安全阀泄放能力的计算
安全阀泄放能力的计算 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
安全阀泄放能力的计算
下面介绍的是API 的安全阀计算方法，ASME 的方法与API 的主要不同在于ASME 采用安全阀的喷嘴通过面积和安全阀的流量系数都是具体阀的实测值，而API 计算采用的面积和系数都是公称数值。
1、安全阀有效通过面积
1）全启式安全阀（安全阀阀芯开启高度等于或大于1/4喷嘴喉部直径）。 ——安全阀的有效通过面积，cm 2；
'D ——安全阀喷嘴喉部直径，cm ；
2）微启式安全阀（安全阀阀芯开启高度小于1/4喷嘴喉部直径）。
h ——阀芯开启高度，cm 。
当阀座为斜面时：
——斜面角度，（°）
2、安全阀泄放能力的计算
下面的安全阀泄放能力的计算方法在工程设计中常被采用，根据API 502推荐的计算方法进行了一些简化，使用更方便，通常情况下更保守点。
1）排放介质为气体或蒸汽时。
M Q ——排放量，kg/h ；
a ——安全阀的有效通过面积，cm 2
； p ——安全阀定压，Pa （G ）
ABS T ——排出气体的绝对温度，K ；
r M ——气体相对分子质量，排出气体为混合物时，相对分子质量为平均值；
b K ——背压影响泄放能力的修正系数，由相关图表查得。
a
2）排放介质为水蒸汽时，下面的计算公式与气体公式一样，但下式把蒸汽的物理参数计入，不需再代入。考虑到蒸汽一般排放到大气，故一般计算时不需要考虑安全阀的背压对排放的影响；但加入了过热蒸汽修正系数，考虑蒸汽过热对泄放量的影响。
C ——过热蒸汽修正系数，查相关图表可得。
选用波纹管平衡式安全阀时，上式中的vap b K K 由代替。
3）排放介质为液体时。
a)一般液体。
1p ——定压，Pa （G ）；
2p ——背压，Pa （G ）；
ρ?——液体相对密度；
p K ——积聚压力修正系数，查相关图表可得
b)高黏度液体。
当管内冷态为高黏度液体时，需要对排放量进行黏度修正。一般根据流体在管道内流动得雷诺数选用黏度修正系数vis K （查相关图表可得）。
当采用波纹平衡式安全阀时，上式的右侧要乘以背压修正系数w K
c)饱和液体。
饱和液体是液体在安全阀泄放前是100%液体，但在安全阀排放过程中，介质流经安全阀孔时有压降，产生闪蒸。推荐按闪蒸蒸汽量计算阀孔面积v a 和余下的
饱和液体量计算所需阀孔面积L a 之和，即为需要的安全阀阀孔的通过面积。
v a 由b ABS r M K T M p a Q )110
(2305+=计算；L a 由p M K p p a Q 5.0521
]10)([3660ρ?-=计算。
此法计算得到的阀孔面积偏大，为了避免流量过小使安全阀启闭过于频繁，可以选用两个安全阀并联安装，其中一个阀的阀孔面积为1/3，由上式计算得到的安全阀有效通过面积a，另一个为2/3，由上式计算得到安全有效通过面积a。阀孔面积小的安全阀，其定压比面积大的高30%。
d）两相流。
两相流是介质在泄放温度和压力下介质已是两相，计算时按气体和液相分别计算所需的泄压面积，两者之和为所需的泄压面积。其他同饱和液体的计算。
安全阀的工艺计算
安全阀的工艺计算 1各种事故工况下泄放量的计算 1.1阀门误关闭 1.1.1出口阀门关闭，入口阀门未关闭时，泄放量为被关闭的管道最大正常流量。 1.1.2管道两端的切断阀关闭时，泄放量为被关闭液体的膨胀量。此类安全阀的入口一般不大于DN25。但对于大口径、长距离管道和物料为液化气的管道，液体膨胀量按式(1.1)计算。 1.1.3换热器冷侧进出口阀门关闭时，泄放量按正常工作输入的热量计算，计算公式见式(1.1)。 1.1.4充满液体的容器，进出口阀门全部关闭时，泄放量按正常工作输入的热量计算。按式(1.1)计算液体膨胀工况的泄放量： V=B·H／(G l ·C p ) (1.1) 式中: V——体积泄放流量，m3／h； B——体积膨胀系数，l／℃； H——正常工作条件下最大传热量，kJ／h； G l ——液相密度，kg／m3； C P --定压比热，kJ／(kg℃)。 1.2循环水故障 1.2.1以循环水为冷媒的塔顶冷凝器，当循环水发生故障(断水)时，塔顶设置的安全阀泄放量为正常工作工况下进入冷凝器的最大蒸汽量。 1.2.2以循环水为冷媒的其它换热器，当循环水发生故障(断水)时，应仔细分析影响的范围，确定泄放量。 1.3电力故障 1.3.1停止供电时，用电机驱动的塔顶回流泵、塔侧线回流泵将停止转动，塔顶设置的安全阀的泄放量为该事故工况下进入塔顶冷凝器的蒸汽量。 1.3.2塔顶冷凝器为不装百叶的空冷器时，在停电情况下，塔顶设置的安全阀的泄放量为正常工作工况下，进入冷凝器的最大蒸汽量的15%。 1.3.3停止供电时，要仔细分析停电的影响范围，如泵、压缩机、风机、阀门的驱动机构等，以确定足够的泄放量。
安全阀泄放能力的计算
