[海川hcbbs]安全阀计算示例
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
安全阀计算
安全阀计算
计算数据名称代号计算公式
进口管内径d已知
气体进口流速v设定
气体密度p查表
压力容器安全泄放量Ws Ws=2.83*POWER(10,-3)
*p*v*POWRE(d,2)
安全阀出口侧压力(绝压)Po已知
安全阀整定压力Ps已知
安全阀排放压力（绝压）Pd Ps=1.1*Po+0.1
气体绝热系数k查表
气体特征系数C查表
气体摩尔质量M查表
气体温度T已知（T=t+273)
气体在操作温度压力下压缩系数Z查图
气体临界条件判定Po/Pd
[2/(k+1)]k/(k-1)
Po/Pd<=[2/(k+1)]k/(k-1)
采用全启式安全阀
排放系数K选定
安全阀最小排气截面积A A=Ws/[7.6*POWER(10,-2)
*C*K*Pd*SQRT(M/Z/T)]安全阀最小流通直径d1d1=SQRT(4*A/∏)
选用安全阀喉径do选定
安全阀阀座口径（公称直径）DN选定
安全阀数量选定
安全阀型号选定
安全阀工作压力级选定
计算结果单位
100mm100 12m/s12 8.57kg/m38.57 2910.372kg/h
1.7MPa
2.4MPa
2.74MPa
1.324
356
18.02kg/mol
477k
1
0.620437956
0.541427599
0.65
310.7440273mm2
19.89603639mm
32mm
50mm
1
A41H-16C
>1.0~1.3MPa。
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；。
安全阀计算公式
安全阀计算公式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320C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、60C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1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。
[海川hcbbs]安全阀计算示例1
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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 1 m）安全阀公称压力 PN 与弹簧工作压力关系表 表11PN 1.6 0.06～0.1>0.5～0.6 2.5 >1.3～1.6 6.4 ->1.3～1.6>4.0～6.410>4～5弹簧工作压力等级>0.12 >0.6～0.8 >1.6～2.0 >1.6～2.0>5～6.4>0.16～0.25 >0.25～0.4 >0.8～1.0 >1.0～1.3 >2.0～2.5 >2.0～2.5 >2.5～3.2>6.4～8>8～10>0.4～0.5 >1.3～1.6 只能用于大 于 1.3MP >3.2～4.0 只能用于大 于 1.3MPa 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-计算教程
安全阀计算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。
安全阀口径计算表格
2200 0.6 580.56
A
安全阀最小泄放面积，mm2
613.15
4、液体泄放面积计算
Ws
容器的安全泄放量，kg/h
K
泄放装置的泄放系数
ρ
泄放条件下的介质密度，kg/m3
ζ
液体动力黏度校正系数
△p
泄放时内、外侧的压力差，Mpa
A
安全阀最小泄放面积，mm2
43.15 0.7
0.0899 1
16.75 9.85
A
安全阀最小泄放面积，mm2
适用
40 0.65
1 50 28.02 6.44
不适用
pf≤10MPa 10MPa＜pf≤22MPa
A
安全阀最小泄放面积，mm2
13.79
3、饱和蒸汽泄放面积计算
饱和蒸汽中蒸汽含量应不小于98%，过热度不大于11℃。
Ws
容器的安全泄放量，kg/h
K
泄放装置的泄放系数
A
安全阀最小泄放面积，mm2
Ws
容器的安全泄放量，kg/h
1.65053 20
150 2101.95
c、换热设备等产生蒸汽时，安全泄放量
H
输入热量，kJ/h
q
泄放压力下液体的汽化潜热，kJ/kg
Ws
容器的安全泄放量，kg/h
10000 2200 4.55
无绝热保温层 有绝热保温层
d、盛装液化气体的容器安全释放量
F
系数
Ar
容器受热面积，m2
q
泄放压力下液体的汽化潜热，kJ/kg
Ws
无保温容器的安全泄放量，kg/h
t
泄放压力下介质的饱和温度，℃
δ
容器保温层厚度，m
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
安全阀计算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，另一方面那么为吸入外部介质以防止容器刚度失效。
