安全阀计算示例
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安全阀计算1.PSV-010 (E-DC-251)按《炼油装置工艺管线安装设计手册》(下册)有关公式计算。
注:原始数据由IFP提供1.泄放量取最大流量:G=90.6m3/h。
2.安全阀泄放压力(即安全阀定压)P0=3.7Mpa(G)=38kg/cm2(A)安全阀聚积压力P a=0.21 P0=0.21x38=7.89kg/cm2(A)最大排放量时进口压力P1P1= P0+ P a=45.98kg/cm2(A)安全阀背压P2= 1.01kg/cm2(A)3.计算喷嘴面积K=1.03查图9-3 K=1.03时ðX=0.6P X= P1X0.6=27.588 kg/cm2(A)P2 <P X 可按下列公式计算:A=G/(CKP1)*(ZT1/M)1/2式中:K=0.8 M=53.24 Z=0.0107 T1=4080k C=238 G=12778kg/h P1=45.98 代入公式计算得:A=0.4197cm2选A42Y-40型安全阀,d=8,DN=40,D出口=50。
2.PSV-011 (E-EA-254 shell side)按《炼油装置工艺管线安装设计手册》(下册)有关公式计算。
注:原始数据由IFP提供1.泄放量取最大流量:G=90.6m3/h。
2.安全阀泄放压力(即安全阀定压)P0=3.7Mpa(G)=38kg/cm2(A)安全阀聚积压力P a=0.1 P0=0.1x38=3.8kg/cm2(A)最大排放量时进口压力P1P1= P0+ P a=41.8kg/cm2(A)安全阀背压P2= 1.01kg/cm2(A)3.计算喷嘴面积K=1.03查图9-3 K=1.03时ðX=0.6P X= P1X0.6=25.08 kg/cm2(A)P2 <P X 可按下列公式计算:A=G/(CKP1)*(ZT1/M)1/2式中:K=0.8 M=53.24 Z=0.0107 T1=4080k C=238 G=12778kg/h P1=41.8 代入公式计算得:A=0.46cm2选A42Y-40型安全阀,d=8,DN=40,D出口=50。
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1m)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。
F142b 缓冲罐(V3412)顶部安全阀计算示例
操作参数如下:
泄放压力:
1.18f P Mpa =(绝压)
泄放温度:338.15f T K =
罐内介质为气相的F142b ,其物性参数为: 323.087/kg m ρ=
进料管径:50d mm =
流速:15/u m s =
100.5/M kg kmol =
临界温度:409.15T K =
临界压力: 4.15P Mpa =(绝压)
选用全启式安全阀,00.65C =
气相特性指数:315X =
绝热指数: 1.02k =
对比温度=介质的泄放温度/介质的临界温度 对比压力=介质的泄放压力/介质的临界压力 对比温度=338.15/409.15=0.83
对比压力=1.18/4.15=0.284
根据算出的对比温度和对比压力查气体压缩系数图得出Z=0.85
根据以上数据计算容器的安全泄放量s W 32322.8310 2.831023.0871*******.1/s W ud kg h ρ--=⨯=⨯⨯⨯⨯= 最小泄放面积:
22450.10.85338.1513.1613.16225.70.65315 1.18100.5f s
f
ZT W A mm CXP M ⨯===⨯⨯ 0225.716.690.7850.785A d mm === 因此选择DN25mm 的安全阀。
