安全阀选用和计算规定.doc

1、 工 程 设 计 标 准安全阀的选用和计算规定标准号：BA2-3-8-95共 32 页 第 1 页 61. 概 述1.1 安 全 阀 的 功 能安 全 阀 是 靠 入 口 介 质 静 压 驱 动 ， 在 出 现 工 况 不 正 常 或 事 故 时 开 启 ， 排 出 一 定 数 量 介 质 ， 以防 止 被 保 护 设 备 或 系 统 内 的 压 力 超 过 预 定 的 安 全 值 。 当 压 力 恢 复 接 近 正 常 后 ， 安 全 阀 自 行 关 闭 ，阻 止 介 质 继 续 流 出 。1.2 安 全 阀 分 类 可 按 以 下 三 种 方 法 分 类 :1.2.1 按 国 家 标 准

2、安 全 阀 的 一 般 要 求 ， GB12241-89 分 类A、 直 接 荷 载 式一 种 直 接 用 机 械 载 荷 加 重 锤 、 弹 簧 等 克 服 阀 瓣 下 介 质 压 力 所 产 生 作 用 力 的 安 全 阀 ；B、 带 动 力 辅 助 装 置 式系 一 专 用 安 全 阀 类 型 ， 在 阀 杆 处 加 一 个 动 力 辅 助 装 置 ， 如 果 需 要 ， 可 在 低 于 正 常 开 启 压 力下 开 启 ， 不 适 用 于 炼 厂 ；C、 带 补 充 载 荷 式该 安 全 阀 系 一 专 用 类 型 ， 在 阀 杆 处 加 一 向 下 外 力 ， 在 达 到 开 启 压

3、 力 前 ， 始 终 保 持 有 一 增 强密 封 的 附 加 力 ， 不 适 用 于 炼 厂 ；D、 先 导 式先 导 式 是 由 一 个 导 阀 排 出 的 介 质 来 控 制 主 阀 开 启 的 安 全 阀 ， 有 活 塞 式 和 隔 膜 式 两 种 基 本 类型 。活 塞 式 由 装 浮 动 活 塞 的 主 阀 和 一 个 导 阀 构 成 ， 活 塞 的 顶 部 有 效 面 积 大 于 底 部 有 效 面 积 。 当主 阀 关 闭 时 ， 底 部 承 受 系 统 的 压 力 ， 其 顶 部 有 一 气 室 ， 通 过 导 管 与 入 口 系 统 相 通 ， 顶 部 同 样 受 系统 的

4、 压 力 。 由 于 顶 部 面 积 较 底 部 大 ， 因 而 主 阀 被 紧 紧 地 压 在 阀 座 上 。 系 统 压 力 升 高 到 定 压 时 ， 导阀 开 启 ， 将 顶 部 气 室 介 质 排 出 ， 压 力 降 低 ， 当 主 阀 底 部 压 力 能 克 服 顶 部 压 力 时 ， 主 阀 开 启 ， 工 艺介 质 流 过 主 阀 排 至 泄 压 系 统 或 大 气 。 系 统 压 力 降 低 到 接 近 正 常 操 作 压 力 时 ， 导 阀 关 闭 ， 气 室 压 力上 升 ， 从 而 关 闭 主 阀 。膈 膜 式 与 活 塞 式 的 机 能 相 似 ， 只 是 活 塞 用

5、 柔 性 隔 膜 和 阀 盘 组 成 的 整 体 所 取 代 。 在 定 压 下 ，隔 膜 顶 部 放 空 ， 主 阀 开 启 ， 压 力 恢 复 到 接 近 正 常 状 态 时 ， 隔 膜 重 新 充 压 ， 主 阀 关 闭 。先 导 式 安 全 阀 可 用 于 各 种 工 况 ， 但 由 于 其 价 格 过 高 ， 一 般 宜 用 于 背 压 超 过 30%定压 和 腐 蚀 性 介 质 或 易 堵 塞 阀 孔 的 介 质 等 工 况 。1.2.2 按 阀 片 开 启 高 分 类A、 全 启 式工 程 设 计 标 准安全阀的选用和计算规定标准号：BA2-3-8-95共 32 页 第 2 页

6、6h 1/4doh开 启 高 度 ， cm;do喷 嘴 直 径 ， cm。全 启 式 安 全 阀 泄 放 量 大 ， 在 相 同 的 泄 放 面 积 条 件 下 ， 全 启 式 的 泄 放 量 为 微 启 式 泄 放 量 的 许多 倍 。由 于 全 启 式 与 微 启 式 的 性 能 不 同 ， 按 全 启 式 方 法 计 算 出 的 泄 放 面 积 不 可 用 相 同 的 微 启 式 泄放 面 积 代 用 。全 启 式 安 全 阀 一 般 用 于 排 放 介 质 为 气 体 的 条 件 下 ， 当 到 达 开 启 压 力 时 瞬 时 全 启 。B、 微 启 式1/4doh 1/40do微 启

