安全阀选型验证及闭式系统排汽反力计算软件设计
安全阀的设计及选型
安全阀的设计及选型安全阀的设计与选型是保障工业设备安全运行的关键环节之一、合理的设计和选型可以确保设备在超过其设计压力范围时能及时排除过压，保护设备不受损坏，同时也能保护工作人员和环境的安全。
以下将从设计和选型两个方面进行详细介绍。
1.安全阀的设计：-确定安全阀的使用场合，包括介质类型、压力范围、温度范围等参数。
-计算设备或管道的最大工作压力，一般根据设备承受的最大压力和安全系数来确定。
-确定设备或管道的最大可能承受的流量，一般是通过流量计算或基于瞬态压力条件下的流量来确定。
-根据设备或管道的压力和流量参数，计算出安全阀的排气口直径，另外要考虑阀门结构和材料的选择。
-验证安全阀的设计参数是否满足要求，如设置压力范围、流量范围、工作温度范围等。
2.安全阀的选型：安全阀的选型一般包括以下几个步骤：-根据设计需求选择适合的安全阀类型，常见的类型包括弹簧式安全阀、面板式安全阀、溢流安全阀、隔离安全阀等。
-根据工作介质的特性选择合适的材料，如耐腐蚀、耐高温等材料。
-根据设备或系统的最大压力确定安全阀的额定压力，一般选择稍高于工作压力的安全阀。
-根据设计的流量需求选择合适的安全阀口径，一般根据安全阀的流量特性曲线来确定。
-考虑现场条件和要求，如安全阀的安装位置、接口类型、防护措施等。
-考虑安全阀的性能指标，如封闭度、灵敏度、排气压力损失等。
安全阀设计与选型需要根据具体的工程要求和实际场景进行综合考虑，确保设备的安全和可靠运行。
同时，还需要遵守国家和行业安全标准和规范，以确保安全阀的设计和选型符合规定并通过安全认证。
最后，在安装和使用安全阀时，还需要进行定期检查和维护，以确保安全阀的性能和可靠性。
安全阀计算与选型
安全阀计算与选型安全阀是一种重要的安全装置，用于保护设备和系统免受过高压力的损坏。
安全阀计算与选型是安装和运行安全阀之前必须进行的一项任务，以下是关于安全阀计算与选型的详细介绍。
1.安全阀计算安全阀的计算是为了确定安全阀的工作参数，确保其能够在额定条件下正常工作。
主要的计算参数包括：-流量：根据设备或系统的最大流量及规定的安全系数，计算出安全阀的额定流量。
一般采用公式：Q=K*A*√Δp，其中Q为流量，K为流量系数，A为阀门流通面积，Δp为安全阀入口和出口端的压力差。
-座密封面积：座密封面积的选择取决于流量和压力，应使其能够满足流量要求同时提供足够的座密封力。
-开启压力：根据设备或系统的最大工作压力，确定安全阀的开启压力。
开启压力一般取最大工作压力的110%到120%之间。
-排气面积：为了能够及时排除流体，减少因压力波动引起的危险，需要确定安全阀的排气面积。
-安全系数：确定安全阀的工作压力和流量时，都需要考虑安全系数。
一般来说，安全阀的开启压力应该小于工作压力的110%到120%，流量应有一定的安全系数。
2.安全阀选型安全阀的选型是根据计算结果和实际需求，在市场上选择合适的安全阀产品。
选择安全阀时需要考虑以下几个方面：-压力等级：根据设备或系统的工作压力范围选择相应的安全阀压力等级。
安全阀的压力等级应大于工作压力，以保证其可靠性和安全性。
-阀体材质：根据介质的性质和工作条件选择安全阀的阀体材质。
一般常见的材质包括铜合金、不锈钢、铸铁等。
-阀门类型：根据介质性质和工作条件选择阀门类型，包括弹簧式安全阀、先导式安全阀、座式安全阀等。
其中，先导式安全阀适用于高压差和高流量条件下。
-排气方式：根据工作要求和排气条件选择安全阀的排气方式，有侧排气、顶排气等。
-产品质量和认证：选择具备高质量和可靠性的安全阀产品，最好选择符合国际或行业相关认证标准的产品。
3.详细设计和安装在安全阀计算和选型完成后，需要进行详细的设计和安装。
安全阀的设计及选型
定期对安全阀进行检查，确保其正常工作， 无泄漏、堵塞等现象。
清洁与润滑
定期对安全阀进行清洁和润滑，保持其良好 的工作状态。
更换密封件
密封件是安全阀的重要部件，需要定期更换 ，确保其密封性能。
校验与调试
定期对安全阀进行校验和调试，确保其性能 参数符合设计要求。
常见问题及解决方案
泄漏
检查密封件是否老化或损坏，如 需更换密封件；检查安全阀的安 装是否符合要求，如有问题进行
详细描述
在化工行业中，安全阀被广泛应用于各种设备和管道系统中，以防止介质超压 。由于化工介质具有腐蚀性、易燃易爆等特点，对安全阀的要求较高，需要具 备可靠的密封性能、快速响应和稳定排放等特点。
石油天然气行业应用
总结词
高压、高温、高风险
详细描述
石油天然气行业中，安全阀主要用于井口、管道、储罐等设备，以防止介质泄漏 和超压事故。由于石油天然气具有高压、高温、高风险等特点，安全阀需要具备 更高的耐压、耐温、耐腐蚀性能，以确保设备和人员的安全。
度等参数。
选择类型
根据使用环境和工况，选择适 合的安全阀类型，如弹簧式安 全阀、自力式安全阀等。
设计计算
根据安全阀的工作原理和相关 标准，进行设计计算，确定主 要零部件的尺寸和规格。
绘制图纸
根据设计计算结果，绘制安全 阀的装配图和零件图。
设计参数
工作压力
安全阀在正常工作条件 下所承受的压力。
工作温度
管道参数
阀门性能要求
根据管道的直径、连接方式等参数，选择 合适接口尺寸和连接方式的安全阀。
根据工艺安全、设备保护等要求，选择具 有适当开启压力、排放能力、密封性能等 性能的安全阀。
选型步骤
安全阀的设计及选型
安全阀的设计及选型一、安全阀的基本概念安全阀是一种与压力容器、管道、锅炉等相关的设备，当压力超过规定值时，能够自动开启并排放相应的压力以保障被保护的设备的安全。
在很多工业领域中，安全阀都是不可或缺的。
例如，在石油化工、钢铁、电力、航空航天等行业，安全阀对于安全生产起着重要的作用。
安全阀的机构常见有弹簧式、重锤式和液压式三种。
