安全泄压装置的设计-刘欢
安全泄压装置的设计-刘欢
安全泄压装置的设计摘要：生产企业中压力容器、压力管道、锅炉等安全运行是企业安全生产的关键点 ,要防止这些受压设备发生安全生产事故 ,就必须做好受压设备安全附件(安全泄压装置、紧急切断装置、安全联锁装置、压力仪表、液面计、测温仪表等)的设计。
安全泄压装置的设置可以防止容器、管道或系统内的压力超过预先设定的安全值 ,它包括泄压阀、安全阀、安全泄压阀、爆破片装置、安全阀与爆破片装置的组合装置、易熔塞、呼吸阀、真空泄压阀、泄放管等。
安全阀是一种靠阀前静压力动作并具有能迅速全开或紧急动作特性的自动压力泄放设备。
最常用的是直接载荷式(弹簧式、杠杆式和重锤式)安全阀 ;从其阀瓣开启程度可分为全启式和微启式。
爆破片装置是一种非重闭式泄压装置 ,由爆破片、夹持器和真空托架等组成 ,爆破片是夹在法兰之间的金属膜片 ,受超压后爆破而达到泄压作用。
1 安全泄压装置的设置原则(1) 在操作过程中由于工艺操作条件异常、误操作、动力故障、火灾事故等不正常条件下 ,介质压力有可能超过设计压力的设备 ,均应设置安全泄压装置。
如 : ①顶部操作压力大于 0. 07 MPa 的压力容器和顶部操作压力大于 0. 03 MPa 的蒸馏塔、蒸发塔和汽提塔(汽提塔顶蒸汽通入另一个蒸馏塔者除外) ;②往复式压缩机各段出口或电动往复泵、齿轮泵和螺杆泵等容积式泵的出口(设备本身已有安全阀者除外) ;③鼓风机、离心式压缩机、离心泵和蒸汽往复机的出口(仅指与机泵出口连接的设备不能承受其最高压力时) ;④可燃的气体或液体受热膨胀时可能超压的设备(两个切断阀之间总容积比较大的管道视同一个压力容器) ;⑤物料有可能突然超压或发生瞬时分解、爆聚、连锁反应等剧烈反应(不包括反应速度达到爆轰的设备)从而造成操作压力超过设计压力的反应器或其他设备 ;⑥处理的介质为其组成处于爆炸极限范围内的混合物的设备、管道系统。
(2) 加热炉的炉管不宜设置安全阀。
(3) 在同一压力系统中 ,压力来源处已有安全泄压装置 ,则其余设备可不设。
API 7K 钻井和修井设备规范-2016 第6版
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API SPEC 7K 钻井和修井设备规范
目录 1 2 3 范围 ........................................................................................................................................... 1 规范参考性文件 ....................................................................................................................... 1 术语、定义及缩写术语 ........................................................................................................... 3 3.1 3.2 4 术语及定义 ................................................................................................................... 3 缩写术语（Acronyms） .............................................................................................. 9
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安全泄压装置课程设计
安全泄压装置课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解安全泄压装置的基本概念、工作原理及其在工程实践中的应用。
