安全阀计算示例
安全阀排放量计算
序号 符号 单位 公式或来源 （一）〈锅筒安全阀计算〉 1 锅炉蒸发量 D kg/h 给定 2 锅筒工作压力 P MPa 给定 3 工作温度 T 给定 A48Y-64 DN80 4 锅筒安全阀型号 5 安全阀口径 d1 mm —— 6 安全阀喉径 d0 mm —— 7 流通面积 A mm2 π*d0^2/4 8 开启压力 Ps MPa 1.06*P 9 额定排放压力 Pdr MPa 1.03*Ps 10 理论计算排放量 Wts kg/h 5.25*A*（Pdr+0.1 （二）〈过热器安全阀计算〉 1 过热器工作压力 P MPa —— 2 工作温度 T 给定（热力计算最高出口温度） 3 过热器安全阀型号 A48Y-64 DN50 4 安全阀口径 d1 mm —— 5 安全阀喉径 d0 mm —— 6 流通面积 A mm2 π*d0^2/4 7 开启压力 Ps MPa 1.04*P 8 额定排放压力 Pdr MPa 1.03*Ps 9 过热修正系数 Ksh —— 10 理论计算排放量 Wts kg/h 5.25*A*(Pdr+0.1) 11 额定排量系数 Kd 制造厂提供 12 实际排放量 W2 kg/h Ksh*Kd*Wts 13 安全阀总排放量 W kg/h W1+W2 14 校检 W>D 计算按照GB12241-2005《安全阀一般要求》进行 名称 结果 26500 3.4 243 80 40 1256.6 3.60 3.71 25149.9 0.73 18359.4 3.2 365 50 32 804.25 3.33 3.43 0.885 14474.0 0.73 9351 27710.4 合格
安全阀计算实例
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，也是在线压力容器定期检验中必检项目。
它包括防超压和防真空两大系列，即一为排泄容器内部超压介质防止容器失效，另一方面则为吸入外部介质以防止容器刚度失效。
凡符合《容规》适用范围的压力容器按设计图样的要求装设安全阀。
一．安全阀的选用方法a）根据计算确定安全阀.公称直径.必须使安全阀的排放能力≥压力容器的安全泄放量b）根据压力容器的设计压力和设计温度确定安全阀的压力等级;c）对于开启压力大于3MPa蒸汽用的安全阀或介质温度超过320℃的气体用的安全阀,应选用带散热器(翅片)的形式;d）对于易燃、毒性为极度或高度危害介质必须采用封闭式安全阀,如需采用带有提升机构的,则应采用封闭式带板手安全阀;e）当安全阀有可能承受背压是变动的且变动量超过10%开启压力时,应选用带波纹管的安全阀;f）对空气、60℃以上热水或蒸汽等非危害介质,则应采用带板手安全阀g）液化槽(罐)车,应采用内置式安全阀.h）根据介质特性选合适的安全阀材料:如含氨介质不能选用铜或含铜的安全阀;乙炔不能选用含铜70%或紫铜制的安全阀.i）对于泄放量大的工况,应选用全启式;对于工作压力稳定, 泄放量小的工况,宜选用微启式;对于高压、泄放量大的工况, 宜选用非直接起动式,如脉冲式安全阀.对于容器长度超过6m 的应设置两个或两个以上安全阀.j）工作压力Pw低的固定式容器,可采用静重式（高压锅）或杠杆重锤式安全阀.移动式设备应采用弹簧式安全阀.k）对于介质较稠且易堵塞的, 宜选用安全阀与爆破片的串联组合式的泄放装置.l）根据安全阀公称压力大小来选择的弹簧工作压力等级. 安全阀公称压力与弹簧工作压力关系,见表1m）安全阀公称压力PN与弹簧工作压力关系表安全阀应动作灵敏可靠,当到达开启压力时,阀瓣应及时开启和完全上升,以顺利排放;同时应具有良好的密封性能,不仅正常工作时保持不漏,而且要求阀瓣在开启复位后及时关闭且保持密封;在排气压力下阀瓣应达到全开位置,无震荡现象,并保证排出规定的气量。
安全阀定压计算方法
安全阀定压计算方法
一、起跳压力的确定：
1、安全阀设定压力P1在安全阀说明书中可查。
2、安全阀背压值P2在安全阀说明书中可查。
3、由于温度影响，现场定压值要比安全阀设定压力值高出一定值，高出值的计算方法如下
表，高出的压力值定为P3(kg/cm2)
4、实际定压值不可能是一固定的准确数值，根据P计算(PIt=P1-P2+P3)的大小，应有定的允许范围，
根据以上四个压力，就可以计算出实际的定压值P设.