其中，弹簧式安全阀的最大特点是结构简单，易于维护和更换。
重锤式安全阀则通过重锤的作用，利用重力低于弹簧力的特点实现开启。
液压式安全阀的开启则是由液体的压力实现的。
该三种机构中，弹簧式安全阀用的最广泛，因此本文以弹簧式安全阀为例讲解其设计及选型。
二、安全阀的设计1. 弹簧的选用在弹簧式安全阀的设计中，弹簧是一个至关重要的部件。
正确选择合适的弹簧，能够确保安全阀的开启压力在规定范围内，保障被保护设备的安全运行。
在纯粹的安全阀设计中，弹簧的选取通常采用试算法。
按照试算结果选择弹簧后，要进行试制和试验以验证结果的正确性。
并且在弹簧的选取中，还要考虑弹簧的寿命和工作温度等因素。
如果是在改造安全阀或更换弹簧的情况下，应先了解设备的工作条件和特点等相关参数，再根据弹簧的特性进行选择，避免对被保护设备造成不良影响。
2. 排放容积的计算在设计安全阀时，要考虑到排放容积的大小。
排放容积是指在安全阀开启后，放出的介质所需要的空间。
如果排放容积太小，则在安全阀开启后，介质排放不畅或无法排放，会对设备造成较大的损害。
在计算排放容积时，应根据设备的特点和工况条件进行综合分析计算，以确保安全阀按照要求工作。
具体方法有使用计算公式或进行数值模拟等。
3. 设计弹簧腔设计弹簧腔时，应根据弹簧的选用和计算排放容积确定弹簧腔的尺寸。
一般来说，弹簧腔的尺寸不得过小，否则会影响弹簧的弹性，使安全阀开启压力偏低。
在设计弹簧腔时，还要考虑弹簧腔的通气条件。
弹簧腔通气不良，会影响安全阀的正常工作，增大设备的安全风险。
因此，在设计时要充分考虑弹簧腔的通气条件，保证其通气自由。
安全阀的选型、计算与设置规定
目 次1 名词2 引用标准3 设计要求3.1 安全阀的分类3.2 安全阀的选型3.3 安全阀的制造标准 3.4 安全阀的计算3.5 安全阀设置附录A 安全阀的计算1 名词1.1 安全阀由弹簧作用或由导阀控制的安全阀。
当入口处静压超过设定压力时，阀瓣上升以泄放被保护系统的超压，当压力降至回座压力时，可以自动关闭的安全泄放阀。
1.2 导阀控制主阀动作的辅助压力泄放阀。
1.3 全启式安全阀当安全阀入口处的静压达到其设定压力时，阀瓣迅速上升至最大高度，最大限度地排除超压的物料。
一般用于可压缩流体。
阀瓣的最大上升高度不小于喉径的1/4。
1.4 微启式安全阀当安全阀入口处的静压达到其设定压力时，阀瓣位置随入口压力的升高而成比列的升高，最大限度地减少应排出的物料。
一般用于不可压缩流体。
阀瓣的最大上升高度不小于喉径的1/40～1/20。
1.5 弹簧式安全阀由弹簧作用的安全阀。
其设定压力由弹簧控制，其动作特性受背压的影响。
1.6 背压平衡式安全阀由弹簧作用的安全阀。
其设定压力由弹簧控制，用活塞或波纹管减少背压对其动作性能的影响。
1.7 导阀式安全阀由导阀控制的安全阀。
其设定压力由弹簧控制，其动作性能基本上不受背压的影响。
当导阀失灵时，主阀仍能在不超过泄放压力时自动开启，并排出全部额定泄放量。
1.8 主安全阀安全阀是被保护系统的主要安全泄放装置，其泄放面积是基于最大可能事故工况下的泄放量。
1.9 辅助安全阀辅助安全阀（有时多于一个）是主安全阀的辅助装置，提供除主安全阀以外的附加泄放面积。
用于非最大可能事故工况下的超压泄放。
1.10 实际排放面积流体经过安全阀的最小流通面积。
1.11 有效泄放面积（最小泄放面积）用公式或图表计算的泄放面积。
有效泄放面积要小于实际泄放面积。
1.12 喉径面积安全阀喷嘴中最小直径的面积。
1.13 环隙面积安全阀的阀瓣与阀座之间的圆柱形面积。
1.14 最大工作压力系指容器在正常工作情况下容器顶部可能达到的最大压力。
安全阀的设计及选型
• 强度性能试验：检验安全阀在高压下的强度和稳定性
• 失效检验：对失效的安全阀进行分析和改进
• 动作性能试验：检验安全阀的开启和关闭特性
• 检验记录：记录安全阀的检验结果，以便跟踪和管理
03
安全阀的结构设计
安全阀的阀体设计
阀体材料选择
• 根据介质的性质和工作环境选择合适的阀体材料
• 考虑材料的耐腐蚀性、强度和耐磨性
• 确保在允许的温度范围内安全阀能正常工作
03
泄放能力要求
• 根据系统的泄放需求选择合适的泄放能力
• 确保在系统压力超过设定值时安全阀能及时泄放多余压
力
安全阀的设计标准
国家标准
• GB/T 12241-2005《安全阀一般要求》
• GB/T 12242-2005《压力容器安全阀》
• GB/T 28776-2012《安全阀结构长度》
• 按介质分类：气体安全阀、液体安全阀、蒸汽安全阀等
安全阀的工作原理
安全阀的工作原理
• 当系统压力达到设定值时，阀瓣受到压力作用，克服弹簧力或杠杆力而开启
• 介质从阀瓣与阀座之间的间隙泄放，降低系统压力
• 当系统压力降低至设定值以下时，阀瓣在弹簧力或杠杆力的作用下关闭，恢复密
封状态
安全阀的开启和关闭特性
• 考虑阀瓣的强度和刚度，确保在高压下稳定工作
• 考虑阀瓣的导向和密封，防止介质泄漏
安全阀的弹簧与密封设计
弹簧设计
密封设计
• 考虑弹簧的刚度和预紧力，确保安全阀的开启和关闭特
• 考虑密封圈的材料和形状，提高密封性能
性
• 考虑密封圈的耐磨性和耐腐蚀性，保证长期稳定工作
安全阀选型验证及闭式系统排汽反力计算软件设计