安全阀泄放能力的计算 下面介绍的是API 的安全阀计算方法，ASME 的方法与API 的主要不同在于ASME 采用安全阀的喷嘴通过面积和安全阀的流量系数都是具体阀的实测值，而API 计算采用的面积和系数都是公称数值。 1、安全阀有效通过面积 1）全启式安全阀（安全阀阀芯开启高度等于或大于1/4喷嘴喉部直径）。 2'2'785.04/D D a =∏= ——安全阀的有效通过面积，cm 2； 'D ——安全阀喷嘴喉部直径，cm ； 2）微启式安全阀（安全阀阀芯开启高度小于1/4喷嘴喉部直径）。 h D a '∏= h ——阀芯开启高度，cm 。 当阀座为斜面时： θsin 'h D a ∏= θ——斜面角度，（°） 2、安全阀泄放能力的计算 下面的安全阀泄放能力的计算方法在工程设计中常被采用，根据API 502推荐的计算方法进行了一些简化，使用更方便，通常情况下更保守点。 1）排放介质为气体或蒸汽时。 b ABS r M K T M p a Q )110 (2305+= a
M Q ——排放量，kg/h ； a ——安全阀的有效通过面积，cm 2 ； p ——安全阀定压，Pa （G ） ABS T ——排出气体的绝对温度，K ； r M ——气体相对分子质量，排出气体为混合物时，相对分子质量为平均值； b K ——背压影响泄放能力的修正系数，由相关图表查得。 2）排放介质为水蒸汽时，下面的计算公式与气体公式一样，但下式把蒸汽的物理参数计入，不需再代入。考虑到蒸汽一般排放到大气，故一般计算时不需要考虑安全阀的背压对排放的影响；但加入了过热蒸汽修正系数，考虑蒸汽过热对泄放量的影响。 b M aCK p Q )11003.1(405 += C ——过热蒸汽修正系数，查相关图表可得。 选用波纹管平衡式安全阀时，上式中的vap b K K 由代替。 3）排放介质为液体时。 a)一般液体。 p M K p p a Q 5 .05 21]10 )([ 3660ρ?-= 1p ——定压，Pa （G ）； 2p ——背压，Pa （G ） ； ρ?——液体相对密度； p K ——积聚压力修正系数，查相关图表可得 b)高黏度液体。 当管内冷态为高黏度液体时，需要对排放量进行黏度修正。一般根据流体在管
2020年(安全生产)安全阀的工艺计算
（安全生产）安全阀的 工艺计算
安全阀的工艺计算 1各种事故工况下泄放量的计算 1.1阀门误关闭 1.1.1出口阀门关闭，入口阀门未关闭时，泄放量为被关闭的管道最大正常流量。 1.1.2管道俩端的切断阀关闭时，泄放量为被关闭液体的膨胀量。此类安全阀的入口壹般不大于DN25。但对于大口径、长距离管道和物料为液化气的管道，液体膨胀量按式(1.1)计算。 1.1.3换热器冷侧进出口阀门关闭时，泄放量按正常工作输入的热量计算，计算公式见式(1.1)。 1.1.4充满液体的容器，进出口阀门全部关闭时，泄放量按正常工作输入的热量计算。按式(1.1)计算液体膨胀工况的泄放量： V=B·H／(G l·C p)(1.1) 式中: V——体积泄放流量，m3／h； B——体积膨胀系数，l／℃； H——正常工作条件下最大传热量，kJ／h； G l——液相密度，kg／m3； C P--定压比热，kJ／(kg℃)。 1.2循环水故障 1.2.1以循环水为冷媒的塔顶冷凝器，当循环水发生故障(断水)时，塔顶设置的安全阀泄放量为正常工作工况下进入冷凝器的最大蒸汽量。 1.2.2以循环水为冷媒的其它换热器，当循环水发生故障(断水)时，应仔细分析影响的范围，确定泄放量。 1.3电力故障 1.3.1停止供电时，用电机驱动的塔顶回流泵、塔侧线回流泵将停止转动，塔顶设置的安全阀的泄放量为该事故工况下进入塔顶冷凝器的蒸汽量。 1.3.2塔顶冷凝器为不装百叶的空冷器时，在停电情况下，塔顶设置的安全阀的泄放量为正常工作工况下，进入冷凝器的最大蒸汽量的15%。 1.3.3停止供电时，要仔细分析停电的影响范围，如泵、压缩机、风机、阀门的驱 动机构等，以确定足够的泄放量。
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 —2014 1. 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 Systems API 526, Flanged Steel Pressure-relief Valves 3. 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%。
安全阀计算实例
安全阀计算实例 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，即一为泄放容器内部超压介质防止容器失效，另一方面则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。安全阀设置原则是适用于清洁、无颗粒、低粘度的流体。有颗粒的场合，安全阀进口前加设过滤装置；须安装但又不适合时，应安装爆破片或爆破片与安全阀串联使用。容器在正常运行下为什么会产生超压？1．压力来自容器外部的压力容器,若输入气量大于输出气量，使密度增加，压力就提高； 2. 减压阀失灵； 3. 介质进行化学反应，使压力不断增高（称料不当等）；4.盛装液化气体，工作温度上升或超装； 5.储藏介质产生聚合反应，热量增高，压力上升 6.用于制造高分子聚合物的高压釜，由于原料，催化剂使用不当或操作失误致使单体爆聚，热量猛增，压力就骤升。 