即P设=(P1-P2+P3)土P4(起跳压力范围)
二、安全阀回弹压力的确定：
P回=起跳压力*X%(回弹压力范围)
系数X%的计算方法如下：1、介质为流体时，回弹压力比起跳压力下降25%,即起跳压力
*75%;2、介质为气体时，回弹压力=起跳压力*95%;3、介质为汽体时，回弹压力即为。
安全阀计算示例(VDF)
F142b 缓冲罐（V3412）顶部安全阀计算示例
操作参数如下：
泄放压力：
1.18f P Mpa =（绝压）
泄放温度：338.15f T K =
罐内介质为气相的F142b ，其物性参数为： 323.087/kg m ρ=
进料管径：50d mm =
流速：15/u m s =
100.5/M kg kmol =
临界温度：409.15T K =
临界压力： 4.15P Mpa =（绝压）
选用全启式安全阀，00.65C =
气相特性指数：315X =
绝热指数： 1.02k =
对比温度=介质的泄放温度/介质的临界温度 对比压力=介质的泄放压力/介质的临界压力 对比温度=338.15/409.15=0.83
对比压力=1.18/4.15=0.284
根据算出的对比温度和对比压力查气体压缩系数图得出Z=0.85
根据以上数据计算容器的安全泄放量s W 32322.8310 2.831023.0871*******.1/s W ud kg h ρ--=⨯=⨯⨯⨯⨯= 最小泄放面积：
22450.10.85338.1513.1613.16225.70.65315 1.18100.5f s
f
ZT W A mm CXP M ⨯===⨯⨯ 0225.716.690.7850.785A d mm === 因此选择DN25mm 的安全阀。
安全阀管径选择计算
火力发电厂标准1.排放热源为过热蒸汽，安全阀的通流量为：G=0.0024μ1nF(p0/v0)0.52.排放热源为饱和蒸汽，安全阀的通流量为：G=0.0024μ1nF(p0/v0)0.53.设计压力为1MPa与以下的蒸汽管道或压力容器,可以按下式计算安全阀的通过能力或在给定通流量下确定安全阀的个数:G=0.00508μ2nF[(p0- p2) /v0]0.5以上三式中G-安全阀的通流量,t/h;p0-蒸汽在安全阀前的滞止绝对压力,MPa;v0-蒸汽在安全阀前的滞止绝对比容,m3/kg;p2-蒸汽在安全阀后的绝对压力,MPa;确定p2时,应考虑阀后管道与附件的阻力；n-并联装置的安全阀数量,个;μ1，μ2－安全阀的流量系数，应有试验确定或按厂家资料取值。
可取μ1＝0.9；μ2＝0.6；B-考虑蒸汽可压缩的修正系数，与绝热指数k，压力比p2/ p0，阻力等因数有关。
对于水，取B=1;对于蒸汽，可按C.8.1查取；F-每个安全阀通流面的最小断面积，其值应按厂家资料确定，对于全启式安全阀：F=πd2/4；对于微启式安全阀：F=πdh；其中d－安全阀最小通流截面直径mm；h＝安全阀的阀杆升程mm。
动力管道设计手册安全阀的选择1.由工作压力决定安全阀的公称压力；2.由工作温度决定安全阀的温度适用范围；3.由开口压力选择安全阀弹簧；4.最后根据安全阀的排放量，计算安全喉部面积和直径，选取安全阀的公称通径与型号、个数；5.由介质种类决定安全阀的材质与结构。
微启式安全阀排放量小，出口通径等于一般等于进口通径，常用于液体介质。
全启式安全阀排放量大，DN≥40时，出口通径比进口通径大一级，多用于气体介质。
安全阀反力计算1.按照API RP 520 PartⅡ（《安全阀的尺寸、选择和安装》PartⅡ安装）F=W×{kT/[(k+1)M]}0.5÷27.8+(A0+p2)F-排放点的反力，N;W-气体流量，kg/h;k –绝热指数，K＝C P、C V;C P-比定压热容;C V-比定容热容;M-流体的气体分子量;T-绝对温度（摄氏温度+273），°K;A0-排放点的出口面积，cm2;P2-排放点的静压力，kgf/ cm2;单原子k＝1.67；双原子k＝1.4；多原子k＝1.3；。
安全阀计算实例
一．安全阀计算实例我们在压力容器设计和定期检验中均要求对安全阀的安全排放能力进行选型或校验计算。
基于以往资料不齐全,往往以大代小,造成不必要的浪费。
现拟以GB15 0附录B-B5.1 b)为依据，用不同介质、压力、温度对安全阀的安全排放量进行选型计算。
例1：有一空气储罐,DN1000㎜，容积V=5m3最高工作压力为0.8MPa，工作温度为30℃进口管为φ57X3.5,确定安全阀尺寸.解1)确定气体的状态条件设Po—安全阀出口侧压力（绝压）0.103MPa（近似为0.1MPa）则Pd—安全阀泄放压力（绝压）为Pd=1.1Pw+0.1+10%P=1.068MPa（GB150附录B4.2.1）当安全阀出口侧为大气时: Po/Pd=0.103/1.068=0.0936而（2/(k+1)）k/(k-1) =（2/(1.4+1)）1.4/(1.4-1)=0.53∴ Po/Pd＜（2/(k+1)）k/(k-1)是属于临界状态条件, 安全阀排放面积A按（B5）计算A≥mm（B5）式中: C气体特性系数,查表B1或C=520√k（2/(k+1)(k+1)/(k-1)）K—安全阀额定泄放系数,K=0.9倍的泄放系数(泄放系数由制造厂提供,一般为0.75);或按《容规》附件五第二节有关规定中选取.2)容器安全泄放量的计算:盛装压缩气体或水蒸汽的容器安全泄放量,按下列规定来确定a.对压缩机贮罐或水蒸汽的容器,分别取压缩机和水蒸汽发生器的最大产气量;b.气体储罐等的安全泄放量按(B1)式计算Ws=2.83×10-3ρυd2 ㎏/h (B1)式中ρ为排放压力下的气体密度.