2. 学生能掌握安全泄压装置的主要类型、结构组成及其功能。
3. 学生能了解安全泄压装置在保障设备运行安全中的重要性。
技能目标：1. 学生能运用所学的知识分析实际工程案例中安全泄压装置的设计和运用。
2. 学生能通过小组合作，设计简单的安全泄压装置，提高解决问题的能力。
3. 学生能运用相关工具和设备对安全泄压装置进行检测、维护和故障排除。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习安全泄压装置，培养对安全生产的责任感和使命感。
2. 学生在小组合作中学会尊重他人意见，培养团队协作精神。
3. 学生通过了解安全泄压装置的应用，增强对科学技术的兴趣和热爱。
课程性质：本课程属于工程与技术学科，旨在培养学生的实践操作能力和安全意识。
学生特点：初三学生具备一定的物理基础和动手能力，对实际应用有较高的兴趣。
教学要求：结合学生特点，注重理论知识与实际应用的结合，提高学生的实践操作能力和安全意识。
在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 安全泄压装置的基本概念与工作原理- 定义、作用及分类- 常见的安全泄压装置及其工作原理2. 安全泄压装置的结构与功能- 泄压阀、安全阀、爆破片等主要部件的结构组成- 各部件在泄压过程中的功能及相互关系3. 安全泄压装置的应用案例- 案例分析：不同场景下安全泄压装置的应用- 实践操作：模拟实验，了解安全泄压装置的实际工作过程4. 安全泄压装置的设计与制作- 设计原则与方法- 小组合作：设计简单的安全泄压装置，并进行性能测试5. 安全泄压装置的检测与维护- 检测方法及注意事项- 故障排除与日常维护教学内容安排与进度：第一课时：安全泄压装置的基本概念与工作原理第二课时：安全泄压装置的结构与功能第三课时：安全泄压装置的应用案例第四课时：安全泄压装置的设计与制作第五课时：安全泄压装置的检测与维护本教学内容依据课程目标，结合教材相关章节，确保科学性和系统性，旨在帮助学生掌握安全泄压装置的相关知识，提高实践操作能力。
2024年安全泄放装置的设置要求(三篇)
2024年安全泄放装置的设置要求在操作过程中出现超压时应按要求配备超压泄放装置，超压泄放装置分为：安全阀、爆破片装置和安全阀与爆破片的组合装置。
1.最大允许工作压力：指在设计温度下，容器顶部所允许承受的最大表压力。
该压力是根据容器各部分壳体的有效厚度计算所得，且取最小值。
2.动作压力：指安全阀的开启压力或爆破片的爆破压力。
3.设计爆破压力：指爆破片在指定温度下的爆破压力。
4.标定爆破压力：指在爆破片名牌上标志的爆破压力。
5.最低标定爆破压力：指在爆破片的制造范围为零时的设计爆破压力。
一、一般规定：1．容器装有泄放装置时，一般以容器的设计压力作为容器超压限度的起始压力。
需要时，可用容器的最大允许工作压力作为容器超压限度的起始压力。
采用最大允许工作压力时，应对容器的水压试验、气压试验和气密性试验相应地取1.25倍、1.15倍和1.00倍的最大允许工作压力值，并在图样和铭牌中注明。
2．当容器上安装一个泄放装置时，泄放装置的动作压力应不大于设计压力，且该空间的超压限度应不大于设计压力的10%或20kPa中的较大值。
3．当容器上安装多个泄放装置时，其中一个泄放装置的动作压力应不大于设计压力，其他泄放装置的动作压力可提高，但不得超压设计的4%。
该空间的超压限度应不大于设计压力的12%或30kPa中的较大值。
4．当容器有可能遇到火灾或接近不能预料的外来热源而可能酿成危险时，应安装辅助的泄放装置，应使容器内超压限度不超过设计压力的16%。
5．有以下情况之一者，可看成是一个容器，只需在危险的空间（容器或管道上）设置一个泄放装置。
但在计算泄放装置的泄放量时，应把容器间的连接管道包括在内。
a)与压力源相连接的、本身不产生压力的压力容器，该容器的设计压力达到了压力源的设计压力时。
b)诸压力容器的设计压力相同或稍有差异，容器间采用足够大的管道连接，且中间无阀门隔断时。
