[发明专利]适用于高压工况的安全泄压装置及方法和用途

说明书

本发明涉及一种适用于高压工况的安全泄压装置及方法和用途，主要解决现有技术中安全泄压装置在高压工况下精度不高、误爆事故频发的问题。本发明通过采用一种适用于高压工况的安全泄压装置，包括泄放气入口(1)、阀体(2)、阀腔(3)、活塞(4)、爆破针(6)、泄放气出口(7)，阀体(2)两侧分别为泄放气入口(1)和泄放气出口(7)；阀体(2)内有阀腔(3)，阀腔(3)内设有活塞(4)；活塞(4)上设有爆破针(6)，爆破针(6)为泄压触发元件的技术方案较好地解决了上述问题，可用于安全泄压中。

技术领域

本发明涉及一种适用于高压工况的安全泄压装置及方法和用途。

背景技术

安全泄压装置是石油化工、化工装置的压力容器、管道或其它密闭系统防止超压的重要安全装置。它能在规定的温度和压力下开启，泄放压力，保障人民生命和国家财产的安全。安全泄压装置通常不依赖任何外部能源而动作，所以常作为承压设备的最后一道保护装置。目前国内应用较广的非重闭式泄压装置是爆破片装置，爆破片安全泄压装置具有结构简单、泄放能力强等优点，但也存在如下问题：(1)爆破精度低。(2)容易发生疲劳破裂。破裂时爆破片内应力高于材料的屈服极限，在脉冲或压力的作用下，爆破片易发生疲劳破裂。(3)爆破片与物料直接接触，易受介质温度、腐蚀性等影响，需定期更换。(4)无法在线更换。更换爆破片需要拆卸管道，时间长，危险性高，停工成本高。爆破片作为一种重要的安全附件，在石化行业有着广泛的用途。在一些需要快速泄放的场合如CNG长管拖车等，均采用爆破片作为安全装置。爆破片在长期使用后会产生疲劳，并导致起爆压力发生变化，从而出现误爆的现象，实际当中已发生过多起这样的事故。今年来青岛、济南、镇江等CNG加气子站相继发生爆破片泄压装置误爆事故。

对于非重闭式泄压装置，除了爆破片装置外，ASME锅炉及压力容器规范及其规范案例还推荐了爆破针型泄压阀。相对于爆破片，爆破针型泄压阀具有精度高、疲劳效应小、不与物料直接接触、可在线更换等优点。对于高压工况，爆破针受到的力较大，所需直径较粗，为满足细长杆条件，爆破针的长度会很长，造成泄压装置很难符合现场要求。因此开发适用于高压工况的安全泄压装置具有重要的意义。

《液压平推加气子站管束车爆破片异常起爆实验测试》(《安全、健康和环境》,2015,15(2):34-37)针对青岛和济南2例液压平推子站管束车爆破片异常起爆,并导致液压油喷溅的事故,进行事故再现模拟实验测试。分别在回油管路异常堵塞和正常回油2种条件下,利用动态高速数据采集设备,测试回油过程中爆破片处的压力波动情况。通过实验发现,正常回油时,爆破片处压力会迅速下降,并不会形成上升波动,而回油管路堵塞瞬间会造成爆破片处出现压力振荡,但上升幅度不超过1MPa,且持续时间较短,不足以引起爆破片起爆。实验结果表明：造成爆破片异常起爆的原因可能与爆破片疲劳或安装不当有关,而非管路堵塞引起超压造成。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中安全泄压装置在高压工况下精度不高、误爆事故频发的问题，提供一种新的适用于高压工况的安全泄压装置，具有精度高、安全性较好的优点。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决的技术问题之一相对应的适用于高压工况的安全泄压的方法。本发明所要解决的技术问题之三是提供一种与解决的技术问题之一相对应的适用于高压工况的安全泄压装置的用途。

为解决上述问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种适用于高压工况的安全泄压装置，包括泄放气入口(1)、阀体(2)、阀腔(3)、活塞(4)、爆破针(6)、泄放气出口(7)，阀体(2)两侧分别为泄放气入口(1)和泄放气出口(7)；阀体(2)内有阀腔(3)，阀腔(3)内设有活塞(4)；活塞(4)上设有爆破针(6)，爆破针(6)为泄压触发元件；所述活塞(4)直径小于泄放气入口(1)直径。

上述技术方案中，优选地，爆破针(6)包括工作段和固定段，中间为工作段，两端为固定段。

上述技术方案中，优选地，爆破针(6)的工作段的直径小于固定段的直径，爆破针(6)材质为316L不锈钢。