安全阀的计算
安全阀的工艺计算
暴露面积(A1)为距地面或能形成大面积 火焰的平台上方7.5m以下的容器外表面 A1
。金属壁温(Tw):对于碳钢为593℃(866K) Tw
泄放温度(T)根据理想气体状态方程计算 T
泄放压力,MPa
P
分子量
M
3.3最小泄放面积
泄放阀因子
F'
泄放阀因子(F' )按式(3.3-2)计算, F'的最小值为0.01。如果 F'没有足够的 数据进行计算,则 取0.045。
89设计的容器上安装的安全阀,Co=
其它(如管道上)安装的安全阀,Co=
计算泄放压力(P)时所用的超压,对于按
ASME第Ⅷ部分第1分篇或国标 GBl50—
89设计的容器,超压为10%,其它(如管
道上)安装的安全阀,超压为25%。其余
符号同前。
3 储存气体容器的安全阀
3.1 无湿润表面的容器在外部火灾情况 下的泄放量
a 1.8 2 W
ZT
10
C K 0
f
MP(P Pb )
Kf Co
2.3.1 水蒸汽
最小泄放面积,mm2
a
流量系数(Co)值由制造厂提供,若无制 造厂数据时,Co=0.975。
Co
质量泄放流量,kg/h
W
泄放压力,MPa
P
过热蒸汽过热系数(Ksh)查附表3,对于饱 和蒸汽,Ksh=1.0。
Ksh
h
安全阀的阀座口径,mm
D
密封面的半锥角,度。
2.1 根据美国石油学会标准API—520中 的规定如下: 2.3.1 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。
安全阀计算规定讲解
安全阀计算规定讲解安全阀计算规定1. 应⽤范围1.1 本规定仅适⽤于化⼯⽣产装置中压⼒⼤于0.2MPa的压⼒容器上防超压⽤安全阀的设置和计算,不包括压⼒⼤于100MPa的超⾼压系统。
适⽤于化⼯⽣产装置中上述范围内的压⼒容器和管道所⽤安全阀;不适⽤于其它⾏业的压⼒容器上⽤的安全阀,如各类槽车、各类⽓瓶、锅炉系统、⾮⾦属材料容器,以及核⼯业、电⼒⼯业等。
1.2计算⽅法引⾃《⼯艺设计⼿册》 (Q/SPIDI 3PR04-3-1998),使⽤本规定时,⼀般情况应根据本规定进⾏安全阀计算,复杂⼯况仍按《⼯艺设计⼿册》有关章节进⾏计算。
1.3 本规定提供了超压原因分析,使⽤本规定必须详细阅读该章节。
2. 计算规定的⼀般说明2.1安全阀适⽤于清洁、⽆颗粒、低粘度流体,凡必须安装泄压装置⽽⼜不适合安全阀的场所,应安装爆破⽚或安全阀与爆破⽚串联使⽤。
2.2 在⼯艺包设计阶段(PDP),应根据⼯艺装置的操作规范,按照本规定(见5.0章节),对本规定所列的每个⼯况进⾏分析,根据PDP的物流表,确定每个⼯况的排放量,填⼊安全阀数据表⼀。
2.3在基础设计阶段(BDP)和详细设计阶段(DDP),按照泄放量的计算书规定(见6.0章节),在安全阀数据表⼀的基础上,形成安全阀数据表⼆(数据汇总表)和安全阀数据表三。
安全阀数据表三作为条件提交有关专业。
3. 术语定义3.1 积聚(accumulation):在安全阀泄放过程中,超过容器的最⼤允许⼯作压⼒的压⼒,⽤压⼒单位或百分数表⽰。
最⼤允许积聚由应⽤的操作规范和⽕灾事故制定。
3.2 背压(back pressure):是由于泄放系统有压⼒⽽存在于安全阀出⼝处的压⼒,背压有固定的和变化的两种形式。
背压是附加背压和积聚背压之和。
3.3 附加背压(superimposed back pressure):当安全阀启动时,存在于安全阀出⼝的静压,它是由于其它阀排放⽽造成的压⼒,它有两种形式,固定的和变化的。
安全阀计算
安全阀计算安全阀是一种用于保护压力容器、管道和设备的重要安全装置,它能在超过允许工作压力时自动开启,并释放流体,以确保系统不会超压破裂。
液体的安全阀计算相对较为复杂,需要考虑多个参数。
本文将介绍液体安全阀计算的基本原理和常用方法。
液体安全阀计算所需的基本参数包括压力、温度、物理性质和流量。
首先,我们需要确定液体的设计压力(Pd)。
