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×ρVd2G＇=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=0.6A=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/r①G＇=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)②G＇=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PS的确定:已知:所以:P=0.1Mpa设备最高操作压力(表压)PS=0.38Mpa安全阀定压(绝压)当P≤1.8MPa时PS=P+0.18+0.1=0.3Mpa当1.8MPaP4MPa时PS=1.1P+0.1=Mpa当4.0MPaP8.0MPa时PS=P+0.4+0.1=Mpa当P8.0MPa时PS=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KF=0.7流量系数全启式KF=0.6～0.7带调节圈的微启式KF=0.4～0.5不带调节圈的微启式KF=0.25～0.35Pm=0.38Mpa最高泄放压力(绝压)Ti=293K进口处介质温度M=72气体分子量Z=0.232气体在Pm时的压缩系数K=Cp/Cv=1.0001气体绝热系统C=387｛K〔2/(K+1)〕（K+1)/(K-1)｝0.5C=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.KF.Pm.Kb)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Pm=11Mpa最高泄放压力(绝压)φ=1蒸汽过热度校正系数所以:A0=G＇/(450Pmφ)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PS=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/[6.9KbKμ(PS-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PS=0.38Mpa安全阀入口直径=100mm