6．同一台压力容器，由于有几种工况而具有两个以上设计压力时，该容器泄放装置的动作压力应能适用于各种工况下的设计压力。
压力容器安全泄压装置简介
图2 弯曲型爆破片装置a）夹紧式
b）自由嵌入式
3、正拱普通型拉伸破坏型爆破片
这种爆破片装置是用塑性良好的材料，如不锈钢、镍、铜、 铝等箔材制成的爆破片装在一幅夹持器内而构成的图。 其特点是：无碎片飞出，阻力也不大。
图9. 3正拱普通拉伸型爆破片装置
⑴反拱带刀型爆破片——实际上是在正拱普通型的凹面侧设置一个致破十字刀架 ，安装时使凸面受压。这种爆破片的爆破压力取决于拱形膜片的失稳压力，当所受 压力达到其临界失稳压力时，拱形膜片首先发生局部失稳塌陷，随即整个膜片迅速 屈曲反转，被设置在其后的刀刃划破而撕开。如图9. 4所示。
爆破片
除安全阀之外，防止超压的安全泄压装 置还 有爆破片、爆破帽、易熔塞。爆破片 又称防爆片、防爆膜，爆破片安全装置由 爆破片和相应的夹持器组成。爆破帽是与 爆破片作用类似但结构不同的另一种安全 装置，多用于超高压容器。易熔塞属于 “熔化型”（“温度型”）安全泄压装置， 多用于气瓶。
1、剪切破坏型（切破型）爆破片
谢 谢
• 1.重锤杠杆式安全阀
• 弹簧微启式安全阀
• 用弹簧来平 衡压力
• 脉冲式安全阀
脉冲式安全阀除上述机械动作外，脉 冲阀还装有电磁装置，带电接点的压 力表通过时间继电器，将上部或下部 的电磁线圈电路接通，使上部或下部 的电磁铁动作，也可将脉冲阀打开或 关闭。同时脉冲阀还可通过遥控系统 人为地将其打开或关闭。
全面积开放，阻力小，排气量系数较大；膜 片较厚，较易于加工制造：但实际动作压力受周 边条件的影响很大，不够稳定；膜片破后常整体 冲出，易堵塞排气管道。
图-1 剪切型爆破片装置
a）夹片式
b）突台式
2、弯曲破坏型（碎裂式）爆破片
弯曲破坏型爆破型装置是利用膜片在较高的压力 下，产生弯曲应力达到材料的抗弯强度极限时即碎裂 而排气的。
常见泄压设施
常见泄压设施泄压设备包括安全阀、爆破片、防爆帽、防爆门、防爆球阀、放空阀门等。
(1) 安全阀。
安全阀按其结构和作用原理可分为静重式、杠杆式和弹簧式等。
安全阀的选用，应根据压力容器的工作压力、温度、介质特征来确定。
选用时，除了注意正确选型，还要注意它的压力范围和排气量。
(2) 防爆片。
防爆片又叫防爆膜(板)，它的作用是侧重于排除设备内的气体、蒸汽或粉尘等发生化学性爆炸时产生的压力。
一般使用在以下几种场合：①存在爆炸或异常反应使压力瞬间急剧上升的场合，这种场合弹簧式安全阀由于惯性而不相适应；②不允许介质有任何泄漏的场合，而安全阀一般总有微量的泄漏；③生产过程中产生大量沉淀或粘附物、妨碍安全阀正常动作的场合。
(3) 防爆门(窗)。
防爆门(窗)实际上是一个防爆翻版。
一般装设在燃烧炉(室)壁上。
防爆门的总面积一般不少于2500cm2/m3 (按燃烧室内净容积计算) 为防止气体喷出时将人烧伤或翻开的盖子将人打伤，防爆门应装设在人不常去地方，局度不低于2m。
(4) 防爆球阀。
有的加热炉在燃烧室底部设置防爆球阀。
(5) 防爆帽。
防爆帽又称爆破帽，也是一种断裂性的安全泄压装置。
防爆帽的样式较多，它的主要原件就是一个一端封闭、中间具有一薄弱断面的厚壁短管。
当容器内的压力超过规定，使薄弱断面上的拉伸压力达到材料的强度极限时，防爆帽即从此处断裂，气体由管孔中排出。
(6) 放空管。
当反应物料发生剧烈反应，采取加强冷却、减少投料等措施不能阻止超温、超压、爆聚、分解爆炸事故发生的设备，应设置白动或就地手控紧急放空管。
厂内有火炬时，紧急放空管可经阻火器连接到通往火炬的管道。
(7) 放空火炬。
放空火炬平时应加强检查和维护，以保证其燃烧的正常功能，以便生产不正常时所排出的物料能够及时烧掉。
搪瓷反应釜用泄压装置3
一种改进型搪瓷反应釜用泄压装置摘要一种改进型搪瓷反应釜用泄压装置，用于高压、精馏釜等化工环保设备，起到泄除釜内高压气体压力的作用，其主要实现方式是这样的：取消泄压罐内迷宫隔板，改设丝网除沫器，丝网除沫器由多层40 ～400 目金属丝网编织而成，泄压工作时，泄压气体与泡沫冲压丝网除沫器，其中高压气体在各金属丝网上反复冲击，其势能得到释放，而泡沫由于密集丝网的浸润作用，不断破裂，物料中的少量固体颗粒也同时被滞留，泡沫中的气体从而被释出，物料泡沫不再随泄压气体冲出。