设计压力是指系统正常工作条件下的最高压力。
这通常由系统设计师在设计阶段确定。
然后,我们需要确定液体的最高工作压力(Pw)。
最高工作压力是指系统的实际工作压力,可能略高于设计压力,但不能超过系统的允许工作压力。
接下来,我们需要考虑液体的温度。
温度对液体的物理性质有很大的影响,因此必须进行准确的测量和记录。
液体的温度可以用来计算其饱和蒸汽压力(Psat)。
液体的物理性质也是安全阀计算的重要参数之一、它包括液体的密度(ρ)、粘度(μ)和比热容(Cp)。
这些参数可从物质的物性表中获得,或通过实验测量得到。
确定了这些参数后,我们需要计算液体的流量。
液体的流量可以通过流量计测量,或基于系统设计参数计算得出。
在液体安全阀计算中,主要使用液体的饱和蒸汽流量(Qg)和液体流量(Ql)。
Qg是指液体饱和蒸汽通过安全阀的流量,通常以千克/小时为单位。
Ql是指液体本身通过安全阀的流量,通常以升/小时为单位。
一般情况下,液体安全阀的流量计算采用流体不压缩的假设。
这意味着在安全阀排放液体时,密度会略微增加,但可以忽略不计。
实际情况可能会稍有不同,液体的压缩性需要通过实验验证。
液体安全阀的计算方法主要包括流量计算和压力升降计算。
流量计算包括饱和蒸汽流量和液体流量的计算。
压力升降计算则涉及到系统阻力和安全阀压差的计算。
流量计算可以通过下面的公式来实现:Qg = K × Psat × Cv其中,Qg表示饱和蒸汽流量,K为修正系数,Psat为饱和蒸汽压力,Cv为安全阀的容量系数。
液体流量(Ql)的计算则需要考虑到液体的密度和饱和蒸汽的压力。
安全阀额定排量计算
安全阀额定排量计算
一、介质为液体(参照GB12241-89标准)
式中Wt--安全阀的理论排量,Kg/h A--流道面积,mm2 ρ--介质密度,Kg/ mm3(如水ρ=1000 Kg/ mm3)△P--阀门前后压差,△P=Pp·Pb,Mpa Pp--排放压力,Mpa(绝对压力)Pb--阀门出口侧压力,Mpa(对空排放时Pb为0)
二、介质为蒸汽(参照《蒸汽锅炉安全监察规程》
式中K--排放系统,对微启式安全阀C=0.2。
全启式安全阀C=0.7 M--气体分子量(如空气M=29,甲烷M=16)Z--气体在操作温度下的压缩系数,(如空气在常温,压力为1.6Mpa下Z=0.99,压力为10Mpa下Z=0.95)T--气体的温度,K(T=273+摄氏度)
三、介质为气体(参照GB12241-89标准)
Wt=CA(10.2P+1)
式中C--排放系统,对微启式安全阀C=0.085。
全启式安全阀C=0.235 P--安全阀入口处压力,Mpa K--蒸汽比容修正系数,一般取K=1 A--流道面积,mm2
密封性要求(依据GB12243-89)
安全阀类型流道直径
(mm)
最大允许泄漏率,气泡数/min(试验介质:空气或其它气体) 公称压力PN,Mpa
< 10 ≥ 10
一般安全阀
< 20 40 60
≥ 2020 30
背压平衡安全阀
< 20 50 75
≥ 2030 45
注:
1. 进行蒸汽安全阀密封试验时,用目视或听音的方法检查阀的出口端,如未发现泄漏现象,则认为密封性合格。
2. 进行水或其它液体用安全阀密封试验时,在规定的试验持续时间2分钟内,其密封面处不应有流淌的水
珠。
安全阀的工艺计算
安全阀工艺计算1 安全阀工艺计算1.1 操作参数1.1.1 最高操作压力P(表):设备运行期间可能达到的最高压力,一般应按不同工艺过程确定。
1.1.2 安全阀定压P s:安全阀的开启压力。
安全阀定压P s(表)必须等于或稍小于设备设计压力P D(表);由不同工艺操作压力和设备设计压力确定。