7、 式 安 全 阀 一 般 用 于 排 放 介 质 为 液 体 的 条 件 下 ， 当 到 达 开 启 压 力 时 ， 开 始 开 启 ， 并 随 压力 的 升 高 而 继 续 开 大 。介 质 为 气 体 时 ， 一 般 选 用 全 启 式 。 介 质 为 液 体 时 ， 可 以 选 用 微 启 式 ， 也 可 选 用 全 启 式 。 介质 为 液 体 选 用 全 启 式 安 全 阀 时 ， 它 的 动 作 性 能 则 变 为 微 启 式 ， 其 喷 嘴 内 径 应 按 微 启 式 计 算 （ 见 式4-1-3B） 。1.2.3 按 结 构 不 同 分 类A、 封 闭 和 不 封 闭 弹 簧

8、式易 燃 易 爆 和 有 毒 介 质 应 选 用 封 闭 式 ， 蒸 汽 、 空 气 和 惰 性 气 体 可 选 用 不 封 闭 式 ；B、 带 扳 手 和 不 带 扳 手扳 手 的 作 用 主 要 是 检 查 阀 瓣 的 灵 活 程 度 ， 有 时 也 可 用 作 紧 急 泄 压 ；C、 带 散 热 片 和 不 带 散 热 片介 质 温 度 大 于 300 时 应 选 用 带 散 热 片 式 ；D、 平 衡 式 和 非 平 衡 式普 通 型 安 全 阀 一 般 为 非 平 衡 式 ， 其 弹 簧 校 正 压 力 受 背 压 影 响 ， 即 弹 簧 压 力 应 校 正 为 定 压 Ps减 去

9、背 压 P2之 值 。 平 衡 式 有 两 种 基 本 类 型 活 塞 式 和 波 纹 管 式 ， 国 内 生 产 波 纹 管 式 。 波 纹管 能 防 止 背 压 变 化 所 产 生 的 不 平 衡 力 ， 因 而 弹 簧 力 所 平 衡 的 压 力 值 即 为 定 压 值 。 波 纹 管 还 能 将 导向 套 、 弹 簧 和 其 它 顶 部 工 作 部 件 与 通 过 的 介 质 隔 开 。1.2.4 按 平 衡 内 压 的 方 式 分 为 弹 簧 式 、 杠 杆 式 和 先 导 式 。1.3 安 全 阀 结 构安 全 阀 的 典 型 结 构 见 下 面 图 1-3-1 7图 1-3-1

10、弹 簧 封 闭 全 启 式工 程 设 计 标 准安全阀的选用和计算规定标准号：BA2-3-8-95共 32 页 第 3 页 6图 1-3-2 弹 簧 封 闭 带 扳 手 全 启 式图 1-3-3 弹 簧 封 闭 微 启 式图 1-3-4 弹 簧 封 闭 带 扳 手 微 启 式图 1-3-5 波 纹 管 式图 1-3-6 先 导 式 （ I）图 1-3-7 先 导 式 （ II）工 程 设 计 标 准安全阀的选用和计算规定标准号：BA2-3-8-95共 32 页 第 4 页 6图 1-3-1弹 簧 封 闭 全 启 式 安 全 阀 图 1-3-2 弹 簧 封 闭 带 扳 手 全 启 式 安 全 阀

11、1-保 护 罩 ； 2-调 整 螺 杆 ； 3-阀 杆 ； 4-弹 簧 注 ： 各 部 件 名 称 同 图 1-3-15-阀 盖 ； 6-导 向 套 ； 7、 阀 瓣 ； 8-反 冲 盘 ；9-调 节 阀 ； 10-阀 体 ； 11-阀 座图 1-3-3弹 簧 封 闭 微 启 式 安 全 阀 图 1-3-4 弹 簧 封 闭 带 扳 手 微 启 式 安 全 阀1-保 护 罩 ； 2-调 整 螺 杆 ； 3-阀 杆 ； 4-弹 簧 注 ： 图 中 各 部 件 名 称 同 图 1-3-35-阀 盖 ； 6-导 向 套 ； 7、 阀 瓣 ； 8-衬 套 ；9-调 节 阀 ； 10-阀 体工 程 设 计

12、 标 准安全阀的选用和计算规定标准号：BA2-3-8-95共 32 页 第 5 页 6图 1-3-5 波 纹 管 安 全 阀 图 1-3-6先 导 式 安 全 阀 （ I） 图 1-3-7 先 导 式 安 全 阀 （ II）工 程 设 计 标 准安全阀的选用和计算规定标准号：BA2-3-8-95共 32 页 第 6 页 61.4 操 作 参 数1.4.1 最 高 操 作 压 力 P（ 表 ） 设 备 运 行 期 间 可 能 达 到 的 最 高 压 力 ， 一 般 应 按 不 同 工 艺 过 程确 定 。1.4.2 设 备 设 计 压 力 PD（ 表 ） 在 一 般 条 件 下 ， 设 备 的

