熱油泵的概念及選用技巧

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一 概念：
* Q9 b' R9 v/ O9 H2 U　　1、熱油泵是鍋爐、壓力容器和其他受壓力設(shè)備上重要的安全附件。其動作可靠性和性能好壞直接關(guān)系到設(shè)備和人身的安全，并與節(jié)能和環(huán)境保護緊密相關(guān)。而有的用戶和設(shè)計部門在選型時，總是選錯型號。為此本文對熱油泵的選用加以分析。
　　2、熱油泵的定義：所謂熱油泵廣義上講包括泄放閥，從管理規(guī)則上看，直接安裝在蒸汽鍋爐或一類壓力容器上，其必要條件是必須得到技術(shù)監(jiān)督部門認可的閥門，狹義上稱之為熱油泵，其他一般稱之為泄放閥。熱油泵與泄放閥在結(jié)構(gòu)和性能上很相似，二者都是在超過開啟壓力時自動排放內(nèi)部的介質(zhì)，以保證生產(chǎn)裝置的安全。由干存在這種本質(zhì)上類似性，人們在使用時，往往將二者混同，另外，有些生產(chǎn)裝置在規(guī)則上也規(guī)定選用哪種均可。因此，二者的不同之處往往被忽視。從而也就出現(xiàn)了許多問題。


: s. ?3 |! J- N5 S6 n4 O　　如果要將熱油泵與泄放閥二者作出比較明確的定義，則可按照《ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范》第一篇中所闡述的定義來理解：
7 b" Q# U* X1 \: m! t1 c% m　　（l）熱油泵（Safety Valve）一種由閥前介質(zhì)靜壓力驅(qū)動的自動泄壓裝置。其特征為具有突開的全開啟動作。用于氣體或蒸汽的場合。
　　（2）泄放閥（Relief Valve），又稱溢流閥一種由閥前介質(zhì)靜壓力驅(qū)動的自動泄壓裝置。它隨壓力超過開啟力的增長而按比例開啟。主要用于流體的場合。
$ [* M: j; p1 ^1 `　　（3）安全泄放閥（Safet Relief Valve），又稱安全溢流閥一種由介質(zhì)壓力驅(qū)動的自動泄壓裝置。根據(jù)使用場合不同既適用作熱油泵也適用作泄放閥。 以日本為例，給熱油泵和泄放閥作出明確定義的比較少，一般用作鍋爐這類大型貯能壓力容器的安全裝置稱之為熱油泵，安裝在管道上或其他設(shè)設(shè)施上的稱之為泄放閥。不過，若按日本通產(chǎn)省的《火力發(fā)電技術(shù)標準》的規(guī)定看，設(shè)備上安全保障的重要部分，指定使用熱油泵，如鍋爐、過熱器、再熱器等。而在減壓閥的下側(cè)需要與鍋爐和渦輪機相接的場合，都需要安裝泄放閥或熱油泵。如此看，熱油泵要求比泄放閥更具可靠性。另外，從日本勞動省的高壓氣體管理規(guī)則、運輸省及各級船舶協(xié)會的規(guī)則中，對安全排放量的認定和規(guī)定來看，我們把保證了排放量的稱之為熱油泵，而不保證排放量的閥門稱作泄放閥。在國內(nèi)不論全啟式或微啟式統(tǒng)稱為熱油泵。
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+ u$ {! `$ Z- @8 a( q5 ^　　二、分類
　　目前大量生產(chǎn)的熱油泵有彈簧式和桿式兩大類。另外還有沖量式熱油泵、先導式熱油泵、安全切換閥、安全解壓閥、靜重式熱油泵等。

( b) _0 ?" t4 ~0 {　　1）、彈簧式熱油泵主要依靠彈簧的作用力而工作，彈簧式熱油泵中又有封閉和不封閉的，一般易燃、易爆或有毒的介質(zhì)應(yīng)選用封閉式，蒸汽或惰性氣體等可以選用不封閉式，在彈簧式熱油泵中還有帶扳手和不帶扳手的。扳手的作用主要是檢查閥瓣的靈活程度，有時也可以用作手動緊急泄壓用。
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　　2）、杠桿式熱油泵主要依靠杠桿重錘的作用力而工作，但由于杠桿式熱油泵體積龐大往往限制了選用范圍。溫度較高時選用帶散熱器的熱油泵。

