换热管破裂工况下安全阀的设计计算
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１４ 安全 阀的事故 工 况 ．
此做了一些要求 ， 但是不够完善 ， 在现有的计算方法
基 础 上 ， 工 程实践 ， 出了一些 更具 体 的换热 管 结合 提 破 裂工 况下 安全 阀设 计计 算方 法 。
在进行安全阀的设计计算时， 首先需要对具体
的工艺 系统进 行分 析 ， 断 出安 全 阀的事 故工况 ， 判 再
Ｙ １ （． ８×（ Ｈ ｘ ．４ １。 Ｐ ） （ ＝ 一［ ０ ３ Ｐ ０ １５＋ ４ ７一 ） ／ Ｋ× （ ｘ ．４ ＋ ４ ７ ） 朋 ０ １５ １． ） ］ Ｐ＝（ １ ０ １５ （ ＋ Ｖ ／Ｏ ） １． ） Ｐ × ．４ × １ Ｏ Ｐ Ｉ ＋ ４７ ０
式中：—— 换热管内径， ｍ； Ｄ ｍ Ｐ 高压侧操作压力 ，Ｐ ； ｋａ
第２ ６卷 第 ７期 ２１ ０ ０年 ４月
甘肃 科技
Ｇ ｎ ｕ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ａ ｓ ｃ ｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ
以２ ６
Ⅳ０ ７ ．
Ａ ｒ ２ １ ｐ． ００
换 热 管 破 裂 工 况 下安 全 阀 的设计 计 算
昝 亚儒 ， 海燕 ， 柏 王
迅 速开 启或 紧急 动作 的特 征 ， 常 用 于 可 压 缩 性 流 通 体。
１ Ｉ２ 泄放 阀 （ ｅ ｅ Ｖ ｌ ） ．． Ｒ ｌ ｆ ａ ｅ ｉ ｖ
２ 换 热 器 管破 裂 工 况 下 安全 阀 的设 计
计算
２ １ Ｈ Ｔ ２ ５ ０ ２— ５的方法 ． Ｇ／ ０ ７ ． ９
＝
我们 目 前将这三种 阀统称为安全阀。
１ ２ 安 全 阀形式 的选择 ．
（） １
安全阀可分为两种 ， 一种是微启式安全阀， 一种
是全 启式 安全 阀 。由于 这两 种安 全 阀在 超 压 时采取
式中：
质量 泄放 流量 ，ｇｈ ｋ／ ； 管 内径 ， ｎ ｍＩ；
— —
的动作原理的不同， 在排放气体或蒸汽时 ， 选用全启 式安全阀。而在排放液体时 ， 选用全启式或微启式 安全 阀。
的安 全 阀选 型设 计 ， 目前 现 有 的国家 标 准 和规 范 对
非常重要 ， 这关系到安全阀能否起到超压保护作用 ， 在选 型设计 中需 要 注意 ， 用 于 阀瓣 密 封 面 的铜 合 如
金 Ｔ密 封性 较 差 ， 有 在 一 定 温 度 时 粘 连 等 问 题 ， 并 故只 能 用 于 温 度 ≤１０ｏ 场 合 。如 用 于 蒸 汽 系 ２ Ｃ的 统 ， 会发生 泄漏 。 则
摘
建
（ 甘肃蓝科石化高新装备 股份 有限公 司 ， 甘肃 兰州 ７ ０ ５ ） ３０ ０ 要： 从安全阀 的使用工况人手 ， 概述 了安全 阀的形式选择 、 需计算参数 、 全阀材质 的选择 ， 所 安 结合工程 实践 ， 详
细给 出了换热管破 裂工 况下安全阀的设计计算方法 。 关键词 ： 换热管破裂 ； 安全 阀 ； 设计计算
种靠 阀前静压驱动弹簧加载式泄压阀， 阀的 开 度与 超过设 定有 爱 的压力 增量 成正 比。主要 用 于
一
Ｈ ／ ５０ ２ ９ 安全阀的设置和选用》 Ｇ Ｔ２ ７ ． — ５《 ０ 是 目前 国内能找 到 的有 关安 全 阀 内容 最详 细 的技术标
准 。其 中关 于换 热器 管破 裂是 安全 阀泄 放量 的计算 有如 下规定 。
中 图分 类 号 ： Ｅ ７ ． Ｔ ９４ ３
安全 阀是 设 备 和管 道 的 自动保 护 装 置 ， 常用 于 各类 压力 管道 和压 力 容 器 上 ， 由于 安 全 阀 的 动作 可
１ ３ 安全 阀的材 质选 择 ．
安全 阀 的材 质选 择 ， 特别是 密 封面 的材质 选择 ，
以只随介质压力变化 ， 而不必依赖于任何外界因素 ， 因而 人们通 常 将安 全 阀 （ 与 爆破 片组 合 ）作 为压 或 力管道或压力容器的最终保护装置 。对于换热设备
