超压泄放装置计算
压力计算
3、设计压力（design pressure）（1）相关的基本概念（除了特殊注明的，压力均指表压力）✧工作压力P W：在正常的工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。
①由于最大工作压力是容器顶部的压力，所以对于塔类直立容器，直立进行水压试验的压力和卧置时不同；②工作压力是根据工艺条件决定的，容器顶部的压力和底部可能不同，许多塔器顶部的压力并不是其实际最高工作压力（the maximum allowable working pressure）。
③标准中的最大工作压力，最高工作压力和工作压力概念相同。
✧设计压力指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。
①对最大工作压力小于0.1Mpa 的内压容器，设计压力取为0.1Mpa；②当容器上装有超压泄放装置时，应按“超压泄放装置”的计算方法规定。
③对于盛装液化气体的装置，在规定的充满系数范围内，设计压力由工作条件下，可能达到的最高金属温度确定。
（详细内容，参考GB150-1998，附录B（标准的附录），超压泄放装置。
）✧计算压力P C是GB150-1998 新增加的内容，是指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力，当静压力值小于5％的设计压力时，可略去静压力。
①注意与GB150-1989 对设计压力规定的区别；《钢制压力容器》规定设计压力是指在相应设计温度下，用以确定容器壳壁计算厚度的压力，亦是标注在铭牌上的设计压力，取略高或等于最高工作压力。
当容器受静压力值大于5％设计压力时，应取设计压力与液柱静压力之和进行元件的厚度计算。
使许多设计人员误将设计压力和液柱静压力之和作为容器的设计压力。
②一台设备的设计压力只有一个，但受压元件的计算压力在不同部位可能有所变化。
③计算压力在压力容器总图的技术特性中不出现，只在计算书中出现。
4、设计温度（Design temperature）设计温度是指容器在正常工作情况下，在相应的设计压力下，设定的受压元件的金属温度。
CGA S-1.3—2020超压泄放装置应用解析
CGA S-1.3—2020超压泄放装置应用解析
吴全龙;惠虎;史斐菲;后文杰
【期刊名称】《压力容器》
【年(卷),期】2022(39)8
【摘要】以CGA S-1.3—2020为基础,对影响超压泄放装置设置的各种因素进行分析、比对,归纳出超压泄放装置相关压力性能参数的确定原则,对爆破片作为辅助泄放装置时设定压力的规定通过试验数据进行解析。
汇总了标准中给出的安全泄放量计算公式,并通过推导标准中新增的“火灾工况下无隔热容器储存非液化气体泄放量”方程,证明CGA S-1.3—2020中6.3.1.2条Q_(a)(SI单位)的计算公式存在错误,为工程设计及标准编制提供借鉴。
【总页数】9页(P66-74)
【作者】吴全龙;惠虎;史斐菲;后文杰
【作者单位】上海华理安全装备有限公司;华东理工大学机械与动力工程学院【正文语种】中文
【中图分类】TH49;TQ055.8;T-65
【相关文献】
1.超压泄放保护装置在坨—鞍轮油管道系统中的应用
2.过热蒸汽超压泄放远程测试装置的测试实验
3.压缩天然气气瓶超压泄放装置爆破及疲劳特性实验研究
4.压力容器超压泄放教学实验装置设计及应用
5.天然气站场超压泄放装置选用
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换热器管程破裂工况下安全阀泄放量计算
２ ０ １ ５年第 ２期 （ 第３ ２卷 ）
曹颜王． 换 热器管程破 裂工况下安全 阀泄放量计算
。１ １・
其中： Ｐ 为换 热器 低 压 侧 Ｐ Ｒ Ｖ启 跳 压 力 ， Ｐ ＝ １ ． ２ ３ ８ Ｍ Ｐ ａ （ Ａ） ； Ｋ由模 拟 计算 得到 ， 此 例 Ｋ＝１ ． １ ；
Ａ Ｐ Ｉ Ｒ Ｐ ５ ２ １ Ｌ ３ Ｊ 中推 荐 当换 热器 低 压 侧 设 计 压
力低于 ２ ／ ３高 压 侧 设 计 压 力 时 ， 换 热 器 管 程 破 裂 工 况需要 考 虑 。该 推 荐 做 法 已广 泛 被 石 油 、 石 化
热管 上 ， 并 且 高 压 流 体 从 破 裂 的单 根 换 热 管 两 个
《 Ｆ Ｌ Ｏ Ｗ Ｏ Ｆ Ｆ Ｌ Ｕ Ｉ Ｄ Ｓ ｝ ￣ 【 Ｅ ｌ ｌ ４ 中对于 流体 流过 孔 板 的
计算 公 式可 以用 于管 程 破裂 下 流 体 通 过破 裂 处 流
量 的计算 。
破 裂 导致 发生 经济 损失 的可能 。
２ 流 体通 过破 裂 口的 形式
