压力容器安全阀的安全排放量计算

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二．安全阀计算实例

麻豆AV在线观看在压力容器设计和定期检验中均要求对安全阀的安全排放能力进行选型或校验计算。基于以往资料不齐全,往往以大代小,造成不必要的浪费。现拟以GB150附录B-B5.1 b)为依据，用不同介质、压力、温度对安全阀的安全排放量进行选型计算。

1.    应用范围

1.1 本规定仅适用于化工生产装置中压力大于0.2MPa的压力容器上防超压用安全阀的设置和计算，不包括压力大于100MPa的超高压系统。上海麻豆三级视频在线观看阀门有限公司主营阀门有：麻豆AV在线观看(麻豆黄色在线观看麻豆AV在线观看,可调式麻豆AV在线观看,波纹管麻豆AV在线观看,活塞式麻豆AV在线观看,国产精品51麻豆CM传媒麻豆AV在线观看,先导式麻豆AV在线观看,空气麻豆AV在线观看,氮气麻豆AV在线观看,水用麻豆AV在线观看,自力式麻豆AV在线观看,比例麻豆AV在线观看)、安全阀、保温阀、低温阀、球阀、截止阀、闸阀、止回阀、蝶阀、过滤器、放料阀、隔膜阀、旋塞阀、柱塞阀、平衡阀、调节阀、疏水阀、管夹阀、排污阀、排气阀、排泥阀、气动阀门、电动阀门、高压阀门、中压阀门、低压阀门、水力控制阀、真空阀门、衬胶阀门、衬氟阀门。适用于化工生产装置中上述范围内的压力容器和管道所用安全阀；不适用于其它行业的压力容器上用的安全阀，如各类槽车、各类气瓶、锅炉系统、非金属材料容器，以及核工业、电力工业等。

1.2计算方法引自《工艺设计手册》 (Q/SPIDI 3PR04-3-1998)，使用本规定时，一般情况应根据本规定进行安全阀计算，复杂工况仍按《工艺设计手册》有关章节进行计算。

1.3          本规定提供了超压原因分析，使用本规定必须详细阅读该章节。

2.           计算规定的一般说明

2.1        安全阀适用于清洁、无颗粒、低粘度流体，凡必须安装泄压装置而又不适合安全阀的场所，应安装爆破片或安全阀与爆破片串联使用。

2.2       在工艺包设计阶段（PDP），应根据工艺装置的操作规范，按照本规定（见5.0章节），对本规定所列的每个工况进行分析，根据PDP的物流表，确定每个工况的排放量，填入安全阀数据表一。

2.3                     在基础设计阶段（BDP）和详细设计阶段（DDP），按照泄放量的计算书规定（见6.0章节），在安全阀数据表一的基础上，形成安全阀数据表二（数据表）和安全阀数据表三。安全阀数据表三作为条件提交有关专业。

例1：有一空气储罐,DN1000㎜，容积V=5m3高工作压力为0.8MPa，工作温度为30℃进口管为φ57X3.5,确定安全阀尺寸.

解1)确定麻豆黄色在线观看的状态条件

设Po—安全阀出口侧压力（绝压）0.103MPa（近似为0.1MPa）

则Pd—安全阀泄放压力（绝压）为

Pd=1.1Pw+0.1+10%P=1.068MPa（GB150附录B4.2.1）

当安全阀出口侧为大气时: Po/Pd=0.103/1.068=0.0936

而（2/(k+1)）k/(k-1) =（2/(1.4+1)）1.4/(1.4-1)=0.53

∴ Po/Pd＜（2/(k+1)）k/(k-1) 是属于临界状态条件, 安全阀排放面积A按（B5）计算

A≥ mm （B5）

式中: C麻豆黄色在线观看特性系数,查表B1或C=520√k（2/(k+1)(k+1)/(k-1)）

K—安全阀额定泄放系数,K=0.9倍的泄放系数(泄放系数由制造厂提供,一般为0.75);或按《容规》附件五第二节有关规定中选取.