安全阀选型验证及闭式系统排汽反力计算软件设计徐斌;李涛;郑冠捷;陈国强【摘要】The calculation software is compiled with the object-oriented programming language Visual Basic 6.0 to select correct safety valve and calculate the closed-system exhaust reaction force. This software can run in the Windows XP,Windows 7,and Windows 8. The modularization compiling mode is adopted in the whole software,in which the characteristic parameters of water vapor are integrated. The interfacial design is coherent,and the operation is simple. The practical software meets the en-gineering design requirements,and directly displays the form of the exhaust port. The model-selection judgement of the safety valve and the calculation of the exhaust pipe counterforce were realized under various working conditions.%针对安全阀的选型及闭式系统中排汽反力的计算问题,采用面向对象的程序设计语言Visual Basic 6.0编写专业计算软件.软件在Windows XP和Windows 7,Windows 8环境下运行通过.整个软件采用模块化编写,集成了水蒸汽的特性参数,界面设计简洁,功能实用,操作简便.该软件以工程设计需求为依据,直观展现了排汽口的形式,实现了对安全阀选型的判断和不同工况下安全阀开启对设备的反力、各种布置形式的排汽管道反力的计算.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2017(040)024【总页数】4页(P163-165,168)【关键词】安全阀选型;排汽反力计算;VB6.0;布置形式;排汽管道【作者】徐斌;李涛;郑冠捷;陈国强【作者单位】中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司,陕西西安 710075;中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司,陕西西安 710075;中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司,陕西西安 710075;中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司,陕西西安 710075【正文语种】中文【中图分类】TN954+.2-34安全阀是锅炉、压力容器和其他受压设备的调压保护装置，安全阀的合理计算和设计对承压设备和装置至关重要。
除氧器安全阀选择及排汽反力计算
除氧器安全阀选择及排汽反力计算
除氧器安全阀选择及排汽反力计算
一、安全阀最大排汽量计算
G=0.00525*C0*A*P
P=1.1*p+101.325
式中:C0—流量系数0.6
A—安全阀喉部截面
积mm27854
P—安全阀入口蒸汽
压力KPa 1311.325
p—安全阀整定压力KPa 1100
G—安全阀最大排气
量kg/h 32442 二、安全阀排汽反力计算
1 安全阀排汽反力
F=1.02*G/1000*(i0-1914298)^0.5
i0—安全阀入口蒸汽
焓J/kg 2746016
式中:F—安全阀排汽反力N 30178
2 安全阀排汽反力矩
M=4*F*di/1000
式中:di—安全阀出口直径mm 175
M—安全阀排汽反力矩N-m 21125
安全阀型号:
A48Y-16C DN150
安全阀尺寸表
型号适用的公称压力PN1.6~PN4.0(Mpa)公称直径dn 32 40 50 80 100 150 200
出口直径di (mm) 40 50 65 100
125 175 225
全阀座喉径do (mm) 20 25 32 50 65 100 125
启喉部截面积 A (mm2) 314 491 804 1963 3318 7854 12270 式开启高度h (mm) ≥5 ≥6.25 ≥8 ≥12.5 ≥16.25 ≥25 ≥31.25。
安全阀计算与选型
安全阀计算与选型1. 确定确定安全阀类型安全阀类型根据卸放介质物性、卸放量确定安全阀类型。
2. 确定安全阀公称压力根据介质操作条件确定PN，选定弹簧工作压力级。
3. 安全阀安全阀计算计算3.1 由工艺计算软件（hysis,pro II,aspen）计算获得介质基本物性数据（比重ρ，分子量M，粘度μ，泄放量Gv，气体特性系数C，流量系数Kf，压缩系数Z，最高泄放压力Pm，泄放温度Ti，操作压力P 0，整定压力Ps）。
3.2 计算公式：安全阀的计算参照GB/T 12241-2005（它与ISO 4126 安全阀一般要求计算方法相同） 中的公式并依据实测额定排量系数来计算安全阀的额定排量，进而确定安全阀的口径，是比较可靠的计算方法。
具体计算公式见GB/T 12241-2005 6.3节/6.5节。
3.2.1 介质为气体或蒸汽1）临界流动下的理论排量计算在下列条件下达到临界流动： 临界流动下的理论排量计算公式：2）亚临界流动下的理论排量计算：在下列条件下达到亚临界流动： 亚临界流动下的理论排量计算公式：3）Excel 表格计算安全阀卸放面积A 0（作者Huang WenJia）3.3 将必须的介质物性数据编入Excel 表格，并在安全阀卸放面积栏编好计算公式（见安全阀计算excel 表格）。
安全阀安全阀的选用与的选用与的选用与计算实例计算实例计算实例安全阀系压力容器在运行中实现超压泄放的安全附件之一，也是在线压力容器定期检验中必检项目。
