能導致顫振的原因。

在入口管道或尺寸過小的入口管道中安裝高壓降（低壓恢復）截止閥，或在尺寸過大的安全泄壓閥中安裝一個高壓降（低壓恢復）截止閥，都會導致作用在閥板支架下方和擠壓腔內的力減小，在泄壓期間保持閥門打開。

在容器出口和閥門入口之間的管段中發生的壓降與其長度和峰值流速成正比，與其內徑成反比。為此，始終建議進口管的內徑等于或大于安全泄壓閥進口連接處的直徑，決不能小于噴嘴喉部的內徑。

最終結論

泄壓閥被認為是內部壓力大于大氣壓的設備的最后一道防線。但是，只有在安全閥和泄壓閥進行定期維護時，才能保證這種保護。如果安全和泄壓閥的尺寸、規格、安裝、檢查和維護不正確，其正確操作的可靠性就不能取決于其設計的質量。使用上游和下游截止閥可以將其拆除以進行維護和檢查。

關于作者

Arthur Mathias是一名工業機械和化學技術員，也是ISA的成員。他現在是一名顧問，自1985年以來一直活躍于閥門的維護、檢查、規格和選型。