13、设 计 压 力 应 按 下 列 要 求 确 定 ：当 P 1.8MPa（ 表 ） 时 ， PD=P+0.18当 1.88MPa（ 表 ） 时 ， PD=1.05P1.4.3 安 全 阀 定 压 Ps（ 表 ） 系 安 全 阀 开 启 压 力 ， 定 压 Ps必 需 等 于 或 稍 小 于 设 备 的 设 计 压力 PD（ 表 ） 。1.4.4 积 聚 压 力 Pa（ 表 ） 安 全 阀 排 放 介 质 过 程 中 ， 允 许 压 力 增 加 超 过 设 备 的 设 计 压 力 的 数值 ， 可 按 表 1-4-1选 取表 1-4-1 定 压 和 积 聚 压 极 限单 阀 多 阀项 目 定 压

14、， %* 积 大 积 聚 压 ， %* 定 压 ， %* 最 大 积 聚 压 ， %*非 着 火 ： 第 一 阀 100 10 100 16另 一 个 或 多 个 阀 - - 105 16着 火 ： 第 一 个 阀 100 20 100 20另 一 个 或 多 个 阀 - - 105 20辅 助 阀 - - 110 20* 对 设 计 压 力 的 百 分 数 。1.4.5 容 许 过 压 Ph（ 表 ） 容 许 压 力 增 加 超 过 定 压 的 数 值 ， 如 果 定 压 等 于 设 计 压 力 ， 则 过 压 等 于积 聚 压 。 如 果 定 压 小 于 设 计 压 力 ， 过 压 为 积

15、 聚 压 力 +设 计 压 力 与 定 压 的 差 值 ， 即 ：Ph=Pa+PD-Ps1.4.6 最 高 泄 放 压 力 Pm（ 绝 ） 安 全 阀 达 到 最 大 泄 放 能 力 时 的 压 力 ， 即 定 压 加 上 容 过 压+0.1。当 定 压 等 于 设 计 压 力 时Pm=Ps+Pa+0.1=PD+Pa+0.1工 程 设 计 标 准安全阀的选用和计算规定标准号：BA2-3-8-95共 32 页 第 7 页 6当 定 压 小 于 设 计 压 力 时Pm=Ps+Ph+0.1=PD+Pa+0.1式 中 Ps、 Pa、 Ph定 压 、 积 聚 压 力 、 过 压 ， MPa（ 表 ）Pm

16、最 高 泄 放 压 力 ， MPa（ 绝 ）1.4.7 背 压 P2（ 安 全 阀 出 口 压 力 ）背 压 是 由 于 排 放 系 统 有 压 力 而 存 在 于 安 全 阀 出 口 的 压 力 ， 它 是 迭 加 背 压 和 积 聚 背 压 的 总 和 ，积 聚 背 压 是 在 安 全 阀 开 启 后 ， 由 于 介 质 流 动 所 增 加 的 压 力 ， 迭 加 背 压 是 在 安 全 阀 开 启 后 存 在 于 其出 口 的 静 压 ， 它 是 由 其 它 原 因 在 排 放 系 统 中 产 生 的 压 力 。1.4.8 回 座 压 力它 是 安 全 阀 的 定 压 与 关 闭 压 力

17、 的 差 值 ， 以 定 压 的 百 分 数 或 压 力 单 位 表 示 。 回 座 压 力 必 须 小于 定 压 并 大 于 操 作 压 力 。1.4.9 安 全 阀 的 压 力 等 级 关 系 （ 即 容 器 设 计 压 力 ， 安 全 阀 容 许 积 聚 压 、 定 压 、 过 压 ） 见 图 1-4-1。图 1-4-1 安 全 阀 的 压 力 等 级 关 系工 程 设 计 标 准安全阀的选用和计算规定标准号：BA2-3-8-95共 32 页 第 8 页 6注 ： 1、 与 ASME锅 炉 压 力 容 器 规 程 和 压 力 容 器 安 全 技 术 监 察 规 程 ， 1990基 本 一

18、 致 ；2、 所 示 压 力 条 件 是 安 装 在 容 器 的 安 全 阀 条 件 ；3、 操 作 压 力 可 高 于 或 低 于 90%；4、 回 座 和 压 差 应 参 照 ASME规 程 有 关 章 节 。1.4.10 确 定 单 阀 、 多 阀 泄 放 压 力 示 例 见 表 1-4-2。表 1-4-2 确 定 单 阀 、 多 阀 泄 放 压 力 示 例 （ 操 作 事 故 ）项 目 数 值单 阀 多 阀工 程 设 计 标 准安全阀的选用和计算规定标准号：BA2-3-8-95共 32 页 第 9 页 6容 器 设 计 压 力 ， MPa(表 )(多 阀 的 第 一 个 阀 ) 10

