10立方安全泄放量的计算
09.9.14 安全阀泄放能力计算：
第二部分：安全附件校核计算：一、安全阀校核计算：GC3压力管道在1.25 MPa减压到0.3 MPa后，要设置安全阀。
因为介质为蒸气，故选用全启式安全阀GC3压力管道蒸汽吹扫，设备分段吹扫，C-72电捕焦需蒸汽量最大315 kg/h，所以管道最大蒸汽泄放量为：315 kg/h 。
1、安全阀泄放能力计算根据GB150 P137（一）、临界条件：p0 / p d ≤（2/k+1）k/k-1安全阀泄放能力计算选用公式w s = 7.6–2×10-2 C K p d A (M/ZT) ∧2 kg/h查表标准HG/T 20570.2一95，安全阀的设置和选用表 16.0.2水蒸汽：k=1.32p0——安全阀的出口侧压力MPa （绝压） 0.1 MPap S——安全阀的整定压力0.3 MPap d——安全阀的排放压力（绝压） p d =1.1 p S +0.1 MPa p d =1.1 p S +0.1 MPa=1.1×0.3+0.1=0.43 MPa（2/k+1）k/k-1 =（2/2.32）4.125=0.5490.23＜0.549故：p0 / p d ≤（2/k+1）k/k-1安全阀泄放能力计算公式：w s = 7.6–2×10-2 C K p d A (M/ZT) ∧2 kg/h参数如下：选安全阀阀座喉径：d1=32 ，DN50w s——安全阀的排放能力 kg/hK—排放系数全启式：K=0.6p d——安全阀的排放压力，（绝压） 0.43 MPap d =1.1 p S +0.1 MPap S——安全阀的整定压力， 0.3 MPap0——安全阀的出口侧压力， MPa （绝压） 0.1 MPa A- 安全阀的最小排气截面积， mm 2H——安全阀的开启高度，d1 ——安全阀最小流通直径（阀座喉径）mm 全启式安全阀 h≥1/4d1 时，即A=πd12/4A=π d12/4=π（32）2 /4=804 mm 2k——气体绝热系数查表16.0.2 当k=1.32 C——气体特性系数查表GB150 ，P137 C=349 M——气体摩尔质量 18kg/kmolT——气体的温度K 143+273=416Z——在操作温度压力下的压缩系数查表16.0.2 临界温度：647 K泄放介质的温度：143+273=416 K对比温度：416/647=0.67查表16.0.2 临界压力：22.13 MPa泄放介质的压力：0.43 MPa对比压力：0.43/22.13=0.019查表GB150 ，P138 ，Z=0.9阀座喉径：d1=32的安全阀泄放能力为：w s = 7.6–2×10-2 C K p d A (M/ZT) ∧2 kg/h=7.6×10-2 × 349×0.6 ×0.43×804（18/416×0.9）∧2=7.6×10-2 × 349×0.6× 0.43×804×0.219= 1204 kg/h工艺上要求安全阀最大蒸汽泄放量为：315 kg/h 。
安全阀泄放量计算1
重庆四联1750m3LNG子罐安全阀设计计算书设计：日期：校核：日期：审核：日期：批准：日期：张家港中集圣达因低温装备有限公司2010年3月一、 简化计算模型1750m 3LNG 子母罐是由7个250m 3子罐和1个外罐组成，夹层空间充满珠光砂，作为绝热保护层。
为了计算方便，现简化模型如下：外罐看作是绝热保护层的外缘（直径为14450mm ），绝热保护层的厚度取 1.1米，7个子罐可看作是一个大的圆柱内罐（直径为12250mm ），内罐总的高度取子罐的容器高度（为25260mm ），内外罐底部夹层珠光砂（绝热保护层）厚度也取1.1米，采用保守计算的办法，假设火焰可烘烤到储罐的整个外表面，可不考虑混凝土基础平板对储罐的隔热作用。
二、 液化气体压力容器的安全泄放量的计算 计算根据GB150附录B 和《容规》附件五的规定：有完善的绝热材料保温层的液化气体压力容器的安全泄放量为：W S =q Art δλ)650(61.282.0 =6.4651.139.97309.0)138650(61.282.0×××+= 102 Kg/hW S ┈压力容器安全泄放量Kg/ht ┈泄放压力下介质的饱和温度℃；t=-138℃λ┈常温下绝热材料的导热系数KJ/(m ·h ·℃)(按JB/T9077-99选取) λ=0.025W/ (m ·K)=0.09KJ/( m ·h ·℃) A r ┈容器受热面积：A r =πD 0h 1=973.39m 2其中：D 0┈内容器外直径m ：假设D 0=12.266mh 1┈容器最高液位m ；假设h 1=25.26mδ┈容器保温层厚度；δ=1.1mq ┈在泄放压力下液体的汽化潜热kJ/kg ；q=465.6KJ/Kg 全启式安全阀的整定压力为0.46MPa三、 当子罐的排放气体可达成饱和蒸气时，所需安全阀的喉径计算当P d ≤10MPa 时,安全阀排放面积: A 1=W S5.25Kp d=56.43 mm 2 式中：K ┈安全阀额定泄放系数；取K=0.6（全启式安全阀）P d ┈安全阀泄放压力；P d =1.03×0.46+0.1=0.5738MPa （绝压） 则安全阀喉部直径必须满足 对全启式安全阀 h ≥14 dtA=0.785 dt 2dt 2=71.9 mm 2 dt= 8.5 mm四、 当子罐安全阀排出的是气体时，所需安全阀的喉径计算因PdPo =5738.01.0=0.174 (12+k )k/(k+1)=0.543临界条件: PdPo≤(12+k )k/(k+1)A=ZTM CKPd X Ws/106.72-=27.58 mm 2k —气体绝热系数;k=1.315 C —气体特性系数;C=5201112-++k k ）k k （=348.38K —排放系数;全启式安全阀K=0.6 M —气体摩尔质量Kg/Kmol;M=16Kg/Kmol Z —气体在操作温度压力下的压缩系数;Z=0.72 T —气体的温度K;T=135K 则安全阀喉部直径必须满足对全启式安全阀 h ≥14 dtA=0.785 dt 2dt 2= 35.1 mm 2 dt= 5.93 mm因此现选用DN100的安全阀，完全可满足安全排放要求。