３ 管 程破 裂工 况下 流体 压 力泄 放机理 分 析 换 热器 管 程 破 裂 时 ， 流 体 将 从 高 压 侧 经 破 裂
能进 行详细的计算或 用于换 热器超 压泄放 分析计 算 中。介绍 了一种换 热 器管程破 裂工 况下安 全阀泄放 量的计算方法 ， 解决 了换热 器低压侧安全 阀的设计 问题 。
关键词 ： 换 热器 管程破裂 安 全 阀 泄放 量
１ 管程 破 裂工况 的 判别标 准
如下 假设 ： ① 管 程 破 裂 工 况认 为 只 发 生 在 单 根 换
考虑的， 为 简 化 流 体 通 过 管 程 破 裂 处 的 计 算 做
第五章-超压泄放装置-安全阀(2)
A44Y-16C型全封闭带 板手全启式安全阀
微启式安全阀
微启式安全阀
A21H-16C/25/40 型微启式安全阀
A61Y-P型微启 式安全阀
封闭微启系列安全阀
焊接微启式 安全阀
微启式安全阀
带扳手双联微启 系列安全阀 敞开微启系列 安全阀
高压封闭 微启系列 安全阀
带扳手封闭全启 系列安全阀
其它形式安全阀
安全阀的工作特性
运动过程：
正常工作状态，阀瓣与阀座形成 密封情况。 非正常时（即压力升高），阀瓣 开启，介质泄放。 恢复正常时，阀瓣回座到阀座密 封面上，形成密封。
安全阀的工作特性
1. 正常工作状态的条件
p2 p1 Aq
h=0
2. 前泄阶段
p2 p1 Aq
p2 p1 0
p2 p1
Z=0.8的安全阀，所选用的安全阀的额定泄放
量Ws’= 5680kg/h,问是否适用？（假设气体在
管内的流速为15m/s）。
2
PM WS 0.34 d v ZT
Ws’≧Ws
2 m m A ——安全阀的泄放面积
例：有一只安全阀，其规格型号为A48Y-16C,DY40, 阀座准径D=25mm，额定泄放系数k=0.8,若用压缩 空气做试验，常温下操作。试问该阀的额定泄放 量是多大？
注：根据型号知：该安全阀为法兰连接的弹簧 式4、不封闭、带扳手全启式8，密封面材料为 硬质合金Y，压力为1.6MPa，阀体材料为碳素钢 C，连接法兰的公称直径为DN40，阀座准径 D=25mm。已知：空气的k=1.4（绝热系数） C=356（气体特性系数） M=28.96kg/kmol（气体分子量） z=1.0（气体压缩系数）
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
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。
超压泄放装置基于RBI方法确定校验周期的应用及有关问题探讨
帽1'A .yiiaAl.itV'.-if.iit.ff J l'i f f/l特拜设备安全风险评估超压泄放装置基于R B I方法确定校验周期的应用及有关问题探讨姜海一1比译2谢国山1李志峰1王辉1(1.中国特种设备检测研究院北京100029)(2•北京航空航天大学北京100191)幸商要：本文针对国内石化企业超压泄放装置中的安全阀和爆破片，介绍了基于RBI方法确定其校验周 期的法规要求、应用情况和计算流程，以一台安全阀为例，进行了基于API581 —2019标准定量风险评估的 算例研究，并对R BI国标GB/T26610—20】4《承压设备系统基于风险的检验实施导则》与相对应国外标准AP I 581 —2019《基于风险检验》的差异和不足以及评估过程中遇到的有关问题进行了探讨。
关键词：安全阀爆破片定量R B I校验周期标准比对Implementation and Research of Pressure Relief Devices’ Confirmation ofCalibration Period Based on RBI MethodJiang Haiyi1Bi Yi2Xie Guoshan1Li Zhifeng1Wang Hui1(1. China Specail Equipment Inspection & Research Institute Beijing 100029)(2. Beihang University Beijing 100191)Abstract For safety valves and rupture disks of pressure relief devices of domestic petrochemical factories, satisfied regulation, implementation and calculation process of confirmation of calibration period based on RBI method