单台 PSV 与双台 PSV：冗余何时改变泄放设计

为什么设置第二台 PSV？

在为双 PSV 系统定径或编制技术规格前，须先确定第二台装置的用途。三种布置
在简化图纸上都可能看似“双 PSV”系统，但所涉及的工程问题并不相同。

一用一备。 一台 PSV 是在用的泄放路径，另一台则用于在适当切换布置下，使前者能够
接受检查或维护。工程目标是保持一条合格泄放路径的可用性，
而不一定是增加所需泄放能力。

多台 PSV 同时在用。 两台装置的泄放能力都被计入受保护系统的可用能力。
在这种情况下，若移除其中一台阀门，可用的计入排量可能低于所需泄放能力，除非
设计时有意预留了额外能力。

分级多阀泄放。 多台装置参与保护策略，但
各装置不一定在相同压力条件下开始泄放。任何错开整定压力的
布置都须遵循适用的建造规范和项目依据；本文不能用一条
通用百分比规则代替该项审查。

这些布置不能互换。一用一备布置主要关注
维护期间的可用性；多台装置同时在用的布置主要关注
如何提供所需的泄放能力；分级泄放布置还要回答另一个问题：
随着压力升高，各装置预期如何依次投入泄放。

在实际项目中，泄压分析、阀门数据表、整定压力清单、管道及仪表流程图（P&ID），以及运行／维护策略，必须
相互一致。如果图纸写着“两台 PSV”，但计算书没有说明是否将两台阀门的排量都
计入，保护架构仍未确定。

第一个设计问题： 如果从图纸中去掉第二台 PSV，会失去什么必要功能
？

• 无法再提供全部所需泄放能力。
• 维护时无法保持一条在用泄放路径。
• 预期的分级泄放策略将不复存在。
• 没有重要功能受影响；如是这样，就须重新考虑设置第二台装置的理由。

答案决定下一步应重点检查哪些设计事项。

装了两台 PSV，真的就有冗余吗？

并非如此。

在本文中， 功能冗余 是指当一台泄压装置不可用时，既定的超压保护功能
仍然可用，且所需排量、在用流路及适用的
项目或规范依据仍得到满足。这是本文使用的工程筛查框架，并非 API 或
ASME 的分类。

最直接的检验，是设想将一台 PSV 退出运行，然后问：

1. 那台装置原本提供什么保护功能？
2. 还有哪条合格的泄放路径保持连通？
3. 剩余布置对所评估工况仍能提供所需泄放能力吗？
4. 它的入口路径仍可接受吗？
5. 它的排放路径仍可接受吗？
6. 控制性项目依据和规范是否允许这种运行状态？

如果这些问题尚未解决，仅有两台已安装阀门，不足以证明布置具有冗余性。

共同承担排量并不等于有备用排量。 如果两台在用 PSV 共同满足所需的
泄放任务，那么两台均可用时，组合布置可能满足该任务；但在
一台装置退出后就可能不再满足。此时虽然有多台泄放装置，却不一定存在一条具备完整备用排量的路径。

一用一备布置可以保留另一条阀门路径，但这些装置仍可能共用容器接口、
入口歧管、切换装置、下游管道或共用泄放总管。这些共用部分是潜在的共同
依赖环节，必须纳入冗余性审查。

因此，增加阀体数量，并不等于复制了整条保护路径。
更有意义的冗余问题是： 损失或隔离一台装置后，哪些必要功能仍然保留？

两台在用 PSV 共同承担所需泄放任务时

如果两台 PSV 的能力都计入所需泄放能力，设计问题就发生了变化。所需泄放
任务由受保护设备和适用的超压工况决定，而不是由选一台
还是两台阀门决定。

API 520 第 I 部分
涉及压力泄放装置的尺寸计算与选型，而
API 520 第 II 部分
涉及安装。
API 521
涉及更广泛的压力泄放与降压系统。
ASME BPVC 第 XIII 卷
涉及超压保护，包括压力泄放装置、泄放能力、多装置组合使用及安装。

因此，正确顺序是： 所需泄放任务 → 计入的装置布置 → 各装置的排量贡献
→ 整定压力依据 → 已安装系统的核查。这并不意味着可以简单地将
任务按阀门数量平均分配。

美国国家锅炉和压力容器检验委员会（National Board）公开的泄压装置资料
区分了为取得所需排量而设置多台泄压装置的安装情况。资料还说明，
在适用建造依据下，附加装置的允许整定压力处理可能有所不同。
具体限值仍取决于控制性规范及项目要求。

不要假定排量按 50/50 分配。 平均分配可能是某个具体设计的结果，
但不应作为默认工程规则。同样，除非设计依据确实如此，不能假定任一台阀门都单独
按完整的控制性工况定径。

