化工工程计算-安全阀泄放面积计算帮助文档API 520 — 2014-易算云科技
安全阀泄放能力的计算
安全阀泄放能力的计算
一．安全阀有效通过面积的计算：
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）A=0.785*D1*D1
A --- 安全阀的有效通过面积
D1 --- 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）
A=∏*D2*L*Sin(n)
A --- 安全阀的有效通过面积
D2 --- 安全阀阀座直径（cm）
L --- 阀芯开启高度（cm）
n --- 斜面角度（度）（当阀座为斜面时）
二．安全阀泄放能力的计算：
W=230*A*（p/105+1）(M/T)0.5*K (排放介质为气体或蒸汽时)
W --- 排放量（kg/h）
P --- 安全阀定压（Pa(G)）
T --- 排除气体的绝对温度（K）
M--气体相对分子质量，排出气体为混合物时，为平均相对分子质量
K --- 背压影响泄放能力的修正系数。
易算云工程计算软件开发-安全阀计算软件帮助文档2016.4.5
安全阀计算软件GB 150 – 2011液化气体火灾工况下泄放面积计算一、功能和概述本计算程序依据GB/T 150—2011《压力容器》中“附录B超压泄放装置”章节进行开发，用于介质为易爆液化气体或位于有可能发生火灾环境下工作的非易爆液化气体的容器安全阀的泄放量、安全阀泄放面积计算。
引用标准规范《压力容器》GB/T 150—2011【关键词】绝热保温保温计算保冷计算保温经济厚度计算软件信息软件类别：免费的云计算软件硬件要求：电脑、平板、手机运行环境：windows、mac、android、ios计算报表：excel 2010版本及以上浏览器：IE、Chrome、Safari、Firefox等主流浏览器软件授权：免费更新时间：2016.4.5软件地址：二、适用范围适用范围详见GB/T 150—2011《压力容器》中“附录B超压泄放装置”，关于安全阀的的适用范围。
三、易算云软件介绍3.1 易算云软件界面3.2易算云软件参数输入说明3.2.1 介质参数软件中内置了GB150-2011中表B.6 部分气体的性质，供大家选择并方便输入3.2.2 气体泄放压力P f，泄放装置的泄放压力（绝压），包括设计压力和超压限度两部分，MPa；软件中P f =P(设计压力)*（1+允许超压%）+0.101325（大气压力）MPa。
3.2.3绝热材料导热系数常用绝热材料性能表摘至：GB 50264 - 2013 《工业设备及管道绝热工程设计规范》SHT 3010 - 2013 《石油化工设备和管道绝热工程设计规范》说明：上述规范中，单位采用W/(m·K)，数值已经按照GB150规范中的单位进行转化，转化公式：1W/(m·K)=3.6KJ/（m·h·℃）3.2.4 泄放系数KGB150中，对于安全阀，K取额定泄放系数（额定泄放系数通常由安全阀制造厂提供）。
若没有制造厂的数据时，可按下述推荐值输入：3.4 易算云软件计算说明软件的计算过程依据GB150-2011进行开发，以下为引述GB150，“附录B 超压泄放装置”章节四、易算云计算示例4.1 计算参数输入4.2 易算云计算报表下载：11。
气-液两相流安全阀泄放面积的计算
一
种基 于 Ｈ Ｅ Ｍ 模 型 的计 算方 法 。
本 文将 分别 用 （ １ ） 方 法 ，Ｄ Ｉ Ｅ Ｒ Ｓ积分 法 ，以及
气 液泄 放面 积相 加 的方 法 ，结 合 实 例计 算气 液 两 相 情况 下安 全 阀的泄放 面积 。
１ 计算 方法介绍
可 能 发生 的两相 流 泄 放 工况 可 被 归 纳 为 以下
Ｏ ｍ ｅ ｇ ａ 一 １ 适 用 于 前 三 种 类 型 的 流 体 ，Ｏ ｍ ｅ ｇ ａ 一 ２适
用 于第 四种类 型 ，本 文 将 以不 含 不 凝 气 的 饱 和水
收稿 日期 ：２ ０ １ ５— ０ ４—２ １ 。
上 和热力 学上 都 是平 衡 的。 因为 流 体 流过 安 全 阀 时是 高 度 湍 流 状 态 ，不 可 能 是 层 流 状 态 ｌ ２ ｝ ３ Ｊ ，故
气－ 液 两相 流 安 全 阀泄 放 面 积 的计 算
蔡维婷
（ 中 国石化 工程 建设 有 限公 司 ，北 京 １ ０ ０ １ ０ １ ）
摘 要 ：介绍 了安 全 阀气液 两相 泄放 ＿ Ｙ － 况 如何 发 生及 所 具 有 的特 点 ，探 讨 了在 这 种 泄 放
工况 下怎样确 定安 全 阀的尺 寸。 讨论 了两相 流 泄放 面积计 算方 法 ＼ 原理 和详 细计 算 步骤 ，并通
过设计案例对计算方法进行比较。结果表明：相比于 Ｏ ｍ ｅ ｇ ａ 一 ２ 和气一 液相泄放面积相加的方法， Ｏ ｍ ｅ ｇ ａ 一 １方法和 Ｄ Ｉ Ｅ Ｒ Ｓ积分 法得 到的 泄放 面积较 大 ，较 为保 守安全 。 所 以在 实际 工程设 计 中 ，
推荐 使 用这 两种方 法计 算 气一 液 两相流 安全 阀的泄放 面积 。 关键 词 ：安全 阀 两相 流 泄放 面积 Ｄ Ｉ Ｅ Ｒ Ｓ
(完整word版)API520-安全阀计算PART1(中文版)
炼油厂泄压装置的定径、选择和安装第Ⅰ部分定径和选择1引言1.1范围本推荐方法适用于炼油厂及相关工业中最大允许工作压力为15psig（103kPag）或更高的设备所用泄压装置的定径与选择。