一、下列压力系统必须安装安全阀： a)容器的压力来自于没有安全阀的场合； b)设计压力低于来源处的压力容器或管道；容积泵和压缩机出口的管道； c)由于不凝气的积累产生超压的容器； d)液化气体储罐； e)空压机的附属储罐； f)容器内进行放热或进行化学反应，能使气体压力升高的压力容器； g)高分子聚合(物理反应)设备； h)有热载体加热，使器内液体蒸发气化的换热器； i)用减压阀降压后输入容器的（使用压力低于压力源的容器）; j)余热锅炉； k)介质毒性为高度极度危害的压力容器； l)共用同一个气源的容器等。 二、下列压力系统不适宜安装安全阀 a)系统压力有可能迅速上升，如化学爆炸等场合 b)泄放介质含有颗粒、易沉积、易结晶、易聚合或粘度较大；强腐蚀介质； c)一些影响安全阀排放面积过大、造价过高、动作困难的场合（极低温度等） 三、安全阀的开启压力(整定压力): 安全阀的开启压力(整定压力)---是指阀瓣开始上升,介质经阀瓣上升后的空隙,继续排放时的瞬时压力.对于蒸汽安全阀---有5滴冷凝水时的压力.安全阀的回座压力一般为0.93~0.96Pl,也就是回座压力差在4~7%左右最大不超过10%. 由于安全阀阀瓣开启动作的滞后,使容器不能马上泄压.因此压力容器的设计压力一般不低于安全阀的开启压力. 下面的示意图,表明压力容器与安全阀各种动作压力之间关系. 压力容器安全阀 试验压力 最大允许工作压力排放压力 设计压力 开启压力 回座压力关闭压力 最高工作压力 四、安全阀的选用方法为；
ASME关于安全阀和安全泄放阀的规定
安全阀和安全泄放阀20 PG-67 锅炉安全阀的要求 PG-67 4.1 应装设一个或更多个与承受着压力的锅炉直接相通的动力驱动泄压阀22.。当过热器出口压力大于在总钢印（PG-106.3）上标志的最高允许工作压力时，泄压阀应能接受到一个使其打开的控制脉冲。所有动力驱动泄压阀的总排放量不应小于锅炉制造厂确定的在任何运行工况下锅炉最大设计蒸发量的10%。各泄压阀应装设在能泄放超压的受压件系统中。 如果装设按本节的要求与锅炉直接相通的相同排放量的备用动力驱动泄压阀，则可在动力驱动泄压阀与锅炉之间装设明杆闸阀型或球型隔离截止阀，以便于检修。 隔离截止阀的进出口的面积至少应等于驱动泄压阀的进口面积。如果隔离截止阀是球型的，应具有清晰显示阀门处于开启或关闭状态的标志。如果隔离截止阀为明杆闸阀型的（空气、电动机或液压等驱动的），应装设人工操作的控制机构。 对于锅炉制造厂布置在旁路和（或）启动系统中用于排放到中间压力的动力驱动泄压阀，其排量无需认证，但应由阀门制造厂在其上作出标志，注明在规定的进口压力和温度条件下的额定排量。直接排放到大气的动力驱动泄压阀应进行排放量认证。此排放量的认证应按PG-69.3的规定进行。应按PG-69.4的规定在阀门上作出标志。 PG-67.4.2 除了能满足PG-67.4.3中的变通规定以外，每台锅炉上还应装设弹簧式安全阀。它和按PG-67.4.1中规定装设的动力驱动泄压阀的总的组合排放量不小于锅炉制造厂确定的最大设计蒸发量的100%。在此总排放量中，实际装设的动力驱动泄压阀排放量所计入的比例不应大于30%。任一个或所有弹簧式安全阀的整定压力可大于其所连接的受压件的最高允许工作压力，但在确定该整定压力时，应使当所有安全阀（包括动力驱动泄压阀在内）均动作时，除了锅炉与原动机间的蒸汽管道以外，锅炉上所有任何受压件的压力均不会升高到超过其最高允许工作压力的20%。 PG-67.4.3.3 所装设的弹簧式安全阀的数目不应少于两个，且弹簧式安全阀额定排放量的总和不应小于锅炉制造厂所确定的最大设计蒸发量的10%。这些弹簧式安全阀的整定压力可高于其所连接的受压件的最高允许工作压力，但其起座压力不应大于主钢印（PG-106.3）上所标志的最高允许工作压力的20%。 20安全阀：一种自动泄压器件，其动作由阀门进口侧静压控制。特点为突然全开起座。用于气体或蒸汽介质。 泄放阀：一种自动泄压器件，其动作由阀门进口侧静压控制。其开度随超过开启压力的压力增加而增大。主要用于液体介质。 安全泄放阀：一种由压力控制的自动泄压器件，既可作为安全阀也可作为泄压阀，视具体情况而定。 22动力驱动泄压阀是一种全部由动力源（电动、气动、汽动或液动）控制其开启或关闭动作的阀门。它可排放到大气或压力较低的容器中。排放量会受到出口侧状态的影响，应加以考虑。如果动力驱动泄压阀的布置位置还受到其他控制信号的影响，则防止超压的控制脉冲应仅对压力起反应，并应能排除其他控制信号的作用。
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1 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
安全阀的设置及选用
安全阀的设置和选用 安全阀是一种能使设备或管道自动泄压而防止超压发生爆炸的自动阀门，即当压力超过 指定的值时，阀门自动开启，使流体外泄，而当压力回复到指定的压力后，阀门自动关闭，以保护设备或管道。 安全阀用在锅炉、压力容器等受压设备上作为超压保护装置。当被保护设备内介质压力异常升高达到规定值时，阀门自动开启，继而全量排放，以防止压力继续升高，当压力降低到另一规定值时，自动关闭。 1安全阀的设置 1.1凡属下列情况之一的容器必须安装安全阀： 1、独立的压力系统（有切断阀与其它系统分开）。该系统指全气相、全液相或气相连通。 2、容器的压力物料来源处没有安全阀的场合。 3、设计压力小于压力来源处的压力的容器及管道。 4、容积式泵和压缩机的出口管道。 5、由于不凝气的累积产生超压的容器。 6、加热炉出口管道上如设有切断阀或控制阀时，在该阀上游应设置安全阀。 7、由于工艺事故、自控事故、电力事故、火灾事故和公用工程事故引起的超压部位。 8、液体因两端阀门关闭而产生热膨胀的部位。 9、凝气透平机的蒸汽出口管道。 10、某些情况下，由于泵出口止回阀的泄漏，则在泵的入口管道上设置安全阀。 1.2《石油化工企业设计防火规范》的规定，在不正常条件下，可能超压的下列设备应设安全 阀： 1、顶部操作压力大于 0.07MPa的压力容器。 2、顶部操作压力大于 0.03MPa的蒸馏塔、蒸发塔和汽提塔（汽提塔顶蒸汽通入另一蒸馏塔者除外）。