一.安全阀计算实例我们在压力容器设计和定期检验中均要求对安全阀的安全排放能力进行选型或校验计算。
基于以往资料不齐全,往往以大代小,造成不必要的浪费。
现拟以GB15 0附录B-B5.1 b)为依据,用不同介质、压力、温度对安全阀的安全排放量进行选型计算。
例1:有一空气储罐,DN1000㎜,容积V=5m3最高工作压力为0.8MPa,工作温度为30℃进口管为φ57X3.5,确定安全阀尺寸.解1)确定气体的状态条件设Po—安全阀出口侧压力(绝压)0.103MPa(近似为0.1MPa)则Pd—安全阀泄放压力(绝压)为Pd=1.1Pw+0.1+10%P=1.068MPa(GB150附录B4.2.1)当安全阀出口侧为大气时: Po/Pd=0.103/1.068=0.0936而(2/(k+1))k/(k-1) =(2/(1.4+1))1.4/(1.4-1)=0.53∴ Po/Pd<(2/(k+1))k/(k-1)是属于临界状态条件, 安全阀排放面积A按(B5)计算A≥mm(B5)式中: C气体特性系数,查表B1或C=520√k(2/(k+1)(k+1)/(k-1))K—安全阀额定泄放系数,K=0.9倍的泄放系数(泄放系数由制造厂提供,一般为0.75);或按《容规》附件五第二节有关规定中选取.2)容器安全泄放量的计算:盛装压缩气体或水蒸汽的容器安全泄放量,按下列规定来确定a.对压缩机贮罐或水蒸汽的容器,分别取压缩机和水蒸汽发生器的最大产气量;b.气体储罐等的安全泄放量按(B1)式计算Ws=2.83×10-3ρυd2 ㎏/h (B1)式中ρ为排放压力下的气体密度.ρ=M(分子量)×Pw’(排放绝对压力)×273/(22.4×(273+t))空气M=28.95排放绝对压力Pw’=10.68㎏/㎝2代入上式得ρ=28.95×10.68×273/22.4×303=12.44㎏/m3υ—容器在工作压力下的进口管的气体流速m/s;查表2得υ=10~15m/s 一些常用气体流速范围表2取υ=10m/s.将上述ρ、ν、d代入得Ws=2.83×10-3×12.44×15×502 =1320.2㎏/h则A==205.4mm2若采用带板手全启式安全阀A=0.785d02=205.4mm2 d0=(205.4/0.785)1/2=16.2㎜根据统计概算,全启式安全阀的喉径d0与公称直径DN之比约为0.625,而微启式安全阀的喉径d0与公称直径DN之比约为0.8.∴选用公称直径DN32的全启式带板手安全阀.安全阀公称直径与喉径关系表3例2.将例题1的介质改为蒸汽。
安全阀额定排量计算一、介质为液体(参照GB12241-89标准)式中Wt--安全阀的理论排量,Kg/h A--流道面积,mm2 ρ--介质密度,Kg/ mm3(如水ρ=1000 Kg/ mm3)△P--阀门前后压差,△P=Pp·Pb,Mpa Pp--排放压力,Mpa(绝对压力)Pb--阀门出口侧压力,Mpa(对空排放时Pb为0)二、介质为蒸汽(参照《蒸汽锅炉安全监察规程》式中K--排放系统,对微启式安全阀C=0.2。
全启式安全阀C=0.7 M--气体分子量(如空气M=29,甲烷M=16)Z--气体在操作温度下的压缩系数,(如空气在常温,压力为1.6Mpa下Z=0.99,压力为10Mpa下Z=0.95)T--气体的温度,K(T=273+摄氏度)三、介质为气体(参照GB12241-89标准)Wt=CA(10.2P+1)式中C--排放系统,对微启式安全阀C=0.085。
全启式安全阀C=0.235 P--安全阀入口处压力,Mpa K--蒸汽比容修正系数,一般取K=1 A--流道面积,mm2密封性要求(依据GB12243-89)安全阀类型流道直径(mm) 最大允许泄漏率,气泡数/min(试验介质:空气或其它气体) 公称压力PN,Mpa< 10 ≥ 10一般安全阀< 20 40 60≥ 2020 30背压平衡安全阀< 20 50 75≥ 2030 45注:1. 进行蒸汽安全阀密封试验时,用目视或听音的方法检查阀的出口端,如未发现泄漏现象,则认为密封性合格。