本方法所涉及泄压装置是对无火压力容器和相关设备进行保护，防止因操作故障和火灾而出现超压。
本方法包括基本定义、各种泄压装置的操作特性和应用方面的资料以及基于牛顿型流体稳态流动时泄压装置的定径程序和方法。
泄压装置仅用于容器的超压保护，对极端高温环境如火灾情况下容器的结构故障并不提供保护。
参阅API RP 521中有关降压及限制热输入的相应资料。
API Std 2000所涉及的常压、低压储罐及用于运输散装产品的压力容器或集装箱不在本方法内容之列。
受火压力容器超压保护规范的相关内容在ASME《锅炉与压力容器规范》第Ⅰ卷及ASME B31.1中，本方法并不涉及此内容。
1.2术语1.2.1至1.2.3对本方法中有关泄压装置及其尺寸特性和操作特性的术语予以定义。
确切的讲，这些术语是出现在各节正文和相应的说明中。
1.2.1泄压装置1.2.1.1泄压装置( pressure relief device )：是靠进口静压驱动，在出现事故或工况不正常时开启，以防止内部流体压力的上升超过规定数值。
该装置也能设计成防止过量的内部真空。
该装置可以是泄压阀、非重新闭合泄压装置或真空解除阀。
1.2.1.2泄压阀( pressure relief valve )：是一种能开启泄压后关闭以防止工况恢复正常后流体继续流出的泄压装置。
a.泄放阀( relief valve )是一种由阀上游的静压驱动的弹簧载荷式泄压阀。
阀的升程，通常与超过开启压力的压力增加值成正比。
泄放阀主要用于不可压缩流体。
【液体】b.安全阀( safety valve )是一种由阀上游的静压驱动，具有快速开启或突跳特性的弹簧载荷式泄压阀。
安全阀通常用于可压缩流体。
【气体】c.安全泄放阀( safety relief valve )是一种根据用途之不同，可用作安全阀，亦可用作泄放阀的弹簧载荷式泄压阀。
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 。
化工工程计算-安全阀泄放面积计算帮助文档API520—2014-易算云科技
易算云安全阀的设计计算API 520 —20141. 易算云计算软件简介安全阀是容器安全泄放装置的一种，主要配备于压力容器上，应对容器可能出现的超压情况。
安全阀一般由弹簧作用，当入口处静压超过其设定压力时，阀瓣上升以泄放被保护系统的超压。
本计算适用于安装单个泄放装置，不包括两相流泄放。
2. 易算云计算软件参考标准API 520, Sizing, Select ion, and Instal latio n of Pressu re-reliev ing Device s API 521, Pressu re-reliev ing and Depres surin g System sAPI 526, Flange d SteelPressu re-relief Valves3. 易算云计算过程3.1 安全阀设定压力安全阀设定压力（P S）系指，当安全阀入口处的静压达到该值时，安全阀将动作。
安全阀保护的系统内有可能存在两个以上的压力设备，再考虑到其中的管道和阀门，安全阀的设定压力要求不大于被保护系统内的最低设计压力。
另外，若已知设备或管道的最高允许工作压力（Maximu m Allowa ble Workin g Pressu re, MAWP），可用最高允许工作压力来替代设计压力。
3.2 允许超压与泄放压力超压指超过泄压装置设定压力的压力，在压力泄放装置排放期间，允许容器内压力超过容器的最大允许工作压力（或者是设计压力），该压力的增值即是允许超压（Accum%），通常用百分数来表示。
依据API 520之规定，对于单阀泄放系统而言，火灾事故工况的允许超压为21%，其他为10%。
泄放压力（P1）系指安全阀阀芯升到最大高度后，阀入口处的压力。
安全泄放装置的计算方法
安全泄放装置的计算方法G.1 符号A ——安全阀的最小泄放面积，mm 2；对全启式安全阀，即14t ≥h d 时，42t πA d =；对微启式安全阀，即120t h d <时，平面型密封面v A πd h =；锥面型密封面sin t A πd h φ=；C ——气体特性系数，按式（G.1）求取；1112520-+⎪⎭⎫⎝⎛+=k k k k C ························· （G.1）d ——入口管内径，mm ；t d ——安全阀最小流道直径（阀座喉部直径），mm ；v d ——安全阀阀座内径，mm ；H ——最大输入热量，kJ/h ；h ——安全阀的阀瓣开启高度，mm ；K ——安全阀的额定泄放系数，K 取0.9倍泄放系数（泄放系数与阀的结构有关，应根据实验数据确定，通常由安全阀制造厂提供）；无参考数据时，可按下列规定选取：全启式安全阀 K =0.60~0.70；带调节圈的微启式安全阀 K =0.40~0.50； 不带调节圈的微启式安全阀 K =0.25~0.35；k ——气体绝热指数（过热蒸汽取1.3；饱和蒸汽取1.135）；M ——气体的摩尔质量，kg/kmol ；d p ——安全阀的最大泄放压力，MPa （a ）；d ν——安全阀排放介质比容，m 3/kg ；o p ——安全阀出口侧压力，MPa （绝压）；q ——在泄放压力下，液体汽化潜热，kJ/kg ；T ——泄放的气体温度，K ；s W ——系统的安全泄放量，kg/h ；Z ——在泄放压力及温度下，气体的压缩系数，如图G.1所示；l ρ——安全阀入口侧温度下的液体密度，kg/m 3； l ν——安全阀入口侧温度下的液体比容，m 3/kg ；φ——锥型密封面的半锥角，（°）。
