安全阀计算示例.doc
安全阀计算公式范文
安全阀计算公式范文首先，让我们了解一些常用的术语和参数：1.流量：指通过系统的流体体积。
常用单位是立方米/小时或加仑/分钟（GPM）。
2. 压力: 流体加在系统内的压强。
常用单位是巴（bar）或帕斯卡（Pa）。
3. 面积：指安全阀内的有效孔径或出口面积。
常用单位是平方米（m²）或平方英寸（in²）。
接下来，我们将介绍两个常用的安全阀计算公式。
1.流量公式：流量（Q）=C×A×ΔP其中Q是流量（单位：立方米/小时或GPM）；C是流量系数，代表安全阀内部几何形状和设计的特性，无量纲；A是安全阀的面积（单位：平方米或平方英寸）；ΔP是安全阀的工作压差（单位：巴或帕斯卡）。
流量系数C是由安全阀制造商提供的，它取决于安全阀的类型和规格。
流量系数与安全阀开度相关，该开度表示安全阀被压力弹簧压缩的程度。
更大的流量系数意味着更大的流量。
2.面积公式：A=Q/(C×ΔP)其中A是安全阀的面积（单位：平方米或平方英寸）；Q是流量（单位：立方米/小时或GPM）；C是流量系数，代表安全阀内部几何形状和设计的特性，无量纲；ΔP是安全阀的工作压差（单位：巴或帕斯卡）。
根据给定的流量和压力差，可以使用这个公式来确定所需的安全阀面积。
在实际的安全阀计算中，还需要考虑其他因素，如流体性质、系统压力变化、安全系数等。
此外，根据规范和标准，不同类型的系统或设备可能有不同的安全阀计算方法和公式。
总之，安全阀计算公式是根据流量、压力和面积之间的关系而确定的。
通过正确选择流量系数、确定所需的流量和压力差，可以计算出所需的安全阀面积。
在实际应用中，还需根据具体情况考虑其他因素，确保安全阀能够有效运行。
安全阀的计算模板
PSV3005/A，B D3007出口管线 中变气 2.75 3.015 0.3015 3.3165 0.15 0.02 弹簧全启，普通型 1.359 1.78 29686.80 313.15 1.465 10.83 0.34 262.27 1 0.75 38.50 70.03 A42Y-40 80 100/150 3.02
进入缓冲罐流量的1.2倍 进入容器流量的1.2倍
编号 安装部位 操作介质 容器设计压力（Mpa，绝压） 最高操作压力P（Mpa，绝压） 定压值Ps≤设备设计压力PD（Mpa，绝压） Pa：积聚压力（Mpa，绝压） Pm：最高泄放压力（Mpa，绝压） P2：安全阀出口压力（Mpa，绝压） P2/PS（表压） 结构形式 K:气体绝热指数（CP/CV） Pcf：临界流动压力（Mpa，绝压） Gv：气体最大泄放量，kg/h T1：进口处气体温度，K Z：在Pm压力下气体的压缩系数 M：气体分子量 中间值 C：气体特性因数 Kb：背压校正系数 KF：流量系数 喷嘴面积A0（cm2） 安全阀喉径do（mm） 安全阀型号 安全阀喉径do（mm） 入口/出口 定压值（Mpa，绝压） 结论
进入容器流量的1.2倍 进入容器流量的1.2倍
编号 安装部位 操作介质 容器设计压力（Mpa，绝压） 最高操作压力P（Mpa，绝压） 定压值Ps≤设备设计压力PD（Mpa，绝压） Pa：积聚压力（Mpa，绝压） Pm：最高泄放压力（Mpa，绝压） P2：安全阀出口压力（Mpa，绝压） P2/PS（表压） 结构形式 K:气体绝热指数（CP/CV） Pcf：临界流动压力（Mpa，绝压） Gv：气体最大泄放量，kg/h T1：进口处气体温度，K Z：在Pm压力下气体的压缩系数 M：气体分子量 中间值 C：气体特性因数 Kb：背压校正系数 KF：流量系数 喷嘴面积A0（cm2） 安全阀喉径do（mm） 安全阀型号 安全阀喉径do（mm） 入口/出口 定压值（Mpa，绝压） 结论
安全阀计算
闪蒸罐安全阀计算
一、压力容器安全泄放量的计算
（1）压力容器的安全泄放量：
Ws=149kg/h (用户给定 ) 式中Ws —压力容器的安全泄放量，kg/h
二、安全阀排放能力的计算
在临界条件下，
W=7.6x10-2CKp d A ZT
M kg/h 式中W —安全阀的排放能力，kg/h;
K —排放系数，全启式安全阀K=0.60~0.70；
p d —安全阀泄放压力（绝压），取p d =1.1p s +0.1,MPa; p s —安全阀的整定压力，MPa ；
p 0—安全阀的出口侧压力（绝压），MPa ；
A —安全阀最小排气截面积，mm 2。
全启式安全阀，即h ≥4
1d 1时，A=π421d 式中 d 1—安全阀最小流通直径（阀座喉径），mm 。
C —气体的特性系数，,C=52011)1