1. 一种改进型釜用泄压装置，包括：泄压装置罐体、丝网除沫器、固定支架、排气口、进气口、搪瓷反应釜，其特征是：泄压装置罐体内设丝网除沫器，丝网除沫器由多层40 ～400 目金属丝网编织而成，由固定支架固定于泄压装置内部，其周边与泄压罐内壁紧密连接。
技术领域：一种改进型釜用泄压装置，精馏釜等化工环保设备，起到泄除釜内高压气体压力的作用。
由于化工或环保反应工艺的需要，常常在高压的条件下工作，在反应结束排物料或装置检修时，平稳泄除釜内压力就成为实现安全生产的重要过程，为此，人们专门设计了多种类型的搪瓷反应釜泄压装置，目前运用最广泛的是迷宫式泄压装置，所谓迷宫式泄压装置即是在泄压罐壳主体内设大量隔板，隔板之间，隔板与泄压罐壳内壁之间设有大量间隙，所有间隙交错排布，形成气体泄放的迷宫，高压气体从迷宫中曲折回转，其高压势能就得到了较完全释放，当其流出泄压装置时已非常平稳，不全因其高温高压造成生产隐患。
这种装置虽然泄压效率高，性能稳定，但由于其迷宫隙道仍能被物料中所含泡沫穿过，在处理一些有粘度或含有微小固体颗粒的杂质时如市政污水、工业污水等，不免有待处理物料产生泡沫随气体冲出，造成故障隐患，同时也污染了工作环境。
为克服原有迷宫式泄压装置泄压时易带出物料的问题，特提出一种改进型搪瓷釜用泄压装置，其主要实现方式是这样的：取消泄压罐内迷宫隔板，改设丝网除沫器，丝网除沫器由多层40 ～400 目金属丝网编织而成，可由固定支架固定于泄压装置内部，其周边于泄压罐内壁紧密连接，塞住气体直接外泄通路，当本泄压工作时，泄压气体与泡沫冲压丝网除沫器，其中高压气体在各金属丝网上反复冲击，其势能得到释放，而泡沫由于密集丝网的浸润作用，不断破裂，物料中的少量固体颗粒也同时被滞留，泡沫中的气体从而被释出，物料泡沫不再随泄压气体冲出。
安全泄放装置的设置_选型与计算_龚珑
（12） 井下排水或天然气管道选用先导式安全 阀。 3.1.4 安全阀选用的一些注意事项[4]
（1）背压 ①通用式安全阀在非火灾工况使用时，总背压 的值不可超过定压的 10％；在火灾工况使用时，总背 压的值不可超过定压的 20％。 ②波纹管平衡式安全阀在火灾及非火灾工况 下总的背压（静背压＋动背压）不高于定压值的 50％。 （2）选材 安全阀的阀体 、弹簧罩的材料应同安全阀入口 的配管材料一致 。对某些特殊系统，如排出的液体 经安全阀阀孔的节流降压后会汽化，导致温度降低 的自制冷系统，应考虑选用能满足低温要求的材料。 安全阀的阀瓣和喷嘴应使用耐腐蚀的 Cr－Ni 或 Ni－ Cr 钢，不允 许 使 用 碳 钢 。碳 钢 阀 体 的 安 全 阀 ，其 阀
A1=3.14Dh；锥面型密封面，A1=3.14dhsin￠ 式中 A1— ——安全阀最小排放面积，mm2 h — ——安全阀开启高度，mm
安全阀与爆破片串联装置属于此种情况，即安
d — ——安全阀阀座喉部直径，mm
全阀的开启压力和爆破片爆破压力均大于设备工
D — ——安全阀阀座口径，mm
作压力，小于等于设备设计压力。
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文章编号：1006- 4184(2009)09- 0028- 05
化工设计
ZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRY
Vol．40 No．9（2009）
安全泄放装置的设置、选型与计算
龚 珑 周文军 （浙江工程设计有限公司, 浙江 杭州 310014）
摘 要：简述了安全泄放装置的种类，介绍了安全泄放装置选用的适用工况、步骤及一般规则，并 通过计算泄放面积或口径来确定选型 。同时也介绍了安全泄放装置的设置方式及设置方式选用的一 般原则。
安全泄放装置
一、安全泄放装置安全泄放装置是一种保证压力容器安全运行，超压时能自动卸压，防止发生超压爆炸而装设在容器上的附属机构，是压力容器的安全附件之一。