压力容器的安全泄压装置安全泄压装置与安全泄放量
泄放量
2020/11/14
压力容器的安全泄压装置安全泄压装 置与安全泄放量
第五章 压力容器的安全泄压装置
可能产生超压的情况： （1）自身不产生压力的容器
① 输入气量 >输出气量，压力上升→超压； ② 管道被异物堵塞（包括腐蚀产物），压力上升； ③ 阀门操作失误（出口阀关闭），压力上升。 （2）较高压力系统的介质经减压阀进入较低压力系统
（3）液化气容器（如球形贮罐）； （4）压力源经过减压后进入容器，P设<压力源P，在
容器上线进口处设泄压装置；
4、不用设置或不用单独设置泄放装置的情况 （1）P工(最大允许承受压力)≥P（压力源压力）； （2）系统中，有多个设计压力相同的容器，连接无阀
门，流阻小，可视为一个容器系统，只需在该系统 中容器承压最危险的部位装超压泄放装置。
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/14
压力容器的安全泄压装置安全泄压装 置与安全泄放量
3、安全泄放装置的设置原则
（1）在生产过程中因物料的化学反应，可能使压力增 加的容器应单独设置超压泄放装置（如反应器、高 压聚合设备等）；
压力容器的安全泄压装置安全泄压装 置与安全泄放量
第五章 压力容器的安全泄压装置
（2）容器内的介质压力因受热而升压较高，且容器与 其它设备连接处装有阀门，应单设泄放装置（如换 热器等）；
q－在泄放压力下液化气体的汽化潜热， kJ/kg。
对于介质为非易燃液化气体的容器, 而且装设在无火灾危险环境下工作时,安 全泄放量可根据有无保温层分别选用不 低于上述两公式计算值的30% 。
压力容器的安全泄压装置安全泄压装 置与安全泄放量
外部火灾事故工况下安全泄放量计算
２０２３，３３（６）王绪建 外部火灾事故工况下安全泄放量计算 王绪建：高级工程师。
２０１２年３月华东理工大学化学工艺专业硕士毕业。
现从事化工工艺包开发及化工技术管理工作。
联系电话：１８５２３１２３７１８，Ｅ ｍａｉｌ：ｌｎｔｓ２０＠ｏｕｔｌｏｏｋ ｃｏｍ外部火灾事故工况下安全泄放量计算王绪建 重庆紫光国际化工有限责任公司 重庆 ４０１２２０摘要 使用安全阀、爆破片是化工生产装置有效控制安全风险的重要手段之一。
事故工况下，安全泄放量的正确计算是安全阀、爆破片正确计算、选型和使用的前提。
该文重点对外部火灾事故工况下，盛装液体、气体（蒸汽）的四类典型容器（卧式、带裙座立式、不带裙座立式、球型）安全泄放量的计算进行了说明。
以上四类容器受热润湿面积可运用不同形状（圆柱体、球体、旋转椭球体、圆等）的表面积公式进行计算。
对于液体容器，外部火灾传入的热量通过容器内的润湿面积使内部物料气化，其安全泄放量的计算与受热润湿面积、容器外壁校正系数、危险系数和泄放条件下的汽化热有关。
对于正常工况下容器内的介质物性状态为气体、蒸汽或超临界流体，但在泄放条件下为全气相的情况，安全泄放量的计算与受热润湿面积、金属壁温、泄放温度、泄放压力和分子量等因素有关。
关键词 安全阀；爆破片；安全泄放量；外部火灾中图分类号：ＴＱ０５３ ２ 文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－６２４７．２０２３．０６．０１１ ２０２０年，国务院安委会印发了《全国安全生产专项整治三年行动计划》，多地要求化工生产企业对在役化工装置进行安全设计诊断。
在相关工作推进中发现，有些化工生产企业在装置设计建设或对装置进行改造时，对独立压力系统事故工况的判断和安全泄放装置的计算与选型存在缺失、错误的情况，给安全生产埋下了隐患，阻碍了安全生产的高质量发展。
化工装置中，为了防止人的误操作、设备设施故障、物料累积、能量变化、化学反应失控、外部火灾等引起系统压力过高而发生安全事故，应设置防止超压用的安全泄放装置，使系统及时将风险泄放到可接受风险的区域，并及时控制，防止风险进一步扩大。
安全阀泄放量计算简析
安全阀泄放量计算简析颜艳艳【摘要】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,泄放量对安全阀尺寸的计算与选型起着至关重要的作用,但API标准与国家标准对安全阀在火灾工况时的计算方法却不一样,因此对在国内做国外项目时提出了新的要求.%Safety valve is one of safety devices performing pressure relief when overpressure exists in pressure vessel.Relief capability play significant role in selection of valve type and determination of valve size.There are differences between API standard and Chinese Standard,thus some new requirements have been presented for oversea projects.【期刊名称】《化工设备与管道》【年(卷),期】2017(054)006【总页数】4页(P18-21)【关键词】安全阀;泄放量;国外【作者】颜艳艳【作者单位】上海河图工程股份有限公司,上海201203【正文语种】中文【中图分类】TQ050.3;TH123化工生产装置中，为了防止因火灾、操作失误或其他原因引起系统压力超过容器和管道的设计压力发生爆炸事故，应设置防超压用的安全阀，使系统及时泄压。
