第五章-压力容器的超压泄放装置(1)

1、第五章第五章 压力容器的安全泄压装置压力容器的安全泄压装置 第一节第一节 安全泄压装置与安全泄放量安全泄压装置与安全泄放量一、超压泄放装置一、超压泄放装置1、超压泄放装置的作用、超压泄放装置的作用 压力容器通常在正常的工作压力下是可以安压力容器通常在正常的工作压力下是可以安全运行的。但由于某些物化过程或化学反应过程全运行的。但由于某些物化过程或化学反应过程等因素使容器内的压力升高，超过了容器允许承等因素使容器内的压力升高，超过了容器允许承受的压力，使它可能失效并由此造成更大事故。受的压力，使它可能失效并由此造成更大事故。 超压超压压力容器内的实际压力超过压力容器内的实际压力超过设计压力设计压力

2、（或（或超过最大工作压力）。超过最大工作压力）。第五章第五章 压力容器的安全泄压装置压力容器的安全泄压装置 可能产生超压的情况：可能产生超压的情况：（1）自身不产生压力的容器）自身不产生压力的容器 输入气量输入气量 输出气量，压力上升输出气量，压力上升超压；超压； 管道被异物堵塞（包括腐蚀产物），压力上升；管道被异物堵塞（包括腐蚀产物），压力上升； 阀门操作失误（出口阀关闭），压力上升。阀门操作失误（出口阀关闭），压力上升。（2）较高压力系统的介质经减压阀进入较低压力系统）较高压力系统的介质经减压阀进入较低压力系统的容器，因减压阀失灵而形成超压。的容器，因减压阀失灵而形成超压。 换热中的管子渗

3、漏使高压侧介质流入低压壳层等换热中的管子渗漏使高压侧介质流入低压壳层等情况，导致超压。情况，导致超压。第五章第五章 压力容器的安全泄压装置压力容器的安全泄压装置 （3）容器装料过量，如球形贮罐物料安全线）容器装料过量，如球形贮罐物料安全线为为85，其余为气压区。，其余为气压区。（4）反应器中产物体积有增加的化学反应剧）反应器中产物体积有增加的化学反应剧烈，失控烈，失控超压。超压。 为保证压力容器的安全操作，防止超压事故为保证压力容器的安全操作，防止超压事故的发生，在压力容器上装设超压泄放装置。超压的发生，在压力容器上装设超压泄放装置。超压泄放装置是一种为保证压力容器安全操作，防止泄放装置是一种

4、为保证压力容器安全操作，防止产生过量超压的产生过量超压的安全附件安全附件。第五章第五章 压力容器的安全泄压装置压力容器的安全泄压装置 2、安全泄放装置的性能要求：、安全泄放装置的性能要求：（1）当容器在正常操作压力下运行时，它不影响容器）当容器在正常操作压力下运行时，它不影响容器的工作；的工作；（2）一旦容器内的压力超过规定时，它能自动开启，）一旦容器内的压力超过规定时，它能自动开启，把容器内部分介质或气体迅速喷出，使容器内的把容器内部分介质或气体迅速喷出，使容器内的压力保持在容许的范围，达到保护容器的目的。压力保持在容许的范围，达到保护容器的目的。（3）具备自动报警的作用。）具备自动报警的作

5、用。3、安全泄放装置的设置原则、安全泄放装置的设置原则（1）在生产过程中因物料的化学反应，可能使压力增）在生产过程中因物料的化学反应，可能使压力增加的容器应加的容器应单独设置单独设置超压泄放装置（如反应器、超压泄放装置（如反应器、高压聚合设备等）；高压聚合设备等）；第五章第五章 压力容器的安全泄压装置压力容器的安全泄压装置 （2）容器内的介质压力因受热而升压较高，且容器与）容器内的介质压力因受热而升压较高，且容器与其它设备连接处装有阀门，应其它设备连接处装有阀门，应单设单设泄放装置（如泄放装置（如换热器等）；换热器等）；（3）液化气容器（如球形贮罐）；）液化气容器（如球形贮罐）；（4）压力源经