主要包括安全阀、爆破片以及二者的组合装置、泄爆孔以及压力调节放空阀等。
安全泄放原理及作用主要有两点：一是正常工作压力下运行时,保持严密不漏;超过限定值时,能自动,迅速地排泄出容器内介质,使容器内的压力始终保持在许用压力范围以内。
二是自动报警作用。
因为排放气体时,介质是以高速喷出,常发出较大的响声,相当于报警音响讯号。
二、安全阀安全阀是一种安全保护用阀，它的启闭件受外力作用下处于常闭状态，当设备或管道内的介质压力升高，超过规定值时自动开启，通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值。
安全阀属于自动阀类，主要用于锅炉、压力容器和管道上，控制压力不超过规定值，对人身安全和设备运行起重要保护作用。
常用的安全阀材质分为铸铁安全阀，铸钢安全阀，不锈钢安全阀，铸铜安全阀。
安全阀是根据压力系统的工作压力自动启闭，一般安装于封闭系统的设备或管路上保护系统安全。
当设备或管道内压力超过安全阀设定压力时，自动开启泄压，保证设备和管道内介质压力在设定压力之下，保护设备和管道正常工作，防止发生意外，减少损失。
安全阀的作用：安全阀在系统中起安全保护作用。
当系统压力超过规定值时，安全阀打开，将系统中的一部分气体/流体排入大气/管道外，使系统压力不超过允许值，从而保证系统不因压力过高而发生事故。
安全阀的种类1）按使用介质分：a:蒸汽用安全阀 b:空气及其它气体用安全阀 c:液体用安全阀2）按公称压力分a:低压安全阀：公称压力PN≤1.6Mpa b:中压安全阀：公称压力PN1.6～6.4Mpa c:高压安全阀：公称压力PN6.4～80.0Mpa d:超高压安全阀：公称压力PN﹥100Mpa 3）按适用温度分：a:超低温安全阀：t≤-100°Cb:低温安全阀：-100°C～-40 °Cc:常温安全阀：-40 °C～120 °Cd:中温安全阀：120 °C～450 °Ce:高温安全阀：t＞ 450 °C4）按连接方式分：a:法兰连接安全阀 b:螺纹连接安全阀 c:焊接连接安全阀5）按开启高度分：a:微启式安全阀：开启高度在do /40～ do /20b:全启式安全阀：开启高度不小于do /4c:中启式安全阀：开启高度介于微启式和全启式之间6）按结构形式分：a:杠杆重锤式安全阀 b:弹簧式安全阀 c:脉冲式安全阀（又称先导式安全阀）d:微启式安全阀 e:全启式安全阀 f:全封闭式安全阀 g:半封闭式安全阀 h:敞开式安全阀几种常见的安全阀单杠杆安全阀GA41H型单杠杆安全阀适用于温度≤450℃的锅炉和压力容器上，防止压力超过允许最高值。
一种煤矿排水安全泄压装置[实用新型专利]
![一种煤矿排水安全泄压装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/d3a3fee7f12d2af90342e642.png)
专利名称：一种煤矿排水安全泄压装置专利类型：实用新型专利
发明人：孙瑞刚,丁亮,金凯
申请号：CN202020458253.4
申请日：20200401
公开号：CN212003254U
公开日：
20201124
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种煤矿排水安全泄压装置，包括井下排水主管，所述井下排水主管通过连接管与安全阀进口连接固定，所述安全阀的溢流口连接有沉淀池输送管，所述连接管通过旁路管与沉淀池输送管连通，所述旁路管上设置有二次保护机构,该二次保护机构是由安装在旁路管上的夹持壳体构成，本实用通过在井下排水主管设置的安全阀以及旁路其的旁路管，并在旁路管上设置二次保护机构，可以实现对井下排水主管超压水储存到沉淀池作为缺水时的补给水源，很好的保持管路水压保持到设定的压力范围以内，进行自动排放起到保护作用，无需人员操作省时省力。
申请人：准格尔旗永智煤炭有限公司
地址：010499 内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗准格尔召镇黄天棉图村