安全阀的排放面积
安全阀的排放面积安全阀工艺计算的方法：根据工艺参数或工艺条件（主要是排放条件和排放量）,按照相应规范或者标准提供的公式,计算安全阀所需的排放面积,然后从安全阀产品的实际流道面积中,选择大于这个数值的临近流道尺寸及规格。
1. 按照GB/T 12241—2005中提供的计算公式计算安全阀所需流道面积①蒸气的排放面积a.干饱和蒸汽的理论排量计算这里干饱和蒸汽是指最小干度为98%或最大过热度为10℃的蒸汽。
当压力为0.1～11MPa时,有Wts = 5.25Apd （14-2)当压力大于11MPa小于等于22MPa时,有式中Wts —理论排量,kg/h;A—流道面积,mm²;pd —实际排放压力,MPa（绝压)。
b.过热蒸汽的理论排量计算。
这里过热蒸汽是指过热度大于10℃的蒸汽。
当压力为0.1～11MPa时,有Wtsh =5.25Apd Ksh （14-4)当压力大于11MPa小于等于22MPa时,有式中Wtsh —理论排量,kg/h;A—流道面积,mm²;pd —实际排放压力,MPa（绝压);Ksh —过热修正系数（其圆整数见GB/T 12241—2005标准中的相关表)。
c.一种理论排量计算方法。
干饱和蒸汽和过热蒸汽的理论排量Wt 也可按下式计算（无压力限制):式中Wt —理论排量,kg/h;A—流道面积,mm²;pd —实际排放压力,MPa（绝压);V—实际排放压力和排放温度下的比体积, m³/kg;C—绝热指数k的函数（见下式,其圆整数见表14-12)。
此处,k为排放时阀进口状况下的绝热指数。
如果不能获得在该状况下的k值,则应取在0.1013MPa和15℃时的值。
注意:由于公式来源不同,从式（14-4)和式（14-5)计算得到的结果未必与从式（14-6)得到的相同,但其差值是很小的。
②空气或其他气体的排放面积a.临界流动和亚临界流动。
在达到临界流动之前,气体或蒸汽通过一个孔口（例如安全阀的流道)的流量是随着下游压力的减小而增加的,一旦达到临界流动,下游压力的进一步减小将不会使流量继续增加。
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 pa Q )110(2305+=aM 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 pQ )11003.1(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 5.0521]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。
安全阀计算
Co--流量系数；
X——气体特性系数；
P——泄放压力，MPa
Kb一背压修正系数；
T——泄放温度，K；
Z——气体压缩因子；
M——分子量。
流量系数(Co)由制造厂提供，若没有制造厂的数据，则取Co＝0.975。
W——质量泄放流量，kg／h，
X——气体特性子，
T——泄放温度，K；
M——分子量。
流量系数(C0)由制造厂提供。若没有制造厂的数据时，对于全启式安全阀C0= 0.6～0.7；对于带调节圈的微启式安全阀:C0= 0.4～0.5；对于不带调节圈的微启式安全阀：C0= 0.25～0.35。
(2) 根据计算的最小泄放面积(a)，计算安全阀喉径(d1)或阀座口径(D)
a．对于全启式安全阀 (2.2—2)
b. 对于平面密封型微启式安全阀(2.2—3)
c． 对于锥面密封型微启式安全阀 (2.2—4)
式中:
d——安全阀喉径，mm
h——安全阀开启高度，mm
D——安全阀的阀座口径，mm
—密封面的半锥角，度。
根据美国石油学会标准API—520中的规定如下：
临界条件的判断
如果背压满足式(2.3—1)，则为临界流动，否则为亚临界流动。 (2.3—1)
式中:
Pb——背压，MPa
Pcf——临界流动压力，MPa
P——泄放压力，MPa
K——绝热指数。
气体或蒸气在临界流动条件下的最小泄放面积(2.3—2)
式中
a——最小泄放面积，mm2；
安全阀计算
计算的最小泄放面积为物料流经安全阀时通过的最小截面积。对于全启式安全阀为喉径截面积，对于微启式安全阀为环隙面积。
根据劳动部颁发的《压力容器安全技术监察规程))(1991年1月1 13施行)中规定：
安全阀泄放面积计算
安全阀泄放面积计算安全阀是一种用于调节和控制流体压力的装置，它主要用于保护设备和系统免受过高压力的损害。
当系统中的压力超过设定的值时，安全阀会打开并释放过量的流体，以确保系统正常运行。
因此，安全阀的泄放面积必须足够大，以保证有效地排放过量流体。
1.泄放量：根据系统的需求和设计参数确定所需的泄放量。
这通常由设计标准或规格给出。
例如，对于蒸汽系统，泄放量可能以千瓦或千克/小时计算。
2.排放压力差：排放压力差是指系统中允许的最大压力和安全阀打开时的背压之间的差值。
这个差值是通过良好的工程实践和安全规定来确定的，以确保系统压力在可接受的范围内。
3.安全阀的排放系数：排放系数是安全阀的一个重要参数，用于计算泄放面积。
它是根据安全阀的几何形状和压力性能来确定的，通常由制造商提供。
排放系数越大，需要的排放面积就越小。