2)容器安全泄放量的计算:

盛装压缩麻豆黄色在线观看或水国产精品51麻豆CM传媒的容器安全泄放量,按下列规定来确定

a.对压缩机贮罐或水国产精品51麻豆CM传媒的容器,分别取压缩机和水国产精品51麻豆CM传媒发生器的大产气量;

b.麻豆黄色在线观看储罐等的安全泄放量按(B1)式计算

Ws=2.83×10-3ρυd2 ㎏/h (B1)

式中 ρ为排放压力下的麻豆黄色在线观看密度.

ρ=M（分子量）×Pw’(排放压力)×273/(22.4×(273+t))

空气M=28.95

排放压力Pw’=10.68㎏/㎝2

代入上式得 ρ=28.95×10.68×273/22.4×303=12.44㎏/m3

υ—容器在工作压力下的进口管的麻豆黄色在线观看流速m/s;查表2得υ=10～15m/s

一些常用麻豆黄色在线观看流速范围

　　　　 　　　　　　 表2

取υ=10m/s.

将上述ρ、ν、d代入得

Ws=2.83×10-3×12.44×15×502 =1320.2㎏/h

则A= =205.4mm2

若采用带板手全启式安全阀

A=0.785d02=205.4mm2 d0=(205.4/0.785)1/2=16.2㎜

根据统计概算,全启式安全阀的喉径d0与公称直径DN之比约为0.625,而微启式安全阀的喉径d0与公称直径DN之比约为0.8.

∴选用公称直径DN32的全启式带板手安全阀.

安全阀公称直径与喉径关系

表3

例2.将例题1的介质改为国产精品51麻豆CM传媒。

解：在压力容器中，绝大多数安全阀的出口侧压力与它的泄放压力之比即Po/pd都小于理论值0.528。（此值由空气作试验介质求得Po/pd=0.528）属于临界状态。

Pd——安全阀的泄放压力（绝压）

Pd=1.1×P＋0.1MPa=1.1×1.1Pw＋0.1=1.21×0.8＋0.1=1.068MPa

查得ρ=5.388Kg/m3. K=455°(t=182℃)

∴WS=2.83×10-3ρνd2=2.83×10-3×5.388×25×502=953Kg

小排放面积A

A= 其中国产精品51麻豆CM传媒在工作温度和压力下的压缩系数Z。可根据高鸿华主编《压力容器安全技术问题》第71问中的公式进行计算：（注1）

Z= = =0.93 

式中：R——848Kg·m/Kmol·K

T——国产精品51麻豆CM传媒温度K

ν——国产精品51麻豆CM传媒比容

M——分子量。 国产精品51麻豆CM传媒k=1.135

∴A= 

=245.7mm2

do= = =17.7㎜

取DN=32的安全阀。（do=20㎜）

注1、介质压缩系数可按GB150附录B章进行计算，一些常用介质的临界特性，由表4查得

　                       某些麻豆黄色在线观看的主要物理特性

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表4

上述的工况。同样可以用（B7）式进行计算。该式在计算时略去繁锁系数Z的计算，当Pd≤10Mpa时

A= = =242.8mm2

do= = =17.6㎜

*，压缩系数Z是反映了真实麻豆黄色在线观看在压力、温度和比容之间的关系上和理想麻豆黄色在线观看的差异。在常温及压力不太高的情况下，真实麻豆黄色在线观看与理想麻豆黄色在线观看的差异不大。即压缩系数

Z≈1，而一般常用的二原子麻豆黄色在线观看，如空气、氧、氮、氢及一氧化碳等麻豆黄色在线观看的绝热指数K均为1.4。因此，安全阀排量计算公式简化为下式：

W=27KPdA 

用例题1的工况，代入后即得

与例题1的详细计算相差极小，另一方面应注意的是，如合成氨的循环机的安全阀，由于出口侧的压力很大。因而压力比Po/Pd>(2/(k+1) )k/(k-1)属于处在亚临界状态，则应用式(B6)来计算安全阀泄放量。但锅炉系统的安全阀选型计算要以《锅规》所给出的公式及系数进行计算。