不 可压缩 的流体 。 １ １３ 安全 泄放 阀 （ａ ｔ ｅｉ Ｖ ｖ ） ．． Ｓ ｅ ｌｆ ａ ｅ ｆ Ｒ ｅ ｌ
即可作为安全阀又可作为泄放阀使用 的弹簧加
载式 压力 泄放 阀。
当换热器低压侧的设计压力小于高压侧的设计
压力的 ２ ３ ， ／ 时 安全 阀的泄放量按下式计算并和高 压侧流量 比较 ， 取二者 的较小值 。 ５６・ （ ￡ ） ． ｄ ・ Ｇ ｘｌ ｚ Ｐ
进行 相 应 的计 算 。 行业 标准 ＨＧ２ ５０２— ５２中共给 出了 １ ０７ ． ９ ［ １ Ｏ种
ｌ 安 全 阀设 计 的基 础
１ １ 安全 阀的基 本概 念 ．
目 前关于压力泄放设施的术语存在一些差异 ， 依 据 Ａ Ｉ Ｐ ２ 【 的定义给出国内外更通用的解释。 Ｐ Ｒ ０１ ５
液相密度 ，ｇｍ ； ｋ／
差 ， ａ ＭＰ 。
△ ——高压侧 （ Ｐ 管程 ） 与低压侧 （ 壳程 ） 的压
甘
肃
科
技
第２ ６卷
但是该标准有一个适用条件就是高压流体为液 相， 对于气体等其他介质没做规定。 ２ ２ 工程上 采用 的计算方 法 ． 国外的安全阀生产企业 ， 对选用本公司产品的， 提供安全阀选用软件 ， 提供 了不同工 矿下 的安全 阀 设计计算方法 ， 如美国 Ｆ Ｒ Ｉ 公 司的安全阀选型 Ａ ＲＳ 软件中对换热器管破裂 ， 给出了不同的计算方法 ， 由 于软件并没有具体的计算公式 ， 只给出了计算结果 ， 本文作者结合 自己的实践和与国外厂家 的技术人员 的交流， 总结了对于气体介质和蒸汽介质 的安全阀
１ １ １ 安全 阀（ ａｅ ａｖ ） ．． Ｓ ｆ ｙＶ ｌｅ ｔ
一
事故 工 况 ， 而美 国石 油学 会标 准 Ａ Ｉ Ｐ５０中共 给 Ｐ ２ Ｒ 出了 ｌ 事故 工况 。 ８种 重 点讨论换 热器 管破 裂工 况 下安全 阀的 加载 式 泄 压 阀 ， 有 具
此做了一些要求 ， 但是不够完善 ， 在现有的计算方法
基 础 上 ， 工 程实践 ， 出了一些 更具 体 的换热 管 结合 提 破 裂工 况下 安全 阀设 计计 算方 法 。
在进行安全阀的设计计算时， 首先需要对具体
的工艺 系统进 行分 析 ， 断 出安 全 阀的事 故工况 ， 判 再
Ｙ １ （． ８×（ Ｈ ｘ ．４ １。 Ｐ ） （ ＝ 一［ ０ ３ Ｐ ０ １５＋ ４ ７一 ） ／ Ｋ× （ ｘ ．４ ＋ ４ ７ ） 朋 ０ １５ １． ） ］ Ｐ＝（ １ ０ １５ （ ＋ Ｖ ／Ｏ ） １． ） Ｐ × ．４ × １ Ｏ Ｐ Ｉ ＋ ４７ ０
式中：—— 换热管内径， ｍ； Ｄ ｍ Ｐ 高压侧操作压力 ，Ｐ ； ｋａ
第２ ６卷 第 ７期 ２１ ０ ０年 ４月
甘肃 科技
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Ａ ｒ ２ １ ｐ． ００
换 热 管 破 裂 工 况 下安 全 阀 的设计 计 算
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迅 速开 启或 紧急 动作 的特 征 ， 常 用 于 可 压 缩 性 流 通 体。
１ Ｉ２ 泄放 阀 （ ｅ ｅ Ｖ ｌ ） ．． Ｒ ｌ ｆ ａ ｅ ｉ ｖ
２ 换 热 器 管破 裂 工 况 下 安全 阀 的设 计
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２ １ Ｈ Ｔ ２ ５ ０ ２— ５的方法 ． Ｇ／ ０ ７ ． ９
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我们 目 前将这三种 阀统称为安全阀。
１ ２ 安 全 阀形式 的选择 ．
（） １
安全阀可分为两种 ， 一种是微启式安全阀， 一种
是全 启式 安全 阀 。由于 这两 种安 全 阀在 超 压 时采取
式中：
质量 泄放 流量 ，ｇｈ ｋ／ ； 管 内径 ， ｎ ｍＩ；
— —