它包括防超压和防真空两大系列，即一为排泄容器内部超压介质防止容器失效，另一方面则为吸入外部介质以防止容器刚度失效。
凡符合《容规》适用范围的压力容器按设计图样的要求装设安全阀。
一．安全阀的选用安全阀的选用 1. 1. 安全阀安全阀安全阀各种参数的确定各种参数的确定各种参数的确定 a）确定安全阀公称压力。
根据阀门材料、工作温度和最大工作压力选定公称压力。
b) 确定安全阀的工作压力等级。
安全阀排汽量及排汽反力的计算问题
当蒸 汽 压 力超 过 弹簧
图１ 弹 簧 安 全 阀 结 构 示 意 图
范》 （ 以下简称 《 汽水管 规》 ） 附录 Ｃ ． ８ 安 全阀的选择计算 中 ， 对 于装设 在锅炉 汽包 、 过热 器和再 热器处 等安 全 阀 。 或 者设 计 压力大 于等于 １ ＭＰ ａ的蒸 汽管道 或者容 器上的 安全 阀 ． 在 缺乏 制造厂 的资料 时 ． 可 以按 照排放源 为过热蒸汽还 是饱和
蒸汽 ． 由下 面 ２个 公 式 进 行 计 算 。 当排 放 源 为 过 热 蒸 汽 时 ． 排 汽量为 ：
Ｇ＝ ０ ． ０ ０ ２ ４ Ｘ１ Ｉ ｎ Ｆ ｘ ／ ｅ ｏ ／ Ｖ ｏ （ ３）
的反作用力 时 ． 弹 簧 被
压缩 ． 阀 芯 抬 起 离 开 阀 座 排 出蒸 汽 。 当 蒸 汽 压 力 小 于 弹 簧 的
因 此 本 文 罗 列 常 用 的安 全 阀 排 汽 管 道 的水 力 计 算 公 式 。
蒸 汽在安全 阀后 的绝 对压力／ Ｍ Ｐ ａ ｆ 确定 Ｐ ， 需要 考虑 阀后管
道 及 附 件 的阻 力 ） ； ｎ 一 并 联 装 设 的 安 全 阀数 量， 个； ｌ ａ ， 、 ： 一 安 全 阀 的 流 量 系数 ．由试 验 确 定 或 者 按 照 制 造 厂 资 料 取 值 ， 一 般 ｍ 可取 为 ０ ． ９ ， ｔ ｘ ２ 取为 ０ ． ６ ； Ｂ一考 虑 蒸 汽 － ｎ Ｉ Ｎ 缩 性 的 修 正 系数 ， 与绝热 指数 ｋ ， 压力比Ｐ 。 ， 阻力 等因素有关 ， 对 于水 ，
安全 阀的排放 参数是 指安全 阀起跳 时 的参数 ．包括 压
力． 温度 。 流 量 和 排 放 比等 。 安 全 阀所 处 蒸 汽 系 统 的额 定 压 力 和 安 全 阀 的整 定 压 力 之 间 的 关 系 按 《 蒸 汽 锅 炉 安 全 技
安全阀计算与选型
安全阀计算与选型在各种压力容器和管道系统中，安全阀被广泛应用于保护设备和人员的安全。
安全阀的计算和选型是确保设备正常运行的重要步骤。
本文将介绍安全阀的计算和选型的一般原则和步骤。
1.安全阀计算安全阀的计算涉及到流体力学和热力学等多个方面的知识。
以下为安全阀计算的一般步骤：1.1确定工作条件首先需要明确工作条件，包括流体性质、流量、工作温度、工作压力等。
这些参数将直接影响安全阀的选择和计算。
1.2确定设备类型根据设备类型的不同，安全阀的计算方法也有所差异。
常见的设备类型包括压力容器、管道系统、锅炉等。
1.3确定安全阀类型根据工作条件和设备类型，选择合适的安全阀类型，如弹簧式安全阀、封囊式安全阀等。
1.4计算设备出口流量根据工作条件和设备类型，计算设备出口的流量。
流量计算可以采用各种方法，如阀座面积法、流速法、管道焓变法等。
1.5计算安全阀允许过流能力根据设备出口流量和安全阀类型，计算安全阀的允许过流能力。
过流能力通常由安全阀的通径、座盘面积等参数来确定。
1.6验证安全阀的抗蒸汽过热能力在高温条件下，特别是蒸汽系统中，安全阀需要有足够的抗蒸汽过热能力，以防止蒸汽在压力释放过程中出现过热状况。
1.7计算安全阀座盘强度根据工作压力和安全阀座盘的材料以及强度计算公式，计算安全阀座盘的强度。
1.8确定安全阀排气管道尺寸根据安全阀排放的流量和排放压力损失要求，确定安全阀排气管道的尺寸。
1.9计算安全阀安装位置根据设备布局和流体力学等原理，选定合适的安全阀安装位置。
2.安全阀选型选型是安全阀计算的最后一步，需要根据计算结果和实际使用要求，选择合适的安全阀。
以下是安全阀选型的一般原则：2.1符合标准要求2.2安全阀通径选择安全阀通径的选择应根据设备出口流量和计算结果，结合安全阀的通径范围选择合适的大小。
2.3适应工作条件安全阀的材料、工作温度和工作压力等应与设备工作条件相适应，以确保安全阀的可靠性和耐久性。
2.4考虑未来扩容若设备未来可能进行扩容，应考虑选择适当尺寸的安全阀。
安全阀性能试验装置数据采集与软件功能设计
安全阀性能试验装置数据采集与软件功能设计乔晓阳\王晓钧2(1•北京凯孚奥机械设备有限公司，北京10000;2.合肥通用机械研究院，安徽合肥230000)摘要:安全阀产品是锅炉、压力容器、压力管道最重要的安全保护装置，通过计算机快速采集实时描绘压力和位移的关系曲线，能准确反映安全阀的特性。
论述快速数据采集硬件平台和测试软件应具有的主要功能，结合国家泵阀产品质量监督检验中心安全阀性 能测试装置，解析测试软件部分功能。
关键词:安全阀;性能测试;数据采集;软件设计中图分类号:T H 137 文献标识码：BD O I ： 10.16621/j .c n k i .is s n 1001-0599.2018.07.32引言安全阀产品是锅炉、压力容器、压力管道最重要的安全保护 装置，用以防止系统超压、确保压力系统的安全运行。
安全阀产 品的性能极大地关系到人身和设备的安全。
2003年3月，国务 院颁布的《特种设备安全监察条例》，明确包括承压设备安全附 件等属于特种设备，并纳入了安全监察管理。
其对特种设备类产 品的生产、使用、检验检测、监督检查、法律责任作了明确的规 定，确立了特种设备安全监察基本制度；以及对特种设备的设 计、制造、安装、改造、维修、使用、检验检测等环节的严格要求。
积极开展安全阀产品的性能试验研究，能有效减少安全事故的 发生。