ρ=M（分子量）×Pw’(排放绝对压力)×273/(22.4×(273+t))空气M=28.95排放绝对压力Pw’=10.68㎏/㎝2代入上式得ρ=28.95×10.68×273/22.4×303=12.44㎏/m3υ—容器在工作压力下的进口管的气体流速m/s;查表2得υ=10～15m/s 一些常用气体流速范围表2取υ=10m/s.将上述ρ、ν、d代入得Ws=2.83×10-3×12.44×15×502 =1320.2㎏/h则A==205.4mm2若采用带板手全启式安全阀A=0.785d02=205.4mm2 d0=(205.4/0.785)1/2=16.2㎜根据统计概算,全启式安全阀的喉径d0与公称直径DN之比约为0.625,而微启式安全阀的喉径d0与公称直径DN之比约为0.8.∴选用公称直径DN32的全启式带板手安全阀.安全阀公称直径与喉径关系表3例2.将例题1的介质改为蒸汽。
安全阀计算实例
安全阀计算实例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，也是在线压力容器定期检验中必检项目。
它包括防超压和防真空两大系列，即一为泄放容器内部超压介质防止容器失效，另一方面则吸入外部介质以防止容器刚度失效。
凡符合《容规》适用范围的压力容器，按设计图样的要求装设安全阀。
安全阀设置原则是适用于清洁、无颗粒、低粘度的流体。
有颗粒的场合，安全阀进口前加设过滤装置；须安装但又不适合时，应安装爆破片或爆破片与安全阀串联使用。
容器在正常运行下为什么会产生超压？1．压力来自容器外部的压力容器,若输入气量大于输出气量，使密度增加，压力就提高； 2. 减压阀失灵； 3. 介质进行化学反应，使压力不断增高（称料不当等）；4.盛装液化气体，工作温度上升或超装； 5.储藏介质产生聚合反应，热量增高，压力上升 6.用于制造高分子聚合物的高压釜，由于原料，催化剂使用不当或操作失误致使单体爆聚，热量猛增，压力就骤升。
一、下列压力系统必须安装安全阀：a)容器的压力来自于没有安全阀的场合；b)设计压力低于来源处的压力容器或管道；容积泵和压缩机出口的管道；c)由于不凝气的积累产生超压的容器；d)液化气体储罐；e)空压机的附属储罐；f)容器内进行放热或进行化学反应，能使气体压力升高的压力容器；g)高分子聚合(物理反应)设备；h)有热载体加热，使器内液体蒸发气化的换热器；i)用减压阀降压后输入容器的（使用压力低于压力源的容器）;j)余热锅炉；k)介质毒性为高度极度危害的压力容器；l)共用同一个气源的容器等。
二、下列压力系统不适宜安装安全阀a)系统压力有可能迅速上升，如化学爆炸等场合b)泄放介质含有颗粒、易沉积、易结晶、易聚合或粘度较大；强腐蚀介质；c)一些影响安全阀排放面积过大、造价过高、动作困难的场合（极低温度等）三、安全阀的开启压力(整定压力):安全阀的开启压力(整定压力)---是指阀瓣开始上升,介质经阀瓣上升后的空隙,继续排放时的瞬时压力.对于蒸汽安全阀---有5滴冷凝水时的压力.安全阀的回座压力一般为0.93~0.96Pl,也就是回座压力差在4~7%左右最大不超过10%.由于安全阀阀瓣开启动作的滞后,使容器不能马上泄压.因此压力容器的设计压力一般不低于安全阀的开启压力.下面的示意图,表明压力容器与安全阀各种动作压力之间关系.压力容器安全阀试验压力最大允许工作压力排放压力设计压力开启压力回座压力关闭压力最高工作压力四、安全阀的选用方法为；a)根据计算确定安全阀.公称直径.必须使安全阀的排放能力≥压力容器的安全泄放量b)根据压力容器的设计压力和设计温度确定安全阀的压力等级;c)对于开启压力大于3MPa蒸汽用的安全阀或介质温度超过320℃的气体用的安全阀,应选用带散热器(翅片)的;d)对于易燃、毒性为极度或高度危害介质必须采用封闭式安全阀,如需采用带有提升机构的,则应采用封闭式带板手安全阀;e)当安全阀有可能承受背压是变动的且变动量超过10%开启压力时,应选用带波纹管的安全阀;f)对空气、60℃以上热水或蒸汽等非危害介质,则应采用带板手安全阀g)液化槽(罐)车,应采用内置式安全阀.h)根据介质特性选合适的安全阀材料:如含氨介质不能选用铜或含铜的安全阀;乙炔不能选用含铜70%或紫铜制的安全阀.i)对于泄放量大的工况,应选用全启式;对于工作压力稳定, 泄放量小的工况,宜选用微启式;对于高压、泄放量大的工况, 宜选用非直接起动式,如脉冲式安全阀.对于容器长度超过6m的应设置两个或两个以上安全阀.j)工作压力Pw低的固定式容器,可采用静重式（高压锅）或杠杆重锤式安全阀.移动式设备应采用弹簧式安全阀.k)对于介质较稠且易堵塞的, 宜选用安全阀与爆破片的串联组合式的泄放装置.l)根据安全阀公称压力大小来选择的弹簧工作压力等级.安全阀公称压力PN系列0.25Mpa 0.6 1.0 1.6(2.5) 4.0 6.3 10.016.0 25.0 32.0 40.0GB/T1048选用安全阀时必须考虑温度的影响，一般情况下最高允许工作压力Pmax与P N有如下关系：Pmax=[σ]t/ [σ]200P N[σ]t—设计温度下的材料许用应力值[σ] 200--200℃时的材料许用应力值确定了安全阀公称压力后，弹簧式安全阀还要选定弹簧的工作压力等级。
压力容器安全阀选择计算
管侧安全阀计算
安全阀排放液体时的计算
压力容器安全泄放量的计算
W=β*Q/(ρ*Cp)
式中:Q—最大传热量kJ/h150981600
G—液体流量kg/h1032000
T1—液体进口温度℃80
T2—液体出口温度℃115ρ—液体密度kg/m3958.4
β—液体膨胀系数1/C0.000522
Cp—定压比热kJ/(kg.C) 4.18