A=Q/(CdxΔP)其中，A是泄放面积，单位为平方米；Q是泄放量，单位为立方米/小时；Cd是排放系数；ΔP是排放压力差，单位为帕斯卡。
根据这个公式，可以计算出所需的泄放面积。
需要注意的是，计算是基于稳态条件进行的，即假设系统处于平衡状态并且泄放过程是连续的。
在实际应用中，还需要考虑其他因素，如流体的性质、泄放管道的直径和长度等。
在计算安全阀泄放面积时，还需满足以下要求：1.泄放面积必须足够大，以保证在设定的排放压力差下能够排放所需的流量，避免系统过压。
2.泄放面积不能太大，否则会增加系统的能耗和成本，还可能导致不必要的排放。
3.安全阀的排放面积必须与排放管道的尺寸相匹配，以确保流体能够顺利排放，并避免管道堵塞和压力损失。
综上所述，安全阀泄放面积的计算是工程设计中不可忽视的一步。
它的准确计算和选取对于确保系统的安全性和正常运行具有重要意义。
在进行计算时，需要综合考虑泄放量、排放压力差、安全阀的排放系数以及其他系统参数，以确保泄放面积的准确性和合理性。
化工装置塔系统中安全阀的泄放量计算
△ Ｐ —— 高低压侧压力差 ，ＭＰ ａ； ｐ —— 气体密度 ，ｋ ｇ ／ ｍ 。 对 于采用与水共沸精馏技术的精馏塔 ，由于再沸
器换热管破裂后蒸汽 与塔 内的共沸 剂会形 成共沸 ，此
时安全 阀的泄放量就 不能仅 仅使用 上式 ，而需要参考
进行计 算 。
２ ． １ ． ２ 安全阀 的泄放量 ［ ３ １
设备总长 （ 包括封头 ） ，ｍ。
换 热器 管内径 ，ｍ ；
（ ３ ）火 灾范 围 内的管 道外表 面积 建议 使用 受火
灾影 响的实际管道管 径及 长度计算 。如果没有准确 的 实际管 道 管径及 长度 参数 ，管道 的润湿 面积 可参 照
《 化工厂系统设计 》 建议 的贮 罐表面积的 １ ０ ％￣ ２ ０ ％
形成共 沸时的温度下 水与共 沸物的共沸 比，乘 以相应
的倍数 。另外 ，对于会与水发 生反 应的介 质，需考 虑 由于反应放热蒸 发饱和液体 而增加 的泄放量 。例 如 ： 在多晶硅精馏塔系统 中，由于氯硅 烷遇水 极易发生反
（ ３ ）
（ １ ）当有 足够 的消 防保 护措施 和 能及 时排走 地
面上泄露的物料措施时 ，容器 的泄放量为 ：
Ｗ ：
ｆＩ ｖ
应，当再 沸器 换热管破裂后，由塔底再 沸器 中反应放 出的热量可蒸发饱和的氯硅烷液体 ， 也会增大泄放量 ｃ ５ ］ 。 ２ ． ４ 控制阀故障
最 大允许 压力 以上 ，这是不安全 的。盛有溶液 的容器
暴露在 外部 火灾中 ，按传人容器 的热量计算安全 阀所
设计工作 。
北
工
设
备
与
管
道
第５ ２卷第 ５ 期
安全阀泄放阀的设计计算
安全阀/泄放阀相关设计1，安全阀/泄放阀的尺寸1）API 520（中文），4.5，如图示；API520英文版3.82）石油化工装置工艺管道安装设计手册第一篇设计与计算2，安全阀，泄放阀的压力设备的设计压力design pressure是根据设备最高工艺操作压力给出的要求的设备设计压力，一般由工艺专业提出。
最高允许工作压力MAWP(Maximum Allowable Working Pressure)则是设备专业或制造厂根据要求的设计压力计算出设备壁厚后得到的设备本身允许的最高工作压力，因为计算壁厚时很难正好达到设计压力要求，一般都会有些裕量。
所以，设计压力等于或者小于MAWP。
安全阀的定压set pressure是安全阀起跳时的压力。
安全阀的泄放压力relieving pressure 是安全阀完全开启时的压力。
API 520 和ASME section VIII 写得很清楚，单个安全阀定压不能超过设备的最高允许工作压力MAWP. 如果有多个安全阀，那么第一个安全阀的定压最高可以设定在MAWP，其它的安全阀定压可以超出MAWP的５％. 最大操作压力应该低于安全阀定压的９０％以防止安全阀的微启泄漏(simmer)。
单个安全阀泄放压力relieving pressure是定压set pressure 的110%，火灾安全阀fire case 则是21%超压。
如果有多个安全阀，安全阀的泄放压力可在定压的16％.以上内容请见附件的API ５２０图表所以单个安全阀定压 = 或＜设计压力 =或＜MAWP, 多个安全阀定压则可超过MAWP的5%。
安全阀泄放压力可能超过MAWP最高允许工作压力。
因为ASME Section VIII, Div. 1要求设备水压试验压力达到1.3倍，所以短时间超压10%~21%应该不是问题。
而且安全阀在达到泄放压力时应该是全开,如果安全阀计算正确的话，泻放压力应该是系统的峰值压力, 此后设备压力应该下降。
安全阀液相泄放面积计算举例说明
安全阀液相泄放面积计算举例说明1. 安全阀的重要性说到安全阀，咱们可真不能小看它。
它可是工厂里那位“安全守护神”，有点像保镖，时刻准备着保护设备和人员的安全。
想象一下，如果压力锅不放气，那可真是个大麻烦，搞不好就要变成“小火山”了。
安全阀的工作就是在压力超过设定值的时候，自动打开，把多余的压力释放出去。
这样一来，整个系统才能保持稳定，真是“好风凭借力，送我上青云”呀！2. 液相泄放面积的计算2.1 计算的基础知识说到液相泄放面积，这可得从基础知识说起。
液相泄放面积主要是用来计算安全阀在运行时，能够有效排放液体的面积。
这个面积的计算可不能随便，得根据系统的参数来，像是压力、温度、液体的性质等等，都得考虑进去。
这就像做饭，调味料少了多了都不行，得拿捏得当才好。