2. 进行水或其它液体用安全阀密封试验时,在规定的试验持续时间2分钟内,其密封面处不应有流淌的水珠。
企业安全生产费用提取和使用管理办法(全文)关于印发《企业安全生产费用提取和使用管理办法》的通知财企〔2012〕16号各省、自治区、直辖市、计划单列市财政厅(局)、安全生产监督管理局,新疆生产建设兵团财务局、安全生产监督管理局,有关中央管理企业:为了建立企业安全生产投入长效机制,加强安全生产费用管理,保障企业安全生产资金投入,维护企业、职工以及社会公共利益,根据《中华人民共和国安全生产法》等有关法律法规和国务院有关决定,财政部、国家安全生产监督管理总局联合制定了《企业安全生产费用提取和使用管理办法》。
安全阀口径计算范文
1.确定工艺系统参数
在进行安全阀口径计算前,首先需要明确工艺系统的参数,包括最大工作压力(Pmax)、最小工作压力(Pmin)、设计压力(Pdesign)、介质流量(Q)等。
2.计算安全阀流量系数Cv
安全阀的流量系数Cv是指在标准条件下,通过安全阀的流量。
通常情况下,可以通过以下公式计算Cv值:
Cv = Q / sqrt(∆P)
其中,Q为工艺系统的流量,∆P为安全阀的过压。
3.确定安全阀的标称口径
安全阀的标称口径一般表示为DN,是以毫米为单位的数值。
安全阀的标称口径应满足以下条件:
-安全阀的CV值大于或等于工艺系统的实际流量;
-安全阀的标称口径应符合相关标准和规范的要求。
4.选择合适的安全阀
根据确定的标称口径和相关标准,选择合适的安全阀。
安全阀通常分为弹簧式和提升式两种。
弹簧式安全阀适用于小流量和小口径的工艺系统,其工作原理是通过弹簧力来实现压力调节。
提升式安全阀适用于大流量和大口径的工艺系统,其工作原理是通过介质的压力作用在阀芯上,将阀芯提升使介质排出。
在选择安全阀时,还需要注意以下几点:
-安全阀应具有较小的泄漏量,以保证系统的安全性;
-安全阀应具有良好的密封性能,以防止介质的泄漏;
-安全阀的材料应符合工艺系统的介质性质,以保证其耐腐蚀性能。
总之,安全阀口径的计算应综合考虑工艺系统的参数、流量系数、标准规范等因素,以选择合适的安全阀,从而确保工艺系统的安全运行。
安全阀喷嘴面积计算
安全阀喷嘴,计算
一、操作条件的确定
1.定压Ps (MPa) 1.38
2.积聚压力Pa (MPa)0.276
无火压力容器上的安全阀:0.138
着火有爆炸危险容器上的安全阀:0.276
蒸汽锅炉上的安全阀:0.0414
3.最高泄放压力Pm (MPa) 1.656
4.气体的临界流动压力Px (MPa)0.935
气体的绝热系数 K(Cp/Cv) 1.2
气体的临界流动比0.564
5.背压 P2 (MPa)0.138
二、喷嘴面积计算 cm2 3.786421.96
计算公式:Ao=0.4*Gv/(C*K F*P m*K b)*(Z*T1/M)1/2喷嘴直径(mm) Gv: 气体最大泄放量,kg/h1111
K F: 流量系数0.7
全启式取0.6-0.7,带调节圈的微启式取0.4-0.5,
不带调节圈的微启式取0.25-0.35
Pm: 最高泄放压力 (MPa) 1.656
T1: 进口处介质温度 K313
M: 气体分子量49.69
Z: 气体在Pm时的压缩因子0.9755
C: 气体的特性系数250.9816
kb: 背压校正系数1。
安全阀计算实例讨论安全阀是一种安全保护装置,常用于管道、容器等系统中,用于释放过量的压力,以防止系统过载和破裂。
为了确保安全阀能正常工作,需要进行合理的计算和选择。
本文将以一个实例来讨论安全阀的计算方法。
假设有一座工厂的锅炉系统,需要设计并选择合适的安全阀。