国籍：CN
代理机构：深圳市兴科达知识产权代理有限公司
代理人：覃曼萍
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安全泄压装置的设计
摘要：生产企业中压力容器、压力管道、锅炉等安全运行是企业安全生产的关
键点 ,要防止这些受压设备发生安全生产事故 ,就必须做好受压设备安全附件
(安全泄压装置、紧急切断装置、安全联锁装置、压力仪表、液面计、测温仪表
等)的设计。
安全泄压装置的设置可以防止容器、管道或系统内的压力超过预先
设定的安全值 ,它包括泄压阀、安全阀、安全泄压阀、爆破片装置、安全阀与爆
破片装置的组合装置、易熔塞、呼吸阀、真空泄压阀、泄放管等。
安全阀是一种
靠阀前静压力动作并具有能迅速全开或紧急动作特性的自动压力泄放设备。
最常
用的是直接载荷式(弹簧式、杠杆式和重锤式)安全阀 ;从其阀瓣开启程度可分为
全启式和微启式。
爆破片装置是一种非重闭式泄压装置 ,由爆破片、夹持器和真
空托架等组成 ,爆破片是夹在法兰之间的金属膜片 ,受超压后爆破而达到泄压
作用。
1 安全泄压装置的设置原则
(1) 在操作过程中由于工艺操作条件异常、误操作、动力故障、火灾事故等不正
常条件下 ,介质压力有可能超过设计压力的设备 ,均应设置安全泄压装置。
如 : ①顶部操作压力大于 0. 07 MPa 的压力容器和顶部操作压力大于 0. 03 MPa 的
蒸馏塔、蒸发塔和汽提塔(汽提塔顶蒸汽通入另一个蒸馏塔者除外) ;
②往复式压缩机各段出口或电动往复泵、齿轮泵和螺杆泵等容积式泵的出口
(设备本身已有安全阀者除外) ;
③鼓风机、离心式压缩机、离心泵和蒸汽往复机的出口(仅指与机泵出口连接
的设备不能承受其最高压力时) ;
④可燃的气体或液体受热膨胀时可能超压的设备(两个切断阀之间总容积比较
大的管道视同一个压力容器) ;
⑤物料有可能突然超压或发生瞬时分解、爆聚、连锁反应等剧烈反应(不包括
反应速度达到爆轰的设备)从而造成操作压力超过设计压力的反应器或其他设
备 ;
⑥处理的介质为其组成处于爆炸极限范围内的混合物的设备、管道系统。
(2) 加热炉的炉管不宜设置安全阀。
(3) 在同一压力系统中 ,压力来源处已有安全泄压装置 ,则其余设备可不设。
(4) 由于使用安全阀可以不完全损失或不损失物料 ,并通常可以保持工艺过程
不致因其而中断等许多优点 ,因此应首先考虑设置安全阀。
只有当安全阀不能满
足工艺要求和可靠工作时 ,如容器内压力快速增长、对密封有更高要求、由于物
料导致安全阀被堵塞、腐蚀、锈死等情况 ,可采用爆破片装置或安全阀与爆破片
装置的组合装置。
爆破片装置不宜用于液化气体贮罐和经常超压的场所。
(5) 安全阀的型式通常采用直接载荷弹簧式安全阀。
若采用非直接载荷弹簧式安
全阀 ,则必须做到即使副阀失灵时 ,主阀应仍能在规定的开启压力下 ,自行开
启并排出全部额定泄放量。
2 安全泄压装置的工艺计算
以工程设计实例来说明确定安全泄压装置大小的计算步骤。
某厂新建 3 台2000 m3球罐 ,直径 15. 7 m ,罐底高度 3. 2 m ,盛装介质为混合液化石油气 ,球罐设计压力为 1. 77 MPa、设计温度 - 19. 7 ℃～50 ℃,罐外壁采用 50 mm 厚聚氨脂泡沫隔热 ,外保护层为镀锌铁皮。
2. 1 泄放量的确定
首先根据操作条件、介质组成等确定所需要的各种工艺参数 ,再按容器、管道系统的泄放量计算确定安全泄压装置的泄放能力。
泄放量的大小应视工艺过程的具体情况而定 ,按可能发生的最大危险考虑 ,但不应机械地叠加不利因素。
本例题中球罐的安全泄放量可按有完善绝热保温层的安全泄放量计算公式进行计算 ,但考虑为了使球罐更安全的运行和现场实际的应用经验 ,在设计中采用按无绝热保温层的计算公式 ,即:
式中 :
WS容器的安全泄放量,kg/ h;
q在泄放压力下,液体的汽化潜热 ,kJ/ kg;
Ar容器受热面积 ,球形容器 Ar = 1. 57 D20或从地面起到 7. 5 m 高度以下所包括的外表面积 ,取两者中较大值 ,m2;