19、10最 大 积 聚 压 ,MPa(表 ) 1 1.6阀 定 压 ,MPa(表 ) 9 10容 许 过 压 ,MPa 2 1.6泄 放 压 力 ,MPa(绝 ) 11.1 11.7容 器 设 计 压 力 ， MPa(多 阀 的 第 一 个 阀 ) 10 10最 大 积 聚 压 ,MPa 1 1.6阀 定 压 ,MPa 10 10.5容 许 过 压 ,MPa 1 1.1泄 放 压 力 ,MPa 11.1 11.71.4.11 温 度 按 工 艺 操 作 温 度 考 虑 。2 安 全 阀 设 置 原 则2.1 属 于 下 列 情 况 之 一 的 容 器 和 设 备 必 须 设 置 安 全 阀 （ 或

20、 爆 破 片 ） 。2.1.1 在 生 产 过 程 中 ， 由 于 火 灾 、 物 料 的 化 学 反 应 、 动 力 故 障 或 操 作 故 障 等 原 因 ， 可 能 导 致 容器 或 设 备 的 内 压 超 过 设 计 压 力 ；2.1.2 顶 部 操 作 压 力 大 于 0.07MPa的 压 力 容 器 ；2.1.3 顶 部 操 作 压 力 大 于 0.03MPa的 蒸 馏 塔 、 蒸 发 塔 和 汽 提 塔 （ 汽 提 塔 顶 部 蒸 汽 通 入 另 一 蒸馏 塔 者 除 外 ） ；2.1.4 往 复 式 压 缩 机 各 段 出 口 或 电 动 往 复 丞 、 齿 轮 泵 、 螺 杆

21、 泵 等 容 积 式 泵 的 出 口 （ 本 身 已 有 安全 阀 者 除 外 ） ；2.1.5 凡 与 鼓 风 机 、 离 心 式 压 缩 机 、 离 心 泵 或 蒸 汽 往 复 泵 出 口 连 接 的 设 备 不 能 承 受 其 最 高 压 力时 ， 上 述 机 泵 的 出 口 阀 后 ；2.1.6 可 燃 的 气 体 或 液 体 受 热 膨 胀 可 能 超 过 设 计 压 力 的 设 备 ；2.1.7 由 几 个 容 器 组 成 的 一 个 压 力 系 统 但 中 间 设 有 隔 断 阀 时 ， 应 视 为 几 个 独 立 的 容 器 ， 每 个 容器 均 应 按 上 述 要 求 设 置

22、 安 全 阀 。工 程 设 计 标 准安全阀的选用和计算规定标准号：BA2-3-8-95共 32 页 第 10 页 62.1.8 减 压 阀 后 ， 且 减 压 阀 后 的 设 备 或 管 道 不 能 承 受 减 压 阀 前 的 压 力 时 。2.2 属 于 下 列 情 况 之 一 的 容 器 或 设 备 不 需 设 置 安 全 阀 。2.2.1 加 热 炉 炉 管 ；2.2.2 离 心 泵 出 口 （ 连 接 的 设 备 不 能 承 受 其 最 高 出 口 压 力 者 除 外 ） ；2.2.3 对 于 设 计 压 力 不 低 于 压 力 来 源 ， 且 不 因 介 质 化 学 反 应 或 受

23、 热 而 使 其 压 力 超 高 的 容 器 ；2.2.4 由 几 个 容 器 组 成 的 一 个 压 力 系 统 且 中 间 不 设 隔 断 阀 时 ， 可 只 按 一 个 压 力 系 统 考 虑 ， 如 在前 端 设 置 安 全 阀 ， 后 面 的 容 器 可 不 设 安 全 阀 。2.3 有 可 能 被 介 质 堵 塞 或 腐 蚀 的 安 全 阀 ， 应 在 其 入 口 前 设 爆 破 片 或 在 其 出 入 口 管 道 上 采 取 吹 扫 、加 热 或 保 温 等 防 堵 措 施 。2.4 有 突 然 超 压 或 发 生 瞬 时 分 解 爆 炸 危 险 介 质 的 反 应 设 备 ，