W—容器安全泄放量m3/h19.673安全阀排放能力的计算
Ws=5.1*Co*Kp*Kw*Kv*A/(ρ/(Pd-Po))1/2
式中:Po—安全阀出口侧压力(绝压)Mpa0.1
Pd—安全阀排放压力(绝压)
pd=1.1ps+0.1Mpa 2.025
Ps—安全阀整定压力Mpa 1.75
Co—流量系数0.65
安装位置:容器取0.65;管道取0.62
Kp—超压系数(查图16.0.9)0.63
Kw—背压修正系数1
弹簧式安全阀Kw=1.0; 波纹管背压平衡式安全阀查图16.0.10
Kv—黏度修正系数(查图16.0.11)3
雷诺数 Re=v*di/ν95968.75
v—流速m/s 1.85
di—管内径m0.0166
ν—运动黏度m2/s0.00000032
A—安全阀喉部面积mm2201
Ws—安全阀最大排量m3/h56所需安全阀数量个1安全阀最大排量>容器的安全泄放量
安全阀型号: A47H-16 DN40。
安全阀口径、排量计算书
排放压力P（A）
0.2442MPa
9
压缩指数Z
1
5
排量系数Kd
0.75
10
大气压力Pd
0.1MPa
计算排放出口截面绝对压力Pc（MPa）
当Pc小于大气压时排放速度为亚音速，排放反作用力按下式计算：
M:摩尔质量18Kg/Kmol
ρ:密度Kg/m
Ps:整定压力：0.14MPa
Pdr:额定排放压力：Pdr=Ps(1+△P0)+0.1= 0.2442MPa
Pb:背压：MPa
Kb:背压修正系数：1.00
T:排放温度：273+120K
Kt:温度修正系数：
Ws:安全排放量：11640Kg/h
K:绝热指数：
C:气体特征系数：
Kdr:额定排量系数：0.75
Z:压缩系数：
Ksh:过热修正系数：1.00
μ:粘度：cp
Kv:粘度修正系数：
口径计算
As所需流道面积：
=Ws/(5.25 X Kdr X Ksh X Pdr)=11640/（5.25*0.75*1*0.2442）
=12105.61mm2
选择流道面积（喉口直径200）：A=31400mm2
安全阀口径、排量计算书
用户
工程
规范、标准
规格
型号：DN300阀体材质：WCB
进口尺寸X流道直径X出口尺寸：300X200X400开启高度：50mm
流道直径：200 mm流道面积：31400mm2
工作介质：蒸汽整定压力：0.14MPa
背压：0.1Mpa（大气压）
参数
△P0:允许超过压力百分率3%
Kp:超过压力修正系数
排量计算
除氧器安全阀选择及排汽反力计算
除氧器安全阀选择及排汽反力计算
除氧器安全阀选择及排汽反力计算
一、安全阀最大排汽量计算
G=0.00525*C0*A*P
P=1.1*p+101.325
式中:C0—流量系数0.6
A—安全阀喉部截面
积mm27854
P—安全阀入口蒸汽
压力KPa 1311.325
p—安全阀整定压力KPa 1100
G—安全阀最大排气
量kg/h 32442 二、安全阀排汽反力计算
1 安全阀排汽反力
F=1.02*G/1000*(i0-1914298)^0.5
i0—安全阀入口蒸汽
焓J/kg 2746016
式中:F—安全阀排汽反力N 30178
2 安全阀排汽反力矩
M=4*F*di/1000
式中:di—安全阀出口直径mm 175
M—安全阀排汽反力矩N-m 21125
安全阀型号:
A48Y-16C DN150
安全阀尺寸表
型号适用的公称压力PN1.6~PN4.0(Mpa)公称直径dn 32 40 50 80 100 150 200
出口直径di (mm) 40 50 65 100
125 175 225
全阀座喉径do (mm) 20 25 32 50 65 100 125
启喉部截面积 A (mm2) 314 491 804 1963 3318 7854 12270 式开启高度h (mm) ≥5 ≥6.25 ≥8 ≥12.5 ≥16.25 ≥25 ≥31.25。
安全阀计算例子
Байду номын сангаас
Pb < Pcf ，故为亚临界流动状态。
(6) 喷嘴面积计算 亚临界流动状态，仍按 A2.2-1 计算。 X =382.5 查表 A2.2-1 对 API 标准安全阀，按 Co =0.975 估算面积。
Ps =2.31 MPa(G)
10% Ps < Pb <30% Ps ，故选用平衡波纹管安全阀，由制造厂提供背压校正系数
K b =0.69
A=
13.16W X Co Pd K b
13.16 87822 TZ = 382.5 0.975 2.641 0.69 M
273.2 48.9 0.719
42.29
= 3997.5mm2
例 2. 已知下列泄放条件： 脱丙烷塔顶气体，介质为碳二、碳三混合物，平均分子量 M=42.29，K=1.173， 操作压力 P =1.9MPa(G)，最大操作压力 Pm=2.1MPa(G)，操作温度 t =48.9℃ ，背 压力 Pb=2.1MPa(G)，压缩系数 Z =0.719，排放量 W =87822kg/hr。选用安全阀。 解： (1) 介质为烃类，应选用 API 标准安全阀。 (2) 按最大操作压力 Pm =2.1MPa(G)确定定压 当 1.8< P <4 (MPa · G)时，
Ps =1.1 P =1.1×2.1=2.31MPa(G)
(3) 积聚压力 Pa =2.31×0.1=0.231MPa(G) (4) 排放压力 Pd =2.31+0.231=2.541MPa(G)=2.641 MPa(A) (5) 判别流动状态
2 K 1 = 2.641×0.57=1.505 MPa(A) Pcf = Pd K 1