2(-++k k k k ； k 一气体的绝热指数 k=C p /C v ；
M 一气体的摩尔质量，kg/kmol ；
T 一泄放装置进口侧气体的温度，K ；220+273.15=493.15K Z 一气体在操作温度下的压缩系数；
k=C p /C v =1.163，C 查GB150.1-2011表B.4，得C=333； K 取0.6；
p d =1.1x0.15+0.1=0.265Mpa ；
安全阀喉径d 1=20mm, A=π
4202=314.16mm 2； M=28.18 kg/kmol
Z=0.986；
代入，W=7.6x10-2CKp d A
ZT
M =304.33 kg/h> Ws ， 所以安全。
标准安全阀计算
0.77
2
泄放压力下的气体密度
ρ
ρ=ρo×Pd/0.1
Kg/m3
5.86
3
压力容器进口管内径
d
设计条件
mm
73.00
4
进口管内气体流速
v
m/s
20.00
5 泄放压力下压力容器安全泄放量 Ws
Ws=2.83×10-3ρvd2
Kg/h
1767.38
6
二、压力容器排放能力计算（气体、临界条件）
气体性质
0.90
h
27
安全阀阀座喉径
d1
28
安全阀阀座口径
D
29
锥形密封面的半锥角
φ
安全
30
阀排 气截
全启式h≥1/4d1时
微启式
平密封 A
面积
PO/Pd 按GB150-1998附录B6.3.1
三、安全阀选用及校核 A42Y-16C DN20 设计条件
《压力容器设计手册》表3-8-7 P932或选型样本 《压力容器设计手册》表3-8-7 P932或选型样本 《压力容器设计手册》表3-8-7 P932或选型样本 《压力容器设计手册》表3-8-7 P932或选型样本
A=π/4×d12 A=πDh
0.55
0.13
临界条件
mm2
mm2
879.03
安全阀型式 个 mm mm mm ° mm2 mm2
1.00 1.00 3.25 13.00 25.00 0.00
132.73
安全
30
阀排 气截
面积
31
结 论:
微启式
A
锥密封
安全阀数 量:
Байду номын сангаас
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 ”。
安全阀计算表格
安全阀泄放量的计算(1)计算泄放量介质为易燃液化气体或位于有可能发生火灾的环境下工作的非易燃液化气体：1 有绝热保温输入：t:10℃ 泄放温度为泄放压力下的饱和温度λ:163.08KJ/m.h.℃保温材料的导热系数do:10.01m 保温材料的厚度Hl:1373KJ/Kg 液化气体的泄放条件下的汽化热A:10m2湿润面积见化工装置工艺系统工程设计规定P30输出：Wc130.9533Kg/h2 无绝热保温输入：F:1 容器外壁校正系数见工艺系统工程设计规定P31Hl:1373KJ/Kg A:10m2输出：Wc1227.071Kg/h介质为非易燃液化气体，置于无火灾危险环境工作下时：1 无绝热保温： 计算泄放量不低于上式的30%。
2 有绝热保温： 计算泄放量不低于上式的30%。
阀门误操作：1 出口阀门关闭，进口阀门未关闭时，泄放量为被关闭的管道最大正常流量。
2 管道两端的切断阀关闭时，泄放量为被关闭液体的膨胀量，按下公式计算。
3 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，按下公式计算。
4 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入的热量计算，按下公式计算。
输入：B:0.00122l/℃体积膨胀系数H:18000KJ/h 正常工作条件下最大传热量Gl 868Kg/m3液相密度Cp 2.48KJ/(Kg℃)定压比热输出：V:0.010201m3/h控制阀故障1 安装在设备出口的控制阀，发生故障时若处于全全闭位置，则所设安全阀的泄放量为流经此控制阀的最大正常流2 安装在设备入口的控制阀，发生故障时若处于全开位置时：a 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下式计算：输入：Cv1: 1.2控制阀的Cv值Cv2:1控制阀最小流量的Cv值Ph:5Mpa 高压侧工作压力Gg:1000Kg/m3气相密度T:333K 泄放温度输出：W:5495.601Kg/h质量泄放流量b 对于液相管道，安全阀的泄放量为控制阀最大通过量与正常流量之差，并且要估计高压侧物料有无闪蒸。