如果能在安全阀加压过程中获得开启动作的真实动态曲 线，就能掌握安全阀的动作特性，正确判断安全阀动作是否灵 敏、可靠。
对此，需要一定的数据采集条件。
在计算机实现快速 数据采集的情况下，可以获得安全阀在动作全过程的真实动态曲线。
1测试系统设计安全阀测试装置系统原理见图1。
该试验系统可以进行安 全阀的密封、开启压力、排放压力、回座压力、开启高度、排量及 机械特性的试验。
2测试依据G B /T 12241—2005《安全阀一般要求》;G B /T 12242—2005《压力释放装置性能试验规范》;G B /T 12243—2005《弹簧直接 载荷式安全阀》(第二版）;JB /T 9624—1999《电站安全阀技术 条件》(第一版）J B /T 6441—1993《压缩机用安全阀》。
安全阀选型
安全阀选型安全阀（Safety Valve）是一种安全保护用阀。
通过向系统外排放介质来防止管路或设备内介质压力超过规定数值。
安全阀属于自动阀，用于锅炉、压缩机、压力容器和管道等，防止其介质压力过高。
安全阀的主要参数是排量，排量决定于阀座的口径和阀瓣的开启高度。
一、安全阀工艺计算（1）泄放量的确定造成设备超压的原因：一是火灾；二是操作故障，三是动力故障。
确定安全阀的泄放量时，应按工艺过程的具体情况而定，并按可能发生危险情况中的最大一种考虑，但不应机械的将各种不利情况考虑在同一时间发生。
（2）操作条件的确定1.定压Ps，安全阀开启的压力。
安全阀定压必须等于或稍小于设备或管道的设计压力，一般设备或管道可根据不同工艺操作压力按设备或管道设计压力的要求确定其安全阀的定压。
设备或管道的设计压力必须等于或稍大于所选定的安全阀定压值。
当P≤1.8MPa时，Ps=P+0.18+0.1当1.8＜P＜4MPa时，Ps=1.1P+0.1当4＜P≤8MPa时，Ps=P+0.4+0.1当P＞8MPa时，Ps=1.05P+0.12.积聚压力Pa，安全阀的最高泄放压力与其定压之间的差值。
无火压力容器上的安全阀Pa=0.1Ps着火有爆炸危险容器上的安全阀Pa=0.2Ps蒸汽锅炉上的安全阀Pa=0.03Ps3.最高泄放压力Pm，安全阀达到最大泄放能力时的压力。
Pm=Ps+Pa，安全阀出口压力。
4.背压P2安全阀开启前泄压总管的压力与安全阀开启后介质流动所产生的流动阻力不宜大于定压值Ps的10%；对波纹管型的安全阀，之和。
对普通型安全阀，P2不宜大于定压值Ps的30%。
P25.回座压差，安全阀回座压差必须小于定压和操作压力之差。
如果安全阀定压高于操作压力10%6.温度，按工艺操作温度考虑。
（3）喷嘴面积计算1.介质为气体MZT K K C G A m v1b f 0p 1.0⨯⨯⨯⨯= 2.介质为水蒸气ϕ⨯⨯=m v G A p 4500 3.介质为液体2u b 5.009.6p p K K G A s LL -⨯⨯=ρ4.液体膨胀时的安全阀5.025.00)(72.2p p G A s L L -=ρ 5.介质为气、液两相流体。
安全阀的选用和计算规定
安全阀的选用和计算规定一、引言安全阀在工业设备和系统中起到重要的安全保护作用，用于调节流体压力，防止系统超压或因故障引起的危险情况。
正确选用和计算安全阀是确保系统安全运行的关键之一。
本文将介绍安全阀的选用和计算规定，以帮助读者更好地了解和应用安全阀。
二、安全阀的选用在选用安全阀时，需要考虑以下几个因素：1. 工作介质首先需要确定工作介质的性质，包括液体、气体、蒸汽等。
不同的工作介质对安全阀的选择有不同的要求，例如蒸汽需要选择能够承受高温高压的安全阀。
2. 流量要求根据工作介质的流量要求，选择适当的安全阀大小。
流量大的系统需要选用大口径的安全阀，以确保能够有效地排放过量压力。
3. 压力范围安全阀需要在设定的压力范围内工作，因此需要根据系统的工作压力确定安全阀的额定压力范围。
4. 工作温度工作温度会对安全阀的材质和密封性能有一定要求。
根据工作温度选择能够耐高温的材料，以确保安全阀在不同温度下的可靠性。
5. 设备安装位置安全阀的安装位置也需要考虑，确保能够有效地排放过量压力，并方便进行维护和检修。
三、安全阀的计算规定为了确保安全阀选择合适并能够正常工作，需要进行一定的计算和设计。
1. 排放系数排放系数是安全阀计算的重要参数，用于确定安全阀的有效排放面积。
根据系统的特点和工况，选择对应的排放系数。
2. 设定压力设定压力是安全阀的工作压力，通常为系统的额定压力加上一定的安全余量。
设定压力应根据系统要求和工况确定。
3. 排放能力计算安全阀的排放能力需要根据工作介质和流量要求进行计算。
根据流体的物性参数和安全阀的特性，计算安全阀的排放能力，确保能够满足系统的需求。
4. 选择合适的安全阀根据计算得到的排放能力和其他参数，选择合适的安全阀型号和规格。
需要注意安全阀的额定压力范围、排放系数、耐压能力等要求，确保选用的安全阀符合系统需求。
5. 安全阀设置根据系统的特点和要求，确定安全阀的安装位置和管道布局。
安全阀应尽可能靠近压力源，并避免过热、过冷等因素对安全阀的影响。
安全阀的设计及选型
安全阀的设计及选型
安全阀 Safety Valve
01
01
02
03
泄放阀 Relief Valve
安全泄放阀 Safety Relief Valve
02
03
压力泄压阀 Pressure Relief Valve (PRV)
名词术语
一种靠阀门进口侧静压动作的压力泄放阀 能突然起座并全开 适用于可压缩性流体（气体、气相或蒸汽）
01
MAWP (MAX. SET)
02
单安全阀，设计工况为非火灾工况
03
110
04
100
ASME VIII对于安全阀超压的规定
01
MULTIPLE VALVES
02
MAWP
03
116
04
105
05
100
06
2ND
07
1ST
多安全阀，设计工况为非火灾工况
MAWP
01
121
02
100