安全阀计算实例讨论
安全阀计算实例讨论安全阀是一种安全保护装置，常用于管道、容器等系统中，用于释放过量的压力，以防止系统过载和破裂。
为了确保安全阀能正常工作，需要进行合理的计算和选择。
本文将以一个实例来讨论安全阀的计算方法。
假设有一座工厂的锅炉系统，需要设计并选择合适的安全阀。
该锅炉的参数如下：- 锅炉额定蒸发量：5000 kg/h-锅炉额定工作压力：1.5MPa-锅炉额定蒸汽温度：200℃首先，我们需计算锅炉系统的设计压力。
按照锅炉压力容器设计规范，一般情况下，设计压力取为额定工作压力的1.25倍，即1.5MPa*1.25=1.875MPa。
接下来，我们需要考虑安全阀的排气量。
通常，安全阀的排气量需要大于或等于系统的最大排气量，以确保能及时排除系统中的过量压力。
根据工程经验，锅炉系统的最大排气量一般取锅炉额定蒸发量的110%到120%之间。
在本例中，我们选择取115%，即5000 kg/h * 1.15 =5750 kg/h。
接着，我们需要考虑安全阀的工作温度。
根据规范要求，安全阀应具有一定的过温保护能力，即在特定温度下，安全阀应能保证其正常工作。
一般情况下，过温保护温度为设计温度的10%到15%之间。
在本例中，锅炉的设计温度为200℃，选择10%作为过温保护温度，即200℃*10%=20℃。
再次，我们需要考虑安全阀的过压保护能力。
规范要求，在特定的过压情况下，安全阀应能保证排放特定比例的额定蒸发量，以防止系统过载。
过压保护能力一般取设计压力的3%到5%之间。
在本例中，我们选择3%作为过压保护比例，即 1.5MPa*3%=0.045MPa。
综上所述，我们现在已经获得了安全阀的以下参数：-设计压力：1.875MPa- 最大排气量：5750 kg/h-过温保护温度：20℃-过压保护比例：0.045MPa根据以上参数，我们可以开始进行安全阀的选择。
在实际应用中，可以查阅安全阀的性能参数和技术规范，以便选择合适的安全阀。
安全阀计算
安全阀计算
设备名称：
图号：
安全阀计算
一、压力容器安全泄放量W S′的计算
W S′＝2.83×10-3ρυd2㎏/h
=2.83×10-3×1.8×10×8002
=32601㎏/h
式中：W
′—压力容器安全泄放量,㎏/h;
S
d—压力容器进口管内径,㎜;
υ—压力容器进口管内流速,υ=10m/s;
ρ—泄放压力下的介质密度,ρ=1.8kg/m3
二、安全阀排放能力W S的计算
选用安全阀型号:A48Y-16DN300; 喉径d1=200㎜。
Ws= 5.25×KP d A kg/h
= 5.25×0.70×0.4×31400
=46157kg/h
式中: Ws—安全阀排放能力，kg/h；
P d—安全阀排放压力（绝压）P d=1.05×0.3+0.1MP a=0.4 MP a；
A—安全阀最小排放面积A=0.785d t2=0.785×2002=17671 mm2。
K —排放系数，近似取K=0.70
三、比较
W S＝46157kg/h＞W S′＝32601㎏/h 故安全
安全阀计算参考资料
1、国家质量技术监督局：《固定式压力容器安全技术监察规程》
2、GB/T150-2011《压力容器》
3、《化工管路手册》化学工业出版社
4、《石油化工基础数据手册》。
安全阀计算实例讨论
安全阀计算实例讨论设计数据（1）容器数据：设计压力：1.0 MPa G 设计温度：80 C外壁不保温安全阀定压：1.0 MPa G直径：2000mm 切线长度：6500mm椭圆型封头（2）介质10％NaOH溶液（物性按照水计算）（3）安全阀计算工况：火灾；按有合适的消防设施和良好的下水系统计算；设备允许超压按10%计计算1 按照《石油化工设计手册》第四卷P421页公式(1) 选用计算公式按照《石油化工设计手册》第四卷P421页公式G=155400FA^0.82/L其中G——火灾工况时安全阀所需的排放量，kg/hF——容器外壁校正系数，此处取1A——容器湿表面积，m2L——容器在泄压工况时的气化前热，kJ/kg（2）所需泄放量的计算A=π*2.0*6.5+2.61*2.0^2=51.26 m2安全阀泄放时的入口压力1.0*1.1=1.1 MPa G；对应水的气化潜热L=1987.7kj/kg G=155400FA^0.82/L=155400*1*51.26^0.82/1987.7=1973.7kg/h2 用chemCAD算Device type = Relief valveValve type = Balanced valveVent model = HEM (Homogeneous Equilibrium Model)Vessel model = Bubbly modelDesign model = API-520/521Design, Pressure vessels.Short cut method used for design case.API 520-521, Adequate firefighting and drainage facilities exist. Horizontal vesselHead type = EllipsoidalHead K factor (dpth / R)=0.5Vapor Z factor=0.91599Cp/Cv=1.4177Vapor MW=18.015Liquid heat capacity kcal/kmol-C =19.43Latent heat kJ/kg =1966.3Relief device analysis:Set pressureMPa =1.2Back pressureMPa =0.1% Overpressure=10TemperatureC =192.03Discharge coefficient=0.953C0 radial distribution parameter=1.2Kb Backpressure correction factor =1Exposed aream2 =49.245Environmental factor=1Heat ratekJ/h =3.7971e+006Calculated nozzle aream2 =0.0038775 (For heat model 1)The following calculation is base on vent area 0.0038775 m2. Calculated vent ratekg/h =1.0208e+005Calc criticalrate kg/h =1.0208e+005Calc critical press MPa =1.1477Nozzle inlet vapor mass fraction= 7.6261e-008Device inlet densitykg/m3 = 873.54（3）从上面的计算结果可以看出手算的结果是“1973.7kg/h”，而软件计算的结果是“102080 kg/h ”。
安全阀计算(液体)
代号 计算公式
d 已知 v 设定 p 查表 Ws Ws=0.0009∏pvd2
Ps 已知 Pd Pd=1.2Ps+0.1 Po 已知 △P △P=Pd-Po K 选定 A A=Ws/[5.1K(p△p)1/2] d1 d1=(4A/∏)1/2 do 选定
DN 选定 选定 选定 选定
计算结果
68 1.5 1000
安全阀计算
计算数据名称
进口管内径 液体进口流速 液体密度
压力容器安全泄放量 采用全启式安全阀 安全阀整定压力 安全阀排放压力（绝压） 安全阀出口侧压力（绝压） 阀门前后压力降 排放系数
安全阀小截面积
安全阀最小流通直径 选用安全阀喉径 安全阀阀座口径（公称直 径） 安全阀数量 安全阀型号 安全阀工作压力级
19601.14
单位
mm m/s kg/m3
kg/h
1.68 2.12 0.10 2.02 0.65
131.69
12.95 32
MPa MPa MPa MPa
mm2 mm mm
50
mm
1
CA4A8Y-40
>1.6~2.0 MPa
安全阀计算,气体适用
K—泄放装置的泄放系数，安全阀K取额定泄放系数 C—气体特性系数,C=520*SQRT(k*（2/(k+1)）（（k+1）/（k-
1））)
P0/Pf
kg/h
单位 Mpa MPa —
K —
kg /kmol
— — —
k
2
k -1
—
k 1
当 P0
Pf
（
2
k
）k -1时，
k 1
As
13.16
安 全 阀 计 算（适用于气体）
设备名称： 二级分离器
一、容器的安全泄放量(Ws)
DK1710
介质名称：压缩空气
容器的安全泄放量：
二、安全阀所需泄放面积(As)
符号意义及计算公式 P0—泄放装置出口侧压力(绝压) Pf — 泄放装置的泄放压力(绝压) k—气体绝热指数 Tf—泄放装置泄放温度 Z—气体的压缩系数:
Ws CKP f
ZT f ......( B.5) M
当
p0
pf
＞（
k
2 Biblioteka k）k -1时， 1
As 1.79 10 -2 KPf
Ws
2
k1
k k -1
P0 Pf
k
-
P0 Pf
k
三、安全阀实际泄放面积(A)
符号意义及计算公式
ZT f ......( B.6) M
mm2
安全阀型 号：
单位
DN－安全阀公称直径
mm
D0－安全阀喉径
mm
h－安全阀开启高度 （全启式h=0.25*D0，微启式h=0.025D0）
A－安全阀实际泄放面积：A=π*h*D0
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。
安全阀计算
C:气体特性系数,可查表 0 d0:阀座喉径 65 满足计算要求
K:排放系数 0.65
Pd:排放压力 1.54375
Ps 1.3125
Z:压缩系数 1
计算的喉径尺寸升高两级即为所选取的安全阀的公称尺寸:DN 2、饱和水蒸汽 KG/M3 16432.2963 WS=5.25KAPd
Pd:排放压力=1.03PS+0.1 1.451875 空气 356
WSO=2.83X10-3XρXVXd2 V空气:10~15;水蒸汽:20~30米秒 d:进气口内径mm 25 149
182 1/2
WS=7.6X10 CKPdA(M/ZT) 0 A:排放面积=1/4d02X3.14 3316.625
C 水蒸汽 350
Z:压缩系数取1 压缩系数取1 计算的喉径尺寸升高两级即为所选取的安全阀的公称尺寸:DN 计算: 审核: 日期: 满足计算要求,安全阀为全启式,型号:A48H-16C(A28H-16C)
安全阀设计计算
一、气体密度ρ KG/M3 ρ=KX121.9XMP/T 1.16130687 二、安全泄放量 （压缩气体、水蒸汽） KG/M3
HB100HB100-2008 100
T=273+t 393 适用于≤1.5MPa p工作压力 1.25 M:分子量 18 t 120 p设计压力 0.1
P=表压+0.1(Mpa) 0.2 K=1.04,修正系数
安全阀计算实例范文
安全阀计算实例范文
安全阀是一种用于保护容器或管道系统免受过高压力的设备。
在工业生产中，安全阀的选择和计算是非常重要的，因为一个合理的安全阀设计能够确保装置的安全运行和人员的安全。
下面我们将通过一个实例来演示安全阀的计算过程。