are introduced. An example of a safety valve's quantitative risk evaluation based on API581-2019 is calculated. The difference between domestic RBI standard (GB/T 26610-2014〈Guideline for implementation of risk-based inspection of pressure equipment system〉）and International RBI standard (API 581-2019〈Risk Based Inspection〉)，the shortage of domestic RBI standard and some problems during calculations are also discussed.Keywords Safety valve Rupture disk Quantitative risk based inspection Calibration period Comparison of standard中图分类号：X933.4 文献标识码：B文章编号：1673-257X(2021 )04-0110-04 DOI ：10.3969/j. issn. 1673-257X .2021.04.023安全阀和爆破片是防止承压设备在运行过程中发 生超压事故的安全泄放装置，是保障设备安全的重要 防线，在石化企业生产过程中广泛应用。
氮气缓冲罐-超压泄放装置计算书
kJ/mh℃
液体动力粘度μ
Pas
保温层厚度δ
mm
泄放压力下液体的汽化潜热q
kJ/kg
泄放条件下的介质密度
41.72
kg/m3
泄放压力下介质的饱和温度t
℃
液化气气体性质
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
球形容器
系数F
安全泄放量Ws
气体贮罐
4252.64
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：
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：
气体特性系数
356.05
气体压缩系数
Z=0.99
泄放装置的泄放压力
pf=3.61
MPa
单个泄放装置泄放面积的计算
安全泄放量Ws(用户输入)
kg/h
泄放装置实际泄放面积Ao
216.1
mm2
泄放装置泄放温度Tf
20
℃
容器外直径Do
mm
泄放装置出口侧压力po
0.1
MPa
容器总长L
mm
气体名称
氮
立式容器最高液位h1
m
气体的绝热指数k
1.40
容器受热面积Ar(用户输入)
m2
气体的摩尔质量M
28.01348
kg/kmol
气体
：
216.09
：
mm2
饱和蒸汽
Pf≤10MPa：
API 520-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。
爆破片装置泄放量计算方法探讨
ｊ— — 管 道 系统 流 体 阻 力 系数 ； （
Ｋ ＿－ 定 泄放 系数 ， 值 为 ０ ６ ； Ｌ 额 其 ．２ Ｍ— — 气 体 分 子 量 ， 即摩 尔 质 量 ，／ ｌ ｇｍｏ；
超压 过程 中爆破 片装 置的泄放 量计 算均 作 出了相 应 的规 定 … ， 给 出 了具 体 的计 算 公 式 。 目前 ， 并 工程 技术人 员在 计 算爆 破 片装 置 泄放 量 时 ， 本 基 上也 是参考 这两 个 标 准来 进 行 的 ， 些公 式 在 行 这 业 内有较 大 的认 同度 。文 献 ［ ， ］ １ ２ 中关 于 泄压 装 置 泄放量 的计算 公式 仅 因单 位不 同而导 致表 达形 式不 一致 ， 计 算 结 果 完 全 吻 合 。但 文 献 ［ ， ］ 其 １３
细 的介 绍 ， 为方便 国内工程 师使 用 ， 将其 转换 成 现
国 际单 位 制并化 简成 国内工程 师所熟 悉 的形式举 例说 明其 计 算 过 程 。根 据 Ａ Ｍ Ｓ ＥⅧ Ｕ １７的 规 Ｇ２ 定 ， 用该 方法 计算 的泄 放 量 其 计算 值 应 乘 一个 使 不大 于 ０ ９的系 数进 行 修 正 。另外 ， ． 现行 的 国 内 标准 在计算 爆破 片装 置泄放 量 时均是 采用爆 破 片 设 计爆 破 压力来 进 行 计 算 的 ， 外很 多 资 料 其 实 国
在计 算爆 破片 装置泄 放量 时均 忽略 了一 个重要 条
Ｋ广 Ｉ