03
21%
04
密闭的排放总管
去火炬
可能的压力源
可能的压力源
可能的压力源
吹扫
开高
开高 压力泄放阀开启后，阀瓣密封面离开关闭位置的实际行程．
喉部面积
压力泄放阀进口端至关闭件密封面之间流道的最小截面积． Area＝πD2/4 。
LIFT
DN
帘面积
阀瓣在阀座上方升起时在其密封面间形成的圆柱形或圆锥型通道的面积． Area=πDL 。
对于亚临界流的气体，安全阀的最小泄放面积为
排放介质为液体 VL：体积流量 L/min G ：液体比重 Kw：背压修正系数，当安全阀为全启式或先导式，或安全阀出口与大气直连时，其值为1，平衡波纹管式安全阀的背压修正系数由API 520附表查得 KV：粘度修正系数，由API520附表查得
安全阀排汽反力计算
原始数据 项目 压力 符号
安全阀入 安全阀整定 安全阀入口 安全阀入口 口蒸汽比 蒸汽温度 蒸汽焓值 容 排汽管 排汽管 排汽 安全阀额定出 安全阀出口 入口内 出口内 管道 力 管内径 径 径 长度 排汽管 排汽管末端 摩擦系 背压 数 局部 阻力 系数 安全阀喉部 安全阀流 直径 量系数
139.696 oC 三、排汽管进口参数计算(断面3-3): P3= 10689.74 kgf/m2.a V3= 171.2443 kgf/m2.a
t 4=
v3= 1.872346 m/s
t3= 140.4725
o
C
四、排放过程的几个判断 1、判断2-3端面的蒸汽流动是否满足S3>=S2（熵增校验） 合格 2、动量校验 合格 3、背压校验 由于安全阀出口为非临界态，故无须校验 4、判断是否反喷 闭式排汽，无须验算反喷 排汽阻力偏大,建议增大管径！ 五、排汽管道排汽作用力计算（不包括热胀力、自重及外载等） 1、安全阀出口受力F2（2-2端面，与汽流方向相反） F2= 556.4014 kgf 2、排汽管入口受力F3（3-3端面，与汽流方向一致） F3= 556.4014 kgf 3、排汽管出口受力F4（4-4端面，与汽流方向相反） F4= 391.6104 kgf 4、排汽管道受力F(当排汽管为直管时) F= 948.0118 kgf（正值为向上，负值为向下） 如果排汽管道不是直管，则其上各支吊点受力须进行分析。
例题1
排放型式
1
0：开式（疏水盘型）； 闭式（直连型）
1：
P整定
2
t0
C 147.6
o
i0
kcal/kg 2747.295
v0
m /kg 0.4677
安全阀排汽反力计算
安全阀排汽反力计算安全阀是一种常用于工业设备和管道系统中的保护装置，用于避免由于系统内部压力超过预定值而导致的设备或管道破裂。
排汽反力计算是保证安全阀正常工作的重要步骤之一，下面将对排汽反力计算进行详细介绍。
首先，排汽反力计算需要确定以下参数：1.安全阀额定排汽能力（Cv）：安全阀具有一定的排汽能力，其数值应能满足系统故障排汽要求。
2. 系统最大排汽量（Qmax）：该参数通常由系统设计要求给出，在安全阀选择时需要参考该数值。
3.反力系数（Kr）：反力系数是安全阀设计中重要的参数之一，直接影响到安全阀的选择和安装。
反力系数是指安全阀启动时受到的反作用力与排气量的比值。
排汽反力计算可以分为以下几个步骤：步骤1：计算排汽阀启动流量（Qs）。
安全阀启动时，会有一定的流量通过排气，需要根据系统设计要求和安全阀特性曲线来确定。
步骤2：计算系统最大排汽速率（Vmax）。
系统最大排汽速率可以通过以下公式计算：Vmax = (Qmax / 3600) / A其中，Qmax为系统最大排汽量，A为安全阀出口断面积。
步骤3：计算反力系数（Kr）。
反力系数的计算需要参考安全阀的设计手册，根据阀门孔径、阀座直径等参数进行计算。
步骤4：计算排汽反力（Fr）。
排汽反力是由排汽流量对阀座产生的压力差引起的。
可以通过以下公式计算：Fr=(Qs/Cv)*Kr其中，Qs为排汽阀启动流量，Cv为安全阀额定排汽能力，Kr为反力系数。
步骤5：判断排汽反力是否超过安全阀的承载能力。
安全阀的设计应能满足排汽反力的要求，以保证系统的安全运行。
综上所述，安全阀排汽反力计算是保证安全阀正常工作的重要步骤。
通过计算排汽阀启动流量、系统最大排汽速率、反力系数等参数，可以准确地计算出排汽反力，并判断其是否超过安全阀的承载能力。
这对于系统的正常运行和设备的安全非常重要。
安全阀出口反力的计算
安全阀出口反力的计算书和反力数据表本计算书参考了HG-T 20570.2-95（安全阀的设置和选用）中相关规定1. 安全阀出口反力的计算(HG-T 20570.2-95,第45页)物料泄放时，流体的流动会对排放管道产生作用力，并通过排出管道传至安全阀，进而以力矩的形式通过安全阀入口管道传至设备接管。
这个力和力矩是否对安全阀的进出口管道和设备的接管、法兰产生不良影响(如容器是否要补强等)，需要进行详细的计算后确定。
作用力的大小与物料泄放至大气还是泄放至密闭系统有很大关系。
1.1. 气相物料泄放至大气对于可压缩流体(气体或蒸汽)临界稳态流动，且物料流经安全阀后经一段水平管、一个900长半径弯头、一段垂直立管排入大气，如图所示：F ——反作用力；A ——截面积；管线支撑应尽可能安装在放空管的中心线位置。
作用力（f ）按式(1)计算:2610)1(1002.1p a Mk kT W f ⨯⨯++⨯⨯⨯=- (1)式中f—泄放反力，N；W—介质流量，kg/h；a—泄放管出口截面积，mm2；（该计算中未选取大一级的喉部面积）T—进口温度，K；—泄放管出口静压力，MPa.g；（泄放压力？背压？大气压）（该计算P2中使用的是安全阀泄放压力）k—绝热指数。
1.2.气相物料泄放至密闭系统泄放至密闭系统的稳态流动，在排出管中一般不会产生大的作用力和力矩，仅计算管径突然扩大位置的作用力。
如果需要计算泄放至密闭系统的作用力，则应采用复杂的非稳态分析方法，可从专门资料中查阅。