D0容器外直径,m;
F系数 ,容器置于地面上时, F = 1. 0。
将相应参数代入公式(1) ,得 :
2. 2 安全泄压装置排放面积的确定安全泄压装置的功能是保证设备或系统不超压。
要达到这个目的 ,就必须使安全泄压装置的排放能力大于容器等的泄放量 ,将引起超压的气体或液体介质泄放出去。
本例题中球罐安全阀的出口压力较小 ,其排放面积可按气体在临界条件时的计算公式进行计算 ,即 :
所以 ,根据计算结果选用规格为 DN150 的全启式弹簧安全阀。
在计算安全阀排放能力时应考虑以下一些共同原则 :
(1) 在计算安全阀排放能力时 ,通常应将排放气体作为实际气体而不是理想气体来处理。
排放能力的计算状态均应采用排放条件下的温度、压力。
(2) 因为大多数情况下 ,工艺物料均为混合物 ,所以许多情况下 ,排放物料的组成会随着排放进程而改变。
这会影响到排放能力的计算 ,应予以注意。
(3) 因为所有控制阀设计时都有一定的余量 ,所以都应考虑其最大通过能力 ,而不是设计能力。
并且有必要考虑某些控制动作失灵的情况。
(4) 对于“故障保持”型调节阀 ,应按全开状态来计算安全阀的排放能力。
对于装有限位开关的控制阀 ,应按照没有限位阀来考虑。
(5) 当泄放排入一个密闭系统时 ,要采用正确的背压参数。
对普通型安全阀 ,随着出口侧压力 P0值的增大 ,安全阀的理论泄放量随之减少。
2. 3 安全阀喷嘴总面积的计算介质为气、液两相流体时 ,首先分别计算出液体和气体的泄放量 ,然后分别计算气体和液体排放所需的喷嘴面积 ,再将两者所需面积相加即为安全阀喷嘴的总面积。
3 安全泄放装置的安装
(1) 在相邻两个或几个压力容器之间如果没有切断阀 ,可在最前面一个设备上设置安全泄压设施来保护下游的几个设备 ;
(2) 安全泄放装置应设置在压力容器本体或其附属管线上容易检查、修理的部位 ,并应有足够的结构强度 ,能承受该泄放装置泄放时所产生的反力。
安全阀的阀体应处于垂直方向;
(3) 全启式安全阀和反拱形爆破片装置必须装设在容器液面以上气相空间部分 ,或装设在与压力容器气相空间相连的管道上 ,且连接入口和管道的截面积应不小于安全阀进口截面积的总和。
用于液体的安全阀出口管直径不应小于 15mm。
(4) 安全泄压装置与容器之间一般不得装设截止阀门 ,若由于特殊情况需要设
置 ,则在容器正常运行期间截止阀门必须保证全开并加铅封或锁定 ,截止阀的结构和通径应不妨碍安全阀的安全泄放。
为实现安全阀的在线校验 ,可在安全阀与压力容器之间装设爆破片装置 ;
(5) 对易燃介质或毒性程度为极度、高度或中度危害介质的压力容器 ,应在安全阀或爆破片装置的排出口装设泄放管 ,将排放介质引至安全地点 ,并进行妥善处理。
严禁将混合后可能发生化学反应并形成爆炸性混合气体的几种介质混合排放。
(6) 泄放管应尽量作成垂直管 ,并在适当部位开设排泄孔 ,以防止雨、雪及冷凝液等积聚在泄放管内。
锅炉上的安全阀排汽管底部应装设接到安全地点的疏水管。
4 注意事项
(1) 安全泄压装置的动作压力可按操作工况、容器的设计压力或最大允许工作压力确定 ,但当采用容器的最大允许工作压力时 ,应在图样和铭牌上注明。
在安全泄压装置存在背压的情况下 ,容器空间的超压限度不能超过规定。
(2) 容器不能承受可能出现的负压条件时 ,应装设防负压的泄放装置。
(3) 在把多个容器看成一个容器时 ,只需在危险的空间设置一个泄放装置 ,但计算泄放装置的泄放量应把容器间的连接管道包括在内。
(4) 安全泄压装置只能用来限定压力升高到一给定值 ,而不能用来降压。
对于减压系统 ,在考虑火灾的情况下 ,容器内润湿部分以上的设备材料的温度可能达到足以降低材料强度的水平。
所以在这种情况下 ,安全阀并不能防止设备的爆破。
因此 ,除了设置安全阀防止一般超压外 ,还应采用蒸汽减压系统来保护设备。
(5) 对于火灾危险类别为甲、乙、丙类的设备除按要求设置安全泄压装置以外 ,还应考虑设有事故紧急排放、处理设施。
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