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
M ZT MPA MPA
0.1 0.748 1.383 263.8737 18 0.962 436.95 1192.835 4.867418 0.6
Kg/Kmol k Kg/h t= 163.8 c
r= 2.490087 cm
安全法的排放系数,与结构有关,应根据实验数据确定;
无参考数据时，可按下式选取： 全启式安全阀，Kf=0.6~0.7 带调节圈的微启式安全阀，Kf=0.4~0.5 不带调节圈的微启式安全阀，Kf=0.25~0.35
为可输入单元 为计算结果
M Gv=10*C*Kf *Pm*A ZT
Gv=
安全法 出口侧压力 安全法的排放压力（绝压） 气体绝热系数 气体特性系数 气体分子量 气体操作温度下的压缩系数 气体的温度 安全法的排放量 安全法最小排放面积 安全法的排放系数（与结构有 关）
为可输入单元 为计算结果
10*C*Kf*Pm*A
P0= Pm= cp/cv= C= M= Z= T= Gv= A= Kf=
安全阀的排放压力（绝压） 安全阀的整定压力（绝压）
安全阀的积聚压力
Pm=Ps+Pa Ps= Pa=0.1*Ps= Pa=0.2*Ps= Pa=0.03*Ps=
0.748 0.68 0.068 无火压力容器 0.136 着火有爆炸危险容器 0.0204 蒸汽锅炉
Mpa MPa MPa MPa MPa
注：D26=（D27+C28orC29orC30）应根据实际情况选Pa值。
罐区储罐安全阀计算
§1.AHF储罐安全阀计算1.AHF储罐（V3101A~3101E）储罐安全阀考虑冷冻水被关闭时，安全阀起跳一、基本条件1.泄放物料：AHF汽相2.泄放量W：1150×15=17250kg/h AHF3.操作压力：0.4MPa（表压）4.操作温度：T=283.15K5.背压Pb=0.044MPa(绝压)6.30℃下，Cp=40355.3J/(kg·K)，Cv=2383 J/(kg·K)，Cp/Cv=16.93；HF绝热系数16.93，对应气体特性参数X=520（k×(2/k+1)k+1/K-1)1/2=622.677.摩尔分子量M=20.018.AHF临界参数Pc=6.485，Tc=461.15。
9.计算各物质对应的对比状态参数查图得：AHF的Z=0.14。
二、最小泄放面积计算1.安全阀开启压力P=0.44MPa（表压）2.泄放压力P=0.44+0.044+0.1=0.584MPa（绝压）3.临界流动压力Pcf=P×（2/（k+1））（k/（k-1））=0.584×（2/17.93）（16.93/（15.93））=0.0568MPa4.流量系数Co=0.65.背压修正系数kb=1.0（弹簧安全阀）6.Pb=0.044MPa<Pcf=0.0568MPa，所以该流动为临界流动7.最小泄放面积=13.16×17250×(283.15×0.14/20.01)1/2/（0.6×622.67×0.584×1）=1464.44mm28.取喉径面积1840mm29.取喉径面积1840mm2a=πd2/4 d=48.40三、选型结果选用波纹管式安全阀，喉径面积≥1840mm2，代号L，入口公称直径DN50。
§2. F125储罐安全阀计算1.F125储罐（V4401A~4401L）储罐安全阀考虑外部火灾情况时，安全阀起跳。
安全阀计算
K=1.04,修正系数
WSO=2.83X10-3Xρ XVXd2 V空气:10~15;水蒸汽:20~30米秒 d:进气口内径mm 30 40
1685.341928 三、安全阀排放能力 1、压缩气体 KG/M3 WS=7.6X10-2CKPdA(M/ZT)1/2 2915.021182 A:排放面积=1/4d02X3.14 314 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 2888.40279 WS=5.25KAPd
C:气体特性系数,可查表 350 d0:阀座喉径 20 满足计算要求
K:排放系数 0.65
Pd:排放压力 2.872
Ps 2.52
Z:压缩系数 1
Pd:排放压力=1.03PS+0.1 2.6956 空气 356
C 水蒸汽 350
Z: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:DN25 计算: 审核: 日期: 满足计算要求,安全阀为全启式,型号:A48H-25P(A28H-25C)
安全阀设计计算