1.3.液相物料的泄放反力液体泄放时在安全阀出口中心线处的水平反力(f)按式(14.0.1-2)计算:=694.0（2）a⨯f⨯P式中f—泄放反力，N；P—泄放压力，MPa；a—安全阀喉径面积，mm2,2.出口管道由于泄放时的作用力、振动和自身的自重、热胀冷缩等原因，应设支架支撑。
3.安全阀反力数据表安全阀反力数据表采用行业标准《工艺系统专业提交文件内容的规定》(HG20558.2-93)“安全阀反力数据表”。
安全阀排汽量及排汽反力的计算问题
安全阀排汽量及排汽反力的计算问题结合实际工程，对安全阀排汽管道的各个水力计算公式进行验证计算，比较按照不同公式计算得到的安全阀排汽量和排汽反力，得出结论。
推荐工程计算中适用的安全阀排汽反力的简便计算公式。
安全阀作为一种承压设备及管道上使用的安全设备，广泛应用在电力、石油化工等各行业，能有效保护承压设备及管道，降低设备损失率，避免严重运行事故。
安全阀按其结构形式可分为4 大类：静重式安全阀;杠杆式安全阀; 弹簧式安全阀;和脉冲式安全阀。
目前电站系统中应用的安全阀大部分是弹簧全启式安全阀，其主要结构由阀体、阀芯、阀座、阀杆、弹簧、调整螺丝手柄等组成，各部件可参见其工作原理是弹簧作用于阀芯的反作用力来平衡作用在阀芯上的蒸汽压力。
当蒸汽压力超过弹簧的反作用力时，弹簧被压缩，阀芯抬起离开阀座排出蒸汽。
当蒸汽压力小于弹簧的反作用力时，弹簧伸长将阀芯往下压使阀芯和阀座紧密结合停止排汽。
在工程设计中，压力容器及管道若使用安全阀进行保护，则必须进行安全阀排汽管道的水力计算，这关系到安全阀及其所保护的承压设备及管道能否安全工作。
安全阀的水力计算是安全阀及其所附属蒸汽管道系统应力分析的重要部分，是保障安全阀正常工作和蒸汽管道系统合理设计的关键前提。
是安全阀排汽管道支吊架设计的前提基础。
安全阀的水力计算主要指安全阀排汽管道的排汽量和排汽反力计算。
虽然很多工具书及规范手册中分别单独介绍了不同的安全阀排汽管道的排汽量及排汽反力的计算方法。
但很少有工具书和规范对安全阀排汽管道的排汽量及排汽反力的各个计算方法有详尽、系统和全面的对比分析。
因此本文罗列常用的安全阀排汽管道的水力计算公式，并以某实际工程为例，分析各个不同水力计算公式得出的计算结果，推荐在实际工程上方便适用的安全阀水力计算公式。
从表1 可见：按照《汽水管规》方法计算的安全阀排汽管道的排汽反力较另外2 种方法计算的结果偏小，按照《电站压力式除氧器安全技术规定》和《AP 对于工程设计中安全阀排汽反力计算来说，《汽水管规》中的计算方法较为复杂，公式涉及的排汽参数更多，计算较为不便，且计算结果比按照AP 按照AP4、结语通过上述方法计算得到的安全阀水力计算结果是可以用来作为工程设计中安全阀排汽管道系统设计的基础数据，保障安全阀及排汽管道系统的稳定可靠，从而确保整个系统的安全。
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安全阀选型验证及闭式系统排汽反力计算软件设计作者：徐斌李涛郑冠捷陈国强来源：《现代电子技术》2017年第24期摘要：针对安全阀的选型及闭式系统中排汽反力的计算问题，采用面向对象的程序设计语言Visual Basic 6.0编写专业计算软件。
软件在Windows XP和Windows 7，Windows 8环境下运行通过。
整个软件采用模块化编写，集成了水蒸汽的特性参数，界面设计简洁，功能实用，操作简便。
该软件以工程设计需求为依据，直观展现了排汽口的形式，实现了对安全阀选型的判断和不同工况下安全阀开启对设备的反力、各种布置形式的排汽管道反力的计算。
关键词：安全阀选型；排汽反力计算； VB 6.0；布置形式；排汽管道中图分类号： TN954+.2⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2017）24⁃0163⁃03Abstract： The calculation software is compiled with the object⁃oriented programming language Visual Basic 6.0 to select correct safety valve and calculate the closed⁃system exhaust reaction force. This software can run in the Windows XP， Windows 7， and Windows 8. The modularization compiling mode is adopted in the whole software， in which the characteristic parameters of water vapor are integrated. The interfacial design is coherent， and the operation is simple. The practical software meets the engineering design requirements， and directly displays the form of the exhaust port. The model⁃selection judgement of the safety valve and the calculation of the exhaust pipe counterforce were realized under various working conditions.Keywords： safety valve selection； exhaust reaction force calculation； VB 6.0； layout form； exhaust pipe0 引言安全阀是锅炉、压力容器和其他受压设备的调压保护装置，安全阀的合理计算和设计对承压设备和装置至關重要。
