聚丙烯装置环管反应器安全阀设计

　　鉴于聚丙烯装置环管反应器本身的结构特征和介质特性，环管反应器安全阀的结构设计与其他普通安全阀有着很大的不同，具体如下四个方面。

　　入口阀座结构设计

　　聚丙烯安全阀阀座，与普通安全阀喷管形流道设计完全不同，为保证介质物料在环管中反应过程连贯通畅，其对接面的形状与管道完全衔接，阀座入口处设计成与设备主管路的弧度一致的圆弧状尺寸，以此避免由于安全阀局部结构的变化，使得管道流通出现拐点，造成易产生介质凝结的流道死区，介质流经安全阀入口时，易产生凝聚、堆积，或堵塞安全阀入口，影响安全阀和设备的正常工作。聚丙烯装置环管反应器安全阀入口连接尺寸设计需参照实际工况中管线及设备的连接数据而定，聚丙烯环管装置反应器的典型安装如下图所示。

　　

　　密封结构设计

　　聚丙烯环管反应器用安全阀密封结构采用软密封分体结构，主要原因是聚丙烯颗粒介质极易造成在金属密封面上滞留，从而不能很好的保证密封性能。选择软密封可有效保证阀门的在线密封，最大程度消除介质对阀门密封的影响。

　　软密封分体结构，将密封结构设计成为分体螺纹紧固式结构，分为阀瓣、密封圈、压块三个零件，密封圈被固定在可拆卸的金属压块与阀瓣形成的沟槽中，整体包覆式设计可有效防止密封圈被吹出，检维修时可以通过拆卸压块，较为简易的完成密封圈的更换，具体如下图所示。

　　

　　将密封副处结构设计成为斜面密封型式，利用阀座斜面与非金属材料的密封圈斜面，形成密封副，有效避免聚丙烯介质凝集在密封面上，影响阀门密封。由于此安全阀阀瓣结构属于连接式细长杆结构，在阀门起跳过程中对中性不易保证，在阀座阀瓣密封副设计时采用了不同锥角设计，即阀瓣与水平面夹角比阀座与水平面形成一定的夹角，同时保证了多次起跳的密封性能。

　　升力结构设计

　　聚丙烯装置环管反应器安全阀喉径处流道结构与安全阀不同，入口与密封副十分接近，在环管部分设计为环形流道，以及特殊的节流设计，阀瓣开启可迅速升压，使安全阀在不影响排放性能的情况下，能够获得较好的升力，如下图所示。根据经验数据和试验结果，协调流道零部件的比例关系，设计出合理的反冲盘反冲面积和反冲角度，使其获得足够的升力，保证阀门的准确开启、稳定排放。

　　

　　同时，为考虑调节回座压力的需求，设计调节圈和定位螺钉。通过调节调节圈的齿数，可对安全阀的回座压力进行调节，使安全阀在获得足够的升力的前提下，能够迅速回座，避免介质的过量流失、浪费。

　　波纹管背压保护装置设计

　　聚丙烯环管反应器安全阀，为防止背压影响，依据背压进行波纹管设计，高背压时采用多层波纹管设计，但由于环管反应器介质中含有大量固体颗粒，在排放时，固体颗粒高速从流道喷出瞬间，可能冲击到波纹管，造成波纹管破损或是进入波纹管的波间间隙，聚集、结晶，从而影响波纹管的工作性能，所以需要设计专门的背压保护装置。如上图所示，安全阀波纹管保护套包裹于波纹管外围，末端与波纹管下接头间间隙极小，在不影响波纹管及阀门的正常工作情况下，将排放时介质的影响降到最低，避免介质中的固体颗粒损坏波纹管或影响其正常工作，可以最大限度保护波纹管。

　　转载于《阀门用户》2018年7月号总第49期。