当安全阀定压P s=设备设计压力时,当P≤1.8MPa(表)时,P s=P D+0.1=P+0.18+0.1当1.8<P≤4MPa(表)时,P s=P D+0.1=1.1P+0.1当4<P≤8MPa(表)时,P s=P D+0.1=P+0.4+0.1当P>8MPa(表)时,P s=P D+0.1=1.05P+0.1 (1-1)注:P D(表):设备设计压力;P s(表):安全阀定压;P D(表):设备设计压力;P(表):设备最高操作压力;1.1.3 积聚压力Pa(表):安全阀排放介质过程中,允许压力增加超过设备的设计压力的数值,可按表1.1选取表1.1 定压和积聚压极限1.1.4容许过压P h(表):容许压力增加超过定压的数值。
如果定压等于设计压力:P s=P D,则P h=P a+P D-P s如果定压小于设计压力:P s<P D,则P h=P a+P D-P s(1-2)1.1.5最高泄放压力P m(绝):安全阀达到最大泄放能力时的压力。
一般按如下计算:P m=P a+P a(1-3)1.1.6 背压P2(安全阀出口压力)背压是由于排放系统有压力而存在于安全阀出口的压力,它是迭加背压(安全阀开启前泄压总管的压力)和积聚背压(积聚背压是在安全阀开启后,由于介质流动所增加的压力)的总和。
对于普通型(非平衡型)安全阀:P2≤10%P S1.1.7 回座压差:是安全阀的定压与关闭压力的差值,以定压的百分数或压力单位表示。
P D<回座压力<P S1.1.8 安全阀的压力等级关系(即容器设计压力,安全阀容许积聚压、定压、注:1、与ASME锅炉压力容器规程和《压力容器安全技术监察规程,1990》基本一致;2、所示压力条件是安装在容器的安全阀条件;3、操作压力可高于或低于90%;4、回座和压差应参照ASME规程有关章节。
安全阀计算公式的来源2024
安全阀计算公式的来源2024
安全阀计算公式的来源2024
安全阀是一种用于保护压力容器、管道和设备的重要安全装置。
其作
用是当容器或管道内的压力超过安全阀设定的压力时,安全阀会自动打开,释放过压部分,从而保护容器和管道免受过压的危害。
安全阀的计算公式是根据流体力学和热力学原理推导出来的。
在安全
阀设计中,最常使用的计算公式是基于API标准520和ASME标准I规定
的计算方法。
这些标准提供了详细的计算公式和参数,用于根据特定应用
场景中的流体性质、容器尺寸、工作温度等因素确定安全阀的打开压力和
流量。
以下是根据API520标准计算安全阀最低放散流量的基本公式:
Q=24.52xCxAx√Pd
其中,Q表示最低放散流量(单位:kg/h或lb/h)
C为流体流量系数(取决于流体种类、安全阀形式和大小)
A为安全阀的喉部截面积(单位:cm^2或in^2)
Pd为安全阀设置压力(单位:kPa或psi)
这个公式可以用于计算液体、气体或蒸汽流体下的最低放散流量。
根
据具体的工程要求,还可以通过调整C和A的值来控制安全阀的放散流量。
另外,安全阀还需要经过额外的校验与适应性验证,以确定其工作能
力和适用范围。
这些校验和验证包括过流系数验证、震动测试、冲击测试等,以确保安全阀能在各种工况下可靠地工作。
安全阀计算(液体)
计算结果
68 1.5 1000 19601.14 1.68 2.12 0.10 2.02 0.65 131.69 12.95 32 50 1 CA4A8Y-40 >1.6~2.0
单位
mm m/s kg/m3 kg/h MPa MPa MPa MPa mm2 mm mm mm
安全阀最小流通直径 d1 选用安全阀喉径 do 安全阀阀座口径(公称直径) DN 安全阀数量 安全阀型号 安全阀工作压力级
MPa
安全阀计算
计算数据名称
进口管内径 液体进口流速 液Fra bibliotek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 安全阀最小截面积
代号 计算公式
d v p Ws Ps Pd Po △P K A 已知 设定 查表 Ws=0.0009∏pvd2 已知 Pd=1.2Ps+0.1 已知 △P=Pd-Po 选定 A=Ws/[5.1K(p△p) d1=(4A/∏)1/2 选定 选定 选定 选定 选定
安全阀的选用和计算规定