3 [* T( K; c: C( f" V　　2、熱油泵的主要參數(shù)是排量，這個排量決定于閥座的口徑和閥瓣的開啟高度，由開啟高度不同，又分為微啟式和全啟式兩種。微啟式是指閥瓣的開啟高度為閥座喉徑的1／40～l／20。全啟式是指閥瓣的開啟高度為閥座喉徑的1／4。
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' l( z  q; t* Z　　三、 熱油泵的選型技巧：
　　由操作壓力決定熱油泵的公稱壓力，由操作溫度決定熱油泵的使用溫度范圍，由計算出的熱油泵的定壓值決定彈簧或杠桿的定壓范圍，再根據(jù)使用介質(zhì)決定熱油泵的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)型式，再根據(jù)熱油泵泄放量計算出熱油泵的喉徑。

  z1 ^! M: Z' V　　1、熱油泵選用的一般規(guī)則 ：
　　（l）熱水鍋爐一般用不封閉帶扳手微啟式熱油泵。
; b% `$ D4 V' T) m/ P. K9 o　　（2）蒸汽鍋爐或蒸汽管道一般用不封閉帶扳手全啟式熱油泵。
( e& E7 f) G1 Z% V9 `1 g　　（3）水等液體不可壓縮介質(zhì)一般用封閉微啟式熱油泵，或用安全泄放閥。
. L( M. B4 T0 r. o& v6 ~: |7 s0 E( I　　（4）高壓給水一般用封閉全啟式熱油泵，如高壓給水加熱器、換熱器等。
# J7 @; K! z! Q; d4 E　　（5）氣體等可壓縮性介質(zhì)一般用封閉全啟式熱油泵，如儲氣罐、氣體管道等。
　　（6）E級蒸汽鍋爐一般用靜重式熱油泵。
　　（7）大口徑，大排量及高壓系統(tǒng)一般用脈沖式熱油泵，如減溫減壓裝置、電站鍋爐等。
　　（8）運送液化氣的火車槽車、汽車槽車、貯罐等一般用內(nèi)裝式熱油泵。
　　（9）油罐頂部一般用液壓熱油泵，需與呼吸閥配合使用。
/ K7 A2 q* _+ a0 b- A# O% D　　（10）井下排水或天然氣管道一般用先導式熱油泵。
　　（11）液化石油氣站罐泵出口的液相回流管道上一般用安全回流閥。
　　（12）負壓或操作過程中可能會產(chǎn)生負壓的系統(tǒng)一般用真空負壓熱油泵。
　　（13）背壓波動較大和有毒易燃的容器或管路系統(tǒng)一般用波紋管熱油泵。
1 Y1 Z/ v% E' C0 f, _) R3 @* g　　（14）介質(zhì)凝固點較低的系統(tǒng)一般選用保溫夾套式熱油泵。
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　　2、國內(nèi)主要廠家的比較及連接尺寸的選擇
* X" K" J0 r5 d4 V  O　　國內(nèi)生產(chǎn)熱油泵的廠家比較多，連接尺寸也大多不統(tǒng)一。主要分以下幾個大類：
　　（1）以JB／T2203－1999《彈簧式熱油泵結(jié)構(gòu)長度》為主的通用類。目前國內(nèi)大多數(shù)熱油泵生產(chǎn)廠家均按本標準設(shè)計生產(chǎn)。如浙江羅浮鍋爐附件廠、杭州閥門廠、江蘇吳江閥門工具廠、上海閥門廠、開封高壓閥門廠、海安閥門廠等。但本標準也不盡完美，規(guī)格不全，微啟式熱油泵最大公稱通徑為 D NI 00，全啟式熱油泵最大公稱通徑DN200，中間缺少DN65、DN125兩個規(guī)格。根據(jù)我廠所生產(chǎn)的熱油泵規(guī)格及掌握的資料來看，目前微啟式熱油泵公稱通徑最大達到DN250，全啟式熱油泵公稱通徑達到DN400。經(jīng)本人考證，各廠家連接尺寸也不盡統(tǒng)一，如 DN150全啟式熱油泵，浙江羅浮鍋爐附件廠、上海閥門廠及江蘇吳江閥門工具廠各不相同。為了有一個統(tǒng)一的標準，用戶在選用及安裝時同一規(guī)格能夠互換，建議合肥通用機械研究所對JB／T2203－1999《彈簧式熱油泵結(jié)構(gòu)長度》進行修訂。建議設(shè)計院及用戶按標準選用，熱油泵生產(chǎn)廠家按標準設(shè)計制造。