24、如 安 全 阀 不 能 满 足 要 求 时 ， 应 设置 爆 破 片 或 爆 破 片 和 导 管 。2.5 因 介 质 爆 聚 、 分 解 造 成 超 温 超 压 可 能 引 起 爆 炸 的 反 应 设 备 ， 应 设 报 警 信 号 和 泄 压 排 放 设 施 ，以 及 自 动 或 手 动 遥 控 的 紧 急 切 断 进 料 的 设 施 。3 泄 放 量 的 确 定在 计 算 安 全 阀 时 ， 应 先 确 定 工 艺 所 要 求 的 泄 放 量 。导 致 设 备 超 压 的 原 因 ： 一 是 操 作 故 障 ， 二 是 火 灾 。 确 定 安 全 阀 的 泄 放 量 时 ， 应 根 据

25、工艺 过 程 的 具 体 情 况 并 按 可 能 发 生 危 险 情 况 中 的 最 大 一 种 考 虑 ， 但 不 应 机 械 地 将 各 种 不 利 情 况 考 虑在 同 一 时 间 发 生 。3.1 操 作 故 障 时 的 泄 放 量在 一 般 情 况 下 ， 可 参 考 表 3-1-1所 列 基 准 确 定 ， 此 表 取 自 APIRP520（ 第 五 版 ， 1990） 。如 果 掌 握 同 类 装 置 的 最 大 实 际 泄 放 量 ， 则 可 按 该 值 确 定 泄 放 量 。表 3-1-1 几 种 选 定 条 件 泄 放 量 基 准序 号 条 件 液 体 泄 放 气 体 泄

26、放1 容 器 出 口 关 闭 最 大 液 体 进 入 量 进 入 的 蒸 气 和 水 蒸 汽 总 量 ， 加 泄 放 条 件 下 产生 的 蒸 气 量2 冷 凝 器 供 水 中 断 - 在 泄 放 条 件 下 ， 冷 凝 器 的 总 凝 汽 量3 塔 顶 回 流 中 断 - 进 入 的 蒸 气 和 水 蒸 汽 总 量 ， 加 泄 放 条 件 下 产工 程 设 计 标 准安全阀的选用和计算规定标准号：BA2-3-8-95共 32 页 第 11 页 6生 的 蒸 气 量 ， 减 侧 线 回 流 冷 凝 的 蒸 气 量4 侧 线 回 流 中 断 - 进 入 和 离 开 该 侧 线 部 位 的 蒸 气

27、 差 值5 吸 收 塔 贫 油 中 断 - 通 常 不 用6 不 凝 气 积 聚 - 在 塔 中 与 序 号 2的 结 果 相 同 ， 在 其 它 容 器 内 ，与 序 号 1的 结 果 相 同7 高 挥 发 性 物 质 进 入 ：水 进 入 热 油 中轻 质 烃 进 入 热 油 中- 对 于 塔 ， 通 常 难 以 预 见对 于 换 热 器 ， 采 用 两 倍 于 一 根 管 子 截 面 积 破裂 导 致 挥 发 性 物 质 进 入 时 所 产 生 的 蒸 气 量8 储 罐 或 缓 冲 罐 溢 出 最 大 液 体 进 入 量 -9 自 动 控 制 故 障 必 须 逐 个 对 各 种 情 况

28、做 分 析10 不 正 常 的 热 量 或蒸 汽 输 入- 估 计 最 大 蒸 气 产 生 量 ， 包 括 过 热 产 生 的 不 凝气11 换 热 器 管 子 破 裂 - 从 两 倍 于 一 根 管 子 的 截 面 积 进 入 蒸 气 或 水 蒸汽 ， 与 序 号 7的 结 果 相 同12 内 部 爆 炸 - 用 常 规 泄 压 装 置 不 能 控 制 ， 但 应 避 免 对 外 界影 响13 化 学 反 应 - 按 正 常 和 失 控 两 种 条 件 估 计 的 蒸 气 产 量续 上 表序 号 条 件 液 体 泄 放 气 体 泄 放14 液 体 水 力 膨 胀 见 3.315 外 部 明

29、火 见 3.516 动 力 中 断 （ 水 蒸 汽 、 电 源 、或 其 它 ）要 研 究 装 置 以 确 定 动 力 中 断 的 影 响 ， 按 可能 发 生 的 最 坏 情 况 确 定 泄 放 量分 馏 塔 - 所 有 泵 都 有 可 能 停 运 ， 回 流 液 和 冷 却 水 中断反 应 器 - 要 考 虑 搅 拌 或 搅 动 ； 急 冷 和 抑 制 ； 液 流 中工 程 设 计 标 准安全阀的选用和计算规定标准号：BA2-3-8-95共 32 页 第 12 页 6断 ； 按 反 应 失 控 产 生 的 蒸 汽 量 考 虑空 冷 器 - 风 扇 失 灵 ， 按 正 常 和 事 故 负 荷