例3：液化石油气贮罐，筒体内径Di=1600㎜,长度L=6000㎜，壁厚δn=16㎜,V=13.3m3,封头形式为椭圆，介质组分为: 丙烯50%、丙烷15%、正异丁烯15%、正异丁烷15%、残液5%.液化石油气组分见表5。

液化石油气单一成分组分及汽化潜热

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表5

液化石油气贮罐，一般不设保温且夏日均配备水喷淋予以冷却。

解：对无绝热材料保冷层的压力容器其安全泄放量按（B3）计算。

W=2.55×105FAt×0.82/q kg/h

式中：F—系数，对于地面上的容器，F=1

At—容器受热面积，椭圆封头的卧式贮罐 

At=πD0(L+0.3 D0)=3.14×1.632（6.916+0.3×1.632）=37.9㎡

50℃汽化潜r=∑Xiri=285.5×0.15＋285.96×0.5＋343.7×0.15＋317.8×0.15

＋337×0.05=301.9KJ/㎏

∴安全泄放量W’= 

= =16640㎏/h

安全阀的泄放能力计算

对于贮罐的筒体长度≥6m时，应设置两个安全阀。在一般情况下分半值来计算较为合理。这样才不致于使安全阀选得过于大型而造成浪费。安全阀的小排气面积A为

式中Pd=1.1P＋0.1=1.1×1.8＋0.1=2.08MPa

M分子量=44 (以主要成分丙烷)

∴do= = =27.12㎜

选用DN40A42H—4.0的全启式安全阀两只。（此档安全阀小公称直径为40）

由两台或两台以上的装置集中输气到一个贮罐（集中罐）。或由一台设备分别输气到几个贮罐（分气罐）时。贮罐的安全泄放量的计算见例4。

例4、由两台空气压缩机同时向体积为V=100m3的集气罐输气。其输气压力为Pw=1.0MPa；t为常温。进气管为φ108×4。此时贮罐的安全泄放量。

∵在Pw=1.0Mpa；t=20℃时，ρ=12.87㎏/m3。取进气管的麻豆黄色在线观看流速为ν=15m/s

∴贮罐的安全泄放量W为

W‘=7.55(ρo)Vd2 =7.55×1.293×15×1002× =6.55×103㎏/h

式中：ρo——麻豆黄色在线观看在标准状态下的密度㎏/m3；空气在标准状态下的P=12.87㎏/m3

Pd——容器的排放压力MPa（）

T——容器的排放温度（）K

d——容器的总进气管内径㎜

实际上W'=7.55ρoVd2 与W=28×10-3ρVd2是等效的，不同处在于不用去求取麻豆黄色在线观看在排放状态下的密度ρ（㎏/m3）。

除上述的一些常见的贮罐外，麻豆AV在线观看还遇到如蒸发器、反应器之类由于器内液体受热蒸发而增大压力，或由于化学反应而使介质气化。

体积增大内压升高，其安全泄放量应分别根据输入载热体的放出热量或器内化学反应可能生成的大气量，以及反应所需的时间来决定。

另外,JB/T4750－2003《制冷装置用压力容器》B.4安全阀及爆破片口径中介绍了配备在容器上的安全阀口径计算方法，麻豆AV在线观看可以在设计中参考选用。

d=C1 （B.1） 

式中C1=35 B.2）

D0--容器外径m

L—— 容器长度m

P—— 为设计压力MPa

两个以上容器连通时，其安全阀口径是将各自容器的D0L值之和代入（B.1）式进行计算。

参 考 资 料

《压力容器安全技术监察规程》

《压力容器安全技术问答》劳动人事出版社

GB150—1998《钢制压力容器》学苑出版社

《锅炉压力容器安全工程学》北京经济学院出版社

《燃气压力容器》中国建筑工业出版社

《化工工艺设计手册》上海科学技术出版社

JB/T4750－2003《制冷装置用压力容器》国家经济贸易委员会

与本文相关的论文有：安全阀定期检验办事指南