爆 破 片装 置流 体 阻力 系 数 ；
Ｐ— — 爆 破 片 设 计 爆 破 压 力 （ 算 时 ， 用 绝 对 压 计 采
力 ） ＭＰ ； ， ａ
Ｐ—— 爆 破 片 泄 放 压 力 （ 算 时 ， 用 绝 对 压 力 ） 计 采 ，
安全泄放装置的设置要求
编号：SM-ZD-69726 安全泄放装置的设置要求Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly.编制：____________________审核：____________________批准：____________________本文档下载后可任意修改安全泄放装置的设置要求简介：该规程资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。
文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。
在操作过程中出现超压时应按要求配备超压泄放装置，超压泄放装置分为：安全阀、爆破片装置和安全阀与爆破片的组合装置。
1. 最大允许工作压力：指在设计温度下，容器顶部所允许承受的最大表压力。
该压力是根据容器各部分壳体的有效厚度计算所得，且取最小值。
2. 动作压力：指安全阀的开启压力或爆破片的爆破压力。
3. 设计爆破压力：指爆破片在指定温度下的爆破压力。
4. 标定爆破压力：指在爆破片名牌上标志的爆破压力。
5. 最低标定爆破压力：指在爆破片的制造范围为零时的设计爆破压力。
一、一般规定：1．容器装有泄放装置时，一般以容器的设计压力作为容器超压限度的起始压力。
需要时，可用容器的最大允许工作压力作为容器超压限度的起始压力。
采用最大允许工作压力时，应对容器的水压试验、气压试验和气密性试验相应地取1.25倍、1.15倍和1.00倍的最大允许工作压力值，并在图样和铭牌中注明。
2．当容器上安装一个泄放装置时，泄放装置的动作压力应不大于设计压力，且该空间的超压限度应不大于设计压力的10%或20kPa中的较大值。
压力容器超压泄放装置
压力容器超压泄放装置1、容器上的泄放装置，包括安全阀、爆破片安全装置、安全阀与爆破片安全装置的组合装置。
2、动作压力：指安全阀的整定压力或爆破片的设计爆破压力。
3、整定压力：安全阀在运行条件下开始开启的设定压力，是在阀门进口处测量的表压力。
在该压力下，在规定的运行条件下由介质压力产生的使阀门开启的力同使阀瓣保持在阀座上的力相互平衡。
4、设计爆破压力：根据容器的工作条件和相应的安全技术规范设定的，在设计爆破温度下爆破片的爆破压力值。
5、标定爆破压力：标注在爆破片铭牌上的，在规定的设计(或许可试验)爆破温度下，同一批次爆破片抽样爆破试验时，实测爆破压力的算术平均值。
6、容器装有泄放装置时，一般以容器的设计压力作为超压限度的起始压力。
设计图样及铭牌上标注有最高允许工作压力时，可用容器最高允许工作压力代替设计压力。
7、当容器上装有泄放装置时，泄放装置的动作压力与容器的超压限度应满足如下规定。
（1）当容器上仅安装一个泄放装置时，泄放装置的动作压力应不大于设计压力，容器的超压限度应不大于设计压力的10%或20kPa中的较大值。
（2）当容器上安装多个泄放装置时，其中一个泄放装置的动作压力应不大于设计压力，其他泄放装置的动作压力可提高至设计压力的1.05倍;容的超压限度应不大于设计压力的16%或30kPa中的较大值。
（3）当考虑容器在遇到火灾或接近不能预料的外来热源而可能酿成危险时，容器的超压限度应不大于设计压力的21%；如（1）或（2）中泄放装置不能满足这一超压限度要求时，应安装辅助的泄放装置，辅助泄放装置动作压力不大于设计压力的1.1倍。
8、有以下情况之一者，可看成是一个容器，只需在危险的空间(容器或管道上)设置一个泄放装置，但在计算泄放装置的泄放量时，应把容器间的连接管道包括在内（1）与压力源相连接、本身不产生压力的容器，且该容器的设计压力达到压力源的压力；（2）多个压力容器的设计压力相同或稍有差异，容器之间采用口径足够大的管道连接，且中间无阀门隔断或虽采用截断阀但有足够措施确保在容器正常工作期间截断阀处于全开的位置并铅封（如热高分与冷高分）。
压力容器的超压泄放装置
23
第一节 超压泄放装置与安全泄放量
三、压力容器安全泄放量 表1 常用绝热材料
2020/3/6
24
第一节 超压泄放装置与安全泄放量
三、压力容器安全泄放量
3、器内化学反应使气体体积增大的压力容器 安全泄放量
由于器内介质的化学反应,使气体体积增 大和压力升高的压力容器,其安全泄放量应根 据容器内化学反应可能生成的最大气量,以及 反应时所需的时间来决定。