安全阀的选用和计算规定一、引言安全阀在工业设备和系统中起到重要的安全保护作用,用于调节流体压力,防止系统超压或因故障引起的危险情况。
正确选用和计算安全阀是确保系统安全运行的关键之一。
本文将介绍安全阀的选用和计算规定,以帮助读者更好地了解和应用安全阀。
二、安全阀的选用在选用安全阀时,需要考虑以下几个因素:1. 工作介质首先需要确定工作介质的性质,包括液体、气体、蒸汽等。
不同的工作介质对安全阀的选择有不同的要求,例如蒸汽需要选择能够承受高温高压的安全阀。
2. 流量要求根据工作介质的流量要求,选择适当的安全阀大小。
流量大的系统需要选用大口径的安全阀,以确保能够有效地排放过量压力。
3. 压力范围安全阀需要在设定的压力范围内工作,因此需要根据系统的工作压力确定安全阀的额定压力范围。
4. 工作温度工作温度会对安全阀的材质和密封性能有一定要求。
根据工作温度选择能够耐高温的材料,以确保安全阀在不同温度下的可靠性。
5. 设备安装位置安全阀的安装位置也需要考虑,确保能够有效地排放过量压力,并方便进行维护和检修。
三、安全阀的计算规定为了确保安全阀选择合适并能够正常工作,需要进行一定的计算和设计。
1. 排放系数排放系数是安全阀计算的重要参数,用于确定安全阀的有效排放面积。
根据系统的特点和工况,选择对应的排放系数。
2. 设定压力设定压力是安全阀的工作压力,通常为系统的额定压力加上一定的安全余量。
设定压力应根据系统要求和工况确定。
3. 排放能力计算安全阀的排放能力需要根据工作介质和流量要求进行计算。
根据流体的物性参数和安全阀的特性,计算安全阀的排放能力,确保能够满足系统的需求。
4. 选择合适的安全阀根据计算得到的排放能力和其他参数,选择合适的安全阀型号和规格。
需要注意安全阀的额定压力范围、排放系数、耐压能力等要求,确保选用的安全阀符合系统需求。
5. 安全阀设置根据系统的特点和要求,确定安全阀的安装位置和管道布局。
安全阀应尽可能靠近压力源,并避免过热、过冷等因素对安全阀的影响。
安全阀进出口管道水力学计算
安全阀进出口管道水力学计算安全阀是一种用于保护压力容器和管道的关键设备,保证系统在超压时可以安全排放过高的压力。
安全阀的进出口管道水力学计算是确保其正常工作的重要环节。
本文将对安全阀进出口管道的水力学计算进行详细介绍。
首先,安全阀的进出口管道的水力学计算需要考虑以下几个主要因素:1.流量计算:根据压力容器或管道系统的设计条件,确定安全阀的额定排放流量。
流量的计算可采用公式Q=C*A*(2g*(P1-P2)/((P1+P2)*(ρ1-ρ2)))^0.5,其中Q为流量,C为流量系数,A为安全阀出口截面积,g为重力加速度,P1为进口侧压力,P2为出口侧压力,ρ1和ρ2分别为进口和出口侧流体密度。
流量计算结果可作为后续计算的依据。
2.管道直径计算:确定安全阀的进出口管道直径。
管道直径的计算可以使用多种方法,如经验公式、流量速度和压力损失法等。
其中,经验公式常用于初步计算,流量速度法适用于一般工程,压力损失法适用于较为复杂的管道系统。
根据具体情况选择合适的计算方法,并进行管道直径的计算。
3. 压力损失计算:考虑安全阀进出口管道的长短、弯头、阀座、放水管等对流体流动的阻力影响,计算安全阀进出口管道的压力损失。
压力损失计算可使用Darcy-Weisbach公式或其他适用的公式。
计算得到的压力损失可用于后续计算。
4.设计速度计算:根据安全阀进出口管道的最小直径和流量计算结果,计算安全阀进出口管道的设计速度。
设计速度的计算可使用公式v=Q/(A*3600),其中v为设计速度,Q为流量,A为进出口管道截面积。
设计速度计算结果可以用于校验管道尺寸是否满足要求。
5.过渡长度计算:由于流体在管道中的流动速度会出现突变,需要通过过渡长度将流速逐渐过渡到设计速度。
过渡长度的计算可使用公式L=(v2-v1)/a,其中L为过渡长度,v1为初始流速,v2为设计速度,a为加速度。
过渡长度计算结果可以作为管道设计的参考。