该锅炉的参数如下:- 锅炉额定蒸发量:5000 kg/h-锅炉额定工作压力:1.5MPa-锅炉额定蒸汽温度:200℃首先,我们需计算锅炉系统的设计压力。
按照锅炉压力容器设计规范,一般情况下,设计压力取为额定工作压力的1.25倍,即1.5MPa*1.25=1.875MPa。
接下来,我们需要考虑安全阀的排气量。
通常,安全阀的排气量需要大于或等于系统的最大排气量,以确保能及时排除系统中的过量压力。
根据工程经验,锅炉系统的最大排气量一般取锅炉额定蒸发量的110%到120%之间。
在本例中,我们选择取115%,即5000 kg/h * 1.15 =5750 kg/h。
接着,我们需要考虑安全阀的工作温度。
根据规范要求,安全阀应具有一定的过温保护能力,即在特定温度下,安全阀应能保证其正常工作。
一般情况下,过温保护温度为设计温度的10%到15%之间。
在本例中,锅炉的设计温度为200℃,选择10%作为过温保护温度,即200℃*10%=20℃。
再次,我们需要考虑安全阀的过压保护能力。
规范要求,在特定的过压情况下,安全阀应能保证排放特定比例的额定蒸发量,以防止系统过载。
过压保护能力一般取设计压力的3%到5%之间。
在本例中,我们选择3%作为过压保护比例,即 1.5MPa*3%=0.045MPa。
综上所述,我们现在已经获得了安全阀的以下参数:-设计压力:1.875MPa- 最大排气量:5750 kg/h-过温保护温度:20℃-过压保护比例:0.045MPa根据以上参数,我们可以开始进行安全阀的选择。
在实际应用中,可以查阅安全阀的性能参数和技术规范,以便选择合适的安全阀。
安全阀计算
设备名称:
图号:
安全阀计算
一、压力容器安全泄放量W S′的计算
W S′=2.83×10-3ρυd2㎏/h
=2.83×10-3×1.8×10×8002
=32601㎏/h
式中:W
′—压力容器安全泄放量,㎏/h;
S
d—压力容器进口管内径,㎜;
υ—压力容器进口管内流速,υ=10m/s;
ρ—泄放压力下的介质密度,ρ=1.8kg/m3
二、安全阀排放能力W S的计算
选用安全阀型号:A48Y-16DN300; 喉径d1=200㎜。
Ws= 5.25×KP d A kg/h
= 5.25×0.70×0.4×31400
=46157kg/h
式中: Ws—安全阀排放能力,kg/h;
P d—安全阀排放压力(绝压)P d=1.05×0.3+0.1MP a=0.4 MP a;
A—安全阀最小排放面积A=0.785d t2=0.785×2002=17671 mm2。
K —排放系数,近似取K=0.70
三、比较
W S=46157kg/h>W S′=32601㎏/h 故安全
安全阀计算参考资料
1、国家质量技术监督局:《固定式压力容器安全技术监察规程》
2、GB/T150-2011《压力容器》
3、《化工管路手册》化学工业出版社
4、《石油化工基础数据手册》。
安全阀排放量计算公式安全阀是保障设备和系统安全运行的重要部件,而准确计算其排放量至关重要。
咱先来说说安全阀排放量的概念哈。
简单来讲,安全阀排放量就是指在特定条件下,安全阀能够排出的介质流量。
这就好比一个水库的泄洪量,得算准了,不然要是洪水来了,泄洪量不够,那可就麻烦啦!那怎么算这个排放量呢?这就得提到一堆公式啦。
比如说,对于气体介质,常用的公式是:Wg = 7.6×10^(-2)×C×Kd×A×(Pg + 0.1)×M / (ZT)这里面,Wg 就是气体安全阀的排放量,单位是千克每小时;C 是气体特性系数;Kd 是安全阀的额定泄放系数;A 是安全阀的喉部面积,单位是平方毫米;Pg 是安全阀入口处的气体绝对压力,单位是兆帕;M 是气体的摩尔质量,单位是千克每摩尔;Z 是气体在操作温度和压力下的压缩因子;T 是气体的绝对温度,单位是开尔文。