凡符合«容规»适用范畴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〕依照运算确定安全阀.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〕依照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〕关于开启压力大于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〕关于易燃、毒性为极度或高度危害介质必须采纳封闭式安全阀,如需采纳带有提升机构的,那么应采纳封闭式带板手安全阀;e〕当安全阀有可能承担背压是变动的且变动量超过10%开启压力时,应选用带波浪管的安全阀; f〕对空气、60℃以上热水或蒸汽等非危害介质,那么应采纳带板手安全阀g〕液化槽(罐)车,应采纳内置式安全阀.h〕依照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〕关于泄放量大的工况,应选用全启式;关于工作压力稳固, 泄放量小的工况,宜选用微启式;关于高压、泄放量大的工况, 宜选用非直截了当起动式,如脉冲式安全阀.关于容器长度超过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,可采纳静重式〔高压锅〕或杠杆重锤式安全阀.移动式设备应采纳弹簧式安全阀.k〕关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〕依照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
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。
安全阀反推力计算
安全阀的计算实例《压力管道应力分析》P.100开式系统：如图示的安全阀排式系统，排放介质为过热蒸汽，质量流量为52.79kg/s，安全阀入口滞止气体焓值h0=3.506×106J/kg，安全阀全开到全闭时间为0~0.4s，安全阀的系统质量M为363kg，设计温度下材料的弹性模量E为1.586×105Mpa，安全阀入口管截面积的惯性矩为1.678×108mm4，排气弯头尺寸为D219×6，放空管尺寸为D325×9，安全阀的其余尺寸见图，计算：⑴排气弯头出口的介质压力和速度；⑵放空管两端的介质压力和速度；⑶排气弯头出口处的反作用力；⑷是否会出现反喷；⑸放空管固定支架受到作用力？解答：⑴排气弯头出口处①的压力P1和速度V1计算如下：对于过热蒸汽查7.3.1表：a=1.929×106J/kg，b=4.33，排气弯头的流通截面积为：A1=Π×（219-2×8）2/4=3.236×104 mm2根据公式（7.3.1），排气弯头出口点的压力P1为：P1=[1.412W(b-1)/A1b]×【（h0-a）/(2b-1)】0.5=[1.412×52.9×(4.33-1)/ 3.236×104×4.33]×【（3.506×106-1.929×106）/(2×4.33-1)】0.5 =0.8038Mpa（绝压）根据公式（7.3.2），排气弯头出口点①的速度V1为：V1=1.417×【（h0-a）/(2b-1)】0.5=1.417×（3.506×106-1.929×106）/(2×4.33-1)】0.5=642.9m/s⑵放空管两端压力P1和速度V1计算如下：放空管的流通截面积为：A3=Π×（325-2×9）2/4=7.402×104 mm2根据公式7.3.3，放空管末端③的压力P3为：P3= P1×（A1/ A3）=0.8038×（3.236×104/7.402×104）=0.351 Mpa（绝压）根据公式7.3.4，放空管末端③的速度V3为：V3= V1=642.9m/s由图7.3.6可知，放空管的长度为L=6100mm，管道内径为Di=325-2×9=307mm，对于蒸汽Darcy-Weisbach摩擦系数f取0.013。
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 1 m） 安全阀公称压力 PN 与弹簧工作压力关系表 表11PN 1.6 0.06～0.1 >0.5～0.6 2.5 6.4 >1.3～1.6 ->1.3～1.6 >4.0～6.4 10 >4～5 >5～6.4 >0.12 >0.6～0.8 >1.6～2.0 >1.6～2.0弹簧工作压力等级 >0.16～0.25 >0.8～1.0 >2.0～2.5 >2.0～2.5 >2.5～3.2 >0.25～0.4 >1.0～1.3 >0.4～0.5 >1.3～1.6 只能用于大 于 1.3MP >3.2～4.0 只能用于大 于 1.3MPa >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。