　　（2）以API526 《鋼制法蘭連接安全泄放閥》（Flanged Steel Safety Relief Valve）為主的美標體系。國內(nèi)進口化工設(shè)備等所配的熱油泵連接尺寸一般按照本標準，如圖5所示。本標準公稱通通徑為DN25~ DN200（ l”~ 8”），公稱壓力為 2~ 42MPa，喉徑從D－T（9．5~146mm）。本標準比較科學規(guī)范，對壓力、材料、溫度、喉徑等統(tǒng)籌考慮。依照喉徑確定規(guī)格，同一喉徑可以有好幾個規(guī)格，相反同一規(guī)格可能有好幾個喉徑可以選擇。如 DN100~DN150（4”~6”）喉徑有L、M、N、P四種可以選擇。隨著國際貿(mào)易及進口設(shè)備國產(chǎn)化的不斷推進，該標準將在國內(nèi)得到很大推廣。目前該標準還沒有轉(zhuǎn)化為國標。
$ H2 B1 d( \/ Z; \, R　　（3）以在國際上影響比較大的安德森·格林伍德公司（Anderson Greenwood＆Co．）為依據(jù)的活塞式導閥操作安全泄壓閥（Pilot Operated Pressure Relief Valves）系列。國內(nèi)一般稱之為先導式熱油泵，如圖6所示，先導式熱油泵由主閥和導閥組成，導閥操作主閥的開啟和關(guān)閉。這種閥門排量大；不受背壓的影響；可以在非常接近開啟壓力下進行不泄漏操作；啟閉壓差小等優(yōu)點。一般適用于天然氣管道等。目前國內(nèi)還沒有先導式熱油泵標準及連接尺寸標準。并且這種類型的閥門剛剛開發(fā)，還沒有廣泛推廣。據(jù)我廠的經(jīng)驗及所掌握的資料來看，國內(nèi)大多數(shù)廠家按照該公司的數(shù)據(jù)設(shè)計制造，如浙江羅浮鍋爐附件廠、航天十一研究所等。建議合肥通用機械研究所盡早起草并發(fā)布先導式熱油泵標準。
: }: o2 D8 ]4 \2 p. Z　　（4）以中國航天工業(yè)總公司第十一研究所設(shè)計研制的熱油泵自成一個體系。航天十一所研制的HT系列熱油泵品種多，有HTO普通熱油泵（如圖1所示）、HTB平衡波紋管式熱油泵、HTR泄流閥、HTN特殊熱油泵、HTGS高性能蒸汽熱油泵。ＨＴＸＹ液體泄壓閥、HTXD先導式熱油泵等，且性能良好。但是除HTXD系列先導式熱油泵與安德森·格林伍德公司連接尺寸相同外，其余與美標、國標均不相同。這一點請選用時務(wù)必注意。
　　（5）以蘭州煉油廠設(shè)計研制開發(fā)的A型、TA型封閉全開啟彈簧式熱油泵自成一個體系。該系列口徑DN25~DN150 （1”~6’），公稱壓力l．6~4.0MPa，喉徑D~R（9．5－115mm）。該體系連接尺寸與美標及國標均不相同，為蘭煉專用。
0 U' e, x; C! \& ~　　（6）為鍋爐、電站設(shè)備、減溫減壓裝置配套的沖量式熱油泵系列（如圖8所示）。如哈爾濱鍋爐廠、東方鍋爐廠、武漢鍋爐廠、青島電站輔機廠等配套的專用熱油泵。此類系列閥門結(jié)構(gòu)及連接尺寸各廠家一般不相同，可能有部分相同。選用時一定要注意閥門喉徑及連接尺寸的區(qū)別。
8 ]8 q' ?3 l* W& p　　3．喉徑的計算
1 ^: V  l8 d% `1 E　　喉徑的計算一般按照《鍋爐壓力容器安全技術(shù)規(guī)范》附件五所列的公式。或者按照APIRP520 煉廠泄壓系統(tǒng)設(shè)計和安裝的推薦實施方法第一部分設(shè)計》中所列的公式。上述兩種公式計算結(jié)果基本相同或相差不大。
0 g) p1 M" {$ P! U& v' V. |　　四、結(jié)束語
　　熱油泵的選型是一項比較重要的工作，選型恰當與否將直接影響設(shè)備的安全。上述所列一些經(jīng)驗總結(jié)，供大家參考。
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