一、气体密度ρ KG/M3 ρ =KX121.9XMP/T 12.40681631 二、安全泄放量 （压缩气体、水蒸汽） KG/M3 2.8
HB100-2008
T=273+t 515 适用于≤1.5MPa p工作压力 2.4 M:分子量 18 t 242 p设计压)
标准安全阀计算
1.00 1.00 3.25 13.00 25.00 0.00 132.73
不合格
安全阀计算
共 第
1 1
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计算依据 TSG R004-2009 《固定式压力容器安全技术监察规程》、GB150-1998《钢制压力容器》附录B 安全阀计算（适用于压缩气体压力容器） 名称 计算公式或依据 序号 符号 单位 数值 一、压力容器安全泄放量（即设备最大生产能力）计算 标准状态下的气体密度 1 ρ o 《化工工艺设计手册.上册》介质的物性参数表 0.77 Kg/m3 3 泄放压力下的气体密度 ρ =ρ o×Pd/0.1 2 ρ 5.86 Kg/m 压力容器进口管内径 设计条件 3 d mm 73.00 进口管内气体流速 4 v m/s 20.00 -3 2 5 泄放压力下压力容器安全泄放量 Ws Kg/h 1767.38 Ws=2.83×10 ρ vd 二、压力容器排放能力计算（气体、临界条件） 6 气体性质 0.90 容器工作压力(表压) 设计条件 7 Pw Mpa 0.35 安全阀整定（开启）压力 设计条件 8 Pz Mpa 0.50 容器设计压力(表压) 设计条件 9 P Mpa 0.60 Pd=P+0.1P+0.1 10 安全阀排放压力(泄放)（绝压） Pd MPa 0.76 安全 全启式安全阀 0.6～0.7 11 阀额 K 0.4～0.5 0.60 带调节阀 定排 微启式安全阀 0.25～0.35 不带调节阀 放系 气体定压比热 12 Cp 《化工工艺设计手册.上册》介质的物性参数表 kJ/(kg.℃) 0.53 气体定容比热 《化工工艺设计手册.上册》介质的物性参数表 13 Cv kJ/(kg.℃) 0.40 空气 14 气体绝热系数 k k=Cp/Cv 1.29 其它气体 空气 《容规》附表5-1 GB15015 气体特性系数 C 346.03 1998表B1 其它气体 16 17 气体摩尔质量 介质的设计温度 设计温度 临界温度 泄放温度 临界温度 对比温度 泄放压力 临界压力 对比压力 出口压力 空气 其它气体 数值1 21 介质临界状态的判定 《化工工艺设计手册.上册》介质的物性参数表 设计条件 《化工工艺设计手册.上册》介质的物性参数表 T=t+273.15 T TL=tL+273.15 TL Tr=T/TL Tr Pd PL 《化工工艺设计手册.上册》介质的物性参数表 Pr=Pd/PL Pr M t tl PO Z X1 PO/Pd 按GB150-1998附录B6.3.1 mm2 mm2 安全阀型式 个 mm mm mm ° mm2 mm2 mm2 设计条件 查GB150-1998附录B 图B1 Kg/Kmol ℃ °K 17.03 400.00 132.40 673.15 405.55 1.66 0.76 10.93 0.07 0.10 0.90 0.55 0.13 临界条件 879.03
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.doc
℃
介质的临界压力Pc
MPa
介质的临界温度Tc
K
气体的摩尔质量M
kg/kmol
安全泄放量Ws(用户输入)
6000
kg/h
计算结果
受热面积
半球形封头卧式容器
m2
椭圆形封头卧式容器
立式容器
安全泄放量Ws
气储罐
kg/h
换热设备产生蒸汽
易燃液化气体或位于可能发生火灾环境下工作的非易燃液化气体：
安全泄放装置设计计算
计算单位
校核条件
安全泄放装置类型
■安全阀
□爆破片
安全阀出口侧压力po
0.1
MPa
最低标定压力psmin
MPa
额定泄放系数K
0.765
爆破片级别
超压限度p
0.27
MPa
介质类型
饱和蒸汽
容器类别
其他容器
设计压力p
2.7
MPa
容器内径Di
305
mm
筒体长度L
0
mm
筒体壁厚
0
mm
输入热量H
1．容器无绝热保温层：
2．容器有绝热保温层：
位于无火灾危险环境下工作的非易燃液化气体：
1．容器无绝热保温层：
2．容器有绝热保温层：
kJ/h
容器保温状况
泄放压力下液体的汽化潜热q
0
kJ/kg
容器所处环境
泄放压力下气体密度
kg/m3
