安全閥計算示例資料

1、安全閥計算實例陳 樺安全閥系壓力容器在運行中實現(xiàn)超壓泄放的安全附件之一，也是在線壓力容器定期 檢驗中必檢項LI。它包括防超壓和防真空兩大系列，即一為排泄容器內(nèi)部超壓介質(zhì)防止 容器失效，另一方面則為吸入外部介質(zhì)以防止容器剛度失效。凡符合容規(guī)適用范圍 的壓力容器按設(shè)計圖樣的要求裝設(shè)安全閥。一一. .安全閥的選用方法安全閥的選用方法G根據(jù)訃算確定安全閥公稱直徑必須使安全閥的排放能力事壓力容器的安全泄放量 b）根據(jù)壓力容器的設(shè)計壓力和設(shè)計溫度確定安全閥的壓力等級；C）對于開啟壓力大于3MPa蒸汽用的安全閥或介質(zhì)溫度超過320C的氣體用的安全閥, 應(yīng)選用帶散熱器（翅片）的形式；d）對于易燃、毒性為極度或

2、高度危害介質(zhì)必須采用封閉式安全閥，如需采用帶有提升機 構(gòu)的，則應(yīng)采用封閉式帶板手安全閥；e）當安全閥有可能承受背壓是變動的且變動量超過10%開啟壓力時，應(yīng)選用帶波紋管的 安全閥；f）對空氣、60C以上熱水或蒸汽等非危害介質(zhì)，則應(yīng)采用帶板手安全閥g）液化槽（罐）車，應(yīng)采用內(nèi)置式安全閥.h）根據(jù)介質(zhì)特性選合適的安全閥材料:如含氨介質(zhì)不能選用銅或含銅的安全閥；乙烘不 能選用含銅70%或紫銅制的安全閥.i）對于泄放量大的工況，應(yīng)選用全啟式;對于工作壓力穩(wěn)定，泄放量小的工況，宜選用微 啟式;對于高壓、泄放量大的工況，宜選用非直接起動式，如脈沖式安全閥.對于容器 長度超過6m的應(yīng)設(shè)置兩個或兩個以上安全閥.

3、j）工作壓力Pw低的固定式容器,可采用靜重式（高壓鍋）或杠桿重錘式安全閥.移動式 設(shè)備應(yīng)采用彈簧式安全閥.k）對于介質(zhì)較稠且易堵塞的，宜選用安全閥與爆破片的審聯(lián)組合式的泄放裝置.l）根據(jù)安全閥公稱壓力大小來選擇的彈簧工作壓力等級.安全閥公稱壓力與彈簧工作 壓力關(guān)系，見表1m）安全閥公稱壓力PN與彈簧工作壓力關(guān)系表表1PN彈簧工作壓力等級1.60. 06010. 120. 160. 250. 250.40. 40. 50. 50. 60. 60. 80.8 1.01. 01. 3131.62.51. 3161.6 2.02.02. 5只能用于大 于 1. 3MP6.4- 1. 3 1 61.6

4、2.02.02. 52.53. 23. 24.04. 06. 4只能用于大于 1. 3MPa104556. 46. 4 88 10只能用于 大于4. OMPa安全閥應(yīng)動作靈敬可靠，當?shù)竭_開啟壓力時，閥瓣應(yīng)及時開啟和完全上升,以順利排放; 同時應(yīng)具有良好的密封性能，不僅正常工作時保持不漏，而且要求閥瓣在開啟復(fù)位后及時 關(guān)閉且保持密封;在排氣壓力下閥瓣應(yīng)達到全開位置，無震蕩現(xiàn)象，并保證排岀規(guī)定的氣 量。二二. .安全閥計算實例安全閥計算實例我們在壓力容器設(shè)計和定期檢驗中均要求對安全閥的安全排放能力進行選型或校 驗計算?；谝酝Y料不齊全，往往以大代小，造成不必要的浪費?，F(xiàn)擬以GB150附錄 B-B

5、5.1b）為依據(jù)，用不同介質(zhì)、壓力、溫度對安全閥的安全排放量進行選型計算。例1：有一空氣儲罐,DNIOOOmm,容積V=5m*最高工作壓力為O.8MPa,工作溫度為 30C進口管為57X3.5,確定安全閥尺寸.解1）確定氣體的狀態(tài)條件設(shè)Po安全閥出口側(cè)壓力（絕壓）0.103MPa （近似為0.1 MPa）則Pd安全閥泄放壓力（絕壓）為Pd二 1. lPw+0. l+10%P二 1. 068MPa （GB150 附錄 B4. 2. 1）當安全閥出口側(cè)為大氣時：Po/Pd=003/1.068=0.0936 而（2/（k+l）叫）=：（2/（1.4+1） L4/（L4-1）=0.53AMmm(B5)

