安全阀排放量计算
安全阀排放量计算
安全阀排放量计算本计算依据GB150-1998附录B 进行。
1．计算用值常压下氢气的密度 0.09 Kg/m 3。
查《化工工艺设计手册》。
Page ：16-1罐体设计压力为3.4 Mpa,;最高工作压力2.94 Mpa 本计算时选取 15m/s 。
d-容器进料管内直径，mm 依图纸 40mm 。
k-气体绝热指数。
1.40查《化工工艺设计手册》。
Page ：16-1C-气体特性系数 查表B1 C=356K-安全阀的额定泻放系数。
取 K=0.9X0.75=0.675 P d -安全阀的泄放压力 1.1p w =1.1x2.94=3.24Mpa 。
M-气体的摩尔质量 Kg/kmol =2.07Kg/kmol 空气的分子量 2.07g/mol查《化工工艺设计手册》。
Page ：16-1Z-气体压缩系数 对于氢气 Z=1.03/m Kg 泄放压力下气体的密度-ρ3/309.0)14.32().1(m Kg X P at d =+=+=ρρ3/09.0m Kg at =ρsm /容器进料管内的流速。
-υT-泄放装置进口侧的气体温度。
K 。
20℃ K=20+273 .15=293.15K 。
2.安全泄放量 Ws Kg/h=2.83X10-3X3X15X402=204Kg/h3.安全阀排放面积的计算4.采用全启式安全阀5.选取安全阀根据上述计算选取DN40的全启式安全阀是安全的 hKg d X W S /1083.223ρυ-=)/106.7/(.2ZT M CKP X W s A d -⊇225.41)15.2930.1/07.224.3675.0356106.7/(204mm X X X X X X ==-td h 41⊇2785.0t d A =mmd t .3.7785.05.41=⊇。
关于安全阀排放量的计算公式
关于安全阀设计程序使用中的问题说明一. 关于火灾时气体储罐排放量的计算公式最近有同志在使用室里发布的安全阀计算程序时发现，当储罐的操作温度较高时会出现（866-T ）为负值的情况，使计算无法进行。
为搞清楚问题的原因，我进行了初步的研究，首先找公式的出处，然后分析问题出现的原因。
该公式来自API521中的3.15.2.1.2节，文中讲：对于非湿润情况的储罐（指气体罐）在火灾情况下排放量的计算应用下式：1,,P A F A =------------------------------------------------------------------⑴式中的,A 是储罐的受热面积，A 是安全阀的排放面积，F ，是环境系数，可查表或用下式计算：dCK 1406.0F =()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-6506.0125.11w T T T-----------------------------------------------⑵而T 1是安全阀排放时的温度，T w 是储罐的壁温。
T 1的计算是用下式：1T =n n 1T P P ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ ----------------------------------------------------------------⑶式（2）中的C 用下式计算：C=1-k 1k 1k 2k 520+⎪⎭⎫ ⎝⎛+-----------------------------------------------------⑷而安全阀排放面积的计算可用下式：A=MTZK K P CK W cb 1d ---------------------------------------------------⑸整理以上5个公式，化简后可得到下式： W=0.1406()⎪⎪⎭⎫⎝⎛-1.1506125.11,1T T T w A MP ------------------------------------⑹上式换算为公制就是我们应用的公式： 换算过程是：英制公式中温度单位是：兰氏R ，1RK=0.5556K ；1ft 2=0.3048m 2 1 pou/in 2=6.8947kpa 1 lb/h=0.45359kg/h 整理得下式：()() 1.251 1.150611.2511.150611110.304820.5556W 0.4535910.5556T W W A T T T A T T W ⎡⎤⎡⎤-⨯⎥⎢⎥⎣⎦⎥⨯=⎥⎡⎤⨯⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎤-=⎥⎥⎦换为我们标准中的符号得：W=8.765MP 1⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-25.11506.111w T T T A--------------------------------------⑺在API521的文字说明中，编者强调对F ，的数值推荐最小值是0.01，又说当最小值未知时，可以使用0.045来计算。