所有压力容器都需要设置泄压装置。
对于管道一般不需要设置安全阀，而制冷剂管道和液化石油气管道，当两端阀门被切断时，要设液体受热膨胀或气化泄压用的安全阀。
安装安全阀是为了保证系统或其中任何一部分中的压力避免超过最大允许积聚压力。
1 安全阀超压原因在进行安全阀泄放量计算前首先应确定超压的原因，超压是由于物料和能量的正常流动出现不平衡或异常造成的，超压将引起物料或能量，或两者在系统某部分积聚。
火灾工况安全泄放量计算
1.气瓶火灾工况安全泄放量计算（依据HG/T 20570.2-95）无湿润表面的容器在外部火灾情况下，容器将在短时间内由于金属材料的软化而发生破坏。
设置安全阀将不能独立保护这类容器不受损坏，仅能在短时间内（金属软化之前）起作用。
因此要采取其它的办法如外保温、水喷淋或自动/手动泄压系统（安装控制阀。
无湿润表面的容器在外部火灾情况下的泄放量W=8.764(T w−T)1.25T1.1506∙A1∙√MP式中：W——安全泄放量，Kg/h；A1——暴露面积（）为距地面或能形成大面积火焰的平台上方7.5m以下的气瓶外表面；Tw——金属壁温，对于碳钢为593℃（866K）；P——介质泄放压力（绝压），MPa；T——泄放温度，根据理想气体状态方程计算。
2.最小泄放面积计算（依据HG/T 20570.2-95）a=576.7×′1√PF’——泄放阀因子按下式计算，F’的最小值为0.01，如果F’没有足够的数据进行计算，则F’取0.045。
F′=0.2∙(T w−T)1.25X∙C0∙T0.6505式中：C0——流量系数，由制造厂提供，如没有制造厂数据时，C0取0.975；X——气体特性系数，查表16.0.1。
3. 以气瓶WGS-558.8-2250-20型气瓶为例计算（介质为CNG）：3.1火灾工况安全泄放量计算D——气瓶外直径，D=558.8mm;L——气瓶总长度，L=10980mm;R——封头外半径，R=279.4mm;L1——瓶口端面至封头切线距离，L1=360mm;L2——瓶体直段长度，L2=10260mm;A1——气瓶外表面积，A1=4πR2+πDL2=19.0m2；M——介质气体分子量，M=16.04；P——介质泄放压力（绝压），T=33.5MPa;P n——介质正常操作压力，P n=20.1MPa;T n——介质气体正常操作温度，Tn=333K（取最高工作温度）;T——介质泄放温度，T=PT nP n=555K;T w——金属壁温，对于碳钢T w=866K；W=8.764×(866−555)1.255551.1506×19.0×√16.04×33.5=3507Kg/h 3.2火灾工况最小泄放面积计算C0——流量系数，C0=0.975；X——气体特性系数，查表HG/T 20570.2-95中表16.0.1，X=348。
安全泄放量
0.000232
L=
c 顶部进液管 φ45X3
0.000396
L=
d 溢流管
φ14X2.0
0.000076
L=
e
液位计气相 管
φ14X2.0
0.000076
L=
f 辅助排放管 φ45X3.0
0.000396
L=
g 液体排放管 φ45X3.0
0.000396
L=
h 底部充装管 φ45X3.0
0.000396
= 0.02475
=
323
= 108.09
= 111.3113
= 5446.679
式中：
Ap.b.c
=
ε---------
--------增
压器比表面
积
L----------
--------单
根翅片管长
度
n----------
--------翅
片管
17.1.1. 4
H3=Hi.1+Hs.t+ Htube+Hb.t--------------------------式中：
式中：
= 1654348
内容器的安
17.2
全泄放量 （质量流
量）的计算
17.2.1
Pd-------安全阀的泄 放压力
Pcrit ----介质临界压 力
Pd＜0.4Pcrit
（不考虑 完全损坏 条件时）
Ws.排 =3.6Hi/q =
Pd=
1.1*1.1+0. 1
Pcrit（液 氮） =3.394
= 1.31
= 1551.441
=
0.123967
安全泄放量计算
5000
kg/h
安全泄放量Ws
5000 kg/h
取W1,W2较小值。
4.4 循环水故障
安全泄放量Ws
50 Kg/h
塔顶冷凝器
4.4.1 以循环水为冷媒的塔顶冷凝器，循环水发生故障（断水）时，塔顶安全阀泄放量：
安全泄放量Ws
50
正常情况下进入冷凝器的最大蒸汽量。
4.4.2 以循环水为冷媒的其他换热器，循环水发生故障（断水）时，应分析具体情况。
Kg/h Kg/h
Ws
2.61(650 t) r
A 0.82 r
无保温
无保温时 Ws
62681.87 Kg/h
Ws
2.55*105 * FAr0.82 r
API-520 易燃介质或者有可能发生火灾的非易燃介质Ws
38223.65 38223.65
Kg/h Kg/h
有足够的消防保护措施和有及时排走泄露物料的措 施 Ws
Ws