假设我们有一个容器，其工作压力为10兆帕（MPa），容量为100立方米。
我们需要选择一个合适的安全阀，并计算其合理的开启压力和排放能力。
第一步：开启压力的选择
为了确定合理的开启压力，我们需要考虑以下几个因素：
1.设备的工作压力：根据实例，设备的工作压力为10MPa。
2.容器的设计压力：根据国家标准或设计规范，容器的设计压力通常是工作压力的1.25倍，即10MPa*1.25=12.5MPa。
3.安全阀的开启压力：一般来说，安全阀的开启压力应该比容器的设计压力稍微高一些，以确保在超过设计压力时能够及时排放压力。
在本例中，我们选择安全阀的开启压力为13MPa。
第二步：排放能力的计算
为了确定安全阀的合理排放能力，我们需要考虑以下两个因素：
1.设备的容量：根据实例，设备的容量为100立方米。
此外，安全阀的安装和维护也是非常重要的。
安全阀应该正确安装在容器或管道系统中，并定期检查和维护以确保其正常运行。
总结起来，安全阀的选择和计算需要考虑设备的工作压力、容器的设计压力、安全阀的开启压力和排放能力等因素。
正确选择和计算安全阀可以确保工业装置的安全运行，减少事故和人员伤害的风险。
同时，安装和维护安全阀也是非常重要的，以确保其正常运行和有效保护装置的安全。
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安全阀计算实例陈桦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，也是在线压力容器定期检验中必检项目。
它包括防超压和防真空两大系列，即一为排泄容器内部超压介质防止容器失效，另一方面则为吸入外部介质以防止容器刚度失效。
凡符合《容规》适用范围的压力容器按设计图样的要求装设安全阀。
一．安全阀的选用方法a）根据计算确定安全阀.公称直径.必须使安全阀的排放能力≥压力容器的安全泄放量b）根据压力容器的设计压力和设计温度确定安全阀的压力等级;c）对于开启压力大于3MPa蒸汽用的安全阀或介质温度超过320℃的气体用的安全阀,应选用带散热器(翅片)的形式;d）对于易燃、毒性为极度或高度危害介质必须采用封闭式安全阀,如需采用带有提升机构的,则应采用封闭式带板手安全阀;e）当安全阀有可能承受背压是变动的且变动量超过10%开启压力时,应选用带波纹管的安全阀;f）对空气、60℃以上热水或蒸汽等非危害介质,则应采用带板手安全阀g）液化槽(罐)车,应采用内置式安全阀.h）根据介质特性选合适的安全阀材料:如含氨介质不能选用铜或含铜的安全阀;乙炔不能选用含铜70%或紫铜制的安全阀.i）对于泄放量大的工况,应选用全启式;对于工作压力稳定, 泄放量小的工况,宜选用微启式;对于高压、泄放量大的工况, 宜选用非直接起动式,如脉冲式安全阀.对于容器长度超过6m的应设置两个或两个以上安全阀.j）工作压力Pw低的固定式容器,可采用静重式（高压锅）或杠杆重锤式安全阀.移动式设备应采用弹簧式安全阀.k）对于介质较稠且易堵塞的, 宜选用安全阀与爆破片的串联组合式的泄放装置.l）根据安全阀公称压力大小来选择的弹簧工作压力等级. 安全阀公称压力与弹簧工作压力关系,见表1m）安全阀公称压力PN 与弹簧工作压力关系表表1安全阀应动作灵敏可靠,当到达开启压力时,阀瓣应及时开启和完全上升,以顺利排放;同时应具有良好的密封性能,不仅正常工作时保持不漏,而且要求阀瓣在开启复位后及时关闭且保持密封;在排气压力下阀瓣应达到全开位置,无震荡现象,并保证排出规定的气量。
二．安全阀计算实例我们在压力容器设计和定期检验中均要求对安全阀的安全排放能力进行选型或校验计算。
基于以往资料不齐全,往往以大代小,造成不必要的浪费。
现拟以GB150附录 b)为依据，用不同介质、压力、温度对安全阀的安全排放量进行选型计算。
例1：有一空气储罐,DN1000㎜，容积V=5m 3最高工作压力为，工作温度为30℃进口管为φ,确定安全阀尺寸.解1)确定气体的状态条件设Po —安全阀出口侧压力（绝压）（近似为） 则Pd —安全阀泄放压力（绝压）为Pd=++10%P=（GB150附录B4.2.1）当安全阀出口侧为大气时: Po/Pd== 而（2/(k+1)）k/(k-1) =（2/+1)）=∴ Po/Pd ＜（2/(k+1)）k/(k-1) 是属于临界状态条件, 安全阀排放面积A 按（B5）计算A ≥ZTMCKP Wsd2106.7-⨯mm （B5）式中: C气体特性系数,查表B1或C=520√k（2/(k+1)(k+1)/(k-1)）K—安全阀额定泄放系数,K=倍的泄放系数(泄放系数由制造厂提供,一般为;或按《容规》附件五第二节有关规定中选取.2)容器安全泄放量的计算:盛装压缩气体或水蒸汽的容器安全泄放量,按下列规定来确定a.对压缩机贮罐或水蒸汽的容器,分别取压缩机和水蒸汽发生器的最大产气量;b.气体储罐等的安全泄放量按(B1)式计算Ws=×10-3ρυd2㎏/h (B1)式中ρ为排放压力下的气体密度.ρ=M（分子量）×P w’(排放绝对压力)×273/×(273+t))空气M=排放绝对压力P w’=㎏/㎝2代入上式得ρ=××273/×303=㎏/m3υ—容器在工作压力下的进口管的气体流速m/s;查表2得υ=10～15m/s一些常用气体流速范围表2取υ=10m/s.将上述ρ、ν、d 代入得 Ws=×10-3××15×502 =㎏/h 则A=303195.28071.17.0365106.72.13202⨯⨯⨯⨯⨯-=205.4mm 2若采用带板手全启式安全阀 A==205.4mm 2 d0=1/2=㎜根据统计概算,全启式安全阀的喉径d0与公称直径DN 之比约为,而微启式安全阀的喉径d0与公称直径DN 之比约为. ∴选用公称直径DN32的全启式带板手安全阀.安全阀公称直径与喉径关系表3例2.将例题1的介质改为蒸汽。