是不是看着有点晕乎?别担心,咱举个例子来说明。
就说一个化工厂里的反应釜吧,里面有高温高压的气体。
这时候要安装一个安全阀,咱来算算它的排放量。
先确定各种参数,比如说气体特性系数 C 是 348,额定泄放系数 Kd 是 0.65,喉部面积 A 经过测量是 500 平方毫米,入口处气体绝对压力 Pg 是 1.5 兆帕,气体是氨气,摩尔质量 M 大约是 17 千克每摩尔,压缩因子 Z 通过查资料得到是 0.9,操作温度是 200℃,换算成绝对温度 T 就是 473 开尔文。
把这些数一股脑儿地代入公式里:Wg = 7.6×10^(-2)×348×0.65×500×(1.5 + 0.1)×17 / (0.9×473)经过一番计算,就能得出这个安全阀在这种情况下的气体排放量啦。
再来说说液体介质的安全阀排放量计算公式。
Wl = 2.83×10^(-3)×A×Pd×M这里面,Wl 是液体安全阀的排放量,单位是千克每小时;A 还是安全阀的喉部面积;Pd 是安全阀入口处的液体绝对压力,单位是兆帕;M 是液体的流量系数。
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1m)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。
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1m)安全阀公称压力PN与弹簧工作压力关系表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。
安全阀计算实例范文
安全阀是一种用于保护容器或管道系统免受过高压力的设备。
在工业生产中,安全阀的选择和计算是非常重要的,因为一个合理的安全阀设计能够确保装置的安全运行和人员的安全。
下面我们将通过一个实例来演示安全阀的计算过程。
假设我们有一个容器,其工作压力为10兆帕(MPa),容量为100立方米。
我们需要选择一个合适的安全阀,并计算其合理的开启压力和排放能力。
第一步:开启压力的选择
为了确定合理的开启压力,我们需要考虑以下几个因素:
1.设备的工作压力:根据实例,设备的工作压力为10MPa。
2.容器的设计压力:根据国家标准或设计规范,容器的设计压力通常是工作压力的1.25倍,即10MPa*1.25=12.5MPa。
3.安全阀的开启压力:一般来说,安全阀的开启压力应该比容器的设计压力稍微高一些,以确保在超过设计压力时能够及时排放压力。
在本例中,我们选择安全阀的开启压力为13MPa。
第二步:排放能力的计算
为了确定安全阀的合理排放能力,我们需要考虑以下两个因素:
1.设备的容量:根据实例,设备的容量为100立方米。
此外,安全阀的安装和维护也是非常重要的。
安全阀应该正确安装在容器或管道系统中,并定期检查和维护以确保其正常运行。
总结起来,安全阀的选择和计算需要考虑设备的工作压力、容器的设计压力、安全阀的开启压力和排放能力等因素。
正确选择和计算安全阀可以确保工业装置的安全运行,减少事故和人员伤害的风险。
同时,安装和维护安全阀也是非常重要的,以确保其正常运行和有效保护装置的安全。
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1m)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.安全阀计算实例我们在压力容器设计和定期检验中均要求对安全阀的安全排放能力进行选型或校验计算。
基于以往资料不齐全,往往以大代小,造成不必要的浪费。
现拟以GB150附录B-B5.1 b)为依据,用不同介质、压力、温度对安全阀的安全排放量进行选型计算。