30、 之 差 确 定 泄放 量缓 冲 罐 进 入 的 最 大 液 体 量 -表 3-1-1与 中 石 化 总 公 司 标 准 炼 油 装 置 工 艺 设 计 技 术 规 定 SHJ1076-86 表 7.1.2基 本相 同 。3.2 换 热 器 管 破 裂 时 ， 安 全 阀 泄 放 量 可 按 式 3-2-1 式 3-2-2计 算 。介 质 为 气 相 时Gv=246.3104 ( P v)0.5 (3-2-1)id介 质 为 液 相 时GL=16.8104 ( P/ )0.5 (3-2-2)2i式 中 ：Gv气 体 泄 放 量 ， kg/h;GL液 体 泄 放 量 ， m3/h;di换 热 器

31、 管 内 径 ， m; P高 低 压 侧 压 力 差 ， MPa; v气 体 密 度 ， kg/m3； 液 体 相 对 密 度 。3.3 液 体 膨 胀充 满 液 体 的 容 器 或 长 管 道 由 于 液 体 膨 胀 而 要 求 的 泄 放 量 ， 可 按 式 3-3-1计 算 ：（ 3-3-1）PLCwQG0361.式 中 ： Q传 入 热 量 ， W；Cp液 体 比 热 ， KJ/kg ； 液 体 每 升 高 1 体 积 膨 胀 系 数 ， 见 表 3-3-1；其 它 符 号 意 义 同 前 。表 3-3-1 各 种 烃 液 体 和 水 在 15.6 下 的 膨 胀 系 数 工 程 设

32、计 标 准安全阀的选用和计算规定标准号：BA2-3-8-95共 32 页 第 13 页 6液 体 名 称 膨 胀 系 数 API 6.153 34.9 1.052 0.8504 0.0007235 50.9 0.8498 0.7758 0.000951 63.9 0.7753 0.7242 0.0010864 78.9 0.7238 0.6725 0.0012679 88.9 0.6722 0.6420 0.0014489 93.9 0.6417 0.6279 0.0015394 100 0.6275 0.6112 0.00162水 0.000183.4 气 体 储 罐 等 压 力 容 器 的

33、 安 全 泄 放 量 ， 按 式 3-4-1计 算 ：Gv=2.8310-3 vV （ 3-4-1)2id式 中 ： Gv安 全 泄 放 量 ， kg/h; v泄 放 条 件 下 气 体 密 度 ， kg/m3；di容 器 进 口 管 内 径 ， mm;V容 器 进 口 管 内 流 速 ， m/s。3.5 火 灾 条 件 下 容 器 的 安 全 泄 放 量由 于 容 器 内 液 体 润 湿 的 表 面 积 ， 在 受 到 火 焰 辐 射 时 全 产 生 蒸 气 。 为 了 确 定 蒸 气 产 生 量 ， 先要 确 定 受 火 焰 源 辐 射 影 响 的 润 湿 表 面 积 ， 一 般 系 指

34、等 于 或 低 于 火 焰 源 7.5m的 那 部 分 容 器 表面 积 。 而 火 焰 源 是 指 地 面 火 源 ， 但 也 可 能 是 受 到 大 量 火 点 的 任 何 标 高 位 置 ， 应 根 据 具 体 情 况 确 定 。容 器 的 安 全 泄 放 量 可 按 式 3-5-1 3-5-3计 算 。3.5.1 介 质 为 易 燃 液 化 气 体 或 装 在 有 可 能 发 生 火 灾 的 环 境 下 工 作 时 的 非 易 燃 液 化 气 体 ：A、 对 无 绝 热 材 料 保 温 层 的 压 力 容 器（ 3-5-1）vvHAFG82.0415.2式 中 Gv安 全 泄 放 量

35、， kg/h;工 程 设 计 标 准安全阀的选用和计算规定标准号：BA2-3-8-95共 32 页 第 14 页 6F系 数 ， 容 器 设 在 地 面 下 用 砂 土 覆 盖 时 ， 取 F=0.3； 容 器 在 地 面 上 时 ， 取F=1；容 器 设 置 在 大 于 10L/m2min喷 淋 设 施 下 时 ， 取 F=0.6。A容 器 的 受 热 面 积 （ m2)， 按 下 列 公 式 计 算 （ Do外 径 ， m; L长 度 m; L容 器 内 最 高 液 位 ,m);对 半 球 形 封 头 的 卧 式 容 器 A= DoL；对 椭 圆 形 封 头 的 卧 式 容 器 A= Do

36、(L+0.3Do);对 立 式 容 器 A= DoL；对 球 形 容 器 A=1/2 或 从 地 平 面 起 到 7.5m高 度 以 下 所 包 括 的 外 表 面 积 ，20取 二 者 中 较 大 的 值 ；Hv在 泄 放 压 力 下 液 体 的 蒸 发 潜 热 ， kJ/kg。 （ 低 于 93kJ/kg不 能 用 ） 。如 果 在 没 有 灭 火 设 备 的 场 合 ， 式 3-5-1应 改 为 3-5-2：（ 3-5-2）vvAFG82.0419.B、 对 有 完 善 的 绝 热 材 料 保 温 层 的 液 化 气 体 压 力 容 器（ 3-5-3）vvHAt82.0)65(4.9式