1.555*105 r
*
FAr 0.82
无上述措施时Ws
62681.87 Kg/h
Ws
2.55*105 * FAr0.82 r
有消防/排物料措施
无上述措施时Ws
3.2 非易燃介质且无火灾危险
非易燃介质且无火灾危险 Ws
173.22
Kg/h
无保温时
31340.93 Kg/h
有保温时
173.22
Kg/h
1.2 1 5 Mpa
1000 kg/m3 60 ℃
安全泄放量Ws
5495.60121 Kg/h
W 3171.3(CV1 CV 2)Ph (G / (273 t))1/2
W 3171.3(CV1 CV 2)Ph (G / (273 t))1/2
安全阀计算(液化气)
安全阀安全泄放计算：安全泄放量与安全阀排放面积计算： 容器盛装介质：R22，为液化气体，无绝缘保温层。
其安全泄放量计算如下：1. 容器的安全泄放量：——B3 (GB150-1998)Ws=87327.1式中：Ws——容器的安全泄放量，kg/m3F——系数；F=1 容器置于地面以下用砂土覆盖时，F=0.3； 容器置于地面上时，F=1； 容器置于大于10L/m2·min 喷淋装置下时，F=0.6；Ar——容器受热面积；Ar=123.2509 Ar=πD 0(L+0.3D 0)D 0——容器外径，m ；D 0=3.2L——容器总长，m ；L=11.3q——在泄放压力下，液体的汽化潜热，kJ/kg ；q＝151.32. 安全阀的排放面积A：P 0/P d =0.0414940.566426A=1046.306式中：A——安全阀的最小排放面积，mm2Ws——容器的安全泄放量，kg/m3C=336.2227P 0——安全阀出口侧压力，（绝压）Mpa ；P 0=0.1k——气体绝热系数；k=1.19K——安全阀的额定泄放系数，Ｋ＝0.9倍阀门泄放系数；K=0.675 A42Y-25阀门样本泄放系数为：0.75P d ——安全阀的泄放压力，P d =1.1P+0.1 Mpa (绝压）；P d =2.41P——容器设计压力，Mpa ；P=2.1M——气体的摩尔质量，kg/kmol ；M=86.469Z——气体的压缩系数，根据Tr 、Pr 由GB150图B1查得Z=0.72Px——介质泄放压力，MPa ；Px=2Tx——介质泄放温度,Ｋ；Tx=331P l ——介质临界压力，MPa ；P l =4.9751l T l =369Tr=0.897019Pr=0.402002故本设备采用一个Dg80全启式安全阀，其喉部直径dt=50mm,满足泄放安全的要求。
容器的安全泄放量G'的计算
0.1 Mpa
设备最高 操作压力 (表压)
PS=
三、喷嘴 面积A0计 算 根据实际 情况,安 全阀喷嘴 面积可按 第1种情 况计算 ⒈介质为 气体 已知:
G＇= KF=
0.38 Mpa
安全阀定 压(绝压) 当P≤ 1.8MPa时
PS=P+0.1 8+0.1= 当 1.8MPa< P<4MPa 时
所以:
对设置在 大于是 10L/m2.m in喷淋装 置下时
F=0.6
容器的受
A=
82.99648 m2
热面积
对于半球
形封头的
卧式容器
A=πD0L
对于椭圆
形封头的
卧式容器
A=πD0 〔L＋ 0.3D0〕 对立式容 器
A=πD0L ＇ 对球型容 器
A=1/2π
D02或从 地平面起 到7.5m高 度以下 所包括的 外表面积 取二者中 较大的值 其中:
40.75055 mm 64273.31 kg/h
Pm=
11 Mpa
带调节圈 的微启式 KF=0.4～ 0.5 不带调节 圈的微启 式 KF=0.25 ～0.35 最高泄放 压力(绝 压) 进口处介 质温度 气体分子 量 气体在Pm 时的压缩 系数 气体绝热 系统
气体特性 系数 背压较正 系数
喷嘴面积
计算结 果:
安全阀定压 PS= 安全阀入口 直径=
0.38 Mpa 100 mm
喷嘴面积
喉径
容器的安 全泄放量 安全阀定 压(绝压) 安全阀背 压(绝压) 粘度较正 系数 背压较正 系数 液体相对 密度
所以:
A0=G＇ρ
r0.5/[6.9KbK
μ(PS-P2)0.5]
安全阀各个工况计算
各种事故工况下全阀泄放量的计算1、阀门误关闭a 、出口阀门关闭，入口阀门未关闭时，泄放量为被关闭的管道最大正常流量。
b 、管道两端的切断阀关闭时，泄放量为被关闭液体的膨胀量。
此类安全阀的入口一般不大于DN25。
但对于大口径、长距离管道和物料为液化气的管道，液体膨胀量按式(公式一)计算。
c 、换热器冷侧进出口阀门关闭时，泄放量按正常工作输入的热量计算，计算公式一。
d 、充满液体的容器，进出口阀门全部关闭时，泄放量按正常工作输人的热量计算。
按公式一计算液体膨胀工况的泄放量:()p l C G H B V ⋅⋅=/ （公式一）V -体积流量，h m /3；B -体积膨胀系数，℃/l ；H -工作条件下最大传热量，h J /k ；l G -液相密度，3/m kg ；p C -定压比热，()℃kg kJ /2、循环水故障a 、以循环水为冷媒的塔顶冷凝器，当循环水发生故障(断水)时，塔顶设置的安全阀泄放量为正常工作工况下进入冷凝器的最大蒸汽量。
b 、以循环水为冷媒的其它换热器，当循环水发生故障(断水)时，应仔细分析影响的范围，确定泄放量。
3、电力故障a 、停止供电时，用电机驱动的塔顶回流泵、塔侧线回流泵将停止转动，塔顶设置的安全阀的泄放量为该事故工况下进入塔顶冷凝器的蒸汽量。
b 、塔顶冷凝器为不装百叶的空冷器时，在停电情况下，塔顶设置的安全阀的泄放量为正常工作工况下，进入冷凝器的最大蒸汽量的75%。
