【2017年整理】超压泄放装置计算

【2017年整理】超压泄放装置计算内容摘要：

1、超压泄放装置计算例题新容规中 3.4 设计文件一节，对压力容器安全泄放提出了更明确的计算要求。 但现状是因超压泄放装置计算条件的多样性，设备人员对工艺参数选择的生疏，所以每次计算都象是一次重新入门。 本文结合多年来的设计实践，编制了相应的软件与实例，力求能帮助容器及管道专业设计人员熟悉计算过程，提高设计质量和效率。 对手工或权威电算也有提示、校对和协助作用。 例 1：一空气储罐最高工作压力为 0.8MPa，工作温度为 30，进口管为 57x3.5，确定安全阀尺寸。 解：根据题意：介质：空气查得参数：k=1.4，C=356，M=28.96，Z=1选用全启式安全阀，排放系数 K 取 0.7（在 0.60.7 2、 范围可选）工作压力 Pw=0.8MPa，设计压力取 P=1.1Pw=0.88 MPa出口侧压力 p0（绝压）：0.103MPa（近似为 0.1 MPa）pd-安全阀泄放压力（绝压）：Pd=1.1Pw+0.1+0.1P=1.068 MPa (GB150 附录 B4.2.1)泄放温度取 30,（本例取与工作温度相同）此温度下的密度 = 121.87 * M * Pd / Tk=12.44kg/m3进口管为 57x3.5(d=50mm) ，进气流速选：15 m/s.1）计算安全泄放量：(按压缩气或蒸气公式(B1)计算)Ws=2.83x10-3d2 =0.00283x12.44x15x502=132 3、0.2 kg/h （B1）2）计算安全泄放面积：确定气体的状态条件P0/Pd=0.103/1.068=0.0936（2/（k+1）k/(k-1)= （2/（1.4+1）1.4/(1.4-1)=0.53P0/Pd（2/（k+1）k/(k-1)是属于临界状态条件，安全泄放面积 A 按（B5）计算AWs/（0.076CKPd（M/Z/T）0.5） （B5） =1320.2/（0.076 x356 x0.7 x1.068x（28.96/1/303）0.5）=211.12mm23）选用安全阀规格及整定压力：选用带板手全启式安全阀的喉径应：d0（A/0.785）1/2=（211.12/0.785）1/2= 4、16.4mm查安全阀样本接近并大于 16.4mm 的喉径为 20mm，入口的公称管径为 DN32选用公称直径 DN32 的全启式带板手安全阀。 安全阀的整定压力介于工作和设计压力之间，P=1.05Pw=0.84 MPa软件解：见图（1） 例 2有一工作压力为 0.8MPa 的饱和蒸汽储罐，进口管为 57x3.5，进口气速为 25 m/s，确定安全阀尺寸。 解：根据题意：介质：饱和蒸汽 选用全启式安全阀，排放系数 K 取 0.7工作压力 Pw=0.8MPa，设计压力取 P=1.1Pw=0.88 MPa出口侧压力 p0（绝压）：0.103MPa（近似为 0.1 MPa）pd-安全阀泄放压力（绝压）：P 5、d=1.1Pw+0.1+0.1P=1.068 MPa 查表 1.068 MPa 压力下的温度为 181.8；此温度下的密度 =5.362 kg/m3进口管为 57x3.5(d=50mm) ，进气流速选：25 m/s.1）计算安全泄放量：(按压缩气或蒸气公式(B1)计算)Ws=2.83x10-3d2=0.00283 x5.362x25x502=948.4Kg2）计算安全泄放面积：当 Pd10Mpa 时，安全泄放面积 A 按（B7）计算AWs/ (5.25 K Pd)=948.4/(5.25x0.7x1.068)=241.6mm23）选用安全阀规格及整定压力：选用带板手全启式安全阀的喉径应：do 6、(A/0.785)0.5=(241.6/0.785)0.5=17.54mm查安全阀样本接近并大于 17.54mm 的喉径为 20mm，入口的公称管径为 DN32选用公称直径 DN32 的全启式带板手安全阀。 安全阀的整定压力介于工作和设计压力之间，P=1.05Pw=0.84 MPa软件解：见图（2）例 3：一立式液氮贮罐，工作压力 0.8MPa，泄放压力下饱和温度为-159，泄放压力下气化潜热为 117.31KJ/kg，贮罐内胆外径 Di=1916mm，贮液高度H=3692mm，保温厚度为 242mm，材料导热系数为 0.1062KJ/mh，采用非调微启平面密封安全阀，排放系数选 0.25，确定 7、安全阀尺寸解：根据题意：介质：液氮查得参数：k=1.4，C=356，M=28.02，Z=1选用非调微启平面密封安全阀，排放系数 K 取 0.25工作压力 Pw=0.8MPa，设计压力取 P=1.1Pw=0.88 MPa出口侧压力 p0（绝压）：0.1 MPa pd-安全阀泄放压力（绝压）：Pd=1.1Pw+0.1+0.1P=1.068 MPa 泄放温度为 t=-159，此温度下的气化潜热 q=117.31KJ/kg 贮罐内胆外径 Do=1916mm，贮液高度 h1=3692mm，保温厚度为 242mm，材料导热系数 为 0.1062KJ/mh1）计算安全泄放量：采用有可靠保温设备公式（B4）计 8、算：立式容器受热面积：Ar=3.14 Do h1=3.14 x 1916 x3692 /106=22.21 m2Ws=2.61(650-t)Ar0.82/ (q) （B4）= 2.61 x(650+159) x0.1062 x22.210.82 / (0.242 x117.31) =100.40 kg/h 2）计算安全泄放面积：确定气体的状态条件：Po/Pd=0.103/1.068=0.0936（2/（k+1）k/(k-1)=（2/（1.4+1)1.4/(1.4-1)=0.53Po/Pd（2/（k+1）k/(k-1) 是属于临界状态条件，安全泄放面积 A 应按式（B5）计算AWs/ (7.6 9、x10-3 C K Pd (M/Z/T)0.5) （B5） =100.4/（0.076 x356 x0.25 x1.068 x（28.02 / 1 /114）0.5）=28.04mm2满足上述面积微启式安全阀的喉径应：d0(20A /)1/2=(20 x28.04/3.14)1/2=13.36mmd0 32 所以按下式再算d0(40A /)1/2=(40 x28.04/3.14)1/2=18.9mm查安全阀样本接近并大于 18.9mm 的喉径为 20mm，入口的公称管径为 DN32选用公称直径 DN32 的微启平面密封安全阀。 安全阀的整定压力介于工作和设计压力之间，Ps=1.05Pw=0.84 10、 MPa软件解：见图（3） 例 4：一制冷装置中，高压侧有两连通贮氨器共用一个安全阀，一台外径为 816mm，总长为 2466mm，另一台外径为 1020mm ，总长为 3070mm，确定安全阀的口径。 解：根据题意：介质：氨查得 R717 常数 C1=8 x10-3 (x10-3 以改原公式中长度单位以 mm 计)贮罐 1 外径 Do1=820mm，总长 L1=3140贮罐 2 外径 Do2=1024mm，总长 L2=4014，1）计算安全阀口径：d=C1x (Do1x L1+ Do2x L2) 0.5=8 x10-3 x (820 x3140+1024 x4014) 0.5= 20.685 2）选用安全阀口径：dN=25*安全阀与爆破片管口相同。 软件解：见图（4）。