2.2 计算公式那么，计算液相泄放面积的公式是什么呢？大家准备好，公式可有点“学问”哦。
通常，我们用到的公式是：A = frac{Q{K cdot (P_1 P_2)。
这里，A代表泄放面积，Q是流量，K是一个常数，P1是阀前压力，P2是阀后压力。
看到这些公式，很多人可能会觉得头疼，但其实，慢慢来，像解谜一样就好。
只要弄清楚每个参数的意思，就能找到通往“安全”的那扇门。
3. 举个例子3.1 实际案例分析好，接下来咱们来个实际案例，大家更容易理解。
假设有个储罐，里面储存的是某种化学液体。
我们知道，储罐的压力（P1）是200kPa，而泄放后的压力（P2）是100kPa。
假设流量（Q）是50升每分钟，K值是0.7，咱们来算算这个液相泄放面积到底有多大。
3.2 代入数据把数据代入公式，咱们算一下：A = frac{50{0.7 cdot (200 100) = frac{50{0.7 cdot 100 = frac{50{70 approx 0.714 平方米。
看，这个计算过程其实并不复杂，就像切西瓜一样，先把问题分开，最后再组合回去。
得到的0.714平方米就是我们这个储罐需要的安全阀液相泄放面积。
石油化工装置安全泄压设施气液两相泄放时泄放面积的计算
附录 C （资料性附录） 气液两相泄放时泄放面积的计算
C.1 气液两相泄放尺寸的确定 C.1.1 本附录提出的两相泄放尺寸的确定方法是当前使用的若干方法之一，随着时间推移会发展出新的 方法。需要指出的是，附录中提出的方法没有通过实验验证，也没有任何被认可的证明两相流中压力泄 放阀泄放能力的规程。 C.1.2 有许多可能的气液两相泄放工况，在所有工况中，两相混合物进入压力泄放阀（PRV），或液体通 过阀门时产生两相混合物。闪蒸产生的蒸气一定要考虑，因为这可能会降低阀门的有效质量流通能力。 本规范 C.2.1 至 C.2.3 中提出的方法可以用于确定气液两相情况下的压力泄放阀尺寸。此外，本规范 C.2.1 能用于冷凝两相流中的超临界流体。针对某具体的两相泄放工况，使用表 C.1 确定采用哪个章节的计算 方法。
本条提出的方法可用于处理闪蒸或非闪蒸流体的压力泄放阀尺寸确定。对于闪蒸流体，两相系统应 由饱和液体和饱和蒸气组成，并且不含不凝性气体。对于非闪蒸流体，两相体系应包含高度过冷液体和 不凝性气体和/或可凝性蒸气组成。也能处理冷凝两相流中热力学临界点上下的两种流体。可采用以下步 骤。
步骤 1：计算 Omega 参数 ω
流的超临界流体，采用式（C.2.1.1-3）。
9
v9 v0
1
……………………………（C.2.1.1-3）
式中：
v9 —— 在 PRV 入口压力 P0 的 90％时评估的比容，m3/kg。确定 v9 时，等熵计算闪蒸，但等焓（绝
热）闪蒸是充分的；
v0 —— 在 PRV 入口处两相系统的比容，m3/kg。
9
0.0226 0.0194
1
1.482
步骤 2 中流体为临界或亚临界的确定。 临界压力比 η c 为 0.66（图 C.2.1.1-1）。临界压力 Pc 计算如下：
安全阀液相最小泄放面积计算举例说明
安全阀液相最小泄放面积计算举例说明嘿，小伙伴们，今天我们来聊聊一个非常实用的话题——安全阀液相最小泄放面积计算。
别看这个话题有点专业，但是我们用大白话来讲，就是让大家了解一下怎么算安全阀才能保证家里的水管不会爆裂哦！我们要明白什么是安全阀液相最小泄放面积。
简单来说，就是安全阀在工作时，能保证水管里的压力不会超过某个值，这样就避免了水管爆裂的风险。
那么，这个压力值是怎么来的呢？就要靠安全阀液相最小泄放面积来计算了。
接下来，我们分几个步骤来详细讲解一下如何计算安全阀液相最小泄放面积。
第一步：了解水管的规格和材质。
这一步非常重要，因为不同的水管规格和材质，所需的安全阀液相最小泄放面积是不一样的。
比如，我们家里的水管是铸铁的，那么我们就需要用铸铁的安全阀；如果是塑料的，那就需要用塑料的安全阀。
第二步：查找安全阀液相最小泄放面积的资料。
这一步其实很简单，我们只需要在网上搜索一下就可以了。
不过要注意的是，一定要找正规的网站，别被那些假冒伪劣的信息给忽悠了。
第三步：根据水管规格和材质，查找对应的安全阀液相最小泄放面积。
这一步可能有点复杂，因为不同的水管规格和材质，所需的安全阀液相最小泄放面积是不一样的。
比如，我们家里的水管是铸铁的，那么我们就需要用铸铁的安全阀；如果是塑料的，那就需要用塑料的安全阀。
所以，这一步的关键就是要仔细、耐心地查找资料。
第四步：根据查找到的安全阀液相最小泄放面积，去购买合适的安全阀。
这一步也很重要，因为如果买错了安全阀，可能会导致家里的水管爆裂哦！所以，我们在购买安全阀的时候，一定要仔细核对型号和规格，确保买到的东西是真正适合我们家的。
好了，小伙伴们，今天我们就来聊到这里。
希望大家在以后的生活中，能够注意安全阀的使用，避免家里的水管爆裂哦！如果还有不懂的地方，欢迎随时来找我们聊聊天哦！下次见啦！。
安全阀泄放面积计算
Or
99.14575 Kpa
安全阀泄放压力PI（绝压）
P 气体（含蒸汽）： I 1.1PZ 0.1
额定泄放系数（流量系数）K 2 计算安全阀排放面积 2.1 气体 介质绝热指数k 判断气体状态条件
临界状态：
PO
/
PI
( 2 )k/(k1) k 1
气体摩尔质量M 安全阀泄放气体温度td 临界温度Tr 临界压力Pr 气体压缩系数Z
#REF! mm2 #REF! Kg/h #REF!