c 、停止供电时，要仔细分析停电的影响范围，如泵、压缩机、风机、阀门的驱动机构等，以确定足够的泄放量。
4、不凝气的积累a 、若塔顶冷凝器中有较多无法排放的不凝气，则塔顶设置的安全阀的泄放量与“循环水故障”规定相同。
b 、其它积累不凝气的场合，要分析其影响范围，以确定泄放量。
5、控制阀故障a 、安装在设备出口的控制阀，发生故障时若处于全闭位置，则所设安全阀的泄放量为流经此控制阀的最大正常流量。
b 、安装在设备入口的控制阀，发生故障时若处于全开位置时:(1) 对于气相管道，如果满足低压侧的设计压力小于高压侧的设计压力的2/3，则安全阀的泄放量应按式(公式二)计算:()()2/121/3.3171T G P C C W g h v v -= (公式二)W -质量泄放流量，h kg /；1v C -控制阀v C 值；2v C -控制阀最小流量下的v C 值；h P -高压侧工作压力，Mpa ；g G -气相密度，3/m kg ；T -泄放温度，K如果高压侧物料有可能向低压侧传热，则必须考虑传热的影响。
安全泄放量计算
Ws1
dⅠ
dⅡ
安全阀Ⅱ喉径 安全阀最小排气截 面积 A=nπ d2/4
A
k
绝热系数
C
标准状态下介质 GB/T19905 特性系数 -2005附录 C=520*(k(2/(k+1))( A k+1)/(k-1) 排放系数 气体摩尔质量 GB/T19905 -2005附录 A <石油化工 Kg/Kmol 基础 数据手册
Q
WS2 C1 M1 T1 Z1 KPdA WS3 WS
空气最小的排放量 =3600*ρ *Q 空气标准状态下特 性系数 空气摩尔质量 标况下空气的气体 温度 标况下空气的压缩 系数 安全泄放装置常数 安全泄放装置最小排放能力 取WS1与WS3较大者 WS’＞WS
Kg/Kmol K
Kg/h Kg/h
0.83
341.25
49290.28865
7.010234834 1.252 31596.53044 356 28.97 273 1 3584.948175 40462.38252 40918.23414
选用2个A412F-25-22全启式弹簧安全阀符合要求
K M
Z
气体在操作温度下 的 压缩系数 泄放压力下气体的 温度
GB1501998附录B <石油化工 基础 K 数据手册
T
WS’
安全阀排放能力 GB/TA1990 WS’ 5-2005附 Kg/h =0.076*C*K*Pd*A(M 录A /Z*T)0.5 各安全装置总排放能力Байду номын сангаасGB/T19905-2005附录A m3/s 标况下空气的密度 Kg/m3 Kg/h
选用2个A412F-25-22全启式弹簧安全阀符合要求
10m
一、氮气储罐安全泄放量W Svd W S ρ31083.2-⨯=其中：ρ为在泄放条件下气体的介质密度，ρ=1.25kg/m ³ v 为容器进料管内的流速，m/sd 容器进料管内直径，mm式中：v =106m/s ，d =73mm∴W S =2.83310-⨯×1.25×106×732=1999 Kg/h二、安全阀排放面积A气体绝热指数k=1.4，5283.0)12(/10=+≤∴-k kf k p p 其中：p 0为安全阀出口侧压力，p 0=0.1Mp a ；p f 为安全阀的泄放压力， P f =1.1p S +0.1=1.1×1+0.1=1.2 Mp a即安全阀的排放面积A 为： M ZT CKp W A f Sf 16.13=其中：气体特征系数14.114.11!)14.12(4.1520)12(520-+-++⨯⨯=+⨯=k k k k C 356=排放系数K 按全启式安全阀考虑取0.62 M 为气体摩尔质量，M=28.01 kg/kmol f T 为安全阀进口侧的气体温度，f T =273+80=353 K Z 为气体的压缩系数对比温度8.205.126353===）介质的临界温度（）泄放介质的温度（K K T r 对比压力3536.0394.32.1a a P ===）介质的临界压力（）泄放介质的压力（MP MP r 查GB150.1-2011中P 25图B.1可得Z=1.11∴A=01.2835311.12.162.0356199916.13⨯⨯⨯⨯⨯=371.5 ∴全启式安全阀阀座的喉径d t =785.0A =785.05.371=21.75mm 而DN50的全启式安全阀喉径d=45mm>d t即安全阀接口DN50满足要求。
一、氮气储罐安全泄放量W Svd W S ρ31083.2-⨯=其中：ρ为在泄放条件下气体的介质密度，ρ=1.25kg/m ³ v 为容器进料管内的流速，m/sd 容器进料管内直径，mm式中：v =106m/s ，d =73mm∴W S =2.83310-⨯×1.25×106×732=1999 Kg/h二、安全阀排放面积A气体绝热指数k=1.4，5283.0)12(/10=+≤∴-k kf k p p 其中：p 0为安全阀出口侧压力，p 0=0.1Mp a ；p f 为安全阀的泄放压力， P f =1.1p S +0.1=1.1×1+0.1=1.2 Mp a即安全阀的排放面积A 为： M ZT CKp W A f Sf 16.13=其中：气体特征系数14.114.11!)14.12(4.1520)12(520-+-++⨯⨯=+⨯=k k k k C 356=排放系数K 按全启式安全阀考虑取0.62 M 为气体摩尔质量，M=28.01 kg/kmol f T 为安全阀进口侧的气体温度，f T =273+80=353 K Z 为气体的压缩系数对比温度8.205.126353===）介质的临界温度（）泄放介质的温度（K K T r 对比压力3536.0394.32.1a a P ===）介质的临界压力（）泄放介质的压力（MP MP r 查GB150.1-2011中P 25图B.1可得Z=1.11∴A=01.2835311.12.162.0356199916.13⨯⨯⨯⨯⨯=371.5 ∴全启式安全阀阀座的喉径d t =785.0A =785.05.371=21.75mm 而DN50的全启式安全阀喉径d=45mm>d t 即安全阀接口DN50满足要求。