安全阀阀瓣开启泄放时，管道内流体的快速流动会对排放管道、支撑结构和连接设备产生冲击性荷载，其引起的应力和弯矩不容忽视[1]。
因此，安全阀的合理选型和排汽管道的合理布置，对承压设备和管系的安全运行具有十分重要的意义。
目前国内相关规范已经给出相关的计算公式[2]，但是该计算方法是将蒸汽视为理想汽体推导而得到的，对于饱和蒸汽，由于其热力学特性已经偏离理想汽体，所以按此公式计算的结果有待讨论。
国内学者对API RP520 和ASME B31.1两种方法进行了比较[3⁃5]，归纳出了这两种方法适用范围和局限性。
此外，目前并无标准通用的安全阀选型和反力计算软件，该问题的解决主要依据各个企业、厂家自主编制的Excel格式计算表或其他计算插件完成。
本文通过对《ASME B31.1⁃2010压力管道规范》《火力发电厂汽水管道应力计算技术规程》和《流体力学》中的相关理论和计算方法进行比较总结，利用介质比容变化大的管道水力计算方法，结合一维定常流动的理论，推导出一套完整的计算模型 [6⁃13]。
其涵盖了便于工程使用的安全阀选型、排汽管道通流能力和排汽反力的计算方法。
本文软件采用VB 6.0编制，界面友好，便于操作，可极大地提高工作效率；提高设计计算的准确性、合理性和先进性。
本软件以工程设计需求为依据，实现了对安全阀选型的判断，和不同工况下安全阀开启对设备的反力、各种布置形式的排汽管道反力，具有较广的应用前景。
1 软件功能及适用范围本软件功能目标是根据建立较为完善后的计算理论，实现安全阀的选型计算，通流能力计算，安全阀开启时对设备的反力计算，能快速准确判断流动是否达到临界，并根据流动状态准确计算典型排汽口形式下的排汽反力。
软件界面应简洁清晰，便于设计人员操作，减少人工负担，从而提高工作效率，提高计算的准确性；力求使安全阀选型和排汽反力计算做到理论先进、经济合理、结果准确。
软件的功能需求和相应的功能见表1。
2 编制说明2.1 算法设计软件算法针对火力发电厂汽水管道设计需要，通过对《ASME B31.1⁃2010》以及《DL/T5366⁃2006火力发电厂汽水管道应力计算技术规程》计算方法进行比较总结，利用介质比容变化大的管道水力计算方法，结合一维定常流动的理论，推导出一套完整的便于工程使用的安全阀选型、排汽管道通流能力和排汽反力的计算方法。
软件的算法流程如图1所示，首先，根据已知输入的安全阀开启压力、安全阀喉部直径、排汽参数、安全阀流量系数和安全阀并联个数，判断排放汽源属于过热蒸汽还是饱和蒸汽，求得此安全阀的最大通流量，并与实际所需排汽流量相比较，若实际所需排汽流量小于所选安全阀最大流量，则选型正确，否则选型错误。
选型正确后，根据蒸汽参数判断是否临界，并根据不同的排汽口形式，求得安全阀开启时对设备的反力和对管道产生的反力。
2.2 计算精度软件计算所需要的数据，其精度对计算结果影响很大。
以排汽管道的规格而言，管道内径一般以mm为单位，采用国际单位，则为10-3 m量级。
而在计算流速等参数时，需要用到通流面积，面积单位至少达到10-6 m2量级。
此外，由于水蒸汽的参数众多，数据复杂，且数据精度对结果影响很大，因此软件在计算模块和水蒸汽模块都采用双精度（Double）执行。
2.3 接口设计（1）数据输入/输出。
软件数据的输入和输出，利用“Frame”控件将窗口分为整齐明了的区域，并表明区域的详细名称。
数据的展示像是利用“Lable”+“Text”的形式展现，并清楚标明数据名称和单位，如图2所示。
（2）排汽口形式选择。
为了使用户能直观地分辨排汽口型式，并根据工程需要快速做出选择，软件利用“image”属性，结合鼠标的点选功能，实现对排汽口型式的选择，见图3。
（3）用户提示。
为了防止人为错误，软件采用实现输入量和输出量的自主判断，利用“MsgBox”功能，实现当输入变量存在问题时，弹出对话框予以提示。
对于安全阀选型问题，若用户选型错误，也可弹出对话提示“选型错误”，见图4。
此外，为了便于用户操作软件，界面中多处增加提示功能，并用红色鲜明字体标出。
（4）进程控制。
软件采用“commandbutton”按钮实现相应的软件功能。
为了保证软件按照既定的流程运行，避免出现用户误操作而出错，在界面中利用“True”和“False”属性实现对输入/输出区域的控制。
在计算流程到达之前，将该部分锁死，使用户无法操作，直至流程命令到达。
2.4 软件模块设计软件采用模块化编程，将界面设计、数据读写、数据计算、判断提示等内容按照不同的模块进行编写，并将水蒸汽的性质参数集成在独立的模块之中。
计算模块主要包括安全阀选型计算及判断，排汽流动参数计算，判断是否临界和根据排汽口型式求解排汽反力三个部分。
如此可使各个模块单独进行设计、调试、模块接口的结构、参数标准化、易实现模块横纵系列之间的相互调用，从而降低程序的复杂程度，使程序的设计、调试和维护等操作简单化。
3 软件图形界面软件成品如图5和图6所示。
用户进入软件主界面，点击“进入”开启计算界面。
首先需要进行安全阀选型计算，用户根据填入所需要的信息填入参数后，点击“选型计算”即可。
选型完成后，点击选定的排汽口形式，输入排汽管道参数、阻力系数和汽流偏转角等信息后，点击“计算”，即完成流动参数和排汽反力的计算。
4 结论程序功能设定完全来自于工程应用中产生的实际需求，操作方式完全符合设计人员的试用习惯，实现了计算结果的准确快速、清晰明确的输出功能，一定程度上提高了生产效率。
程序在细节与用户界面上清晰简明，提高了设计准确性，实用性强、容易操作、降低了新程序的学习时间成本。
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