37、中 ： Gv容 器 的 安 全 泄 放 量 ， kg/h;t泄 放 压 力 的 饱 和 温 度 ， ； 常 温 下 绝 热 材 料 的 导 热 系 数 ， W/mk; 保 温 层 厚 度 ， m;其 他 符 号 同 前 。3.5.2 介 质 为 非 易 燃 液 化 气 体 的 容 器 ， 而 且 装 在 无 火 灾 危 险 的 环 境 下 ， 安 全 泄 放 量 可 根 据 其 有无 保 温 层 分 别 选 用 不 低 于 按 公 式 3-5-1 3-5-3计 算 值 的 30%。4. 喷 嘴 面 积 计 算工 程 设 计 标 准安全阀的选用和计算规定标准号：BA2-3-8-95共 32 页

38、第 15 页 64.1 介 质 为 气 体气 体 通 过 安 全 阀 喷 嘴 时 ， 其 速 度 和 比 容 随 下 游 压 力 的 减 少 而 增 大 ， 一 直 增 大 到 极 限 速 度 为止 ， 此 极 限 速 度 即 为 该 气 体 的 声 速 ， 相 当 于 极 限 速 度 的 相 应 流 率 ， 称 为 临 界 流 率 。声 速 下 的 喷 嘴 喉 管 压 力 Pcf与 入 口 压 力 （ 即 最 高 泄 放 压 力 ） Pm之 绝 压 比 称 为 临 界 压 力 比 ，Pcf称 为 临 界 流 动 压 力 。气 体 的 临 界 压 力 比 可 用 理 想 气 体 关 系 的 公

39、 式 计 算（ 4-1-1）12kmcfK式 中 ： K气 体 的 绝 热 指 数 （ Cp/Cv);Pcf临 界 流 动 压 力 ， MPa（ 绝 ） ；Pm进 口 处 压 力 （ 即 最 高 泄 放 压 力 ） ， MPa（ 绝 ） ，即 安 全 阀 定 压 +容 许 过 压 +大 气 压 。一 般 烃 类 气 体 Pcf/Pm值 大 都 在 0.5 0.6之 间 ， 其 与 K值 的 关 系 见 下 表 4-1-1。表 4-1-1 K值 与 Pcf/Pm值 关 系 表K 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8Pcf/Pm 0.585 0.564 0.546 0.5

40、28 0.512 0.497 0.482 0.469如 果 喉 管 下 游 压 力 P2（ 即 安 全 阀 出 口 压 力 ） 高 于 临 界 流 动 压 力 ， 此 时 的 流 动 状 态 为 亚 临 界流 动 。4.1.1 临 界 流 动 状 态 下 喷 嘴 面 积 计 算 ， 可 按 式 4-1-2计 算（ 4-1-2）MZTKPCGAbmFvo130.对 全 启 式（ 4-1-3）785.0ood对 微 启 式（ 4-1-3B）sinhAo式 中 ：Ao喷 嘴 面 积 ， cm2;工 程 设 计 标 准安全阀的选用和计算规定标准号：BA2-3-8-95共 32 页 第 16 页 6h安

41、 全 阀 开 启 高 度 ， cm; 锥 形 密 封 面 的 半 锥 角 度 ， ;do喷 嘴 内 径 ， cm;Gv气 体 最 大 泄 放 量 ， kg/h；Pm最 高 泄 放 压 力 ， MPa（ 绝 ） ；T 1进 口 处 气 体 温 度 ， K；M气 体 分 子 量 ；Z在 Pm压 力 下 气 体 的 压 缩 系 数 ；KF流 量 系 数 ， 应 由 制 造 厂 提 供 ， 参 见 附 录 二 。C气 体 特 性 系 数 ， 仅 与 气 体 的 绝 热 指 数 K有 关 ， 可 用 下 式 计 算（ 4-1-4）1)2(50K也 可 用 表 4-1-2查 得 ；Kb背 压 校 正 系

42、数 ， 对 普 通 型 安 全 阀 ， 随 着 P2值 增 大 ， 安 全 阀 的 理 论 泄 放 量 将 随 之 减 少 。 但 当 P2Pcf时 ， 对 泄 放 量 的 影 响 较 小 ， 而 普 通 型 安 全 阀 的 P2值 要 求 小 于 0.1Ps， 在 此 条 件 下 ， Kb值 可 取 为 1。 当 P2值 大 于0.1Ps时 ， 一 般 应 选 用 波 纹 管 （ 平 衡 型 ） 安 全 阀 ， 当 P2值 大 于 0.3Ps可选 用 先 导 式 安 全 阀 。 波 纹 管 安 全 阀 的 Kb值 见 表 4-1-3。表 4-1-2 不 同 K值 与 C值 关 系K C K