的动作原理的不同， 在排放气体或蒸汽时 ， 选用全启 式安全阀。而在排放液体时 ， 选用全启式或微启式 安全 阀。
的安 全 阀选 型设 计 ， 目前 现 有 的国家 标 准 和规 范 对
非常重要 ， 这关系到安全阀能否起到超压保护作用 ， 在选 型设计 中需 要 注意 ， 用 于 阀瓣 密 封 面 的铜 合 如
金 Ｔ密 封性 较 差 ， 有 在 一 定 温 度 时 粘 连 等 问 题 ， 并 故只 能 用 于 温 度 ≤１０ｏ 场 合 。如 用 于 蒸 汽 系 ２ Ｃ的 统 ， 会发生 泄漏 。 则
摘
建
（ 甘肃蓝科石化高新装备 股份 有限公 司 ， 甘肃 兰州 ７ ０ ５ ） ３０ ０ 要： 从安全阀 的使用工况人手 ， 概述 了安全 阀的形式选择 、 需计算参数 、 全阀材质 的选择 ， 所 安 结合工程 实践 ， 详
细给 出了换热管破 裂工 况下安全阀的设计计算方法 。 关键词 ： 换热管破裂 ； 安全 阀 ； 设计计算
种靠 阀前静压驱动弹簧加载式泄压阀， 阀的 开 度与 超过设 定有 爱 的压力 增量 成正 比。主要 用 于
一
Ｈ ／ ５０ ２ ９ 安全阀的设置和选用》 Ｇ Ｔ２ ７ ． — ５《 ０ 是 目前 国内能找 到 的有 关安 全 阀 内容 最详 细 的技术标
准 。其 中关 于换 热器 管破 裂是 安全 阀泄 放量 的计算 有如 下规定 。
中 图分 类 号 ： Ｅ ７ ． Ｔ ９４ ３
安全 阀是 设 备 和管 道 的 自动保 护 装 置 ， 常用 于 各类 压力 管道 和压 力 容 器 上 ， 由于 安 全 阀 的 动作 可
１ ３ 安全 阀的材 质选 择 ．
安全 阀 的材 质选 择 ， 特别是 密 封面 的材质 选择 ，
以只随介质压力变化 ， 而不必依赖于任何外界因素 ， 因而 人们通 常 将安 全 阀 （ 与 爆破 片组 合 ）作 为压 或 力管道或压力容器的最终保护装置 。对于换热设备
不 可压缩 的流体 。 １ １３ 安全 泄放 阀 （ａ ｔ ｅｉ Ｖ ｖ ） ．． Ｓ ｅ ｌｆ ａ ｅ ｆ Ｒ ｅ ｌ
即可作为安全阀又可作为泄放阀使用 的弹簧加
载式 压力 泄放 阀。
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压力的 ２ ３ ， ／ 时 安全 阀的泄放量按下式计算并和高 压侧流量 比较 ， 取二者 的较小值 。 ５６・ （ ￡ ） ． ｄ ・ Ｇ ｘｌ ｚ Ｐ
进行 相 应 的计 算 。 行业 标准 ＨＧ２ ５０２— ５２中共给 出了 １ ０７ ． ９ ［ １ Ｏ种
ｌ 安 全 阀设 计 的基 础
１ １ 安全 阀的基 本概 念 ．
目 前关于压力泄放设施的术语存在一些差异 ， 依 据 Ａ Ｉ Ｐ ２ 【 的定义给出国内外更通用的解释。 Ｐ Ｒ ０１ ５
液相密度 ，ｇｍ ； ｋ／
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△ ——高压侧 （ Ｐ 管程 ） 与低压侧 （ 壳程 ） 的压
甘
肃
科
技
第２ ６卷
但是该标准有一个适用条件就是高压流体为液 相， 对于气体等其他介质没做规定。 ２ ２ 工程上 采用 的计算方 法 ． 国外的安全阀生产企业 ， 对选用本公司产品的， 提供安全阀选用软件 ， 提供 了不同工 矿下 的安全 阀 设计计算方法 ， 如美国 Ｆ Ｒ Ｉ 公 司的安全阀选型 Ａ ＲＳ 软件中对换热器管破裂 ， 给出了不同的计算方法 ， 由 于软件并没有具体的计算公式 ， 只给出了计算结果 ， 本文作者结合 自己的实践和与国外厂家 的技术人员 的交流， 总结了对于气体介质和蒸汽介质 的安全阀
１ １ １ 安全 阀（ ａｅ ａｖ ） ．． Ｓ ｆ ｙＶ ｌｅ ｔ
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事故 工 况 ， 而美 国石 油学 会标 准 Ａ Ｉ Ｐ５０中共 给 Ｐ ２ Ｒ 出了 ｌ 事故 工况 。 ８种 重 点讨论换 热器 管破 裂工 况 下安全 阀的 加载 式 泄 压 阀 ， 有 具