例1:有一空气储罐,DN1000㎜,容积V=5m 3最高工作压力为0.8MPa ,工作温度为30℃进口管为φ57X3.5,确定安全阀尺寸.解1)确定气体的状态条件设Po —安全阀出口侧压力(绝压)0.103MPa (近似为0.1MPa ) 则Pd —安全阀泄放压力(绝压)为Pd=1.1Pw+0.1+10%P=1.068MPa (GB150附录B4.2.1)当安全阀出口侧为大气时: Po/Pd=0.103/1.068=0.0936 而(2/(k+1))k/(k-1) =(2/(1.4+1))1.4/(1.4-1)=0.53∴ Po/Pd <(2/(k+1))k/(k-1) 是属于临界状态条件, 安全阀排放面积A 按(B5)计算A ≥ZTM CKP Wsd2106.7-⨯mm (B5)式中: C气体特性系数,查表B1或C=520√k(2/(k+1)(k+1)/(k-1))K—安全阀额定泄放系数,K=0.9倍的泄放系数(泄放系数由制造厂提供,一般为0.75);或按《容规》附件五第二节有关规定中选取.2)容器安全泄放量的计算:盛装压缩气体或水蒸汽的容器安全泄放量,按下列规定来确定a.对压缩机贮罐或水蒸汽的容器,分别取压缩机和水蒸汽发生器的最大产气量;b.气体储罐等的安全泄放量按(B1)式计算Ws=2.83×10-3ρυd2㎏/h (B1)式中ρ为排放压力下的气体密度.ρ=M(分子量)×P w’(排放绝对压力)×273/(22.4×(273+t))空气M=28.95排放绝对压力P w’=10.68㎏/㎝2代入上式得ρ=28.95×10.68×273/22.4×303=12.44㎏/m3υ—容器在工作压力下的进口管的气体流速m/s;查表2得υ=10~15m/s一些常用气体流速范围表2取υ=10m/s.将上述ρ、ν、d 代入得Ws=2.83×10-3×12.44×15×502 =1320.2㎏/h 则A=303195.28071.17.0365106.72.13202⨯⨯⨯⨯⨯-=205.4mm 2若采用带板手全启式安全阀A=0.785d02=205.4mm 2 d0=(205.4/0.785)1/2=16.2㎜根据统计概算,全启式安全阀的喉径d0与公称直径DN 之比约为0.625,而微启式安全阀的喉径d0与公称直径DN 之比约为0.8. ∴选用公称直径DN32的全启式带板手安全阀.安全阀公称直径与喉径关系表3例2.将例题1的介质改为蒸汽。
解:在压力容器中,绝大多数安全阀的出口侧压力与它的泄放压力之比即Po/pd 都小于理论值0.528。
(此值由空气作试验介质求得Po/pd=0.528)属于临界状态。
Pd ——安全阀的泄放压力(绝压)Pd=1.1×P +0.1MPa=1.1×1.1Pw +0.1=1.21×0.8+0.1=1.068MPa 查得ρ=5.388Kg/m 3. K=455°(t=182℃)182+273=455K ∴WS=2.83×10-3ρνd 2=2.83×10-3×5.388×25×502=953Kg 最小排放面积A A=ZTMCKP Wsd2106.7-⨯其中蒸汽在工作温度和压力下的压缩系数Z 。
可根据高鸿华主编《压力容器安全技术问题》第71问中的公式进行计算:(注1)Z=RTM P ν=45584818101856.068.104⨯⨯⨯⨯=0.93式中:R ——848Kg ·m/Kmol ·K T ——蒸汽绝对温度K ν——蒸汽比容M ——分子量。
蒸汽k=1.135 ∴A=45593.018068.17.0331106.79532⨯⨯⨯⨯⨯-=245.7mm 2 do=4πA=785.07.245=17.7㎜ 取DN=32的安全阀。
(do=20㎜)注1、介质压缩系数可按GB150附录B 章进行计算,一些常用介质的临界特性,由表4查得某些气体的主要物理特性表4上述的工况。
同样可以用(B7)式进行计算。