43、C K C K C1.01 317* 1.24 341 1.48 363 1.72 3821.02 318 1.26 343 1.50 365 1.74 3831.04 320 1.28 345 1,52 366 1.76 3841.06 322 1.30 347 1.54 368 1.78 3861.08 324 1.32 349 1.56 369 1.80 3871.10 327 1.34 351 1.58 371 1.85 3911.12 329 1.36 353 1.60 372 1.88 3931.14 331 1.38 354 1.62 374 2.00 4001.16 333 1

44、.40 356 1.64 376工 程 设 计 标 准安全阀的选用和计算规定标准号：BA2-3-8-95共 32 页 第 17 页 61.18 335 1.42 358 1.66 3771.20 337 1.44 360 1.68 3791.22 339 1.46 361 1.70 380* 内 插 值 因 在 K接 近 于 1时 ， C变 为 不 定 的 无 穷 数 。表 4-1-3 波 纹 管 安 全 阀 Kb值P2/Ps（ 表 压 ） 0.31 0.34 0.37 0.40 0.43 0.46 0.49过 压 10%， Kb 1.0 0.99 0.98 0.97 0.96 0.945 0

45、.93过 压 20%， Kb 1.0 0.96 0.90 0.86 0.81 0.76 0.70表 4-1-3是 国 外 制 造 商 提 供 的 平 均 值 （ 见 API RP520-90） ， 背 压 低 于 0.34MPa（ 表 ）时 ， 不 应 选 用 上 表 数 值 ， 而 应 由 制 造 厂 按 背 压 条 件 提 供 Kb值 。4.1.2 亚 临 界 流 动 状 态 下 喷 嘴 面 积 计 算 为 了 简 化 计 算 ， 仍 然 采 用 式 4-1-2计 算 ， 对 普 通 型 安全 阀 ， Kb校 正 系 数 需 改 用 表 4-1-4值 ； 对 波 纹 管 安 全 阀 ， K

46、b值 应 由 制 造 厂 提 供 。 其 它 符 号 意义 和 取 值 与 临 界 流 动 状 态 相 同 。表 4-1-4 亚 临 界 流 动 状 态 下 普 通 型 安 全 阀 Kb值绝 对 背 压 %* 50 60 70 75 80 85Kb值绝 热 系 数 K=1.1 1.0 1.0 0.96 0.92 0.88 0.79K=1.3 1.0 1.0 0.94 0.90 0.84 0.76K=1.5 1.0 0.98 0.90 0.86 0.80 0.72K=1.7 1.0 0.94 0.87 0.82 0.77 0.69*绝 对 背 压 %为 P2/Pm%(以 绝 压 计 )工 程 设

47、 计 标 准安全阀的选用和计算规定标准号：BA2-3-8-95共 32 页 第 18 页 6例 题 1 已 知 下 列 泄 放 要 求 :GV=24318kg/h,烃 蒸 气 平 均 分 子 量 M=65,K=1.1,T1=348K(75 ),PS=0.51MPa(表 ),即 设 备 的 设 计 压 力 ,P2(背 压 )=0(表 )。计 算 出 下 列 数 据 ， 容 许 积 聚 压 为 10%（ 由 于 定 压 即 为 设 备 压 力 ， 积 聚 压 等 于 过 压 ） ， 最高 泄 放 压 力 Pm=0.511.1+0.1=0.661MPa(绝 ),Z=0.84,临 界 压 力 比 =0

48、.59(查 表 4-1-1),临 界 流动 压 力 Pcf=0.6610.59 0.39MPa(绝 )=0.29MPa(表 )。因 背 压 P2=0， 小 于 Pcf， 处 于 临 界 流 状 态 ， 因 此 可 用 式 4-1-2计 算 喷 嘴 面 积KF采 用 0.975,Kb=1， C=326（ 查 表 4-1-2） 。例 题 2 把 例 1中 的 迭 加 背 压 改 为 0.37MPa(表 ） ， 其 它 数 据 与 例 1相 同 ， 选 用 普 通 型 安全 阀 。因 迭 加 背 压 等 于 0.37MPa(表 ） ， 大 于 临 界 流 动 压 力 0.29MPa(表 ） ， 气 体 处 于 亚 临 界 状态 。容 许 积 聚 背 压 0.10.51=0.051MPa总 背 压 P2=0.37+0.051=0.421MPa(表 ） =0.521MPa( 绝 ）P2/Pm=0.521/0.661=79%,从 表 4-1-4查 得 Kb=0.884.2 介 质 为 水 蒸 汽 （ 压 力 小 于 10MPa）