20203636安全阀型号的计算表1连接形式代号22连接形式内螺纹外螺纹法兰焊接代号1122446620203637安全阀型号的计算表2结构型式代号33代号01全启式243785带控制机构69弹簧式封闭全启式安全结构形式全启式带散热片微启式脉冲式不封闭带扳手全启式双联弹簧微启式微启式全启式微启式20203638安全阀型号的计算表3密封面或衬里材料代号44代号代号thxdnyfjbc阀座密封面或衬里材料阀座密封面或衬里材料铜合金橡胶尼龙塑料氟塑料锡基轴承合金巴氏合金合金钢渗氮钢硬质合金衬胶搪瓷注
系统的容器，因减压阀失灵而形成超压。 换热中的管子渗漏使高压侧介质流入低压壳层等
情况，导致超压。
2020/3/6
4
第一节 超压泄放装置与安全泄放量
可能产生超压的情况： （3）容器装料过量，如球形贮罐物料安全线为
85﹪，其余为气压区。 （4）反应器中产物体积有增加的化学反应剧烈，
失控→超压。
为保证压力容器的安全操作，防止超压事故的发 生，在压力容器上装设超压泄放装置。超压泄放 装置是一种为保证压力容器安全操作，防止产生 过量超压的安全附件。
2、液化气体储存压力容器的安全泄放量
用以贮存或处理液化气体的压力容器，当环境温 度升高时，器内的液化气体受热蒸发，体积迅速增大 ，从而造成压力容器超压，危及容器的安全。
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
压力容器超压泄放装置的辅助计算
｝一 ０ ２ 时 ｌ ３
Ｉ ｌ ｌ
程序运行 后的主界 面如 图 １ 所
示 。按 ＧＢ１ ０的要求 将所 需参 数 ５ 输 入齐全 即可点击 “ 始计算 ” 开 按 钮 进 行 计 算 。 如果 要 保 存 运 算 参 数 ，选 择 “ 数据 存 盘 ” 按 钮进
＼Ｓ ｕ Ｐ Ｐ Ｏ ｒｔ 目 录 中 。 启 动
Ａ Ｕｔ ，在 命 令 行 中输 入 Ｏ Ａ Ｄ Ｃ
ｏ。 ０
． 石油和化工 设备
Ｉ ３ ９
（ ｏｄ”ａｅ ａ ｅ ｌ”， Ｌ ａ ｓｆｖｌ ． ｘ ） ｖｖ 或者 在 “ 工
具”菜 单 中的 “ 加载应用程 序”栏 中进 行 加 载 操 作 。成 功 后在 命 令
容器工 作群 境
蕾图Ｂ ） ［二二］ 压缩系 数Ｚ６ １ ：
厂———］ 绝热指数
匪 二］ 匠［二］
行 保 存 。若 选择 “ 据 打 印 ”按 数
钮 可 将 存 盘 数据 打 印输 出 。 ２ ２程序 运算 示例 ．
Ｃｐ￣ 靠ｔａ ｏｙ ｉ ｅ
“ 据存盘 ”按 钮 ，然后点 击 “ 数 数 现 ， 利 用 程 序 确 实 减 少 Ｊ计 算 ， 工 作 量 ，提 高 了工 作 效 率 。对 还 没 有 使 用 ｓ — ９ ． Ｗ６ １ ８ Ｖ４ ０的用 ９ 户 ，使 用 该 程 序 也 是 一 个 替 代 手 工 计 算 的 解 决 之 道 。 不 足 之 实 践 证 明 ，程 序 满 足 《 制 钢
１ 程 序 介 绍
１ １程 序 的 适 用 范 围 。
＝
０ ６ 。程 序 运 行 界 面 中 涉 及 的 ．２
符 号 及 含 义 均 与 ＧＢ１ —１ ８ ５ ０ ９ ９ 附 录 Ｂ保 持 一 致 。
安全泄放装置的设置
安全泄压装置的设置如果操作过程中超压，应根据需要配备超压释放装置，超压泄放装置分为：安全阀、爆破片装置和安全阀与爆破片的组合装置。
1. 最大允许工作压力：指在设计温度下，容器顶部所允许承受的最大表压力。
压力根据容器各部分壳体的有效厚度计算，且取最小值。
2. 动作压力：指安全阀的开启压力或爆破片的爆破压力。
3. 设计爆破压力：规定温度下爆炸碎片的爆破压力。
4. 标定爆破压力：指爆破片铭牌上标注的爆破压力。
5. 最低标定爆破压力：指爆破片制造范围为零时的设计爆破压力。
一、一般规定：1．容器装有泄放装置时，一般以容器的设计压力作为容器超压限度的起始压力。
需要时，容器的最大允许工作压力可用作容器超压极限的起始压力。
采用最大允许工作压力时，应对容器的水压试验、气压试验和气密性试验相应地取1.25倍、1.15倍和1.00倍的最大允许工作压力值，并在图样和铭牌中注明。
2．当容器上安装一个泄放装置时，泄放装置的动作压力应不大于设计压力，空间的超压极限不得大于设计压力10%或20kPa中的较大值。
3．当容器上安装多个泄放装置时，一个泄压装置的工作压力不得大于设计压力，其他泄放装置的动作压力可提高，但不得超压设计的4%。
该空间的超压限度应不大于设计压力的12%或30kPa中的较大值。
4．当容器可能遇到火灾或靠近意外的外部热源时，这可能会导致危险，应安装辅助的泄放装置，应使容器内超压限度不超过设计压力的16%。
