安全阀计算-过热蒸汽

安全阀计算气体适用首先，让我们了解一下为什么在气体系统中安全阀计算如此重要。

气体系统中常会出现过载、过热、过压等问题，这些问题如果不加以控制，很容易导致气体系统发生事故，对工作人员和设备造成严重伤害和损失。

而安全阀作为气体系统的一项重要安全设备，可以在系统压力超过设定值时自动打开，排放多余的气体，从而确保系统的安全运行。

那么在气体适用的情况下，如何进行安全阀的计算呢？首先，我们需要了解一些相关的参数和概念。

1.设备的工作压力和工作温度：这是进行安全阀计算的最基本的参数。

工作压力是指设备在正常运行情况下所需的压力；工作温度是指设备在正常运行情况下所能达到的温度。

根据设备的工作压力和工作温度，我们可以确定安全阀的额定压力和额定温度。

2.排放量：排放量是指安全阀在打开状态下所能排放的气体流量。

根据设备的排放要求和工作压力下的气体流量，我们可以确定安全阀的排放量。

3.安全阀的开启压力：开启压力是指安全阀开始逐渐打开的压力。

这个压力是通过调整阀门弹簧的预压力来确定的。

4.设备的压力损失：压力损失是指气体通过设备时由于摩擦、弯头等因素引起的压力降低。

在计算安全阀的额定压力时，我们需要考虑设备的压力损失。

在进行安全阀计算时，我们需要根据以上参数进行初步的估算和选择。

首先，根据工作压力和温度，确定安全阀的额定压力和额定温度。

然后，根据设备的排放要求和工作压力下的气体流量，确定安全阀的排放量。

接着，根据设备的压力损失进行调整，并根据排放量确定安全阀的尺寸。

在进行安全阀计算时，需要注意一些细节。

首先，安全阀的选型要符合规范和标准要求，确保其性能和质量可靠。

其次，安全阀的安装和维护要正确和及时，以确保其可靠性和长期稳定性。

最后，安全阀的计算和调整要与设备的设计和操作保持一致，以确保设备的安全性和可靠性。

综上所述，安全阀计算在气体适用方面是非常重要的。

通过合理和准确的计算，可以确保气体系统的安全运行，保护工作人员和设备的安全。

安全阀计算、选型与设置主讲：袁天聪教授级高工1 目的在石油化工生产过程中，为了防止由于生产事故等造成生产系统压力超过设备和管道的设计压力而发生爆炸事故，应在设备或管道上设置安全阀。

安全阀为一种自动阀门。

它不借助任何外力，而是利用介质本身的力来排出额定数量的流体，以防止系统内压力超过预定的安全值。

当压力恢复正常后，阀门再行关闭并阻止介质继续流出。

在工艺和工艺系统专业的设计中，安全阀的设计内容，主要指安全阀的排放量计算和安全阀的设置两个方面。

按照国际惯例安全阀的喷嘴面积的计算和选型是由制造商来完成的，所以有关这方面的内容列入附录中。

1.2 名词对于安全阀的描述在国际上多遵循美国的ASME标准，在该标准中“安全阀”指仅用于蒸汽或气体工况的泄压设施，而用“安全泄压阀”表示包含安全阀、泄压阀、安全泄压阀在内的全部泄压设施。

由于历史的原因，在我国是用“安全阀”代表了ASME的安全泄压阀的含义。

本规定仍按现行的国家标准来命名，以安全阀代表ASME的安全泄压阀的全部含义，不再区分安全阀、泄压阀、安全泄压阀。

2 术语、符号2.1 安全阀几何尺寸特性2.1.1实际排放面积（排放面积）(The actual discharge area) 实际排放面积是实际测定的决定阀门流量的最小净面积。

对微启式安全阀即为帘面积；对全启式安全阀即为喷嘴面积。

2.1.3喷嘴面积(The nozzle area) 也称喷嘴喉部面积，是指喷嘴的最小横截面积。

2.1.6开启高度(lift) 是当安全阀排放时，阀瓣离开关闭位置的实际升程。

2.2 安全阀的动作特性2.2.1工作压力P (MPa.G) (operating pressure)：设备及管道在正常工作运行期间经常承受的压力；2.2.2 最高允许工作压力Pm(M P a.G)（maximum allowable working pressure）：在指定的相应温度下，容器顶部所允许承受的最大压力，该压力是根据容器受压元件的有效厚度，考虑了该元件承受的所有载荷而计算得到的，且取最小值。