以上是安全阀进出口管道水力学计算的主要内容。
安全阀计算
安全阀计算安全阀作为一种安全泄放装置,能够有效预防由生产装置超压引起的爆炸事故。
它安装在压力容器或管道上,在紧急情况或异常工况下开启,防止内部压力超过设计规定的安全值,保护压力容器或管道等受压设备发生爆炸事故的装置。
大多数化工装置系统操作压力比较高,而且化工物料介质多可燃易爆,如果安全阀设计考虑不周全,超压泄放时容易引起火灾、爆炸等事故。
因此,从安全角度出发,安全阀的合理计算与设计对化工装置来说是非常重要的。
1安全阀概述1.1 安全阀操作参数1.1.1 定压(Ps):安全阀开启的压力,其数值必须等于或稍小于设备或管道的设计压力。
当安全阀的定压等于设备设计压力时,安全阀的定压见表1-1-1。
表1-1-1 安全阀定压1.1.2 积聚压力(Pa):安全阀的最高泄放压力与其定压之间有一差值,此压力差即为积聚压力。
安全阀的积聚压力一般取定压的0.1倍,即Pa=0.1Ps。
1.1.3 最高泄放压力(Pm):安全阀达到最大泄放压力能力时的压力:Pm=Ps+Pa1.1.4 背压(P2):即出口压力,为安全阀开启前泄压总管的压力与安全阀开启后介质流动所产生的流动阻力之和。
对于普通型安全阀,P2不宜大于定压值Ps的10%。
1.1.5 回座压力:安全阀的回座压力介于安全阀的操作压力与定压之间。
当定压高于操作压力10%时,回座压力一般高于操作压力5%。
1.2 安全阀分类安全阀形式繁多,按照不同的分类标准,会有不用的分类,下面简单介绍一下常见的分类类型:1.2.1按开启高度分类(1) 微启式安全阀微启式安全阀的开启高度介于流通直径的1/40和1/20之间。
主要用于排放不可压缩流体(如水或油等液体)。
(2) 全启式安全阀全启式安全阀的开启高度大于等于流通直径的1/4。
全启式安全阀的排放面积是阀座喉部最小截面积。
主要用于排放可压缩流体(如蒸汽和其他气体)。
(3) 中启式安全阀开启高度介于微启式与全启式之间,这种形式的安全阀在我国应用的比较少。
安全阀计算
目次1 总则1.1 目的1.2 范围1.3 引用标准2 计算要求2.1 一般要求2.2 安全阀的计算2.3 安全阀的选择2.4 计算举例2.5 安全阀选型举例1 总则1.1 目的为规范储运系统压力容器上安全阀的计算和选择,特编制本标准。
1.2 范围1.2.1 本标准规定了储运系统压力容器上安全阀计算的一般要求﹑安全阀的选择﹑计算举例﹑安全阀选型举例等要求。
1.2.2 本标准适用于储运系统中储存物料为气、液相处于平衡状态的液化石油气、液氨等并以泄放气体为安全措施的压力容器上安全阀的计算和选择。
安全阀可以为弹簧全启封闭式。
本标准适用于国内工程,对涉外工程应按指定标准执行。
1.3 引用标准使用本标准时,应使用下列标准最新版本。
GB/T 12241 《安全阀一般要求》12 计算要求2.1 一般要求2.1.1 名词定义2.1.1.1 定压:定压系指安全阀在运行条件下阀瓣开始升起,介质连续排放时的瞬时压力。
2.1.1.2 冷定压:冷定压系指安全阀直接向大气排放介质时,阀瓣开始升起,介质连续排放时的瞬时压力。
对平衡式安全阀定压与冷定压数值相同,对非平衡式安全阀冷定压为定压减去背压;当设置两个以上非平衡式安全阀时,每个安全阀的冷定压应经放空管道系统压降计算后确定。
2.1.1.3 排放压力:排放压力系指安全阀瓣达到规定开启高度后,其进口侧的压力数值。
2.1.1.4 背压:背压系指安全阀出口处的压力。
当安全阀直接向大气排放时,背压可视为零,当安全阀的出口与放空系统密闭连接时,安全阀的背压由两部分组成,即由排放背压与附加背压组成。
a) 排放背压是排放介质在放空系统流动的阻力;b) 附加背压是安全阀不排放时,在安全阀出口处存在的压力,是由其他压力源在排放系统中引起的。
2.1.1.5 平衡式安全阀:平衡式安全阀系指背压对工作特性影响最低的安全阀,带波纹管的安全阀即是其中之一,波纹管使作用在阀瓣上、下两面的压力互相抵消,对阀瓣的升降不发生作用。