6、过减压后进入容器，）压力源经过减压后进入容器，P设设压力源压力源P，在，在容器容器上线进口处上线进口处设泄压装置；设泄压装置； 4、不用设置或不用单独设置泄放装置的情况、不用设置或不用单独设置泄放装置的情况（1）P工工(最大允许承受压力最大允许承受压力)P（压力源压力）；（压力源压力）；（2）系统中，有多个设计压力相同的容器，连接无阀）系统中，有多个设计压力相同的容器，连接无阀门，流阻小，可视为一个容器系统，只需在该系门，流阻小，可视为一个容器系统，只需在该系统中容器统中容器承压最危险的部位承压最危险的部位装超压泄放装置。装超压泄放装置。第五章第五章 压力容器的安全泄压装置压力容器的安全泄压装

7、置 5、超压泄放装置的类型、超压泄放装置的类型（1）安全阀）安全阀 安全阀是通过阀瓣的开启而泄放出流体介质，安全阀是通过阀瓣的开启而泄放出流体介质，以降低容器内压力的一种特殊阀门。以降低容器内压力的一种特殊阀门。（2）爆破片装置）爆破片装置 爆破片装置是通过装置中的爆破片破裂而泄放爆破片装置是通过装置中的爆破片破裂而泄放介质，以降低容器内的压力。介质，以降低容器内的压力。 由于安全阀和爆破片装置各具由于安全阀和爆破片装置各具优缺点优缺点，它们不，它们不能相互取代，但可成互补。可以综合它们的优点，能相互取代，但可成互补。可以综合它们的优点，形成形成组合式超压泄放装置组合式超压泄放装置。第五章第五

8、章 压力容器的安全泄压装置压力容器的安全泄压装置 二、压力容器的安全泄放量二、压力容器的安全泄放量 压力容器在需要作超压泄放时，若单位时间内压力容器在需要作超压泄放时，若单位时间内泄放的量小于介质聚集的量，则该容器内的压力仍泄放的量小于介质聚集的量，则该容器内的压力仍将继续上升，险情并未解除，仍有破裂的危险。将继续上升，险情并未解除，仍有破裂的危险。 只有当容器在单位时间内泄放的量等于介质聚只有当容器在单位时间内泄放的量等于介质聚集量，则容器内的压力不再升高，该泄放量便是容集量，则容器内的压力不再升高，该泄放量便是容器的安全泄放量。亦即为保证容器安全，在器的安全泄放量。亦即为保证容器安全，在单

9、位时单位时间内至少必须泄放的量间内至少必须泄放的量。 由于压力容器产生超压的原因不同，因此，计由于压力容器产生超压的原因不同，因此，计算安全泄放量的方法也有所不同。算安全泄放量的方法也有所不同。 1、贮存压缩气体或蒸汽时容器的安全泄放量、贮存压缩气体或蒸汽时容器的安全泄放量 （1） 压缩气体或蒸汽容器（压缩气体或蒸汽容器（仅一个压力源仅一个压力源） 石油化工厂有很多贮存或处理压缩气体、蒸汽等的石油化工厂有很多贮存或处理压缩气体、蒸汽等的压力容器，由于其压力源的压力比较稳定，不受外界干压力容器，由于其压力源的压力比较稳定，不受外界干扰，因此，该容器的安全泄放量就是该扰，因此，该容器的安全泄放量就

10、是该压力源的最大生压力源的最大生产能力产能力。对于压缩机取。对于压缩机取1小时（单位时间）的排气量，小时（单位时间）的排气量，锅炉取锅炉取1小时的蒸汽量为安全泄放量。小时的蒸汽量为安全泄放量。 （2） 压缩气体（蒸汽）贮罐（压缩气体（蒸汽）贮罐（多个源控制多个源控制） 这类容器如集气罐、蒸汽包等。它们可能同时受几这类容器如集气罐、蒸汽包等。它们可能同时受几个压力源控制或同时分散到几个使用区域去，这类容器个压力源控制或同时分散到几个使用区域去，这类容器的安全泄放量的安全泄放量按该容器的最大管径按该容器的最大管径，用下式计算：，用下式计算：第五章第五章 压力容器的安全泄压装置压力容器的安全泄压装置