5．有以下情况之一者，可看成是一个容器，只需在危险的空间（容器或管道上）设置一个泄放装置。
但在计算泄放装置的泄放量时，应包括容器之间的连接管。
a) 与压力源相连接的、本身不产生压力的压力容器，当容器的设计压力达到压力源的设计压力时。
b) 所有压力容器的设计压力相同或略有不同，容器间采用足够大的管道连接，且中间无阀门隔断时。
6．同一台压力容器，由于有几种工况而具有两个以上设计压力时，容器泄压装置的工作压力应适用于各种工作条件下的设计压力。
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
第五章-压力容器的超压泄放装置(1)概述
第五章 压力容器的安全泄压装置
(1)半球形封头的卧式容器 A r=πDo L （ m2） (2)椭圆形封头的卧式容器 A r= πDo (L+0.3Do) （m2） (3)立式容器 A r=πDo L’ （m2 ） (4)球形容器 Ar=πD02 /2 （m2） 或从地面起到7.5m高度以下所包括的外表面积,取两者 中较大的值。 式中 Do－容器外径, m; L－容器总长, m; L ’－容器内最高液位, m。
第五章 压力容器的安全泄压装置
可能产生超压的情况：
（1）自身不产生压力的容器
① 输入气量 >输出气量，压力上升→超压； ② 管道被异物堵塞（包括腐蚀产物），压力上升； ③ 阀门操作失误（出口阀关闭），压力上升。 （2）较高压力系统的介质经减压阀进入较低压力系统
的容器，因减压阀失灵而形成超压。
换热中的管子渗漏使高压侧介质流入低压壳层等
第五章 压力容器的安全泄压装置
第五章 压力容器的安全泄压装置
第五章 压力容器的安全泄压装置
第五章 压力容器的安全泄压装置
1、液化气体容器的安全泄放量 用以贮存或处理液化气体的压力容器，当环境温 度升高时，器内的液化气体受热蒸发，体积迅速增大 ，从而造成压力容器超压，危及容器的安全。 因此，应该按它在可能遇到的最不利的情况下的 蒸发量来确定安全泄放量。 对于介质为易燃液化气体，或装设在有可能发生 火灾环境下工作的非易燃液化气体的压力容器，其安 全泄放量要按容器周围发生火灾时的蒸发量来考虑。
第五章 压力容器的安全泄压装置 第一节 安全泄压装臵与安全泄放量
一、超压泄放装臵
1、超压泄放装臵的作用
压力容器通常在正常的工作压力下是可以安
全运行的。但由于某些物化过程或化学反应过程
安全泄放装置的设置_选型与计算_龚珑
（12） 井下排水或天然气管道选用先导式安全 阀。 3.1.4 安全阀选用的一些注意事项[4]
（1）背压 ①通用式安全阀在非火灾工况使用时，总背压 的值不可超过定压的 10％；在火灾工况使用时，总背 压的值不可超过定压的 20％。 ②波纹管平衡式安全阀在火灾及非火灾工况 下总的背压（静背压＋动背压）不高于定压值的 50％。 （2）选材 安全阀的阀体 、弹簧罩的材料应同安全阀入口 的配管材料一致 。对某些特殊系统，如排出的液体 经安全阀阀孔的节流降压后会汽化，导致温度降低 的自制冷系统，应考虑选用能满足低温要求的材料。 安全阀的阀瓣和喷嘴应使用耐腐蚀的 Cr－Ni 或 Ni－ Cr 钢，不允 许 使 用 碳 钢 。碳 钢 阀 体 的 安 全 阀 ，其 阀
A1=3.14Dh；锥面型密封面，A1=3.14dhsin￠ 式中 A1— ——安全阀最小排放面积，mm2 h — ——安全阀开启高度，mm
安全阀与爆破片串联装置属于此种情况，即安
d — ——安全阀阀座喉部直径，mm
全阀的开启压力和爆破片爆破压力均大于设备工
D — ——安全阀阀座口径，mm
作压力，小于等于设备设计压力。
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文章编号：1006- 4184(2009)09- 0028- 05
化工设计
ZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRY
Vol．40 No．9（2009）
安全泄放装置的设置、选型与计算
龚 珑 周文军 （浙江工程设计有限公司, 浙江 杭州 310014）
摘 要：简述了安全泄放装置的种类，介绍了安全泄放装置选用的适用工况、步骤及一般规则，并 通过计算泄放面积或口径来确定选型 。同时也介绍了安全泄放装置的设置方式及设置方式选用的一 般原则。
液化气体安全阀计算
超压泄放装置计算
一.球罐泄放量的计算：
W S = q FA r 82.051055.2⨯ kg/h
q----在泄放压力下液化气体的气化潜热，kJ/kg q= 322.42 kJ/kg
F----系数， F=1.0
A r ----容器受热面积，m 2 A r =241m 2