蒸汽安全阀排气能力计算
蒸汽安全阀是一种用于保护蒸汽设备安全运行的重要装置。

它的主要功能是在蒸汽压力超过设定值时，自动打开并排放出多余的蒸汽，以防止设备发生过压而造成事故。

蒸汽安全阀的排气能力是指在一定的工作条件下，安全阀能够排放的蒸汽量。

排气能力的计算对于确保设备的安全运行至关重要。

一般来说，蒸汽安全阀的排气能力需要根据设备的性能参数和工作条件进行计算。

需要确定设备的最大蒸汽流量。

这可以通过设备的设计参数和工作条件来确定。

然后，根据设备的工作压力和蒸汽流量，可以计算出蒸汽安全阀的排气能力。

排气能力的计算需要考虑设备的工作压力、温度和流量等因素。

在计算过程中，需要使用一些相关的物理参数，如蒸汽的密度、比热容等。

通过对这些参数的合理选择和计算，可以得出蒸汽安全阀的排气能力。

在实际应用中，为了确保设备的安全运行，通常会选择具有较大排气能力的蒸汽安全阀。

这样可以在设备出现异常情况时，及时排放多余的蒸汽，保护设备免受过压的损害。

蒸汽安全阀的排气能力是保证设备安全运行的重要指标。

通过合理的计算和选择，可以确保安全阀具备足够的排气能力，以保护设备
免受过压的危害。

在实际应用中，需要根据设备的工作条件和性能参数进行计算，并选择合适的蒸汽安全阀，以确保设备的安全性和可靠性。

例如现在1000KG的过热蒸汽，进口温度325度，出口温度100度。

蒸汽压力是1.3MPa.谁能告诉我这里散发出的热量是多少最好给出计算过程因为我不是学热工的公式不好打，就用字母代替了（a-b）xG=Qa 为1.3MPa，325度下的过热蒸汽焓值，可查过热蒸汽焓值表b 为1.3MPa，100度下的过热蒸汽焓值，可查过热蒸汽焓值表G 为过热蒸汽量，Q 为放热量，即为你说的散发出的热量其中，需要注意的有几点，1.在查对应的过热蒸汽焓值时，要注意提供给你的压力是绝对压力还是表压，表压的话需查1.3+0.1=1.4MPa2. 过热蒸汽量的单位要注意，你给的是质量，焓值单位对应的也应该是大卡/公斤或者焦耳/公斤。

蒸汽热量计量是建立在蒸汽质量计量基础上的，它们之间的基本关系是蒸汽质量与单位质量的蒸汽所包含的热量的乘积，即为热流量。

但是，随着工艺流程的差异和参考点不同，热流量计算的表达式也就不一样。

(1)冷凝水不返回的特殊用户对于冷凝水不返回的特殊用户，其系统图如图4.1所示，其热量定义为以t =O℃的水之始为参考点的实际使用条件下的蒸汽焓值。

其表达式式中φ——热流量， kJ/h；qm——质量流量， kg/h；h——蒸汽的比焓， kJ/kg；p——蒸汽压力，MPa；t——蒸汽温度，℃。

热量表(或流量演算器、计算机等)按照测量得到的蒸汽压力、温度，查存储在仪表内的蒸汽表格(国际公式委员会蒸汽性质表见本书附录。

，得到蒸汽密度和比焓，进而计算qm和φ。

该计量方法也可用来对蒸汽发生器输出热量进行计量。

由于该计量方法以t=0℃时水的焓为参考点，用户难免提出异议，因为动力厂原料水(冷水)中所含的热量也视同蒸汽中所含热量作价卖出，似有不合理之处。

若冬季水温以10℃计，夏季水温以25℃计，低压蒸汽比焓以2.8MJ/ kg计，则冷水中的热量与蒸汽中总热量之比在冬季约为1.4%，在夏季约为3. 6%。

解决这一问题的合理方法是供用双方协商一个双方都能接受的协议参考点，对表计计量结果进行适当处理，作为结算热量。

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 pa Q )110(2305+=aM 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 pQ )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 5.0521]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。

