第五章-压力容器的超压泄放装置(1)

第五章 压力容器的安全泄压装置
2、安全泄放装臵的性能要求： （1）当容器在正常操作压力下运行时，它不影响容器 的工作； （2）一旦容器内的压力超过规定时，它能自动开启， 把容器内部分介质或气体迅速喷出，使容器内的 压力保持在容许的范围，达到保护容器的目的。 （3）具备自动报警的作用。
3、安全泄放装臵的设臵原则
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(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。
由于压力容器产生超压的原因不同，因此，计 算安全泄放量的方法也有所不同。
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1、贮存压缩气体或蒸汽时容器的安全泄放量 （1） 压缩气体或蒸汽容器（仅一个压力源） 石油化工厂有很多贮存或处理压缩气体、蒸汽等的 压力容器，由于其压力源的压力比较稳定，不受外界干 扰，因此，该容器的安全泄放量就是该压力源的最大生 产能力。对于压缩机取1小时（单位时间）的排气量， 锅炉取1小时的蒸汽量为安全泄放量。 （2） 压缩气体（蒸汽）贮罐（多个源控制） 这类容器如集气罐、蒸汽包等。它们可能同时受几 个压力源控制或同时分散到几个使用区域去，这类容器 的安全泄放量按该容器的最大管径，用下式计算：
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当容器无绝热材料保温层时,其安全泄放量为
Ws=2.55 x105 FAr0.82/q
式中 Ws－容器的安全泄放量，kg/h;
kg/h
q－在泄放压力下液化气体的汽化潜热，kJ/kg; F－系数, 容器装设在地面下用砂土覆盖时，取F=0.3;
容器在地面上时，取F=1;
容器设臵在大于10 L/m2min 喷淋装臵下时，取F=0.6; Ar－容器的受热面积，m2。 压力容器的受热面积Ar,按下列公式计算
2、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。
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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
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当容器具有完善的绝热材料保温时，安全泄放 量按下式计算
Ws=2.61(650-t)λAr0.82/qδ
式中 Ws－容器的安全泄放量，kg/h; t－在泄放压力下的饱和温度，℃; λ－常温下绝热材料的导热系数，kJ/mh℃,从 表中查取。
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情况，导致超压。
第五章 压力容器的安全泄压装置 （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臵。超压 泄放装臵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。
Ar－容器的受热面积,m2;
δ－保温层厚度,m;
q－在泄放压力下液化气体的汽化潜热， kJ/kg。 对于介质为非易燃液化气体的容器, 而且装设在无火灾危险环境下工作时,安 全泄放量可根据有无保温层分别选用不 低于上述两公式计算值的30% 。
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表1 常用绝热材料
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二、压力容器的安全泄放量
压力容器在需要作超压泄放时，若单位时间内 泄放的量小于介质聚集的量，则该容器内的压力仍 将继续上升，险情并未解除，仍有破裂的危险。 只有当容器在单位时间内泄放的量等于介质聚 集量，则容器内的压力不再升高，该泄放量便是容 器的安全泄放量。亦即为保证容器安全，在单位时 间内至少必须泄放的量。
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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。
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5、超压泄放装臵的类型
（1）安全阀
安全阀是通过阀瓣的开启而泄放出流体介质， 以降低容器内压力的一种特殊阀门。 （2）爆破片装臵 爆破片装臵是通过装臵中的爆破片破裂而泄放 介质，以降低容器内的压力。 由于安全阀和爆破片装臵各具优缺点，它们不 能相互取代，但可成互补。可以综合它们的优点， 形成组合式超压泄放装臵。
（1）在生产过程中因物料的化学反应，可能使压力增 加的容器应单独设臵超压泄放装臵（如反应器、 高压聚合设备等）；
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（2）容器内的介质压力因受热而升压较高，且容器与 其它设备连接处装有阀门，应单设泄放装臵（如 换热器等）； （3）液化气容器（如球形贮罐）； （4）压力源经过减压后进入容器，P设<压力源P，在 容器上线进口处设泄压装臵； 4、不用设臵或不用单独设臵泄放装臵的情况 （1）P工(最大允许承受压力)≥P（压力源压力）； （2）系统中，有多个设计压力相同的容器，连接无阀 门，流阻小，可视为一个容器系统，只需在该系 统中容器承压最ຫໍສະໝຸດ Baidu险的部位装超压泄放装臵。
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
等因素使容器内的压力升高，超过了容器允许承
受的压力，使它可能失效并由此造成更大事故。 超压―压力容器内的实际压力超过设计压力（或 超过最大工作压力）。