则W S = 42
.3222410.11055.282
.05⨯⨯⨯=71019 kg/h 二.安全阀泄放能力的计算：
P 0/P f =0.1/2.18=0.0459＜()112-⎪⎭⎫ ⎝⎛+k k k =()127.127.1127.12-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=0.55121
A=13.16M ZT CKp W f f S ∙=13.16×01
.442339.018.268.034471019⨯⨯⨯⨯=4000.65 式中：A-----安全阀最小排气截面积mm 2
d-----安全阀喉径， mm
P 0-----安全阀的出口侧压力（绝压），MPa P 0= 0.1Mpa 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
Pf=2.16＋0.02=2.18 MPa
K-----泄放装置的泄放系数， K=0.68 k -----气体绝热指数 k =1.27 C-----气体特性系数 C =344
M-----气体摩尔质量，kg/kmol M=44.01 kg/kmol T f -----泄放装置的泄放温度，K T=233 K Z-----气体的压缩系数， Z =0.9 d=πA
4=71.4 mm ，所以选用DN65的安全阀，喉径d 0=40，满足要求。
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超压泄放装置计算例题
新《容规》中3.4设计文件一节，对压力容器安全泄放提出了更明确的计算要求。
但现状是因超压泄放装置计算条件的多样性，设备人员对工艺参数选择的生疏，所以每次计算都象是一次重新入门。
本文结合多年来的设计实践，编制了相应的软件与实例，力求能帮助容器及管道专业设计人员熟悉计算过程，提高设计质量和效率。
对手工或权威电算也有提示、校对和协助作用。
例1：一空气储罐最高工作压力为0.8MPa，工作温度为30℃，进口管为φ57x3.5，确定安全阀尺寸。
解：根据题意：介质：空气—查得参数：k=1.4，C=356，M=28.96，Z=1
选用全启式安全阀，排放系数K取0.7（在0.6~0.7范围可选）
工作压力Pw=0.8MPa，设计压力取 P=1.1Pw=0.88 MPa
出口侧压力p0（绝压）：0.103MPa（近似为0.1 MPa）
pd-安全阀泄放压力（绝压）：
Pd=1.1Pw+0.1+0.1P=1.068 MPa (GB150附录B4.2.1)
泄放温度取30℃,（本例取与工作温度相同）
此温度下的密度ρ= 121.87 * M * Pd / Tk=12.44kg/m3
进口管为φ57x3.5(d=50mm) ，进气流速选：15 m/s.
1）计算安全泄放量：(按压缩气或蒸气公式(B1)计算)
Ws=2.83x10-3ρνd2 =0.00283x12.44x15x502=1320.2 kg/h （B1）
2）计算安全泄放面积：
确定气体的状态条件
P0/Pd=0.103/1.068=0.0936
（2/（k+1））k/(k-1)= （2/（1.4+1））1.4/(1.4-1)=0.53
∵P0/Pd<（2/（k+1））k/(k-1)是属于临界状态条件，∴安全泄放面积A按（B5）计算
A≥Ws/（0.076CKPd（M/Z/T）0.5）（B5）
=1320.2/（0.076 x356 x0.7 x1.068x（28.96/1/303）0.5）=211.12mm2
3）选用安全阀规格及整定压力：
选用带板手全启式安全阀的喉径应：
d0≥（A/0.785）1/2=（211.12/0.785）1/2=16.4mm
查安全阀样本接近并大于16.4mm的喉径为20mm，入口的公称管径为DN32
∴选用公称直径DN32的全启式带板手安全阀。
安全阀的整定压力介于工作和设计压力之间，P=1.05Pw=0.84 MPa
软件解：见图（1）
例2．有一工作压力为0.8MPa的饱和蒸汽储罐，进口管为φ57x3.5，进口气速为25 m/s，确定安全阀尺寸。
解：根据题意：介质：饱和蒸汽
选用全启式安全阀，排放系数K取0.7
工作压力Pw=0.8MPa，设计压力取 P=1.1Pw=0.88 MPa
出口侧压力p0（绝压）：0.103MPa（近似为0.1 MPa）
pd-安全阀泄放压力（绝压）：Pd=1.1Pw+0.1+0.1P=1.068 MPa
查表1.068 MPa压力下的温度为181.8℃；此温度下的密度ρ=5.362 kg/m3
进口管为φ57x3.5(d=50mm) ，进气流速选：25 m/s.