容器位置
容器进料管内的流速
m/s
常温下保温层材料的导热系数
kJ/mh℃
进料管内直径d
mm
保温层厚度
mm
立式容器最高液位h1
安全阀计算
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锥形密封面的半
锥角
φ
仅锥形密封面的微启式安全阀涉及°
安全阀的最小排
气截面积
A
全启式安全阀 A＝πd12/4；微启式安全阀（平面密封） A＝πDh；微启式安全阀（锥面密封） A＝πd1hsin φ
125.6mm2
气体绝热系数k k＝Cp/Cv，也可直接查表《化工工艺设计手册》表13－1，一般二原子气体的绝热系数为1.4，二氧化碳、二氧化氮为1.3，空气取1.4
1.40
气体特性系数C
356.06
气体摩尔质量M
可查《化工工艺设计设计手册》表13－1，空气为28.95
28.95
Kg/kmo l
气体在操作温度压力下的压缩系数
Z 可查《压力容器安全技术》（吴粤燊著）图7－9～图7－14
1
p 0/p d
0.0281
0.5283
临界条件
临界条件时：亚临界条件：
计算
校核 日期
校核结论：
合格
三、校核安全阀的排放能力
大于容器的安全泄放量
安全阀排放能力
Ws
1688
kg/h
是否临界条件
ZT
M
A KP d C 106.72-⨯]
)()[(1Kp 84.551
02
0d k
k d
k d p p p p k k
ZT
M
A
+--1
1
)
1
2(k 520-++k k k 1
0)1
2-+≤k k
d k p p （1k
1
k 2-+k ）（第 2 页，共 2 页。
安全阀计算
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表1PN弹簧工作压力等级1.60.06～0.1>0.12>0.16～0.25>0.25～0.4>0.4～0.5>0.5～0.6>0.6～0.8>0.8～1.0>1.0～1.3>1.3～1.62.5>1.3～1.6>1.6～2.0>2.0～2.5只能用于大于1.3MP6.4->1.3～1.6>1.6～2.0>2.0～2.5>2.5～3.2>3.2～4.0>4.0～6.4只能用于大于1.3MPa10>4～5>5～6.4>6.4～8>8～10只能用于大于4.0MPa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。
安全阀计算示例
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。
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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v1.0可编辑可修改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.11l ）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 PN 弹簧工作压力等级～> >～>～>～>～>～>～>～>～>～>～>～只能用于大于-> ～>～>～>～>～>～只能用于大于10 >4～5 >5～>～8 >8～10 只能用于大于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。
3例 1：有一空气储罐 ,DN1000㎜，容积 V=5m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) ） =k/(k-1)∴ Po/Pd ＜（ 2/(k+1) ）是属于临界状态条件,安全阀排放面积 A 按（ B5）计算A≥Ws mm （B5）7.6 10 2 CKP d MZT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=×10-3ρυ d2㎏/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/ ×( 273+t ))空气 M=排放绝对压力Pw’ =㎏/ ㎝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/sv1.0可编辑可修改一些常用气体流速范围表 2流速范围流体名称 / 输送压力流速范围流体名称 / 输送压力 MPam/s MPa m/s压缩空气 0~ 10~15 饱和水蒸汽（主管）40~60 ＞~＜10~20 （支管）35~40＞~＜10~15 煤气（初压） 2KPa ~＞~＜8~10 （初压） 6KPa 3~12＞~＜~ 氨气≤10~20一般气体（常压）10~20 ~ ~氧气＜~ 液氨~~ ~ 氮气5~10 ~饱和水蒸汽（主管）30~40 乙炔气~（支管）20~30 氢气≤低压蒸汽＜15~20 自来水（主管）~低压蒸汽＜20~40 （支管）~低压蒸汽＜40~60 易燃气体≤取υ =10m/s.