该式在计算时略去繁锁系数Z 的计算,当Pd ≤10Mpa 时A=KPd Ws 23.5=068.17.025.5953⨯⨯=242.8mm 2 do=4πA=785.08.245=17.6㎜ 众所周知,压缩系数Z 是反映了真实气体在压力、温度和比容之间的关系上和理想气体的差异。
在常温及压力不太高的情况下,真实气体与理想气体的差异不大。
即压缩系数Z ≈1,而一般常用的二原子气体,如空气、氧、氮、氢及一氧化碳等气体的绝热指数K 均为1.4。
因此,安全阀排量计算公式简化为下式: W=27KPdATM 用例题1的工况,代入后即得 A=30395.78067.17.027.1320⨯⨯=205.4mm 2Do=4πA=785.04.205=16.2㎜ 与例题1的详细计算相差极小,另一方面应注意的是,如合成氨的循环机的安全阀,由于出口侧的压力很大。
因而压力比Po/Pd >(2/(k+1) )k/(k-1)属于处在亚临界状态,则应用式(B6)来计算安全阀泄放量。
但锅炉系统的安全阀选型计算要以《锅规》所给出的公式及系数进行计算。
例3:液化石油气贮罐,筒体内径Di=1600㎜,长度L=6000㎜,壁厚δn=16㎜,V=13.3m 3,封头形式为椭圆,介质组分为: 丙烯50%、丙烷15%、正异丁烯15%、正异丁烷15%、残液5%.液化石油气组分见表5。
液化石油气单一成分组分及汽化潜热表5液化石油气贮罐,一般不设保温且夏日均配备水喷淋予以冷却。
解:对无绝热材料保冷层的压力容器其安全泄放量按(B3)计算。
W=2.55×105FAt×0.82/q kg/h 式中:F —系数,对于地面上的容器,F=1At —容器受热面积,椭圆封头的卧式贮罐At=πD0(L+0.3 D0)=3.14×1.632(6.916+0.3×1.632)=37.9㎡ 50℃汽化潜r=∑Xiri=285.5×0.15+285.96×0.5+343.7×0.15+317.8×0.15+337×0.05=301.9KJ/㎏∴安全泄放量W ’=rA F 82.051055.2⋅⋅⨯=9.3019.3711055.282.05⨯⨯⨯=16640㎏/h安全阀的泄放能力计算对于贮罐的筒体长度≥6m 时,应设置两个安全阀。
在一般情况下分半值来计算较为合理。
这样才不致于使安全阀选得过于大型而造成浪费。
安全阀的最小排气面积A 为A=ZT M CKP Wd2106.72-⨯=32367.04408.26.0337106.783202⨯⨯⨯⨯⨯- 323=577.3mm 2式中Pd=1.1P +0.1=1.1×1.8+0.1=2.08MPaM 分子量=44 (以主要成分丙烷) ∴do=4πA=785.03.577=27.12㎜选用DN40A42H —4.0的全启式安全阀两只。
(此档安全阀最小公称直径为40) 由两台或两台以上的装置集中输气到一个贮罐(集中罐)。
或由一台设备分别输气到几个贮罐(分气罐)时。
贮罐的安全泄放量的计算见例4。
例4、由两台空气压缩机同时向体积为V=100m 3的集气罐输气。
其输气压力为Pw=1.0MPa ;t 为常温。
进气管为φ108×4。
此时贮罐的安全泄放量。
∵在Pw=1.0Mpa ;t=20℃时,ρ=12.87㎏/m 3。
取进气管的气体流速为ν=15m/s ∴贮罐的安全泄放量W 为 W ‘=7.55(ρo )Vd 2T P d =7.55×1.293×15×1002×29331.1=6.55×103㎏/h 式中:ρo ——气体在标准状态下的密度㎏/m 3;空气在标准状态下的P=12.87㎏/m 3 Pd ——容器的排放压力MPa (绝对) T ——容器的排放温度(绝对)K d ——容器的总进气管内径㎜ 实际上W '=7.55ρo Vd 2TP d与W=28×10-3ρVd 2是等效的,不同处在于不用去求取气体在排放状态下的密度ρ(㎏/m 3)。