Re 0.3134 W A
喉径代号
E
流体动力粘度校正系数g/h
#REF!
Remark:计算的最小泄放面积为物料经安全阀时通过的最小截面积。对于全启式安全阀即为喉径截面积，对于微启式安全阀即
为环隙面积。
数据输入Data Input 数据输出Data Output
Issued by: Date:
Ver-1
安全阀泄放面积计算 Ventilation Area Caculation for Safety Valve
(Based on GB150.1-2011)
Task Description：
安全阀泄放量Ws 1基础参数
1000
Kg/h
安全阀出口侧压力PO 容器工作压力Pw
WS
55.84K * Pd
M ZT
*
k
k
1
PO PI
2/k
PO PI
k
1/k
2.2 饱和蒸汽
饱和蒸汽中蒸汽含量应不小于98%，过热度应不高于11℃
安全阀泄放面积A(≥)
268.70
A
Pd≤ 10MPa
268.70
mm2 mm2
石油化工装置安全泄压设施气液两相泄放时泄放面积的计算
SH/TXXXX－20XX
Pc＞Pα ……………………………（C.2.1.1-5） Pc＜Pα ……………………………（C.2.1.1-6） Pc＝η cP0……………………………（C.2.1.1-7） c2 (2 2)(1c )2 22 lnc 22 (1c ) 0 ………（C.2.1.1-8） 式中： Pc —— 临界压力，Pa； Pa —— 下游背压，Pa； η c —— 来自图 C.2.1.1-1 的临界压力比，也可以由式（C.2.1.1-8）求得； P0 —— PRV 入口处压力，Pa；PRV 设定压力（表压）加允许超压加大气压力。
13
SH/T XXXX－20XX
对公称沸腾范围1）小于 65.5℃的多组分闪蒸体系或单组份闪蒸体系，采用式（C.2.1.1-1）、式
（C.2.1.1-2）或式（C.2.1.1-3）。如果使用式（C.2.1.1-1）和式（C.2.1.1-2），单组分体系需远离热
力学临界点2）（Tr 不大于 0.9 或 Pr 不大于 0.5）。
对于非闪蒸体系，采用式（C.2.1.1-4）。
式中： x0 ——
vvg0 —— v0 —— k ——
x0vvg0 ……………………………（C.2.1.1-4） v0k
PRV 入口处蒸气、气体、或蒸气和气体混合物的质量分数； PRV 入口处蒸气、气体或蒸气和气体混合物的比容，m3/kg； PRV 入口处两相系统的比容，m3/kg； 蒸气、气体或蒸气和气体混合物的比热容比。如果比热容比未知，取值 1.0。
x0vv0 v0
1
2.002 P0vvl 0 hvl 0
1.802Cp (1.8T0 v0
491.67)P0
vvl 0 hvl 0
2
两相流安全阀泄放面积的计算
两相流安全阀泄放面积的计算
王江峰
【期刊名称】《化肥设计》
【年(卷),期】2009(047)004
【摘要】引用API520标准附录D中的方法,计算了两相流情况下安全阀所需的泄放面积;计算实例表明,与国内分别计算汽、液相泄放面积再求和的简化方法相比,该法计算的泄放面积更为保险.