安全阀计算
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=1.1Ps+0.1 =1.1×1.1Pw+0.1=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流体名称/输送压力MPa流速范围m/s 流体名称/输送压力MPa流速范围m/s压缩空气0~0.1>0.1~<0.6>0.6~<1.0>1.0~<2.0>2.0~<3.0一般气体(常压)氧气<0.60.05~0.6饱和水蒸汽(主管)(支管)低压蒸汽<1.0低压蒸汽<1.0低压蒸汽<1.010~1510~2010~158~103.0~6.010~205.0~10.07.0~8.030~4020~3015~2020~4040~60饱和水蒸汽(主管)(支管)煤气(初压)2KPa(初压)6KPa氨气≤0.61.0~2.0液氨氮气5~10乙炔气氢气自来水(主管)(支管)易燃气体40~6035~400.75~3.03~1210~203.0~8.00.3~1.02.0~5.02.0~8.0≤8.01.5~3.51.0~1.5≤1.0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C3H8丙烯C3H6正异丁烯正异丁烷残液50℃汽化潜热kJ/kg285.5285.96343.7317.8337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。
安全阀的工艺计算
安全阀工艺计算1 安全阀工艺计算1.1 操作参数1.1.1 最高操作压力P(表):设备运行期间可能达到的最高压力,一般应按不同工艺过程确定。
1.1.2 安全阀定压P s:安全阀的开启压力。
安全阀定压P s(表)必须等于或稍小于设备设计压力P D(表);由不同工艺操作压力和设备设计压力确定。
当安全阀定压P s=设备设计压力时,当P≤1.8MPa(表)时,P s=P D+0.1=P+0.18+0.1当1.8<P≤4MPa(表)时,P s=P D+0.1=1.1P+0.1当4<P≤8MPa(表)时,P s=P D+0.1=P+0.4+0.1当P>8MPa(表)时,P s=P D+0.1=1.05P+0.1 (1-1)注:P D(表):设备设计压力;P s(表):安全阀定压;P D(表):设备设计压力;P(表):设备最高操作压力;1.1.3 积聚压力Pa(表):安全阀排放介质过程中,允许压力增加超过设备的设计压力的数值,可按表1.1选取表1.1 定压和积聚压极限1.1.4容许过压P h(表):容许压力增加超过定压的数值。
如果定压等于设计压力:P s=P D,则P h=P a+P D-P s如果定压小于设计压力:P s<P D,则P h=P a+P D-P s(1-2)1.1.5最高泄放压力P m(绝):安全阀达到最大泄放能力时的压力。
一般按如下计算:P m=P a+P a(1-3)1.1.6 背压P2(安全阀出口压力)背压是由于排放系统有压力而存在于安全阀出口的压力,它是迭加背压(安全阀开启前泄压总管的压力)和积聚背压(积聚背压是在安全阀开启后,由于介质流动所增加的压力)的总和。
对于普通型(非平衡型)安全阀:P2≤10%P S1.1.7 回座压差:是安全阀的定压与关闭压力的差值,以定压的百分数或压力单位表示。
P D<回座压力<P S1.1.8 安全阀的压力等级关系(即容器设计压力,安全阀容许积聚压、定压、注:1、与ASME锅炉压力容器规程和《压力容器安全技术监察规程,1990》基本一致;2、所示压力条件是安装在容器的安全阀条件;3、操作压力可高于或低于90%;4、回座和压差应参照ASME规程有关章节。
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