11、 第五章第五章 压力容器的安全泄压装置压力容器的安全泄压装置 第五章第五章 压力容器的安全泄压装置压力容器的安全泄压装置 第五章第五章 压力容器的安全泄压装置压力容器的安全泄压装置 1、液化气体容器的安全泄放量、液化气体容器的安全泄放量 用以贮存或处理液化气体的压力容器，当环境温用以贮存或处理液化气体的压力容器，当环境温度升高时，器内的液化气体度升高时，器内的液化气体受热蒸发受热蒸发，体积迅速增大，体积迅速增大，从而造成压力容器超压，危及容器的安全。，从而造成压力容器超压，危及容器的安全。 因此，应该按它在可能遇到的因此，应该按它在可能遇到的最不利的情况最不利的情况下的下的蒸发量来确定安全泄放

12、量。蒸发量来确定安全泄放量。 对于介质为易燃液化气体，或装设在有可能发生对于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的非易燃液化气体的压力容器，其安火灾环境下工作的非易燃液化气体的压力容器，其安全泄放量要按容器周围全泄放量要按容器周围发生火灾时发生火灾时的蒸发量来考虑。的蒸发量来考虑。第五章第五章 压力容器的安全泄压装置压力容器的安全泄压装置 当容器当容器无绝热材料保温层无绝热材料保温层时时,其安全泄放量为其安全泄放量为 Ws=2.55 x105 FAr0.82/q kg/h式中式中 Ws容器的安全泄放量，容器的安全泄放量，kg/h; q在泄放压力下液化气体的汽化潜热，在泄放压力下

13、液化气体的汽化潜热，kJ/kg; F系数系数, 容器装设在地面下用砂土覆盖时，取容器装设在地面下用砂土覆盖时，取F=0.3; 容器在地面上时，取容器在地面上时，取F=1; 容器设置在大于容器设置在大于10 L/m2min 喷淋装置下时，取喷淋装置下时，取F=0.6; Ar容器的受热面积，容器的受热面积，m2。压力容器的压力容器的受热面积受热面积Ar,按下列公式计算按下列公式计算第五章第五章 压力容器的安全泄压装置压力容器的安全泄压装置 (1)半球形封头的卧式容器半球形封头的卧式容器 A r=Do L （ m2） (2)椭圆形封头的卧式容器椭圆形封头的卧式容器 A r= Do (L+0.3Do)

14、 （m2） (3)立式容器立式容器 A r=Do L （m2 ） (4)球形容器球形容器 Ar=D02 /2 （m2） 或从地面起到或从地面起到7.5m高度以下高度以下所包括的外表面积所包括的外表面积,取两者取两者中较大的值。中较大的值。 式中式中 Do容器外径容器外径, m; L容器总长容器总长, m; L 容器内最高液位容器内最高液位, m。第五章第五章 压力容器的安全泄压装置压力容器的安全泄压装置 当容器具有完善的当容器具有完善的绝热材料保温绝热材料保温时，安全泄放时，安全泄放量按下式计算量按下式计算 Ws=2.61(650-t)Ar0.82/q 式中式中 Ws容器的安全泄放量，容器的安

15、全泄放量，kg/h; t在泄放压力下的饱和温度，在泄放压力下的饱和温度，; 常温下绝热材料的导热系数，常温下绝热材料的导热系数，kJ/mh,从从表中查取。表中查取。第五章第五章 压力容器的安全泄压装置压力容器的安全泄压装置 Ar容器的受热面积容器的受热面积,m2; 保温层厚度保温层厚度,m; q在泄放压力下液化气体的汽化潜热，在泄放压力下液化气体的汽化潜热，kJ/kg。 对于介质为非易燃液化气体的容器对于介质为非易燃液化气体的容器,而且装设在而且装设在无火灾危险无火灾危险环境下工作时环境下工作时,安安全泄放量可根据有无保温层分别选用不全泄放量可根据有无保温层分别选用不低于上述两公式计算值的低于上述两公式计算值的30% 。 第五章第五章 压力容器的安全泄压装置压力容器的安全泄压装置 第五章第五章 压力容器的安全泄压装置压力容器的