【总页数】2页(P10-11)
【作者】王江峰
【作者单位】北京美盛沃利工程技术有限公司,上海分公司,上海,200001
【正文语种】中文
【中图分类】TQ055.81
【相关文献】
1.气-液两相流安全阀泄放面积的计算 [J], 蔡维婷
2.均一平衡模型用于两相流安全阀泄放面积的计算 [J], 王江峰
3.两相流安全阀面积的计算和选型 [J], 严逢春
4.两相流模型在泄放面积计算中的应用 [J], 王利明;王淑兰;丁信伟;朱永江
5.基于爆破片泄放面积与安全阀进口面积的讨论 [J], 黄亚鹏;张晶鑫
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易算云安全阀的设计计算API 520 —20141. 易算云计算软件简介安全阀是容器安全泄放装置的一种，主要配备于压力容器上，应对容器可能出现的超压情况。
安全阀一般由弹簧作用，当入口处静压超过其设定压力时，阀瓣上升以泄放被保护系统的超压。
本计算适用于安装单个泄放装置，不包括两相流泄放。
2. 易算云计算软件参考标准API 520, Sizing, Selection, and Installation of Pressure-relieving Devices API 521, Pressure-relieving and Depressuring SystemsAPI 526, Flanged Steel Pressure-relief Valves3. 易算云计算过程3.1 安全阀设定压力安全阀设定压力（P S）系指，当安全阀入口处的静压达到该值时，安全阀将动作。
安全阀保护的系统内有可能存在两个以上的压力设备，再考虑到其中的管道和阀门，安全阀的设定压力要求不大于被保护系统内的最低设计压力。
另外，若已知设备或管道的最高允许工作压力（Maximum Allowable Working Pressure, MAWP），可用最高允许工作压力来替代设计压力。
3.2 允许超压与泄放压力超压指超过泄压装置设定压力的压力，在压力泄放装置排放期间，允许容器内压力超过容器的最大允许工作压力（或者是设计压力），该压力的增值即是允许超压（Accum%），通常用百分数来表示。
依据API 520之规定，对于单阀泄放系统而言，火灾事故工况的允许超压为21%，其他为10%。
泄放压力（P1）系指安全阀阀芯升到最大高度后，阀入口处的压力。
泄放压力等于设定压力加允许超压。
P1= P S X (1 + Accum%) (1) 对于单阀泄压系统，安全阀与容器有关的压力如下：表1 安全阀与容器的压力关系表 1 表明了不同情况下，被保护系统设置安全阀的最大泄放压力、最大设定压力与被保护系统的最低设计压力之间的数值关系。
3.3 安全阀背压与安全阀的类型安全阀阀嘴的下游压力（P2）即安全阀的背压。
安全阀背压由两部分组成：叠加背压（Superimposed Back Pressure, SBP）和积聚背压（Built-up Back Pressure, BBP）。
叠加背压即静背压，系指安全阀未起跳时出口处的静压，它可以是来自安全阀排放管系统中的压力源，可能是稳定的也可能是变化的。
积聚背压即动背压，系指安全阀起跳时，由于泄放流体流动而在排放管中引起的摩擦压降。
P2= SBP + BBP (2) 安全阀通常分为三种类型：常规式（Conventional）、平衡波纹管式（Balanced Bellow）和先导式（Pilot-operated）。
而安全阀类型的选择与安全阀背压的大小息息相关。
当普通安装的常规式安全阀开启泄放时，流体流经阀门和管道形成积聚背压，背压将产生一个相同的不平衡力从而影响阀门的通过能力。
只要积聚背压小于阀开启后的超压，阀就会在流动状态下保持正常状态，流动特性和阀嘴理论上的流动特性类似。
而如果积聚背压比超压增加的多，力的平衡将驱使阀门关闭，这样将引起流体的不稳定流动，从而影响阀门的流通能力。
采用平衡式安全阀的设计可以减少背压对阀门流通能力的影响。
通常来讲，安全阀形式的选择与安全阀背压（P 2）与设计压力（P S ）的表压之比有关，具体如表2所示：表2 安全阀背压与安全阀形式选择的关系3.4 气相泄放3.4.1 临界流动的判断可压缩气体通过阀嘴、孔板或管线末端发生膨胀，其流速与比容随着下游压力的降低而增加。
对于给定的上游条件，通过阀嘴的质量流量不断增加，直到在阀嘴处达到极限。
可以证明该极限速度就是在阀嘴处流动介质达到的声速，与极限速度相对应的流量就是临界流量。
在阀嘴处达到声速的压力（P cf ）与入口压力（P 1）的绝对压力之比为临界压力比。
P cf 就是临界流动压力：(3)式(3)中：P cf —— 临界流动压力，kPa(a)； P 1 —— 上游泄放压力，kPa(a)；k —— 泄放温度下理想气体的绝热指数，即c P /c V 。
用于气体泄放的安全阀，其尺寸计算方程根据流体时临界流动还是亚临界流动分为两大类。
如果阀嘴下游的压力小于或者等于临界流动压力P cf ，将会产生临界流动，应该使用3.4.2和3.4.3中的计算方法；如果阀嘴下游的压力大于临界流动压力P cf，将会产生亚临界流动，则应该使用3.4.4中的计算方法。
另外，当安全阀使用平衡波纹管式时，应使用3.4.2和3.4.3中的计算方法，通过背压校正系数来校正背压对阀流通能力的影响。