1）计算安全泄放量：(按压缩气或蒸气公式(B1)计算)
Ws=2.83x10-3ρνd2
=0.00283 x5.362x25x502=948.4Kg
2）计算安全泄放面积：
当Pd≤10Mpa时，安全泄放面积A按（B7）计算
A≥Ws/ (5.25 K Pd)=948.4/(5.25x0.7x1.068)=241.6mm2
3）选用安全阀规格及整定压力：
选用带板手全启式安全阀的喉径应：
do≥ (A/0.785)0.5=(241.6/0.785)0.5=17.54mm
查安全阀样本接近并大于17.54mm的喉径为20mm，入口的公称管径为DN32
∴选用公称直径DN32的全启式带板手安全阀。
安全阀的整定压力介于工作和设计压力之间，P=1.05Pw=0.84 MPa
软件解：见图（2）
例3：一立式液氮贮罐，工作压力0.8MPa，泄放压力下饱和温度为-159℃，泄放压力下气化潜热为117.31KJ/kg，贮罐内胆外径Di=1916mm，贮液高度H=3692mm，保温厚度为242mm，材料导热系数为0.1062KJ/mh℃，采用非调微启平面密封安全阀，排放系数选0.25，确定安全阀尺寸
解：根据题意：介质：液氮—查得参数：k=1.4，C=356，M=28.02，Z=1
选用非调微启平面密封安全阀，排放系数K取0.25
工作压力Pw=0.8MPa，设计压力取 P=1.1Pw=0.88 MPa
出口侧压力p0（绝压）：0.1 MPa
pd-安全阀泄放压力（绝压）：Pd=1.1Pw+0.1+0.1P=1.068 MPa
泄放温度为t=-159℃，
此温度下的气化潜热q=117.31KJ/kg
贮罐内胆外径Do=1916mm，
贮液高度h1=3692mm，
保温厚度为242mm，
材料导热系数λ为0.1062KJ/mh℃
1）计算安全泄放量：
采用有可靠保温设备公式（B4）计算：
立式容器受热面积：Ar=3.14 Do h1=3.14 x 1916 x3692 /106=22.21 m2
Ws=2.61(650-t)λAr0.82/ (δq)（B4）
= 2.61 x(650+159) x0.1062 x22.210.82 / (0.242 x117.31) =100.40 kg/h 2）计算安全泄放面积：
确定气体的状态条件：Po/Pd=0.103/1.068=0.0936
（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，
安全泄放面积A应按式（B5）计算
A≥Ws/ (7.6 x10-3 C K Pd (M/Z/T)0.5) （B5）
=100.4/（0.076 x356 x0.25 x1.068 x（28.02 / 1 /114）0.5）=28.04mm2
满足上述面积微启式安全阀的喉径应：
d0≥(20A /π)1/2=(20 x28.04/3.14)1/2=13.36mm
∵d0 <32 所以按下式再算
d0≥(40A /π)1/2=(40 x28.04/3.14)1/2=18.9mm
查安全阀样本接近并大于18.9mm的喉径为20mm，入口的公称管径为DN32
∴选用公称直径DN32的微启平面密封安全阀。
安全阀的整定压力介于工作和设计压力之间，Ps=1.05Pw=0.84 MPa
软件解：见图（3）
例4：一制冷装置中，高压侧有两连通贮氨器共用一个安全阀，一台外径为816mm，总长为2466mm，另一台外径为1020mm ，总长为3070mm，确定安全阀的口径。
解：根据题意：介质：氨—查得R717常数C1=8 x10-3 (x10-3以改原公式中长度单位以mm计)
贮罐1外径Do1=820mm，总长L1=3140
贮罐2外径Do2=1024mm，总长L2=4014，
1）计算安全阀口径：
d=C1x (Do1x L1+ Do2x L2) 0.5
=8 x10-3 x (820 x3140+1024 x4014) 0.5= 20.685
2）选用安全阀口径：
dN=25
**安全阀与爆破片管口相同。
软件解：见图（4）。