安全阀排量计算
2.625
2 50 ≥0.25d (π d2)/4 5.25nA(Pd+0.098) 阀门样本 Kdr× Et 1963.5 56139.4 0.7 39297.6
kg/h
10 安全阀额定排放量
本计算按GB12241-89《安全阀一般要求》进行 顶吹炉余热锅炉安全阀排放量计算 1 2 3 4 5 6 7 7 8 锅筒安全阀开启压力 安全阀型式 安全阀规格 安全阀的喉径 安全阀数量 安全阀排放系数 安全阀入口处蒸汽比容修正系数 安全阀排汽面积 d N C K A 全启式 KpKg(对饱和蒸汽) mm Pd MPa 弹簧全启式 A48Y-25 DN150 100 1 0.235 1 7853.98 27543.17 1.365
mm2 3.1415Nd2/4 安全阀的排放量 E kg/h CA(10.2P+1)K 本计算按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》第134条公式进行
顶吹炉炉余热锅炉安全阀排放量计 算 1 2 3 4 5 6 7 8 9 锅筒安全阀开启压力 安全阀型式 安全阀规格 安全阀数量 安全阀喉径 安全阀开启高度 安全阀流道面积 安全阀理论排放量 安全阀额定排量系数 n d h A Et Kdr E kg/h 个 mm mm mm
2
Pd
MPa 弹簧全启式 A48Y-100 DN80
安全阀排放量计算
符号 单位
公式或来源
（一）〈锅筒安全阀计算〉
D kg/h
给定
P 64 DN80
d1 mm d0 mm
—— ——
A mm2 Ps MPa
π*d0^2/4 1.06*P
Pdr MPa Wts kg/h Kd
1.03*Ps 5.25*A*（Pdr+0.1)
制造厂提供
W1
Kd*Wts
（二）〈过热器安全阀计算〉
P MPa
——
T
给定（热力计算最高出口温度）
d1 mm
A48Y-64 DN50 ——
d0 mm A mm2
—— π*d0^2/4
Ps MPa
1.04*P
Pdr MPa Ksh
1.03*Ps ——
Wts kg/h Kd
5.25*A*(Pdr+0.1) 制造厂提供
W2 kg/h
Ksh*Kd*Wts
W kg/h
W1+W2
W>D
结果
26500 3.4 243
80 40 1256.6 3.60 3.71 25149.9 0.73 18359.4
3.2 365
50 32 804.25 3.33 3.43 0.885 14474.0 0.73 9351 27710.4 合格
计算按照GB12241-2005《安全阀一般要求》进行
安全阀计算
序号
名称
1 锅炉蒸发量 2 锅筒工作压力 3 工作温度 4 锅筒安全阀型号 5 安全阀口径 6 安全阀喉径 7 流通面积 8 开启压力 9 额定排放压力 10 理论计算排放量 11 额定排量系数 12 实际排放量
1 过热器工作压力 2 工作温度 3 过热器安全阀型号 4 安全阀口径 5 安全阀喉径 6 流通面积 7 开启压力 8 额定排放压力 9 过热修正系数 10 理论计算排放量 11 额定排量系数 12 实际排放量 13 安全阀总排放量 14 校检
安全阀额定排量计算
安全阀额定排量计算
一、介质为液体（参照GB12241-89标准）
式中Wt--安全阀的理论排量，Kg/h A--流道面积，mm2 ρ--介质密度，Kg/ mm3（如水ρ=1000 Kg/ mm3）△P--阀门前后压差，△P=Pp·Pb，Mpa Pp--排放压力，Mpa（绝对压力）Pb--阀门出口侧压力，Mpa(对空排放时Pb为0)
二、介质为蒸汽（参照《蒸汽锅炉安全监察规程》
式中K--排放系统，对微启式安全阀C=0.2。
全启式安全阀C=0.7 M--气体分子量（如空气M=29，甲烷M=16）Z--气体在操作温度下的压缩系数，（如空气在常温，压力为1.6Mpa下Z=0.99，压力为10Mpa下Z=0.95）T--气体的温度，K（T=273+摄氏度）
三、介质为气体（参照GB12241-89标准）
Wt=CA（10.2P+1）
式中C--排放系统，对微启式安全阀C=0.085。
全启式安全阀C=0.235 P--安全阀入口处压力，Mpa K--蒸汽比容修正系数，一般取K=1 A--流道面积，mm2
密封性要求（依据GB12243-89）
安全阀类型流道直径
(mm)
最大允许泄漏率，气泡数/min(试验介质：空气或其它气体) 公称压力PN,Mpa
< 10 ≥ 10
一般安全阀
< 20 40 60
≥ 2020 30
背压平衡安全阀
< 20 50 75
≥ 2030 45
注：
1. 进行蒸汽安全阀密封试验时，用目视或听音的方法检查阀的出口端，如未发现泄漏现象，则认为密封性合格。
2. 进行水或其它液体用安全阀密封试验时，在规定的试验持续时间2分钟内，其密封面处不应有流淌的水
珠。
2-安全阀计算
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。