整定压力、超压、压力积聚和启闭压差相互关联，但含义不同。整定压力指与阀门规定开启特性对应的
规定入口压力；启闭压差描述开启压力与回座压力之差。多装置布置中，不应把这些术语统统归并为一个
“裕量”或一个通用百分比。允许的相互关系应由
适用规范及项目依据确定。
详细术语请参阅所链接的整定压力指南，本文不在此重复展开。

装机泄放能力与所需泄放能力也是不同的问题。系统安装的泄放
能力可能高于任务所需，也可能依赖两台装置的合计排量才能完成任务。与名义连接口径相比，
排量证据更重要：National Board 的
NB-18 压力泄放装置认证数据库
正是为适用的认证设计提供可追溯的装置／排量信息。

详细排量核查流程请参阅
安全阀选型与认证泄放能力指南.

一用一备如何改变隔离与维护设计

一用一备布置解决的是另一个问题。第二台 PSV 旨在另一台接受检查、维修或以其他方式退出运行期间，保持一条可用的泄放
路径。因此，设计重点从排量分担转向
不同运行状态下 对保护路径的管理.

商业化的切换装置专用于在在用与备用泄压装置之间切换，同时保持一条
超压保护路径。例如，
Emerson 为其切换系统提供了这种架构的文件说明
。该例表明这种架构确实存在，但不能证明每一种双 PSV
安装都适合在运行期间维护。

正常运行。 确认哪台 PSV 在用，以及它所连接的完整入口和出口路径。

切换。 确定保护功能如何从一台装置转移到另一台、如何明确识别在用路径，
以及切换布置是否可能造成不可接受的状态。

维护。 隔离一台装置后，核查剩余的在用布置是否仍能履行
赋予它的保护功能。核查范围包括在用阀门、选择／切换路径、入口压
降和排放系统，而不只是现场确有第二台阀门。

重新投用。 确认维修后的装置如何恢复投用而不造成非预期的阀门
或隔离状态，并确保维护记录及要求的试验／整定文件完整，之后才可将该
装置再次计入保护能力。

这些问题说明，选择或隔离布置是泄压系统设计的一部分，而非无关紧要的管道附件。
National Board 公开的泄压装置指导资料
说明了对切换布置与隔离的检查关注点，而
API 520 第 II 部分
则单独涉及泄压装置的安装。

现行 NBIC 版本
的第 4 部分专门涉及泄压装置。公开的委员会资料有助于理解
工程关注点，但在接受可隔离或可切换布置前，仍须核查现行采纳的规范、业主要求、项目
技术规格及司法管辖要求；委员会资料不能替代这些核查。

已确认需要一用一备架构的读者，可在商业配置阶段向
双联安全阀 和
切换式安全阀
的产品负责人咨询。

共用入口与排放管道会如何改变双 PSV 系统

两台独立的 PSV 不一定构成两条水力上独立的保护路径。当它们
共用上游或下游管路时，这一点尤为明显。

共用入口或歧管

装在共用入口歧管上的多台泄压装置，不能总是只分析一台阀门，
再简单地把结果套用于其他阀门。一项经过同行评议的
《Process Safety Progress》共用入口歧管研究
对流经各台装置的流量建模，而不是依赖单台装置的简化计算。

当多台 PSV 都可能通过共用入口泄放时， 需要评估实际多装置布置的
水力条件。这意味着要把共用连接、歧管及各支路
作为一个已安装的入口系统来审查。

共用歧管并非必然不可接受。关键在于阀门通过共用路径产生水力耦合。
入口压降可能影响泄压装置的稳定性和性能，因此原本对一条泄放路径可接受的布置，
不能在增设第二条在用路径后仍被直接视为可接受。

安装审查不能只问每台 PSV 的排量是否足够，还须确定在可信的泄放组合下，各台装置
实际面临什么入口条件。

共用排放总管

同样的原则也适用于下游。如果多台 PSV 排入封闭的共用总管，其流量会共同影响
下游压力条件。
API 521
从系统整体而非孤立阀门的角度处理泄压与降压系统。

因此，总管审查须考虑 可信的多台装置同时泄放组合，而不只是
单台阀门的出口口径。积聚背压是系统计算的结果，它对所选泄压阀的影响取决于
阀门设计和实际排放条件。因此，总管发生变化时，可能需要重新核查
管路计算与阀门适用性。

