安全阀计算公式来源

6.1.3 泄放量的计算

6.1.3.1 根据本导则4的内容，选取合乎该设备工作条件下的安全阀型式。

6.1.3.2 根据本导则5的内容确定安全阀的设计参数，确定最大操作压力、整定压力、聚积压力和排放压力；根据排放工况确定安全阀的背压。

6.1.3.3 按本导则6的内容计算安全阀的工艺泄放量；按火灾、误操作、设备故障三类事故状态来分析可能发生的一种或几种事故状态，分别计算它们的最大泄放量。泄放量最大的工况就是该安全阀（或组）的设计工况及泄放量。不应该把各种可能的工况，采用叠加的方式来计算最大泄放量。

6.2 出口切断

6.2.1 压缩机贮气罐

压缩机贮气罐，由于出口阀关闭，造成超压的安全阀的泄放量，按压缩机的最大生产能力W G（产气量），kg/hr计算。

6.2.2 液体贮罐

液体贮罐的泄放量，由于出口阀关闭造成超压的安全阀的泄放量，按泄放压力时进入贮罐物料最大值计。

在不明确情况下，按液体容器正常进料量的1.25倍计：

W L=1.25G

此式来自日本三菱公司设计文件

W L——液体贮罐的安全阀的泄放量，kg/hr

G——液体贮罐的正常进料量，kg/hr

6.2.3 气体贮罐

气体贮罐泄放量的计算公式：

W G=2.83×10-3×ρG×u×d2

(6-1)

此式来自GB150-1998的136页公式B1

W G——气体贮罐的安全阀的泄放量，kg/hr

ρG——在安全阀泄放压力P d的工况下的气体密度，kg/m3

d——气体贮罐的进料管的内径，mm

u——气体在管内的流速，m/s

气体流速可按下述范围选取：

一般气体：u=10 m/s～15 m/s

饱和蒸汽：u=20 m/s～30 m/s

过热蒸汽：u=30 m/s～60 m/s

6.3 外部火灾

6.3.1 外部火灾的考虑因素

6.3.1.1 火焰高度

只考虑火焰高度在7.5米（25英尺）以内的设备，火焰的高度是以地面或可积存液体物料的装置平台为计算基准，如果平台是格栅不能积存液体，则不能作为计算基准。

6.3.1.2 设备的受热面积

只考虑存有液体的部分，统一称湿表面积，在计算设备湿表面积时，是计算整台设备的湿表面积。对换热器是指计算整体的表面积，不是只计算换热管的面积。

湿表面积的计算公式有以下五个：

半球形封头立式容器

A=π×D×h +1.57×D2(6-2)

半球形封头卧式容器

A=π×D×L (6-3) 椭圆封头卧式容器

A=π×D×（L+0.3×D）(6-4) 椭圆封头立式容器

A=π×D×h+0.41×π×D2(6-5) 球形容器

A=1.57×D2

(6-6)

或从地面起到7.5米高度以下所包括的外表面积，取两者中较大值；

以上公式的符号说明：

A——容器受热湿表面积，m2

L——容器的总长，m；

D——储罐直径，m；

h——储罐的湿润高度，m；

对立式容器指罐体下切线至最高液面的距离。当最高液面距地面的距离大于7.62米时，按7.62米的液位计算受热湿表面积。

6.3.2 泄放量的计算

6.3.2.1 不保温的液态烃罐

对液化石油气，不保温的容器用公式6-7计算：

W = 2.55×105 FA0.82/r

(6-7)

此式来自GB150-1998 第136页式B3

A--容器受热湿表面积，m2

W--压力容器安全泄放量，kg/hr

r--在泄放压力下液化气体的气化潜热，kJ/kg

F--泄放减低系数（见表6-2）

表6-2 泄放减低系数表

6.3.2.2 对有完善的绝热材料保温的液化气体压力容器

此类保温材料要满足在火灾发生时，2小时内不会被烧毁脱落，在消防水的冲击下也不会脱落的要求。

W=9.4×（650-t）×λ×A0.82 /（δ×r）(6-8)

此式来自GB150-1998 第136页式B4

W—火灾工况时安全阀所需的泄放量，kg/hr

t—泄压工况时被泄放液体的饱和温度，℃

λ—常温下绝热材料的导热系数，W/（m·K）（表6-3)

A—容器受热湿表面积，m2

δ—保温层厚度，m

r —液体在泄压工况时的汽化潜热，kJ/kg

表6-3 常温下保温材料的导热系数λ表

6.3.2.3 火灾时气体或蒸汽的容器的泄放量计算

非湿润情况的储罐（指气体罐）在火灾情况下泄放量的计算应用下式：

,

A = (6-9) 此式来自API521 1997 3.15.2.1.2公式（5）

A ——安全阀的泄放面积，in 2

F ——泄放减低系数 A `——容器的暴露面积，ft 2 P d ——安全阀的泄放压力，psi （a ） 将式（6-9）换算得出式（6-10）

W=8.765

M

P d ()⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣⎡-25.11506

.111W T T T A (6-10)

T w 是设备的壁温，在计算以碳钢制造的设备时，采用摄氏593℃（866K ）来计算。

推荐的F 最小值是0.01，当最小值未知时，可以使用0.045来计算。

F 不可能是负值。当计算排放条件下的温度大于593℃（866K ）时，就不能应用(6-10)式，要应用式(6-11)。

()

1

s T M

0.1P 23A W +=K b (6-11) 此式来自王松汉主编《石油化工设计手册》第四卷424页。 W ——火灾工况时安全阀泄放量，kg/hr

T W ——设备的壁温，K

T 1——安全阀入口介质泄放温度，K M ——气体或蒸气的分子量 A ——容器受热表面积，mm 2

P s ——安全阀定压，MPa （g ） P d ——安全阀的泄放压力，MPa （a ） F ——泄放减低系数 K b ---背压校正系数

对碳钢设备上的安全阀，若计算的排放温度大于593℃，可根据制造厂碳钢材质安全阀的温压曲线确定泄放温度，以便仍采用碳钢材质安全阀。 6.4 换热管破裂

6.4.1 换热器低压侧的设计压力小于100/125的高压侧设计压力时（因设备试验压力为设计压力的125%），则应作为事故工况考虑。

6.4.2 只考虑一根换热管完全破裂，按2倍的换热管截面积来计算物料的泄放量，把破裂口的流动规律按偏心孔板来计算。

6.4.3 根据破裂处高低压侧的状态，按相平衡计算结果，分为以下三种情况分别计算它们的泄放量：

6.4.3.1 介质为气相时：

W G = 4.0×Y ×C ×d i 2×(△P ×ρG )0.5×2

(6-12)

此式来自CRANE 公司专著《FLOW OF FLUIDS 》3-5页