3.4.2 临界流动泄放的尺寸计算临界流动条件下的气体泄放阀尺寸计算如式(2)所示：(4)式(4)中：A——安全阀所需的有效泄放面积，mm2；W——安全阀的泄放量，kg/hr；C——泄放条件下气体的特性系数，由气体的绝热指数k（c P/c V）通过式(5)计算得来；K d——安全阀有效泄放系数，由安全阀厂家提供，初选时可按以下原则取值：0.975，安全阀与爆破片联用，或者安全阀单独使用；0.62，不使用安全阀作为泄放装置，仅有爆破片使用；P1——安全阀上游泄放压力，kPa(a)，该数值为设定压力，允许超压和大气压之和；K b——安全阀背压校正系数，仅用于平衡波纹管式安全阀，可由安全阀厂家提供，初选时可按图1选取；K c——爆破片组合系数，按以下原则取值：1.0，安全阀单独使用；0.9，安全阀与爆破片联用；T——流体泄放温度，K；Z ——泄放条件下流体压缩因子，可通过图2来选取；M——流体平均分子量。
其中，气体的特性系数（C）由式(5)确定：(5) 式(5)中：C——气体的特性系数；k——气体的绝热指数k（c P/c V）。
图1 平衡波纹管式安全阀背压校正系数K b（气相）图2 气体通用压缩因子图3.4.3 水蒸气泄放（临界流动）的尺寸计算用于水蒸气泄放的阀门，其临界流动条件下的阀尺寸计算如式(6)所示：(6)式(6)中：A——安全阀所需的有效泄放面积，mm2；W——安全阀的泄放量，kg/hr；P1——安全阀上游泄放压力，kPa(a)，该数值为设定压力，允许超压和大气压之和；K d——安全阀有效泄放系数，由安全阀厂家提供，初选时可按以下原则取值：0.975，安全阀与爆破片联用，或者安全阀单独使用；0.62，不使用安全阀作为泄放装置，仅有爆破片使用；K b——安全阀背压校正系数，仅用于平衡波纹管式安全阀，可由安全阀厂家提供，初选时可按图1选取；K c——爆破片组合系数，按以下原则取值：1.0，安全阀单独使用；0.9，安全阀与爆破片联用；K N—— Napier校正系数，按以下原则取值：当P1≤ 10339 kPa(a) 时，K N = 1.0；当10339 kPa(a) < P1≤ 22057 kPa(a) 时，按式(7)计算：(7)K SH——水蒸气过热校正系数，当水蒸气饱和时，K SH= 1.0，其他温度小于1200 o F温度下的K SH参照表3来选取；需要作出说明的是，当水蒸气的温度大于1200 o F（648.9 ℃）时，需采用3.4.2中的临界流动计算方法。
表3 水蒸汽过热校正系数K SH3.4.4 亚临界流动泄放的尺寸计算亚临界流动条件下的气体泄放阀尺寸计算如式(8)所示：(8)式(8)中：A —— 安全阀所需的有效泄放面积，mm 2； W —— 安全阀的泄放量，kg/hr ；F 2—— 亚临界流动系数，通过式(7)计算得来；K d —— 安全阀有效泄放系数，由安全阀厂家提供，初选时可按以下原则取值：0.975，安全阀与爆破片联用，或者安全阀单独使用； 0.62，不使用安全阀作为泄放装置，仅有爆破片使用；P 1 —— 安全阀上游泄放压力，kPa(a)，该数值为设定压力，允许超压和大气压之和；P 2 —— 安全阀背压，kPa(a)；K c —— 爆破片组合系数，按以下原则取值： 1.0，安全阀单独使用； 0.9，安全阀与爆破片联用； T —— 流体泄放温度，K ；Z ——泄放条件下流体压缩因子，可通过图2来选取；M——流体平均分子量。
其中，亚临界流动系数（F2）由式(9)确定：(9)式(9)中：r——安全阀出口与进口的绝压比，即P2/ P1；k——气体的绝热指数k（c P/c V）。
3.5 液相泄放ASME规范要求，设计用于液体泄放的压力泄放阀要求验证液体的泄放能力，确认液体泄放能力的方法包括确定按10%超压设计的液体泄放阀的泄放系数。
3.5.1 有液相泄放验证的安全阀有液相泄放验证的安全阀，其尺寸按如式(10)计算：(10)式(10)中：A——安全阀所需的有效泄放面积，mm2；Q——安全阀的泄放量，m3/hr；K d——安全阀有效泄放系数，由安全阀厂家提供，初选时可按以下原则取值：0.65，安全阀与爆破片联用，或者安全阀单独使用；0.62，不使用安全阀作为泄放装置，仅有爆破片使用；K w——安全阀背压校正系数，仅用于平衡波纹管式安全阀，可由安全阀厂家提供，初选时可按图3选取；K c——爆破片组合系数，按以下原则取值：1.0，安全阀单独使用；0.9，安全阀与爆破片联用；P1——安全阀上游泄放压力，kPag，该数值为设定压力与允许超压之和；P2——安全阀背压，kPag；G l——液体相对密度，以15.6℃（60 o F）下的水为1.0。
K v——粘度校正系数，由式(11)确定。
(11) 式(11)中：K v——粘度校正系数；Re——雷诺数，由式(12)确定：(12) 式(12)中：Re ——雷诺数；Q——安全阀的泄放量，m3/hr；G l——液体相对密度，以15.6℃（60 o F）下的水为1.0；μ——液体动力粘度，cp；A——安全阀所需的有效泄放面积，mm2。
图3 平衡波纹管式安全阀背压校正系数K w（液相）由上述可知，液相有效泄放面积的计算是一个需要迭代的过程。
可以先假设K v = 1.0，然后根据得到的泄放面积A来核算雷诺数Re，若Re > 105，则不需要进行粘度校正；否则需要根据雷诺数重新计算K v。
3.5.2 无液相泄放验证的安全阀无液相泄放验证的安全阀，其尺寸按如式(13)计算：(13)式(13)中：A——安全阀所需的有效泄放面积，mm2；Q——安全阀的泄放量，m3/hr；K d——安全阀有效泄放系数，由安全阀厂家提供，初选时可采用0.62来进行计算；K w——安全阀背压校正系数，仅用于平衡波纹管式安全阀，可由安全阀厂家提供，初选时可按图3选取；K c——爆破片组合系数，按以下原则取值：1.0，安全阀单独使用；0.9，安全阀与爆破片联用；K p——安全阀超压校正系数，按图4选取；P S——安全阀设定压力，kPag；P2——安全阀背压，kPag；G l——液体相对密度，以15.6℃（60 o F）下的水为1.0。