3、往复式压缩机各段出口或电动往复泵、齿轮泵、螺杆泵等容积式泵的出口管道上，应设 安全阀。安全阀的放空管应接至泵入口管道上，并宜设事故停车联锁装置（如设备本身已有安全阀者除外）。 4、凡与鼓风机、离心式压缩机、离心泵或蒸汽往复泵出口连接的设备不能承受其最高压力 时，上述机泵的出口管道需设安全阀。以上管道有可能由于火灾、操作故障或停水、停电等造成管道内压力超过设计压力而发生爆炸事故，故应设置安全阀或其他安全措施。 5、可燃气体或液体受热膨胀，可能超出设计压力的设备。 6、在两端有可能关闭，而导致升压的液化烃管道上，应设安全阀或采取其他安全措施。 1.3不宜设置安全阀的设备和工艺管道 1、加热炉炉管。 2、在同一压力系统中，压力来源处已有安全阀，则其余设备可不设安全阀。对扫线蒸汽不宜作为压力来源。 3、有可能被物料堵塞或腐蚀的安全阀应在其入口前设防爆片或在其出入口管道上采取吹 扫、加热或保温等防堵措施。 4、有突然超压或发生瞬时分解爆炸危险物料的反应设备，如安全阀不能满足要求时，应装防爆片或爆破片和导爆管。 5、因物料爆聚、分解造成超温、超压可能引起火灾、爆炸的反应设备，应设报警信号和泄压排放设施，以及自动或手动遥控的紧急切断进料设施。 2安全阀形式的选择 2.1排放气体或蒸汽时，选用全启式安全阀。
安全阀的选型 计算与设置规定
目 次 1 名词 2 引用标准 3 设计要求 3.1 安全阀的分类 3.2 安全阀的选型 3.3 安全阀的制造标准 3.4 安全阀的计算 3.5 安全阀设置 附录A 安全阀的计算
1 名词 1.1 安全阀 由弹簧作用或由导阀控制的安全阀。当入口处静压超过设定压力时，阀瓣上升以泄放被保护系统的超压，当压力降至回座压力时，可以自动关闭的安全泄放阀。 1.2 导阀 控制主阀动作的辅助压力泄放阀。 1.3 全启式安全阀 当安全阀入口处的静压达到其设定压力时，阀瓣迅速上升至最大高度，最大限度地排除超压的物料。一般用于可压缩流体。阀瓣的最大上升高度不小于喉径的1/4。 1.4 微启式安全阀 当安全阀入口处的静压达到其设定压力时，阀瓣位置随入口压力的升高而成比列的升高，最大限度地减少应排出的物料。一般用于不可压缩流体。阀瓣的最大上升高度不小于喉径的1/40～1/20。 1.5 弹簧式安全阀 由弹簧作用的安全阀。其设定压力由弹簧控制，其动作特性受背压的影响。 1.6 背压平衡式安全阀 由弹簧作用的安全阀。其设定压力由弹簧控制，用活塞或波纹管减少背压对其动作性能的影响。 1.7 导阀式安全阀 由导阀控制的安全阀。其设定压力由弹簧控制，其动作性能基本上不受背压的影响。当导阀失灵时，主阀仍能在不超过泄放压力时自动开启，并排出全部额定泄放量。 1.8 主安全阀 安全阀是被保护系统的主要安全泄放装置，其泄放面积是基于最大可能事故工况下的泄放量。 1.9 辅助安全阀 辅助安全阀（有时多于一个）是主安全阀的辅助装置，提供除主安全阀以外的附加泄放面积。用于非最大可能事故工况下的超压泄放。 1.10 实际排放面积 流体经过安全阀的最小流通面积。 1.11 有效泄放面积（最小泄放面积） 用公式或图表计算的泄放面积。有效泄放面积要小于实际泄放面积。 1.12 喉径面积 安全阀喷嘴中最小直径的面积。
安全阀泄放能力的计算
安全阀泄放能力的计算 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
安全阀泄放能力的计算 下面介绍的是API 的安全阀计算方法，ASME 的方法与API 的主要不同在于ASME 采用安全阀的喷嘴通过面积和安全阀的流量系数都是具体阀的实测值，而API 计算采用的面积和系数都是公称数值。 1、安全阀有效通过面积 1）全启式安全阀（安全阀阀芯开启高度等于或大于1/4喷嘴喉部直径）。 ——安全阀的有效通过面积，cm 2； 'D ——安全阀喷嘴喉部直径，cm ； 2）微启式安全阀（安全阀阀芯开启高度小于1/4喷嘴喉部直径）。 h ——阀芯开启高度，cm 。 当阀座为斜面时： ——斜面角度，（°） 2、安全阀泄放能力的计算 下面的安全阀泄放能力的计算方法在工程设计中常被采用，根据API 502推荐的计算方法进行了一些简化，使用更方便，通常情况下更保守点。 1）排放介质为气体或蒸汽时。 M Q ——排放量，kg/h ； a ——安全阀的有效通过面积，cm 2 ； p ——安全阀定压，Pa （G ） ABS T ——排出气体的绝对温度，K ； r M ——气体相对分子质量，排出气体为混合物时，相对分子质量为平均值； b K ——背压影响泄放能力的修正系数，由相关图表查得。 a
