火灾工况安全泄放量计算

1.气瓶火灾工况安全泄放量计算（依据HG/T 20570.2-95）
无湿润表面的容器在外部火灾情况下，容器将在短时间内由于金属材料的软化而发生破坏。

设置安全阀将不能独立保护这类容器不受损坏，仅能在短时间内（金属软化之前）起作用。

因此要采取其它的办法如外保温、水喷淋或自动/手动泄压系统（安装控制阀。

无湿润表面的容器在外部火灾情况下的泄放量
W=8.764(T w−T)1.25
T1.1506
∙A1∙√MP
式中：
W——安全泄放量，Kg/h；
A1——暴露面积（）为距地面或能形成大面积火焰的平台上方7.5m以下的气瓶外表面；
Tw——金属壁温，对于碳钢为593℃（866K）；
P——介质泄放压力（绝压），MPa；
T——泄放温度，根据理想气体状态方程计算。

2.最小泄放面积计算（依据HG/T 20570.2-95）
a=576.7×′1
√P
F’——泄放阀因子按下式计算，F’的最小值为0.01，如果F’没有足够的数据进行计算，则F’取0.045。

F′=0.2∙(T w−T)1.25
X∙C0∙T0.6505
式中：C0——流量系数，由制造厂提供，如没有制造厂数据时，C0取0.975；
X——气体特性系数，查表16.0.1。

3. 以气瓶WGS-558.8-2250-20型气瓶为例计算（介质为CNG）：
3.1火灾工况安全泄放量计算
D——气瓶外直径，D=558.8mm;
L——气瓶总长度，L=10980mm;
R——封头外半径，R=279.4mm;
L1——瓶口端面至封头切线距离，L1=360mm;
L2——瓶体直段长度，L2=10260mm;
A1——气瓶外表面积，A1=4πR2+πDL2=19.0m2；
M——介质气体分子量，M=16.04；
P——介质泄放压力（绝压），T=33.5MPa;
P n——介质正常操作压力，P n=20.1MPa;
T n——介质气体正常操作温度，Tn=333K（取最高工作温度）;
T——介质泄放温度，T=PT n
P n
=555K;
T w——金属壁温，对于碳钢T w=866K；
W=8.764×(866−555)1.25
5551.1506
×19.0×√16.04×33.5=3507Kg/h 3.2火灾工况最小泄放面积计算
C0——流量系数，C0=0.975；
X——气体特性系数，查表HG/T 20570.2-95中表16.0.1，X=348。

F’——泄放阀因子按下式计算，
F′=0.2×（866−555）1.25
348×0.975×5550.6505
=0.0126
计算最小泄放面积a:
a=576.7×
√33.5
=23.85mm2
3.3 按GB16918-1997计算气瓶安全泄放量
P——爆破片设计爆破压力（绝压），P=33.4+0.1=33.5 MPa；
P0——爆破片泄放侧压力（绝压），P0=0.1MPa；
T——气瓶内泄放介质的绝对温度，取气瓶最高工作温度T=333K；
C——气体特征系数，C=520√K(2
K+1
)k+1k−1=348；
其中：K——气体绝热指数，K=1.31
Z——气体压缩因子，根据GB 16918图B1，查得Z=1.0；
（对比压力Pr=P/PI=7.22，对比温度Tr=T/TI=1.77）
M——气体摩尔质量，M=16.04Kg/Kmol；
气瓶安全泄放量W s计算：
W s=0.176P∙√M∙V=0.176×33.5×√16.04×2250=53130.3Kg/h 爆破片最小排放面积A计算：
P0 P =0.1
33.5
=0.003＜（2
K+1
)K K−1=0.544，符合临界条件。

爆破片最小排放面积A
A=s
7.6×10−2×0.62×C×P√M/ZT
=440.7mm2
通过比较，按GB16918-1997标准和按HG/T20570.2-95标准中的火灾工况下计算结果见下表：。