安全泄放量计算公式
安全泄放量计算公式好的，以下是为您生成的文章：咱先来说说安全泄放量计算公式这事儿啊。
这可真是个重要但又有点复杂的玩意儿。
我想起之前在一家化工厂实习的时候，就碰到过跟安全泄放量计算相关的事儿。
那时候，我跟着厂里的老师傅到处跑，学习各种设备的运行和维护知识。
有一天，厂里新引进了一套反应装置，大家都在紧张地准备着调试工作。
我跟着师傅在旁边帮忙记录数据啥的。
师傅突然问我：“你知道这套装置的安全泄放量咋算不？”我当时就懵了，摇摇头。
师傅笑了笑说：“这可得好好学，关乎着整个生产过程的安全呢。
”然后师傅就开始给我讲，安全泄放量的计算其实得考虑好多因素。
比如说介质的性质，是气体、液体还是蒸汽？还有设备的工作压力、温度，以及容器的容积大小等等。
就拿气体来说吧，安全泄放量的计算公式是这样的：Ws =2.83×10^-3×ρ×vd×A。
这里面，ρ是气体的密度，vd 是气体的排放速度，A 是安全阀的最小排气截面积。
那液体的计算又不一样啦。
如果是一般的液体，安全泄放量的计算公式是：Ws = 1.55×10^-3×ρ×ht×A。
这里的ρ是液体的密度，ht 是液位高度。
蒸汽的安全泄放量计算公式就更复杂一点啦。
得先判断是饱和蒸汽还是过热蒸汽。
如果是饱和蒸汽，公式是：Ws = 5.2×10^-3×A×(P + 0.1)×K；要是过热蒸汽，公式是：Ws = 5.5×10^-3×A×(P + 0.1)×K×M。
这里面的 P 是容器的设计压力，K 是安全阀的排放系数，M 是过热蒸汽修正系数。
师傅一边讲，一边指着设备上的各种参数给我看，让我对照着公式去理解。
我当时听得那叫一个认真，生怕错过啥重要的点。
后来，在实际的工作中，我也越来越深刻地体会到安全泄放量计算的重要性。
这可不是闹着玩的，算错了或者没算好，都可能会带来严重的后果。
安全泄放量计算
0.83
341.25
49290.28865
7.010234834 1.252 31596.53044 356 28.97 273 1 3584.948175 40462.38252 40918.23414
选用2个A412F-25-22全启式弹簧安全阀符合要求
安全阀排放能力计算 介质名称： 符号 P PS L D0 Ar F Pd q 异丁烷 名称及公式 设计压力 整定压力 罐体总长 罐体外径
计算依据：GB/T19905-2005<液化气体运输车 数据及公式来源 单位 设计任务书 Mpa GB/T19905 Mpa -2005 罐体设计 m
计算书 m GB/T19905 罐体外表面积 -2005附录 m2 Ar=π D0（L+0.3D0） A GB/T19905 系数 -2005附录 A 安全阀泄放压力 Pd=1.1Ps+0.1 Mpa 石油化工 泄放压力下介质 基础 KJ/Kg 汽化潜热 数据手册 罐体安全泄放量 GB/T19905 WS=2.55*105*F*Ar^0 -2005附录 Kg/h A .82/q 安全阀Ⅰ喉径 A412F-2522 mm 喉径68mm A412F-2522 mm 喉径68mm GB/T19905 -2005附录 mm2 A <石油化工 基础 数据手册
Ws1
dⅠ
dⅡ
安全阀Ⅱ喉径 安全阀最小排气截 面积 A=nπ d2/4
A
k
绝热系数
C
标准状态下介质 GB/T19905 特性系数 -2005附录 C=520*(k(2/(k+1))( A k+1)/(k-1) 排放系数 气体摩尔质量 GB/T19905 -2005附录 A <石油化工 Kg/Kmol 基础 数据手册
10立方安全泄放量的计算
内容器壳体外表面积 S3=2*S2+S1=26.28m2
外容器内直径D1=2300mm
外容器筒体壁厚t3=8mm
外容器外直径 D2=2316mm
外容器筒体长度h3=3860mm
外容器筒体内表面积 S4=π*D1*h3=27.89m2
外容器封头内表面积 S5=5.53m2
1.3.容器设计参数
内容器设计压力P=1.6MPa
内容器设计温度 T1=77K
安全阀整定压力P1=1.6MPa
安全阀泄放压力控制在Pd=1.86MPa
爆破片泄放压力控制在Pb=1.956MPa
1.4.安全阀参数
安全阀型号DAH-15A1
进出口尺寸 进口：M30*1.5外螺纹，出口：G3/4内螺纹
阀座处直径 d1=15mm
η——肋化效率
η=th(my)/my=
式中：y——翅片高度，0.12m
m=
U=2H=1.6m
H——肋片长或管长
A=HX=
X——翅片长度，0.003m
1.1.4绝热系统完好，但夹层已丧失真空状态下，外部温度为环境温度，内容器的温度为泄放压力下所储存介质的饱和温度，从热壁传入内容器的总热流量计算：
H3=Hi1+Hst+Htube
外容器壳体内表面积 S6=2*S5+S4=38.95m2
容器内液位高度h4=3955mm
1.2.容器所用绝热材料数据
绝热层材料导热系数（正常工况下）λiv=0.00102 W/m*k
绝热材料的导热系数（火灾环境）λif=0.0295 W/m*k