安全阀泄放量的计算(1)计算泄放量介质为易燃液化气体或位于有可能发生火灾的环境下工作的非易燃液化气体：1 有绝热保温输入：t:10℃ 泄放温度为泄放压力下的饱和温度λ:163.08KJ/m.h.℃保温材料的导热系数do:10.01m 保温材料的厚度Hl:1373KJ/Kg 液化气体的泄放条件下的汽化热A:10m2湿润面积见化工装置工艺系统工程设计规定P30输出：Wc130.9533Kg/h2 无绝热保温输入：F:1 容器外壁校正系数见工艺系统工程设计规定P31Hl:1373KJ/Kg A:10m2输出：Wc1227.071Kg/h介质为非易燃液化气体，置于无火灾危险环境工作下时：1 无绝热保温： 计算泄放量不低于上式的30%。

2 有绝热保温： 计算泄放量不低于上式的30%。

阀门误操作：1 出口阀门关闭，进口阀门未关闭时，泄放量为被关闭的管道最大正常流量。

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，按下公式计算。

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，按下公式计算。

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，按下公式计算。

输入：B:0.00122l/℃体积膨胀系数H:18000KJ/h 正常工作条件下最大传热量Gl 868Kg/m3液相密度Cp 2.48KJ/(Kg℃)定压比热输出：V:0.010201m3/h控制阀故障1 安装在设备出口的控制阀，发生故障时若处于全全闭位置，则所设安全阀的泄放量为流经此控制阀的最大正常流2 安装在设备入口的控制阀，发生故障时若处于全开位置时：a 对于气相管道，如果满足低压侧的设计压力小于高压侧的设计压力的2/3，则安全阀的泄放量应按下式计算：输入：Cv1: 1.2控制阀的Cv值Cv2:1控制阀最小流量的Cv值Ph:5Mpa 高压侧工作压力Gg:1000Kg/m3气相密度T:333K 泄放温度输出：W:5495.601Kg/h质量泄放流量b 对于液相管道，安全阀的泄放量为控制阀最大通过量与正常流量之差，并且要估计高压侧物料有无闪蒸。

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）。

a——安全阀的有效通过面积，cm2；'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。

Q——排放量，kg/h；Ma——安全阀的有效通过面积，cm2；p——安全阀定压，Pa（G）T——排出气体的绝对温度，K；ABSM——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；rK——背压影响泄放能力的修正系数，由相关图表查得。

b2）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 Kc)饱和液体。

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。

安全阀的法规以及有关技术标准简介由于安全阀是用在锅炉、压力容器、受压设备或管路上，作为超压保护装置，它的性能好坏，关系到巨额投资的电站设备的安全，大型石油化工装置的长期正常运行，易燃易爆、有害有毒物质储罐的绝对安全……所以世界各国都对安全阀的设计制造使用管理制定了许多相关标准和法规。

现在我们采用的安全阀法规、安全规程、技术标准介绍如下：第一小节法规条例一．《特种设备安全监察条例》（内容摘要）第一章总则第一条为了加强特种设备的安全监察，防止和减少事故。

保障人民群众生命和财产安（含特门制订并公布的安全技术规范（以下简称安全技术规范）的要求，进行生产活动。

特种设备生产单位对其生产的特种设备的安全性能负责。

第十四条锅炉、压力容器、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施及其安全附件、安全保护装置的制造、安装、改造单位，以及压力管道用管子、管件、阀门、法兰、补偿器、安全保护装置等（以下简称压力管道元件〕的制造单位，应当经国务院特种设备安全监督管理部门许可，方可从事相应的活动。

第七章附则锅炉：是指利用各种燃料、电或者其他能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，并承载一定压力的密闭设备，其范围规定为容积大于或者等于30L的承压蒸气锅炉；出口水压大于或者等于0.1 MPa （表压）,且额定功率大于或者等于0.1MW 的承压热水锅炉；有机热载体锅炉。

压力容器：是指盛装气体或者液体．承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa表压），且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa. L 的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器。

盛装公称工作压力大于或者等于0 .2MPa （表压），且压力与容积的乘积大于或者等于1.0 MPa· L 的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60 ℃液体的气瓶；氧舱等。

压力管道：是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1 MPa （表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25 mm 的管道。