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-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φ 57X3.5,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≥Ws 7.6 10 CKPd2M ZTmm（B5）式中: C 气体特性系数,查表 B1 或 C=520√k（2/(k+1)(k+1)/(k-1)）2K —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=2.83×10-3ρ υ 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/(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 ㎏/m3 υ —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 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 ＜0.6 0.05~0.6 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 ＜1.0 流速范围 m/s 10~15 10~20 10~15 8~10 3.0~6.0 10~20 5.0~10.0 7.0~8.0 30~40 20~30 15~20 20~40 40~60 液氨 氮气 乙炔气 氢气 自来水 易燃气体 （主管） （支管） 5~10 氨气 流体名称/输送压力 MPa 饱和水蒸汽（主管） （支管） 煤气（初压）2KPa （初压）6KPa ≤0.6 1.0~2.0 流速范围 m/s 40~60 35~40 0.75~3.0 3~12 10~20 3.0~8.0 0.3~1.0 2.0~5.0 2.0~8.0 ≤8.0 1.5~3.5 1.0~1.5 ≤1.03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=1320 .2 7.6 10 2 365 0.7 1.071 28.95 1 303=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 安全阀公称压力\公称直径 启 PN (MPa)10.0 式 PN (MPa)16、32 微 PN (MPa)1.6、2.5、4.0、6.4 do 启 PN (MPa)16、32 式 PN (MPa)16、32 do 8 DN 15、20、25、32、40、50、80、100 20、25、32、50、65 20、25、32、40、50 12、20 12、16、20、25、32、40、65、80 12 14/16 全 PN (MPa)1.0、2.5、4.0、6.4 do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 0.528。
（此值由空气作试验介质求得 Po/pd=0.528）属于临界状态。
Pd——安全阀的泄放压力（绝压） Pd=1.1×P＋0.1MPa=1.1×1.1Pw＋0.1=1.21×0.8＋0.1=1.068MPa 查得ρ =5.388Kg/m3. K=455°(t=182℃) ∴WS=2.83×10-3ρ ν d2=2.83×10-3×5.388×25×502=953Kg4最小排放面积 A A=Ws 7.6 102 CKPd M ZT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=PM 10.68 0.1856 104 18 = =0.93 RT 848 455式中：R——848Kg·m/Kmol·K T——蒸汽绝对温度 K ν ——蒸汽比容 M——分子量。
∴A=953 7.6 102 331 0.7 1.068 18 0.93 455蒸汽 k=1.135=245.7mm2 do= 4A=245.7 =17.7 ㎜ 0.785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 氢 H2 氧 O2 空气 氧化氮 NO 二氧化碳 CO2 水蒸汽 H2O 氨 NH3 分子量 临界温度 t℃ 临界压力 Patm(绝压) K=Cp/Cv 2.02 32 29 30 44 18.2 17.03 -239.9 -118.8 -140.8 -94 31.1 374.1 132.4 12.8 49.71 37.25 67.2 72.9 225.4 111.5 1.407 1.4 1.4 1.4 1.30 1.3(过热)1.135 1.295硫化氢 H2S 氯 Cl2 丙烷 C3H8 丁烷 C4H10 苯 C6H6 乙炔 H2C2 异丁烷34.09 70.91 44.09 58.12 78.11 26.04 58.12100.4 144.0 96.84 152.01 287.6 36.3 58.1288.9 39.6 76.1 42.01 37.47 48.7 61.6 36.001.3 1.14 1.36 1.133 1.094 1.18 1.238 1.079氟-12 CF2Cl2 120.09 111.7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 Ws 953 A= = =242.8mm2 5.23 KPd 5.25 0.7 1.068 do= 4A=245.8 =17.6 ㎜ 0.785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。