安全阀排量计算
k
结果 1 0.9 0.65
单位 个 MPa
K
PS Pd d A
k
0.95 MPa MPa mm mm2
C PO M t T Z
MPa Kg/Kmol ℃ K
0.53 1894.24 Kg/h
安全阀排放能力 容器安全泄放量 计算 进口管内径 标态下密度 气体密度 进口管内气体流 速 压力容器安全泄 放量 校核
Wa
CK PdA/13.16/
ZT M
d ρ ρ v
0
设计 热力特性表 ρ 0*Pd/ PO 设计
49 1.29 14.81 12 1207.25 满足
mm Kgபைடு நூலகம்m
3
Kg/m3 m/S Kg/h
Wr
2.83×10-3ρ vd2 Wa 〉 W r
安全阀计算实例
一．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GB15 0附录B-B5.1 b)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,DN1000㎜，容积V=5m3最高工作压力为0.8MPa，工作温度为30℃进口管为φ57X3.5,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0.1MPa）则Pd—安全阀泄放压力（绝压）为Pd=1.1Pw+0.1+10%P=1.068MPa（GB150附录B4.2.1）当安全阀出口侧为大气时: Po/Pd=0.103/1.068=0.0936而（2/(k+1)）k/(k-1) =（2/(1.4+1)）1.4/(1.4-1)=0.53∴ Po/Pd＜（2/(k+1)）k/(k-1)是属于临界状态条件, 安全阀排放面积A按（B5）计算A≥mm（B5）式中: C气体特性系数,查表B1或C=520√k（2/(k+1)(k+1)/(k-1)）K—安全阀额定泄放系数,K=0.9倍的泄放系数(泄放系数由制造厂提供,一般为0.75);或按《容规》附件五第二节有关规定中选取.2)容器安全泄放量的计算:盛装压缩气体或水蒸汽的容器安全泄放量,按下列规定来确定a.对压缩机贮罐或水蒸汽的容器,分别取压缩机和水蒸汽发生器的最大产气量;b.气体储罐等的安全泄放量按(B1)式计算Ws=2.83×10-3ρυd2 ㎏/h (B1)式中ρ为排放压力下的气体密度.ρ=M（分子量）×Pw’(排放绝对压力)×273/(22.4×(273+t))空气M=28.95排放绝对压力Pw’=10.68㎏/㎝2代入上式得ρ=28.95×10.68×273/22.4×303=12.44㎏/m3υ—容器在工作压力下的进口管的气体流速m/s;查表2得υ=10～15m/s 一些常用气体流速范围表2取υ=10m/s.将上述ρ、ν、d代入得Ws=2.83×10-3×12.44×15×502 =1320.2㎏/h则A==205.4mm2若采用带板手全启式安全阀A=0.785d02=205.4mm2 d0=(205.4/0.785)1/2=16.2㎜根据统计概算,全启式安全阀的喉径d0与公称直径DN之比约为0.625,而微启式安全阀的喉径d0与公称直径DN之比约为0.8.∴选用公称直径DN32的全启式带板手安全阀.安全阀公称直径与喉径关系表3例2.将例题1的介质改为蒸汽。
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序号 符号 单位 公式或来源 （一）〈锅筒安全阀计算〉 1 锅炉蒸发量 D kg/h 给定 2 锅筒工作压力 P MPa 给定 3 工作温度 T 给定 A48Y-64 DN80 4 锅筒安全阀型号 5 安全阀口径 d1 mm —— 6 安全阀喉径 d0 mm —— 7 流通面积 A mm2 π*d0^2/4 8 开启压力 Ps MPa 1.06*P 9 额定排放压力 Pdr MPa 1.03*Ps 10 理论计算排放量 Wts kg/h 5.25*A*（Pdr+0.1 （二）〈过热器安全阀计算〉 1 过热器工作压力 P MPa —— 2 工作温度 T 给定（热力计算最高出口温度） 3 过热器安全阀型号 A48Y-64 DN50 4 安全阀口径 d1 mm —— 5 安全阀喉径 d0 mm —— 6 流通面积 A mm2 π*d0^2/4 7 开启压力 Ps MPa 1.04*P 8 额定排放压力 Pdr MPa 1.03*Ps 9 过热修正系数 Ksh —— 10 理论计算排放量 Wts kg/h 5.25*A*(Pdr+0.1) 11 额定排量系数 Kd 制造厂提供 12 实际排放量 W2 kg/h Ksh*Kd*Wts 13 安全阀总排放量 W kg/h W1+W2 14 校检 W>D 计算按照GB12241-2005《安全阀一般要求》进行 名称 结果 26500 3.4 243 80 40 1256.6 3.60 3.71 25149.9 0.73 18359.4 3.2 365 50 32 804.25 3.33 3.43 0.885 14474.0 0.73 9351 27710.4 合格