将上述ρ、ν、 d 代入得Ws=× 10-3×× 15×502 = ㎏/h则 A= 1320.2 2=205.4mm7.6 10 2 365 0.7 1.071 28.951 303若采用带板手全启式安全阀21/2A==205.4mm d0==㎜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 安全阀公称压力公称直径DN 15 、20、 25、32、40、 50、80、100全PN (MPa)、、、do 20 、25、 32、50、65启 PN (MPa) 20 、25、 32、40、50式PN (MPa)16、 32 12 、20微PN (MPa)、、、do 12 、16、 20、25、32、 40、65、80启PN (MPa)16、 32 do 8 12式PN (MPa)16、 32 14/16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/m3. K= 455°(t=182 ℃) 182+273=455K∴WS=×10-3ρν d2=× 10-3×× 25× 502=953Kg最小排放面积 AWsA=7.6 10 2 CKP dMZT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= P M =10.68 0.1856 10 4 18 = RT 848 455式中： R—— 848Kg·m/Kmol·KT——蒸汽绝对温度Kν——蒸汽比容M——分子量。
蒸汽 k= ∴ A=9537.6 10 =245.7mm2 331 0.7 181.0684550.932A245.7do===㎜4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名称分子量临界温度 t ℃临界压力 Patm(绝压 ) K=Cp/Cv氢 H2氧 O2 32空气29氧化氮 NO 30 -94二氧化碳 CO2 44水蒸汽 H2O( 过热 )氨 NH3硫化氢 H2S氟 -12 CF2Cl2氯 Cl2丙烷 C3H8丁烷 C4H10苯 C6H6乙炔 H2C2异丁烷上述的工况。
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=Ws=953 25.25 0.7 =242.8mm5.23KPd1.068do= A = 245.8 =㎜0.7854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=27KPdAMT用例题 1 的工况，代入后即得1320.2A==205.4mm27 0.7 1.06778.95303A205.4Do===㎜4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，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δ n=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重量组分 X1丙 烷 丙 烯 正 异 丁 正 异 丁 残液C3H8 C3H6烯烷50℃汽 化潜 热337kJ/kg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 ’ =2.55105 F A 0 .82r= 2.55 1051 37.90.82 =16640㎏/h301.9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WA= 2M7.6 10 2 CKP dZT= 8320 323447.6 10 2 337 0.6 2.083230.672=577.3mm式中 Pd=＋=×＋ =M分子量 =44 ( 以主要成分丙烷 ) ∴do= A = 577.3 =㎜0.7854选用 DN40A42H—的全启式安全阀两只。