安全阀泄放能力的计算

安全阀泄放能力的计算

下面介绍的是API 的安全阀计算方法，ASME 的方法与API 的主要不同在于ASME 采用安全阀的喷嘴通过面积和安全阀的流量系数都是具体阀的实测值，而API 计算采用的面积和系数都是公称数值。

1、安全阀有效通过面积

1）全启式安全阀（安全阀阀芯开启高度等于或大于1/4喷嘴喉部直径）。

2'2'785.04/D D a =∏=

——安全阀的有效通过面积，cm 2；

'D ——安全阀喷嘴喉部直径，cm ；

2）微启式安全阀（安全阀阀芯开启高度小于1/4喷嘴喉部直径）。

h D a '∏=

h ——阀芯开启高度，cm 。

当阀座为斜面时：

θsin 'h D a ∏=

θ——斜面角度，（°）

2、安全阀泄放能力的计算

下面的安全阀泄放能力的计算方法在工程设计中常被采用，根据API 502推荐的计算方法进行了一些简化，使用更方便，通常情况下更保守点。 1）排放介质为气体或蒸汽时。

b ABS r M K T M p

a Q )110

(2305+=

a

M Q ——排放量，kg/h ；

a ——安全阀的有效通过面积，cm 2

；

p ——安全阀定压，Pa （G ）

ABS T ——排出气体的绝对温度，K ；

r M ——气体相对分子质量，排出气体为混合物时，相对分子质量为平均值； b K ——背压影响泄放能力的修正系数，由相关图表查得。

2）排放介质为水蒸汽时，下面的计算公式与气体公式一样，但下式把蒸汽的物理参数计入，不需再代入。考虑到蒸汽一般排放到大气，故一般计算时不需要考虑安全阀的背压对排放的影响；但加入了过热蒸汽修正系数，考虑蒸汽过热对泄放量的影响。

b M aCK p

Q )110

03.1(405+=

C ——过热蒸汽修正系数，查相关图表可得。

选用波纹管平衡式安全阀时，上式中的vap b K K 由代替。 3）排放介质为液体时。

a)一般液体。

p M K p p a Q 5

.05

21]10

)([

3660ρ∆-= 1p ——定压，Pa （G ）； 2p ——背压，Pa （G ）；

ρ∆——液体相对密度；

p K ——积聚压力修正系数，查相关图表可得

b)高黏度液体。

当管内冷态为高黏度液体时，需要对排放量进行黏度修正。一般根据流体在管

道内流动得雷诺数选用黏度修正系数vis K （查相关图表可得）。

vis p M K K p p a Q ρ∆-=5

.05

21)10(

3660 当采用波纹平衡式安全阀时，上式的右侧要乘以背压修正系数w K

vis w p M K K K p p a Q ρ∆-=5

.05

21)10

(

3660 c)饱和液体。

饱和液体是液体在安全阀泄放前是100%液体，但在安全阀排放过程中，介质流经安全阀孔时有压降，产生闪蒸。推荐按闪蒸蒸汽量计算阀孔面积v a 和余下的饱和液体量计算所需阀孔面积L a 之和，即为需要的安全阀阀孔的通过面积。

L v a a a +=

v a 由b ABS r M K T M p

a Q )110

(2305+=计算；L a 由p M K p p a Q 5.052

1]10)([3660ρ∆-=计算。 此法计算得到的阀孔面积偏大，为了避免流量过小使安全阀启闭过于频繁，可以选用两个安全阀并联安装，其中一个阀的阀孔面积为1/3，由上式计算得到的安全阀有效通过面积a ，另一个为2/3，由上式计算得到安全有效通过面积a 。阀孔面积小的安全阀，其定压比面积大的高30%。

d ）两相流。

两相流是介质在泄放温度和压力下介质已是两相，计算时按气体和液相分别计算所需的泄压面积，两者之和为所需的泄压面积。其他同饱和液体的计算。