内容数值/结论天然气小时流量m 3/h17000天然气密度kg/m 30.72设计压力(MPa)4P w 运行压力(MPa)2.5C p 定压热容kJ/(m3·k)1.55C v 定容热容kJ/(m3·k)1.18P o 安全阀出口侧压力(绝压)MPa0.1K安全阀排放系数0.7M气体摩尔质量 kg/mol16Z气体在操作温度压力下的压缩系数1T气体温度 (k)293.15P d 安全阀排放压力(绝压)MPa3.125P 0/P d0.032k(气体绝热指数)C p /C v 1.3135593220.543289217绝大多数压力容器使用的安全阀,排放气体时,气体流速都处于临界状态。
安全阀的排量即可按临界流量公式计算满足临界条件临界条件下C(气体特性系数)348.2447651A安全阀最小排气截面积(mm 2)904.940708d 0安全阀最小流道直径(mm)(全放散)33.95277177A安全阀最小排气截面积(mm 2)90.4940708d 0安全阀最小流道直径(mm)(超压放散)10.73680917全启式安全阀最小流道直径计算P s 整定压力(MPa)2.75)12)1((+-k k k C ZT MACKP W S d 2106.7-⨯=备注录入数据中间计算结果整定压力满足要求最终结果勿动勿动全启式安全阀K=0.6-0.7P d =1.1*P s +0.1MPak:气体绝热系数(kg/h)k:气体绝热系数计算当 Pw≤1.8MPa 时:P0=Pw+0.18 当1.8MPa<Pw ≤4.0MPa 时:P0=1.1Pw 当 4.0MPa<Pw≤8.0MPa 时:P0=Pw+0.4 当 8.0MPa<Pw≤25.0MPa 时:P0=1.05Pw本公式中d 0计算适用于全启式安全阀站内的所有设备和管道组成件的最大工作压力10%及以上,且不应低于安全阀的定压。
)11()21(520-++=k k k k C 1-k kd o12)(+≤k P P 785.00A d ≥310.4150056 0.09567415914000成件的设计压力,应高于%及以上,且不应低于安全阀的定。
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喉径
容器的安 全泄放量 安全阀定 压(绝压) 安全阀背 压(绝压) 粘度较正 系数 背压较正 系数 液体相对 密度
所以:
A0=G'ρ
r0.5/[6.9KbK
μ(PS-P2)0.5]
A0=
329.3573 cm2
喷嘴面积
d0= 这里:
d0=
204.8932 mm 40.75055 mm
喉径 喉径
安全阀的 计算: 依据《石 油化工装 置 工艺 管道安装 设计手册 》第一篇 设计与计 算 ρ330
以及《石 油化工安 全技术》 附录二 安全阀和 爆破片的 计算 ρ
449 一、容器 的安全泄 放量G' 的计算:
根据实际 情况,安 全阀泄放 量可按第 1(2)种情 况计算 ⒈压缩气 体或水蒸 汽容器的 安全泄放 量 ⑴对于压 缩机贮气
G'= ⑵对于气 体贮槽等 容器的安 全泄放 量,由进 气管直径 和气体流 速决定
已知: ρ=
120 kg/h
容器的安 全泄放量
56 kg/m3
泄放压力 下的气体 密度
d=
10.8 cm
V=
12 m/s
所以:
G'=0.82× ρVd2
G'=
64273.31 kg/h
⒉液化气
体容器的
安全泄放
量
⑴介质为
D0=
L= L'=
取二者中 较大的值
2.6 m 14 m 10 m
容器外径 容器总长 容器内最 高液位
kcal/m.h. 0.1 ℃
常温下绝 热材料的 导热系数
δ=
0.1 m
所以:
r=
G' =2.61(650-t) λA0.82/(δr)
10 kcal/kg
G'=
⑵介质为 非易燃液 化气体的 容器,而 且装设在 无火灾危 险的环境 下工作 时,安全 阀泄放
容器的安 全泄放量
20 ℃ 120.6639 m2
泄放压力 下的饱合 温度