2）排放介质为水蒸汽时，下面的计算公式与气体公式一样，但下式把蒸汽的物理参数计入，不需再代入。考虑到蒸汽一般排放到大气，故一般计算时不需要考虑安全阀的背压对排放的影响；但加入了过热蒸汽修正系数，考虑蒸汽过热对泄放量的影响。 C ——过热蒸汽修正系数，查相关图表可得。 选用波纹管平衡式安全阀时，上式中的vap b K K 由代替。 3）排放介质为液体时。 a)一般液体。 1p ——定压，Pa （G ）； 2p ——背压，Pa （G ）； ρ?——液体相对密度； p K ——积聚压力修正系数，查相关图表可得 b)高黏度液体。 当管内冷态为高黏度液体时，需要对排放量进行黏度修正。一般根据流体在管道内流动得雷诺数选用黏度修正系数vis K （查相关图表可得）。 当采用波纹平衡式安全阀时，上式的右侧要乘以背压修正系数w K c)饱和液体。 饱和液体是液体在安全阀泄放前是100%液体，但在安全阀排放过程中，介质流经安全阀孔时有压降，产生闪蒸。推荐按闪蒸蒸汽量计算阀孔面积v a 和余下的 饱和液体量计算所需阀孔面积L a 之和，即为需要的安全阀阀孔的通过面积。 v a 由b ABS r M K T M p a Q )110 (2305+=计算；L a 由p M K p p a Q 5.0521 ]10)([3660ρ?-=计算。
安全阀各个工况计算
安全阀各个工况计算 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
各种事故工况下全阀泄放量的计算 1、阀门误关闭 a 、出口阀门关闭，入口阀门未关闭时，泄放量为被关闭的管道最大正常流量。 b 、管道两端的切断阀关闭时，泄放量为被关闭液体的膨胀量。此类安全阀的入口一般不大于DN25。但对于大口径、长距离管道和物料为液化气的管道，液体膨胀量按式(公式一)计算。 c 、换热器冷侧进出口阀门关闭时，泄放量按正常工作输入的热量计算，计算公式一。 d 、充满液体的容器，进出口阀门全部关闭时，泄放量按正常工作输人的热量计算。按公式一计算液体膨胀工况的泄放量: ()p l C G H B V ??=/ （公式一） V -体积流量，h m /3； B -体积膨胀系数，℃/l ； H -工作条件下最大传热量，h J /k ； l G -液相密度，3/m kg ； p C -定压比热，()℃kg kJ / 2、循环水故障 a 、以循环水为冷媒的塔顶冷凝器，当循环水发生故障(断水)时，塔顶设置的安全阀泄放量为正常工作工况下进入冷凝器的最大蒸汽量。 b 、以循环水为冷媒的其它换热器，当循环水发生故障(断水)时，应仔细分析影响的范围，确定泄放量。 3、电力故障 a 、停止供电时，用电机驱动的塔顶回流泵、塔侧线回流泵将停止转动，塔顶设置的安全阀的泄放量为该事故工况下进入塔顶冷凝器的蒸汽量。 b 、塔顶冷凝器为不装百叶的空冷器时，在停电情况下，塔顶设置的安全阀的泄放量为正常工作工况下，进入冷凝器的最大蒸汽量的75%。 c 、停止供电时，要仔细分析停电的影响范围，如泵、压缩机、风机、阀门的驱动机构等，以确定足够的泄放量。 4、不凝气的积累 a 、若塔顶冷凝器中有较多无法排放的不凝气，则塔顶设置的安全阀的泄放量与“循环水故障”规定相同。 b 、其它积累不凝气的场合，要分析其影响范围，以确定泄放量。
安全阀计算
安全阀计算 计算的最小泄放面积为物料流经安全阀时通过的最小截面积。对于全启式安全阀为喉径截面积，对于微启式安全阀为环隙面积。 根据劳动部颁发的《压力容器安全技术监察规程))(1991年1月1 13施行)中规定： (1) 对于气体、蒸汽在临界条件下的最小泄放面积为 (2.2—1) 式中: a——最小泄放面积，mm2； W——质量泄放流量，kg／h， X——气体特性系数； P——泄放压力，MPa Z——气体压缩因子， T——泄放温度，K； M——分子量。 流量系数(C0)由制造厂提供。若没有制造厂的数据时，对于全启式安全阀C0= 0.6～0.7；对于带调节圈的微启式安全阀:C0= 0.4～0.5；对于不带调节圈的微启式安全阀：C0= 0.25～0.35。 (2) 根据计算的最小泄放面积(a)，计算安全阀喉径(d1)或阀座口径(D) a．对于全启式安全阀(2.2—2) b. 对于平面密封型微启式安全阀
(2.2—3) c．对于锥面密封型微启式安全阀(2.2—4) 式中: d——安全阀喉径，mm h——安全阀开启高度，mm D——安全阀的阀座口径，mm —密封面的半锥角，度。 根据美国石油学会标准API—520中的规定如下： 临界条件的判断 如果背压满足式(2.3—1)，则为临界流动，否则为亚临界流动。 (2.3—1) 式中: Pb——背压，MPa Pcf——临界流动压力，MPa P——泄放压力，MPa K——绝热指数。 气体或蒸气在临界流动条件下的最小泄放面积(2.3—2) 式中 a——最小泄放面积，mm2； W——质量泄放流量，kg／h；，
Co--流量系数； X——气体特性系数； P——泄放压力，MPa Kb一背压修正系数； T——泄放温度，K； Z——气体压缩因子； M——分子量。 流量系数(Co)由制造厂提供，若没有制造厂的数据，则取Co＝0.975。
API 521 安全阀计算规定
安全阀计算规定 中国石化集团公司上海医药工业设计院 2001年10月12日