6、Po/Pd0.10.6-1.02.03.03.06.0氨氣W0.61020一般氣體 （常壓）10-201.0-2.03.08.0氧氣0.65.0-10.0液氨0.3-1.00.05-0.67.08.0氮氣5102.05.0飽和水蒸汽（主管）30-40乙烘氣2.08.0（支管）20-30氫氣W&0低壓蒸汽1.015-20自來水（主管）1.5-3.5低壓蒸汽1.020-40（支管）1.0-1.5低圧蒸汽(2/(k+l)于處在亞臨界狀態(tài)，則應(yīng)用式(B6)來訃算安全閥泄放量。但鍋爐系統(tǒng)的安全閥選型訃算要以鍋規(guī)所給出的公式 及系數(shù)進行計算。例3：液化石油氣貯罐，筒體內(nèi)徑Di二1600 mm,長度L二60

7、00 mm,壁厚5 n=16 mm, V二13. 3m,封頭形式為橢圓，介質(zhì)組分為：丙烯50%、丙烷15%、正異丁烯15%、正 異丁烷15%、殘液5%液化石油氣組分見表5。A=523KPd二 17. 6 mmW=27KPdA=16. 2 mm2.55xlO5xlx37.9082301.9=16640 kg/h7.6xl02 x 337 x0.6x2.08I 44V 0.67 X 323323液化石油氣單一成分組分及汽化潛熱表5重量組分XI丙烷C3H8內(nèi)烯C3H6正異丁 烯正異丁烷殘液50C汽化潛熱 kj/kg285.5285.96343.7317.8337液化石油氣貯罐，一般不設(shè)保溫且夏日均配

8、備水噴淋予以冷卻。解：對無絕熱材料保冷層的壓力容器其安全泄放量按(B3)計算。W二2. 55 X 105FAt X 0. 82/q kg/h式中：F系數(shù)，對于地面上的容器，F(xiàn)二1At容器受熱面積，橢圓封頭的臥式貯罐At= n DO (L+0. 3 DO) =3. 14X1.632 (6.916+0.3X1.632 ) =37. 9 m750C汽化潛 r=EXiri=285. 5X0. 15 + 285. 96X0. 5 + 343. 7X0. 15 + 317. 8X0. 15 + 337X0. 05=301. 9KJ/kg宀厶沁旦m nr，2.55 X105 F A082 安全泄放量W，二

9、-安全閥的泄放能力計算對于貯罐的筒體長度$6m時，應(yīng)設(shè)置兩個安全閥。在一般惜況下分半值來計算較為 合理。這樣才不致于使安全閥選得過于大型而造成浪費。安全閥的最小排氣面積A為=577.3mnr式中 Pd=l.lP+0.1=l.l X 1.8+0.1=2.08MPaM分子量=44（以主要成分丙烷）r.do= |學(xué)二 篇|=27.12mm選用DN40A42H4.0的全啟式安全閥兩只。（此檔安全閥最小公稱直徑為40）8320由兩臺或兩臺以上的裝置集中輸氣到一個貯罐（集中罐）?；蛴梢慌_設(shè)備分別輸氣 到兒個貯罐（分氣罐）時。貯罐的安全泄放量的計算見例4。例4、由兩臺空氣壓縮機同時向體積為V=100汁的集氣

10、罐輸氣。其輸氣壓力為 Pw=1.0MPa； t為常溫。進氣管為*108X4。此時貯罐的安全泄放量。在Pw=1.0Mpa： t=20C時，P =12.87 kg/m取進氣管的氣體流速為v =15m/s貯罐的安全泄放量W為W =7.55（ P 0）Vd2卷=7.55X 1.293 X15X1002X =6.55 X 103 kg/hT293式中：P。氣體在標準狀態(tài)下的密度kg/m3；空氣在標準狀態(tài)下的P= 12.87 kg/m3 Pd容器的排放壓力MPa （絕對）T容器的排放溫度（絕對）Kd容器的總進氣管內(nèi)徑mm實際上W =7.55 PoVd2-與W=28X10-3p VcP是等效的，不同處在于不用去求取 T氣體在排放狀態(tài)下的密度P（kg/m3）o除上述的一些常見的貯罐外，我們還遇到如蒸發(fā)器、反應(yīng)器之類由于器內(nèi)液體受熱 蒸發(fā)而增大壓力，或由于化學(xué)反應(yīng)而使介質(zhì)氣化。體積增大內(nèi)壓升高，其安全泄放量應(yīng)分別根據(jù)輸入載熱體的放出熱量或器內(nèi)化學(xué)反 應(yīng)可能生成的最大氣量，以及反應(yīng)所需的時間來決定。另外