绝热层厚度ti=10mm
绝热层内外表面积的算术平均值Aim=(S3+S6)/2=32.62m2
自动控制阀门故障工况下安全泄放量的计算
自动控制阀门故障工况下安全泄放量的计算张悦【摘要】在工艺设计中,工艺工程师应当分析每一个自动控制阀门在故障工况下对系统安全所造成的影响,并在可能造成超压的设备或管道上设置相应泄放量的安全泄放装置.但目前国内相关规范和手册上很少提及故障工况下安全泄放装置泄放量的计算方法.参照国外相关规范,并结合实际工作经验,提出了自动控制阀门故障工况下装置所需安全泄放量的分析方法和计算公式.【期刊名称】《上海化工》【年(卷),期】2015(040)003【总页数】4页(P16-19)【关键词】安全阀;自动控制阀;泄放量【作者】张悦【作者单位】液化空气工程咨询(上海)有限公司上海200233【正文语种】中文【中图分类】TH134目前，自动控制阀门已经被广泛地应用于各类石化和化工企业中，以实现装置的平稳安全运行，提高产量，降低装置和操作人员的危险性。
但是由于设计或操作失误或者系统本身原因，自动控制阀门常常会发生故障，从而导致系统超压等安全问题。
在工艺系统设计时，为了防止由于自动控制阀门故障造成系统压力超出设备和管道的设计压力而发生爆炸或其他事故，设计人员应根据实际工况，设置具有相应泄放能力的安全阀（文中没有专门说明时，“安全阀”是指安全泄压阀类的统称）。
自动控制阀门故障一般分为两种：第一种是指发生仪表气源故障、变送器信号故障或电力故障等，在该类故障条件下，自动控制阀门最终将处于设计者要求的故障-安全开度；第二种是指因为机械故障而导致自动控制阀门完全开启或完全关闭。
1.1 第一种故障的分析第一种故障发生时，自动控制阀门最终达到的开度可能是全开、全关或其他开度。
为了减少该情况下系统超压的可能性，在工艺设计时，设计者一方面应当为每一个自动控制阀门设置正确的故障-安全开度；另一方面，需要采取一些措施来保证仪表空气和电力的可靠连续供应，例如设置仪表空气缓冲罐、备用空压机、柴油发电机等。
该两方面措施均可降低自动控制阀门发生第一种故障的可能性。
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(3) 第i根管在真空夹层中的长度
顶充管L1=5.286m
底充管L2=1.829m
蒸汽返回管L3=5.602m
气相仪表管L4=5.456m
液相仪表管L5=1.865m
溢流管L6=5.609m
辅助提液管L7=1.742m
安全管L8=5.385m
节能管L9=6.2m
绝热系统，构件和增压汽化器输入内容器的总热流量：
H2=H1+HPBC=711.372+= W
式中：
（1）增压器产生的热流量，HPBC(W)
HPBC=UPBC*APBC*(Ta-Td)=
式中：
增压器总的对流传热系数，UPBC=
增压器总的外部传热面积，APBC=
非火灾情况下绝热容器外部最高环境温度，Ta=323K
式中：
（1）通过真空夹层的管道材料在温度Ta与Td之间平均热导率：
λt=(λa+λc)/2=(35.4+10.6)/2=23W
式中：
真空夹层的管道材料（06Cr19Ni10）在热端的导热率：
λa=35.4（W/m*k）（查《低温绝热与贮运技术》）
真空夹层的管道材料（06Cr19Ni10）在冷端饱和温度下（深冷介质
式中：
（1）Td——对应于某一深冷介质（以液氮计）的容器或传热构件冷端表面温度，设定于115K
（2）Uif——在火灾条件下（外部温度为922k和大气压下）绝热材料总的传热系数：Uif=λif/ti=0.0295/0.01=2.95(W/m2*k)
式中：
λif——真空绝热深冷窗口外部遭遇火灾或遭遇922K的高温，夹层真空已经丧失，在大气压力下，绝热材料充满介质气体或空气，但能有效的阻止热传导、热对流和热辐射;绝热材料在Td与922K之间的平均导热率，取两者（气体或空气）之中的较大值，0.0295（W/m*k）(查《低温绝热与贮运》表3-32)
式中：αf——低温流体与管壁的对流换热系数，（W/(m2*k)）
ζ——管壁厚度，0.003（m）
λ——铝的热导率，117.23（W/(m*k)）（查自《铝制化工设备》表2-59及《深冷手册（下）》表7-29）
α——空气与翅片管的自然对流换热系数，（W/(m2*k)）
对于星型翅片管，可按空气对平壁的自然对流换热准则方程求α
式中：
（1）内容器吊带或其它金属支撑构件数量，Nst=8
（2）内容器吊带材料（S30408）在温度Ta与Td之间平均导热率：
λst=12.3（W/m*K）（查《低温绝热与贮运技术》）
内容器吊带或其它金属支撑构件材料的长度，L=0.8m
内容器吊带或其它金属支撑构件材料的宽度，w=0.08m
内容器吊带或其它金属支撑构件材料的厚度，t=0.008m
对应于某一深冷介质的容器或传热构件冷端表面温度，Td=115K
注：汽化器传热系数的推导:
UPBC=1/[1/αf+ζ/λ+1/(α*β*η)] （W/m2*k）
因为，管内汽化换热系数αf及铝的热导率远大于管外的自然对流换热系数α，故在工程计算中可将式中1/αf及ζ/λ略去不计，于是上式可简化为：UPBC=α*β*η=
0.077639+0.17581+0.1724
=3.0132W
顶充管Htube1=
底充管Htube2=
蒸汽返回管Htube3=
气相仪表管Htube4=
液相仪表管Htube5=
溢流管 Htube6=
辅助提液管 Htube7=
安全管 Htube8=
节能管 Htube9=
虹吸提液管 Htube10=
虹吸提液管 Htube11=