1. 应用范围 1.1 本规定仅适用于化工生产装置中压力大于0.2MPa的压力容器上防超压用安全阀的设置和计算，不包括压力大于100MPa的超高压系统。 适用于化工生产装置中上述范围内的压力容器和管道所用安全阀；不适用于其它行业的压力容器上用的安全阀，如各类槽车、各类气瓶、锅炉系统、非金属材料容器，以及核工业、电力工业等。1.2计算方法引自《工艺设计手册》(Q/SPIDI 3PR04-3-1998)，使用本规定时，一般情况应根据本规定进行安全阀计算，复杂工况仍按《工艺设计手册》有关章节进行计算。 1.3 本规定提供了超压原因分析，使用本规定必须详细阅读该章节。
2. 计算规定的一般说明 2.1安全阀适用于清洁、无颗粒、低粘度流体，凡必须安装泄压装 置而又不适合安全阀的场所，应安装爆破片或安全阀与爆破 片串联使用。 2.2在工艺包设计阶段（PDP），应根据工艺装置的操作规范，按 照本规定（见5.0章节），对本规定所列的每个工况进行分析， 根据PDP的物流表，确定每个工况的排放量，填入安全阀数 据表一。 2.3在基础设计阶段（BDP）和详细设计阶段（DDP），按照泄放 量的计算书规定（见6.0章节），在安全阀数据表一的基础上， 形成安全阀数据表二（数据汇总表）和安全阀数据表三。安 全阀数据表三作为条件提交有关专业。
3.0术语定义 3．1 积聚（accumulation）：在安全阀泄放过程中，超过容器的最大允许工作压力的压力，用压力单位或百分数表示。最大允许积聚由应用的操作规范和火灾事故制定。 3．2 背压（back pressure）：是由于泄放系统有压力而存在于安全阀出口处的压力，背压有固定的和变化的两种形式。背压是附加背压和积聚背压之和。 3．3 附加背压（superimposed back pressure）：当安全阀启动时，存在于安全阀出口的静压，它是由于其它阀排放而造成的压力，它有两种形式，固定的和变化的。 3．4 积聚背压（built-up back pressure）：泄压阀打开后由于流动使泄放主管中增加的压力。 3．5最大允许积聚压力（maximum allowable accumulated pressure）：是最大允许工作压力与最大允许积聚之和。 3．6最大允许工作压力（maximum allowable working pressure）：系指在设计温度下，容器顶部所允许承受的最大压力。这压力基于设备计算中的正常厚度、金属腐蚀裕度、负载和压力。最大允许工作压力是设定安全阀压力保护设备的基础。 3．7超压（overpressure）：超过安全阀设定压力的压力，用压力单位或百分数表示。它与容器设定的最大允许工作压力时的积聚一样，假设安全阀人口没有管路损失。 3．8安全阀的设定压力（set pressure）：安全阀人口出的静压达到
压力管道安全阀选用计算
安全阀选用计算 1 选用原则 1.1 临界条件 安全阀的选取规定是，在单位时间内需要泄放的气体流速大于等于达到临界条件或亚临界条件时的流速。 气体泄放时，安全阀排口处所能达到的压力P c取决于进口压力P i与排口背压P o的比值，即P o/P i。由理论计算可知，泄放过程开始后，出口处压力由P i逐渐下降，流速由0开始逐渐增大；当流速达到当地音速时，因阻力过大而不再增大，出口处压力下降至临界压力P c后将不再下降。[1] 这里要求P o/P i的比值足够使气体流速达到当地音速，即满足： 临界条件：[2] 式中，P o------出口侧背压，绝对压力（Mpa），由使用条件决定 P i ------整定压力，绝对压力（即，入口侧压力/Mpa），由热力计算给定β------临界压力比 P c ------临界压力，绝对压力（Mpa），满足临界条件时的出口压力 k -------气体绝热指数，由介质组份确定 此时，安全阀最小排放截面积： ，mm2[2] 式中，W S------安全泄放量（kg/h），由标态流量×标态密度 C -------气体特性系数 P d ------排放压力，绝对压力（即，入口侧气体绝对压力/Mpa） T d ------排放温度（即，入口侧气体温度/K） M------气体摩尔质量（kg/kmol） K ------安全阀的额定泄放系数，按TSG D 0001-2009《压力管道安全技术监察规程——工业管道》·附件E·E2.1的规定：安全阀一般取其 泄放系数的0.9倍；在没有参考数据时可按如下选取，
全启式安全阀：K=0.60～0.70 带调节圈的微启式定全阀：K=0.40～0.50 不带调节圈的微启式定全阀：K=0.25～0.35 压缩机用安全阀多为全启式，一般选取：K=0.65 Z ------气体压缩性系数，与气体排放状态和临界状态有关 若P o/P i的比值不足使气体流速达到当地音速，即满足： 亚临界条件：[1] 此时，安全阀最小排放截面积： ，mm2[2] 1.2 适用介质 上述(1.1)所说的临界条件只适合一般介质气体，不适用于水蒸气等高沸点的气体。饱和水蒸气虽然属于可压缩性气体，但在泄放过程中其绝热指数k不能同理想气体一样用常数来表达。所以对其所用安全阀最小排放面积计算公式加以修正，[1] 这里不过多论述了。 当介质为液体时，亦不必论述。 2 选用计算 当容器压力超过其最高工作压力一定比例时，为防止压力继续升高而使容器破坏，需要将能够引起压力升高的部分气体排出容器。理论上讲，单位时间需要排出的气体量，即为安全泄放量。用Ws表示，单位：kg/h 。 下面只讨论容积式压缩机工艺管路中各级安全阀的选用计算。 2.1 安全泄放量Ws GB 150.1～150.4－2011《压力容器》·附录B.超压泄放装置·B5.容器安全泄放量的计算，给出了各种容器的安全泄放量的计算公式。 对于压缩机的工艺管路或各级容器的安全泄放量，可按下式计算： ，kg/h 式中， V t ------气体标态流量（Nm3/h），一般为压缩机额定流量 ρ------气体标态密度（kg/m3）
