安全阀计算示例资料

1、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LI。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。一一. .安全阀的选用方法安全阀的选用方法G根据讣算确定安全阀公称直径必须使安全阀的排放能力事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320C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

2、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、60C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；乙烘不 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.

3、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审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1PN弹簧工作压力等级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安全阀应动作灵敬可靠，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，并保证排岀规定的气 量。二二. .安全阀计算实例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-B

5、5.1b）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,DNIOOOmm,容积V=5m*最高工作压力为O.8MPa,工作温度为 30C进口管为57X3.5,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0.1 MPa）则Pd安全阀泄放压力（绝压）为Pd二 1. lPw+0. l+10%P二 1. 068MPa （GB150 附录 B4. 2. 1）当安全阀出口侧为大气时：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氨气W0.61020一般气体 （常压）10-201.0-2.03.08.0氧气0.65.0-10.0液氨0.3-1.00.05-0.67.08.0氮气5102.05.0饱和水蒸汽（主管）30-40乙烘气2.08.0（支管）20-30氢气W&0低压蒸汽1.015-20自来水（主管）1.5-3.5低压蒸汽1.020-40（支管）1.0-1.5低圧蒸汽(2/(k+l)于处在亚临界状态，则应用式(B6)来讣算安全阀泄放量。但锅炉系统的安全阀选型讣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二1600 mm,长度L二60

7、00 mm,壁厚5 n=16 mm, V二13. 3m,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。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液化石油气单一成分组分及汽化潜热表5重量组分XI丙烷C3H8內烯C3H6正异丁 烯正异丁烷残液50C汽化潜热 kj/kg285.5285.96343.7317.8337液化石油气贮罐，一般不设保温且夏日均配

8、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二2. 55 X 105FAt X 0. 82/q kg/h式中：F系数，对于地面上的容器，F二1At容器受热面积，椭圆封头的卧式贮罐At= n DO (L+0. 3 DO) =3. 14X1.632 (6.916+0.3X1.632 ) =37. 9 m750C汽化潜 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。在一般惜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=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= |学二 篇|=27.12mm选用DN40A42H4.0的全启式安全阀两只。（此档安全阀最小公称直径为40）8320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 到儿个贮罐（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=100汁的集气

10、罐输气。其输气压力为 Pw=1.0MPa； t为常温。进气管为*108X4。此时贮罐的安全泄放量。在Pw=1.0Mpa： t=20C时，P =12.87 kg/m取进气管的气体流速为v =15m/s贮罐的安全泄放量W为W =7.55（ P 0）Vd2卷=7.55X 1.293 X15X1002X =6.55 X 103 kg/hT293式中：P。气体在标准状态下的密度kg/m3；空气在标准状态下的P= 12.87 kg/m3 Pd容器的排放压力MPa （绝对）T容器的排放温度（绝对）Kd容器的总进气管内径mm实际上W =7.55 PoVd2-与W=28X10-3p VcP是等效的，不同处在于不用去求取 T气体在排放状态下的密度P（kg/m3）o除上述的一些常见的贮罐外，我们还遇到如蒸发器、反应器之类由于器内液体受热 蒸发而增大压力，或由于化学反应而使介质气化。体积增大内压升高，其安全泄放量应分别根据输入载热体的放出热量或器内化学反 应可能生成的最大气量，以及反应所需的时间来决定。另外