如需详细了解下游压力对弹簧式阀门的影响，请参阅
《弹簧式安全阀的背压》指南.
本文只在系统架构层面强调： 共用排放系统可能使原本看似
彼此分开的装置相互耦合。

可以设置两台 PSV 阀体，但入口接管、切换装置、歧管或排放总管仍可能共用。因此，在确定实际共用
流路之前，不应将双阀布置描述为完全独立。

询价前如何在单 PSV 与双 PSV 方案间作出判断

从保护要求出发，而不是从计划采购的阀门数量出发。

单台 PSV 仍是可以考虑的方案，条件是一台满足适用要求的装置能够完成规定的超压保护任务，
运行和维护方案不要求设置另一条可用的泄放通路，
并且已安装的进口及出口管路布置可接受。

应考虑采用工作阀与备用阀的配置方案，条件是在一台装置因检查或维护而无法使用时，
仍需保留另一条泄放通路。

应考虑采用多台工作 PSV 的配置方案，条件是设计明确将多于一台装置的泄放能力计入满足所需泄放能力的计算，
或者这些装置构成已获批准的分级泄放保护策略的一部分。

保护依据。 明确受保护设备或系统、控制性泄放工况、
所需泄放能力、泄放流体及相关泄放条件，以及适用的建造规范
和项目技术规格。

第二台 PSV 的用途。 说明第二台装置是为保持备用可用性、
提供部分排量、参与分级泄放，还是满足另一项明确规定的保护要求。不要只写
“数量：2”。

压力基准。 明确项目对整定压力、任何预期的多装置关系，
以及用于核查保护效果的设备压力限值的依据。有关整定压力、
超压、压力积聚和启闭压差的详细定义，请参阅
《安全阀整定压力、超压与启闭压差指南》.

入口布置。 明确阀门采用独立入口还是共用入口，以及接管／歧管
布置、可信流路和安装压降依据。

排放布置。 明确排放至大气还是封闭系统、是否接入共用总管、
预期背压依据，以及哪些装置可能在可信工况下同时泄放。

维护与隔离。 明确设备保持运行时是否需要拆下一台 PSV、
是否计划设置选择／切换布置、如何识别并保持在用泄放路径，以及
项目或司法管辖要求哪些检查／维修文件。

材料与阀座性能。 说明工艺流体、温度、污染物和腐蚀
问题，因为它们可能影响接液内件、阀座／密封材料，以及适用时的导阀或辅助部件。
如项目有阀座密封性验收要求，应将试验／文件依据与
排量认证分开规定；阀座密封性和泄放能力回答的是不同问题。

供应商证明资料。 针对拟供装置和布置，要求供应商确认项目所需的证明
资料。视项目而定，可能包括所选配置、有文件支持或经过认证的
排量依据、压力与温度限值、材料适用性、背压适用性、连接布置、
阀座密封性要求及适用文件。

这些要求不能证明任何特定 ZOBAI 型号或认证目前就适用。产品能力
仍须结合实际项目核实。

只有明确第二台 PSV 预期实现什么功能、一台装置不可用时还保留哪些保护功能，
以及装置仍共用哪些入口或出口部件后，才能选择架构。

单 PSV 与双 PSV 设计常见问题

双 PSV 布置总是具有冗余性吗？

不是。两台已安装 PSV 可能是一用一备、两台共同承担所需排量，或属于分级
泄放策略。只有先明确一台装置不可用时须保留的保护功能，并确认
剩余排量和流路仍满足适用设计依据，才能称该布置具有冗余性。

两台 PSV 可以简单地按 50/50 分担所需排量吗？

不能默认按 50/50 分配。应先确定控制性所需泄放能力，再依据适用建造规范
及项目依据，确定每台装置拟贡献多少有认证或文件支持的
排量。平均分配可能是某个项目的结果，但不能替代定径和选型审查。

工艺持续运行时，可以隔离一台 PSV 进行维护吗？

只有经批准的一用一备或切换布置保留了所需在用泄放路径，且现行
建造规范、项目技术规格、业主程序和司法管辖要求均允许该运行状态时才可以。切换装置、
入口路径、压降及排放路径仍须纳入安装审查。

两台 PSV 必须具有相同的整定压力吗？

没有放之四海皆准的规则。多装置系统允许的整定压力关系可能随
控制性建造规范和设计依据而变化。稳妥做法是核实具体适用规则，
而不是照搬另一项目或文章中的通用百分比。

共用排放总管会改变双 PSV 设计吗？

可能会。共用总管形成共同的下游压力环境，因此须审查可信的同时泄放
装置组合及由此产生的背压。此后若总管或同时泄放
工况发生变化，可能需要重新核查阀门适用性与下游计算。

单 PSV 或双 PSV 布置的询价文件应包含什么？

应提供受保护设备、控制性泄放工况、所需泄放能力、泄放流体及条件、
整定压力依据、第二台 PSV 的用途、入口／歧管布置、排放终点及背压依据、
维护／切换要求、适用规范／项目技术规格，以及要求供应商确认的排量、材料、阀座密封性和
相关文件证据。