安全阀的计算
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ρ449
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对于压缩机贮气罐和汽包等容器的安全泄放量,应取设备的最大生产能力
G＇=120kg/h容器的安全泄放量
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=56kg/m3泄放压力下的气体密度
d=10.8cm容器进口管的内径
V=12m/s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
所以:G＇=0.82×ρVd2
G＇=64273.31kg/h容器的安全泄放量
⒉液化气体容器的安全泄放量
⑴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
对设置在大于是10L/m2.min喷淋装置下时
F=0.6
A=82.99648m2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=1/2πD02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
取二者中较大的值
其中:
D0= 2.8m容器外径
L=8.6m容器总长
L＇= 2.2m容器内最
高液位
所以:r=86kcal/kg在泄放压力下液化气体的汽化潜热
G＇=61000FA0.82/r①
G＇=7972.262kg/h容器的安全泄放量
②对有完善的绝热材料保温层的液化气体容器
已知:
t=20℃泄放压力下的饱合温度
A=120.6639m2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=1/2πD02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:
D0= 2.6m容器外径
L=14m容器总长
L＇=10m容器内最
高液位λ=0.1kcal/m.h.℃常温下绝热材料的导热系数
δ=0.1m保温层厚度
r=10kcal/kg在泄放压力下液化气体的汽化潜热
所以:
G＇=2.61(650-t)λA0.82/(δr)②
G＇=8372.874kg/h容器的安全泄放量
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％。
G＇=2511.862kg/h容器的安全泄放量
这里:
G＇=4104kg/h容器的安全泄放量
二、操作条件的确定
⒈定压P S的确定:
已知:
所以:P=0.1Mpa设备最高操作压力(表压)
P S=0.38Mpa安全阀定压(绝压)
当P≤1.8MPa时
P S=P+0.18+0.1=0.3Mpa
当1.8MPa P S=1.1P+0.1=Mpa 当4.0MPa P S=P+0.4+0.1=Mpa 当P>8.0MPa时 P S=1.05P+0.1=0.205Mpa 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＇=8372kg/h容器的安全泄放量 K F=0.7流量系数 全启式K F=0.6～0.7 带调节圈的微启式K F=0.4～0.5 不带调节圈的微启式K F=0.25～0.35 P m=0.38Mpa最高泄放压力(绝压) T i=293K进口处介质温度 M=72气体分子量 Z=0.232气体在P m时的压缩系数 K=C p/C v= 1.0001气体绝热系统 C=387｛K〔2/(K+1)〕（K+1)/(K-1)｝0.5 C=234.7362气体特性系数 Kb=1背压较正系数 所以: A0=0.1G＇(ZT1/M)0.5/(C.K F.P m.K b) A0=13.02804cm2喷嘴面积 d0=40.75055mm喉径 ⒉介质为水蒸汽 已知: G＇=64273.31kg/h容器的安全泄放量 P m=11Mpa最高泄放压力(绝压) φ=1蒸汽过热度校正系数 所以: A0=G＇/(450P mφ) A0=12.98451cm2喷嘴面积 d0=40.68241mm喉径 ⒊介质为液体 已知:G＇=8372kg/h容器的安全泄放量 P S=0.38Mpa安全阀定压(绝压) P2=0.038Mpa安全阀背压(绝压) Kμ=5粘度较正系数 Kb=1背压较正系数 ρr=0.63液体相对密度 所以:A0=G＇ρr0.5/[6.9K b Kμ(P S-P2)0.5] A0=329.3573cm2喷嘴面积 d0=204.8932mm喉径 这里: d0=40.75055mm喉径 计算结果: 安全阀定压P S=0.38Mpa 安全阀入口直径=100mm