安全阀泄放量计算
重庆四联1750m3LNG子罐安全阀设计计算书 设计：日期： 校核：日期： 审核：日期： 批准：日期： 张家港中集圣达因低温装备有限公司 2010年3月
一、 简化计算模型 1750m 3LNG 子母罐是由7个250m 3子罐和1个外罐组成，夹层空间充满珠光砂，作为绝热保护层。为了计算方便，现简化模型如下：外罐看作是绝热保护层的外缘（直径为14450mm ），绝热保护层的厚度取 1.1米，7个子罐可看作是一个大的圆柱内罐（直径为12250mm ），内罐总的高度取子罐的容器高度（为25260mm ），内外罐底部夹层珠光砂（绝热保护层）厚度也取1.1米，采用保守计算的办法，假设火焰可烘烤到储罐的整个外表面，可不考虑混凝土基础平板对储罐的隔热作用。 二、 液化气体压力容器的安全泄放量的计算 计算根据GB150附录B 和《容规》附件五的规定： 有完善的绝热材料保温层的液化气体压力容器的安全泄放量为： W S =q Ar t δλ)650(61.282.0 =6.4651.139.97309.0)138650(61.282 .0×××+= 102 Kg/h W S ┈压力容器安全泄放量Kg/h t ┈泄放压力下介质的饱和温度℃；t=-138℃ λ┈常温下绝热材料的导热系数KJ/(m ·h ·℃)(按JB/T9077-99选取) λ=0.025W/ (m ·K)=0.09KJ/( m ·h ·℃) A r ┈容器受热面积：A r =πD 0h 1=973.39m 2 其中：D 0┈内容器外直径m ：假设D 0=12.266m h 1┈容器最高液位m ；假设h 1=25.26m δ┈容器保温层厚度；δ=1.1m q ┈在泄放压力下液体的汽化潜热kJ/kg ；q=465.6KJ/Kg 全启式安全阀的整定压力为0.46MPa
安全阀各个工况计算
各种事故工况下全阀泄放量的计算 1、阀门误关闭 a 、出口阀门关闭，入口阀门未关闭时，泄放量为被关闭的管道最大正常流量。 b 、管道两端的切断阀关闭时，泄放量为被关闭液体的膨胀量。此类安全阀的入口一般不大于DN25。但对于大口径、长距离管道和物料为液化气的管道，液体膨胀量按式(公式一)计算。 c 、换热器冷侧进出口阀门关闭时，泄放量按正常工作输入的热量计算，计算公式一。 d 、充满液体的容器，进出口阀门全部关闭时，泄放量按正常工作输人的热量计算。按 公式一计算液体膨胀工况的泄放量: ()p l C G H B V ??=/ （公式一） V -体积流量，h m /3； B -体积膨胀系数，℃/l ； H -工作条件下最大传热量，h J /k ； l G -液相密度，3/m kg ； p C -定压比热，()℃kg kJ / 2、循环水故障 a 、以循环水为冷媒的塔顶冷凝器，当循环水发生故障(断水)时，塔顶设置的安全阀泄放量为正常工作工况下进入冷凝器的最大蒸汽量。 b 、以循环水为冷媒的其它换热器，当循环水发生故障(断水)时，应仔细分析影响的范 围，确定泄放量。 3、电力故障 a 、停止供电时，用电机驱动的塔顶回流泵、塔侧线回流泵将停止转动，塔顶设置的安全阀的泄放量为该事故工况下进入塔顶冷凝器的蒸汽量。 b 、塔顶冷凝器为不装百叶的空冷器时，在停电情况下，塔顶设置的安全阀的泄放量为正常工作工况下，进入冷凝器的最大蒸汽量的75%。 c 、停止供电时，要仔细分析停电的影响范围，如泵、压缩机、风机、阀门的驱动机构 等，以确定足够的泄放量。 4、不凝气的积累 a 、若塔顶冷凝器中有较多无法排放的不凝气，则塔顶设置的安全阀的泄放量与“循环水故障”规定相同。 b 、其它积累不凝气的场合，要分析其影响范围，以确定泄放量。
罐区储罐安全阀计算
§1.AHF储罐安全阀计算 1.AHF储罐（V3101A~3101E） 储罐安全阀考虑冷冻水被关闭时，安全阀起跳 一、基本条件 1.泄放物料：AHF汽相 2. 泄放量W：1150×15=17250kg/h AHF 3.操作压力：0.4MPa（表压） 4.操作温度：T=283.15K 5.背压Pb=0.044MPa(绝压) 6.30℃下，Cp=40355.3J/(kg·K)，Cv=2383 J/(kg·K)，Cp/Cv=16.93；HF绝热系数 16.93，对应气体特性参数X=520（k×(2/k+1)k+1/K-1)1/2=622.67 7.摩尔分子量M=20.01 8.AHF临界参数Pc=6.485，Tc=461.15。 9.计算各物质对应的对比状态参数查图得：AHF的Z=0.14。 二、最小泄放面积计算 1.安全阀开启压力P=0.44MPa（表压） 2.泄放压力P=0.44+0.044+0.1=0.584MPa（绝压） 3.