解：在压力容器中，绝大多数安全阀的出口侧压力与它的泄放压力之比即Po/pd 都小于理论值。
（此值由空气作试验介质求得Po/pd=）属于临界状态。
Pd ——安全阀的泄放压力（绝压） Pd=×P ＋=×＋=×＋=查得ρ=5.388Kg/m 3. K=455°(t=182℃)182+273=455K ∴WS=×10-3ρνd 2=×10-3××25×502=953Kg 最小排放面积A A=ZTMCKP Wsd2106.7-⨯其中蒸汽在工作温度和压力下的压缩系数Z 。
可根据高鸿华主编《压力容器安全技术问题》第71问中的公式进行计算：（注1）Z=RTM P ν=45584818101856.068.104⨯⨯⨯⨯=式中：R ——848Kg ·m/Kmol ·K T ——蒸汽绝对温度K ν——蒸汽比容M ——分子量。
蒸汽k= ∴A=45593.018068.17.0331106.79532⨯⨯⨯⨯⨯-=245.7mm 2 do=4πA=785.07.245=㎜ 取DN=32的安全阀。
（do=20㎜）注1、介质压缩系数可按GB150附录B 章进行计算，一些常用介质的临界特性，由表4查得某些气体的主要物理特性表4上述的工况。
同样可以用（B7）式进行计算。
该式在计算时略去繁锁系数Z 的计算，当Pd ≤10Mpa 时A=KPd Ws 23.5=068.17.025.5953⨯⨯=242.8mm 2 do=4πA=785.08.245=㎜ 众所周知，压缩系数Z 是反映了真实气体在压力、温度和比容之间的关系上和理想气体的差异。
在常温及压力不太高的情况下，真实气体与理想气体的差异不大。
即压缩系数Z ≈1，而一般常用的二原子气体，如空气、氧、氮、氢及一氧化碳等气体的绝热指数K 均为。
因此，安全阀排量计算公式简化为下式： W=27KPdATM 用例题1的工况，代入后即得 A=30395.78067.17.027.1320⨯⨯=205.4mm 2Do=4πA=785.04.205=㎜ 与例题1的详细计算相差极小，另一方面应注意的是，如合成氨的循环机的安全阀，由于出口侧的压力很大。
因而压力比Po/Pd>(2/(k+1) )k/(k-1)属于处在亚临界状态，则应用式(B6)来计算安全阀泄放量。
但锅炉系统的安全阀选型计算要以《锅规》所给出的公式及系数进行计算。
例3：液化石油气贮罐，筒体内径Di=1600㎜,长度L=6000㎜，壁厚δn=16㎜,V=13.3m 3,封头形式为椭圆，介质组分为: 丙烯50%、丙烷15%、正异丁烯15%、正异丁烷15%、残液5%.液化石油气组分见表5。
液化石油气单一成分组分及汽化潜热表5液化石油气贮罐，一般不设保温且夏日均配备水喷淋予以冷却。
解：对无绝热材料保冷层的压力容器其安全泄放量按（B3）计算。
W=×105FAt×q kg/h式中：F —系数，对于地面上的容器，F=1At —容器受热面积，椭圆封头的卧式贮罐 At=πD0(L+ D0)=×（+×）=㎡ 50℃汽化潜r=∑Xiri=×＋×＋×＋×＋337×=㎏∴安全泄放量W ’=rA F 82.051055.2⋅⋅⨯=9.3019.3711055.282.05⨯⨯⨯=16640㎏/h安全阀的泄放能力计算对于贮罐的筒体长度≥6m 时，应设置两个安全阀。
在一般情况下分半值来计算较为合理。
这样才不致于使安全阀选得过于大型而造成浪费。
安全阀的最小排气面积A 为A=ZT M CKP Wd2106.72-⨯=32367.04408.26.0337106.783202⨯⨯⨯⨯⨯- 323=577.3mm 2 式中Pd=＋=×＋=M 分子量=44 (以主要成分丙烷) ∴do=4πA=785.03.577=㎜选用DN40A42H —的全启式安全阀两只。
（此档安全阀最小公称直径为40） 由两台或两台以上的装置集中输气到一个贮罐（集中罐）。
或由一台设备分别输气到几个贮罐（分气罐）时。
贮罐的安全泄放量的计算见例4。
例4、由两台空气压缩机同时向体积为V=100m 3的集气罐输气。
其输气压力为Pw=；t 为常温。
进气管为φ108×4。
此时贮罐的安全泄放量。
∵在Pw=；t=20℃时，ρ=㎏/m 3。
取进气管的气体流速为ν=15m/s ∴贮罐的安全泄放量W 为 W ‘=(ρo )Vd 2T P d =××15×1002×29331.1=×103㎏/h 式中：ρo ——气体在标准状态下的密度㎏/m 3；空气在标准状态下的P=㎏/m 3 Pd ——容器的排放压力MPa （绝对） T ——容器的排放温度（绝对）K d ——容器的总进气管内径㎜ 实际上W ＇=ρo Vd 2TP d与W=28×10-3ρVd 2是等效的，不同处在于不用去求取气体在排放状态下的密度ρ（㎏/m 3）。
除上述的一些常见的贮罐外，我们还遇到如蒸发器、反应器之类由于器内液体受热蒸发而增大压力，或由于化学反应而使介质气化。
体积增大内压升高，其安全泄放量应分别根据输入载热体的放出热量或器内化学反应可能生成的最大气量，以及反应所需的时间来决定。
另外,JB/T4750－2003《制冷装置用压力容器》安全阀及爆破片口径中介绍了配备在容器上的安全阀口径计算方法，我们可以在设计中参考选用。
d=C 1L D 0 （）式中C 1=35211⎪⎭⎫ ⎝⎛P（）D 0－－容器外径m L —— 容器长度m P —— 为设计压力MPa两个以上容器连通时，其安全阀口径是将各自容器的D 0L 值之和代入（）式进行计算。