λiv=0.00102 （W/m*K）(查《低温绝热与贮运技术》)
(2)非火灾情况下绝热容器外部最高环境温度：
Ta=323K
(3)对应于某一深冷介质的容器或传热构件冷端表面温度：
Td=115K
b.通过内容器的吊带构件传入的热流量：
Hst=Nst*λst*Ast*(Ta-Td)/Lst=8*12.3*0.00064*(323-115)/0.8=16.37W
1.6.气体特性参数
0.6.1 氮气特性（查工业气体手册）
临界压力P2=3.394MPa
临界温度 T2=126.05K
摩尔质量 M=28.01g/mol
绝热指数（标准状况）K=1.4014
气体常数 C=356
正常工况
泄放温度Td=115K
压缩系数Z1=0.651
气化潜热q=116.718KJ/kg
火灾环境
H5=7.1*104*Ar0.82=1036420.297W
式中：立式容器，Ar=π*D*h4=3.14*2.095*3.995=26.29m2
式中：D——内容器与外壳直径的平均值，2.095m
h4——设计最大液位高度，3.995m
2内容器的安全泄放量（质量流量）的计算
2.1 在非火灾，绝热系统（夹套和绝热材料）完好且处于正常的真空状态下，外部环境为50℃，内容器介质处在泄放压力对应的饱和温度工作状态，容器的安全泄放量（以氮气计）如下：
因为0.4P2〈Pd=1.86〈P2=3.394，所以真空绝热压力容器的安全泄放量用下式计算：
Ws1=3.6*(Vg-Ve)/Vg*H1/q
=3.6*（0.0115-0.0017）/0.0115*711.372/116.718
=18.7Kg/h
式中：
Ws1——当安全泄压装置的气体泄放压力Pd小于介质的临界压力，但大于或等于临界压力的40％，即0.4P2〈Pd=1.86〈P2=3.394时，真空绝热压力容器的安全泄放量
α=λ0*Nμ/y=
式中：
Nμ——努塞尔准数
λ0——空气的导热系数，0.02059w/m*k
y——翅片高度，0.12m
推导α的最大值：
层流时：（Gr*Pr）=Nμ=
α=λ0*Nμ/y=
紊流时：（Gr*Pr）= Nμ=
α=λ0*Nμ/y=
β——肋化系数，β=F2/F1=
F1，F2——翅片管的内外表面积
H1=Hiv+Hst+Htube
=691.99+16.37+3.0132=711.372W
式中：
H1——在非火灾和绝热层完好且处于正常的真空状态下，由热壁传入冷壁的总热流量
1.1.3绝热系统完好且处于正常的真空状态下，外部为环境温度，内容器的温度为泄放压力所储存的介质的饱和温度，且增压系统处于全开工作状态下，热壁经由
虹吸提液管1L10=5.476m
虹吸提液管2L11=5.584m
（4）所储存介质的气体导热率
λgas=0.0201 （W/m*K）（查《低温绝热与贮运技术》）
(5)非火灾情况下绝热熔器外部最高环境温度
Ta=323K
(6) 对于某一深冷介质的容器或传热构件冷端表面温度
Td=115K
1.1.2在非火灾和绝热层完好，且处于正常的真空状态下，由热壁传入冷壁的总热流量：
内容器吊带构件材料（S30408）的横截面积，A=0.00064m2
(3)非火灾情况下绝热容器外部最高环境温度：
Ta=323K
（4）对应于某一深冷介质的容器或传热构件冷端表面温度：
Td=115K
c.通过真空夹层的管道传入的热流量的计算：
Htube= * )
=0.2618+0.7567+0.1719+0.06617+0.19358+0.0858+0.7944+0.25699+
Vg——泄放压力下，饱和气体介质的比容积，0.0115m3/kg
1.3.容器设计参数
内容器设计压力P=1.6MPa
内容器设计温度 T1=77K
安全阀整定压力P1=1.6MPa
安全阀泄放压力控制在Pd=1.86MPa
爆破片泄放压力控制在Pb=1.956MPa
1.4.安全阀参数
安全阀型号DAH-15A1
进出口尺寸 进口：M30*1.5外螺纹，出口：G3/4内螺纹
阀座处直径 d1=15mm
ti——绝热材料的名义厚度，0.01m
（3）Ar——内容器与外壳面积的平均值，
立式容器，Ar=π*D*h4=3.14*2.095*3.995=26.29m2
式中：D——内容器与外壳直径的平均值，2.095m
h4——设计最大液位高度，3.995m
1.2.2 真空绝热深冷容器夹套外部遭遇火灾或遭遇922K高温，且绝热系统已完全损坏的情况下，由热壁传入内容器的总热流量：
泄放温度 Td=115K
压缩系数 Z2=0.625
汽化潜热 q=116.718KJ/kg
1从热壁（外壳）传入冷壁（内容器）的总热流量的计算
1.1 非火灾情况
1.1.1 绝热系统（夹套和绝热材料）完好且处于正常的真空状态下，外部环境温度50℃，内容器为泄放压力（1.86MPa）下储存介质的饱和温度（115K）,此时从热壁传入冷壁的热流量的计算：
a. 在正常的真空状态下,通过绝热材料传入的热流量计算：
Hiv=Uiv*Aim*（Ta-Td）
=0.102*32.62*（323-115）
=691.99W
(1)在正常真空状态下,夹层绝热材料总的传热系数：
Uiv=λiv/ti=0.102（W/m2*k）
式中：
在正常真空状态下，绝热材料在温度Ta与Td之间的平均热导率：
=20013.3+16.37+3.0132=20032.6832W
式中：
H3——绝热系统完好，但夹层已丧失真空，外部温度为环境温度，内容器的温度为泄放压力下所储存介质的饱和温度，从热壁传入内容器的总热流量
Hi1——夹层丧失真空的状态下，通过绝热材料输入的漏热率