容器的受 热面积
对于半球 形封头的 卧式容器 A=πD0L 对于椭圆 形封头的 卧式容器
A=πD0 〔L+ 0.3D0〕 对立式容 器
A=πD0L ' 对球型容 器
A=1/2π D02或从 地平面起 到7.5m高 度以下 所包括的 外表面积 其中:
Ti=
293 K
M=
72
Z=
0.232
K=Cp/Cv=
C=387{K〔 2/(K+1)〕 (K+1)/(K-1)}
0.5
1.0001
C=
234.7362
所以:
Kb=
1
A0=0.1G' (ZT1/M)0.5/( C.KF.Pm.Kb)
A0=
13.02804 cm2
d0= ⒉介质为 水蒸汽 已知:
G'=
量可根
据其有无 保温层分 别选用不 低于按公 式①或② 计算值的 30%。
8372.874 kg/h
这里:
G'=
2511.862 kg/h
G'=
4104 kg/h
保温层厚 度 在泄放压 力下液化 气体的汽 化潜热
② 容器的安 全泄放量
容器的安 全泄放量 容器的安 全泄放量
二、操作 条件的确 定 ⒈定压PS 的确定: 已知:
所以:
对设置在 大于是 10L/m2.m in喷淋装 置下时
F=0.6
容器的受
A=
82.99648 m2
热面积
对于半球
形封头的
卧式容器
A=πD0L
对于椭圆
形封头的
卧式容器
A=πD0 〔L+ 0.3D0〕 对立式容 器
A=πD0L ' 对球型容 器
A=1/2π
D02或从 地平面起 到7.5m高 度以下 所包括的 外表面积 取二者中 较大的值 其中:
所以: P=
0.1 Mpa
设备最高 操作压力 (表压)
PS=
三、喷嘴 面积A0计 算 根据实际 情况,安 全阀喷嘴 面积可按 第1种情 况计算 ⒈介质为 气体 已知:
G'= KF=
0.38 Mpa
安全阀定 压(绝压) 当P≤ 1.8MPa时
PS=P+0.1 8+0.1= 当 1.8MPa< P<4MPa 时
易燃液化
气体或装
设在有可
能发生火
灾环境下
工作时的
非易燃液
化气体
①对无绝
热材料保
温层的容
器
已知: F=
0.3
容器进口 管的内径 气体在管 内的流速 对一般气 体V=10 ~15 饱合蒸汽 V=20~ 30 过热蒸汽 V=30~ 60
容器的安 全泄放量
系数 容器装在 地面下用 砂土覆盖 时F=0.3 容器装在 地面上时 F=1
40.75055 mm 64273.31 kg/h
Pm=
11 Mpa
带调节圈 的微启式 KF=0.4~ 0.5 不带调节 圈的微启 式 KF=0.25 ~0.35 最高泄放 压力(绝 压) 进口处介 质温度 气体分子 量 气体在Pm 时的压缩 系数 气体绝热 系统
气体特性 系数 背压较正 系数
喷嘴面积
喉径
容器的安 全泄放量 最高泄放 压力(绝 压)
所以:
φ=
1
A0=G' /(450Pmφ)
A0=
12.98451 cm2
d0= ⒊介质为 液体
40.68241 mm
已知: G'=
8372 kg/h
PS= P2= Kμ=
0.38 Mpa 0.038 Mpa
5
Kb=
1
ρr=
0.63
蒸汽过热 度校正系 数
D0=
L= L'=
r=
G' =61000FA0.8 2/r
86 kcal/kg
在泄放压 力下液化 气体的汽 化潜热
①
取二者中 较大的值
2.8 m 8.6 m 2.2 m
容器外径 容器总长 容器内最 高液位
G'= ②对有完 善的绝热 材料保温 层的液化 气7972.262 kg/h
PS=1.1P+ 0.1= 当 4.0MPa< P<8.0MP a时
PS=P+0.4 +0.1= 当 P>8.0MP a时
PS=1.05P +0.1=
8372 kg/h 0.7
容器的安 全泄放量 流量系数
全启式 KF=0.6~ 0.7
0.3 Mpa Mpa Mpa
0.205 Mpa
Pm=
0.38 Mpa
计算结 果:
安全阀定压 PS= 安全阀入口 直径=
0.38 Mpa 100 mm