临界流动压力Pcf=P×（2/（k+1））（k/（k-1））=0.584×（2/17.93）（16.93/（15.93）） =0.0568MPa 4.流量系数Co=0.6 5.背压修正系数kb=1.0（弹簧安全阀） 6.Pb=0.044MPa =1464.44mm2 8.取喉径面积1840mm2 9.取喉径面积1840mm2 a=πd2/4 d=48.40 三、选型结果 选用波纹管式安全阀，喉径面积≥1840mm2，代号L，入口公称直径DN50。§2. F125储罐安全阀计算 1.F125储罐（V4401A~4401L） 储罐安全阀考虑外部火灾情况时，安全阀起跳。 W=1248×10=12480 kg/h 储罐安全阀考虑外部火灾时，安全阀起跳。 外部火灾： Ae=πD0 (L+0.3×D0)= π×3.2（14.756+0.3×3.2）=157.9945m2 容器外壁校正系数F 容器在地面上无保温时：F=1 安全泄放量： W=2.55×105×F×A0.82/H l =2.55×105×1×157.99450.82/342.21 =47329.59Kg/h 一、基本条件 1.泄放物料：F125汽相 2.泄放量W：47329.59 kg/h F125 3操作压力：3.9MPa（表压） 4操作温度：T=333.15K 5背压Pb=0.1MPa(绝压) 660℃下，Cp=3.8329J/(kg·K)，Cv=0.98558J/(kg·K)，Cp/Cv=3.8890；HF绝热系数3.8890，对应气体特性参数X=520（k×(2/k+1)k+1/K-1)1/2=481.35 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） 一、 盛装液化气体的容器安全泄放量的计算 计算根据GB150.1中 B.7的规定： 有完善的绝热材料保温层的液化气体压力容器的安全泄放量为： W S =q Ar t δλ)650(61.282.0- =6.346025.079.300054.0)2.111650(61.282.0???+ =0.369 Kg/h W S ┈压力容器安全泄放量Kg/h t ┈泄放压力下介质的饱和温度℃；t=-111.2℃ λ┈常温下绝热材料的导热系数KJ/(m ·h ·℃) λ=0.00015W/ (m ·K)=0.00054KJ/( m ·h ·℃) A r ┈容器受热面积：()279.33.014.3m D L D A o o r =+= 其中：D 0┈内容器外直径m ： D 0=0.658m L ┈容器总长度m ； L=1.637m δ┈容器保温层厚度；δ=0.025m q ┈在泄放压力下液体的汽化潜热kJ/kg ；q=346.6KJ/Kg 安全阀的泄放压力为1.72MPa 二、 单个泄放装置（安全阀）泄放面积的计算 因Pd Po =872.11.0=0.0534 (1 2+k )k/(k-1)=0.528 临界条件: Pd Po ≤(12+k )k/(k-1) P d ┈安全阀泄放压力；P d =1.03P s +0.1Mpa=1.872（绝压） P s ┈安全阀整定压力：1.72 Mpa P o ┈安全阀出口侧压力；P o =0.1MPa （绝压） k —气体绝热系数;k=1.4(空气) 泄放面积： A=M ZT CKP Ws f d 16.13=97 .282931872.16.0356369.016.13??? 关于安全阀设计程序使用中的问题说明 一. 关于火灾时气体储罐排放量的计算公式 最近有同志在使用室里发布的安全阀计算程序时发现，当储罐的操作温度较高时会出现（866-T ）为负值的情况，使计算无法进行。 为搞清楚问题的原因，我进行了初步的研究，首先找公式的出处，然后分析问题出现的原因。该公式来自API521中的3.15.2.1.2节，文中讲：对于非湿润情况的储罐（指气体罐）在火灾情况下排放量的计算应用下式： 1 ,,P A F A = ------------------------------------------------------------------⑴ 式中的,A 是储罐的受热面积，A 是安全阀的排放面积，F ，是环境系数，可查表或用下式计算： d CK 1406.0F =()??? ?????-6506 .0125 .11w T T T -----------------------------------------------⑵ 而T 1是安全阀排放时的温度，T w 是储罐的壁温。T 1的计算是用下式： 1T =n n 1T P P ??? ? ?? ----------------------------------------------------------------⑶ 式（2）中的C 用下式计算： C=1 -k 1k 1k 2k 520+?? ? ??+ -----------------------------------------------------⑷ 而安全阀排放面积的计算可用下式： A= M TZ K K P CK W c b 1d ---------------------------------------------------⑸ 整理以上5个公式，化简后可得到下式：安全阀计算示例
盛装液化气体的容器安全泄放量的计算
关于安全阀排放量的计算公式