安全泄放装置 PPT
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压力容器的安全装置
压力容器的安全装置
安全装置类型
（4）超压泄放装置：容器或系统内介质压力超过额定压 力时，能自动地泄放部分或全部介质，以防止容器压力持 续升高而威胁到容器正常使用的自动装置，如安全阀、爆 破片等。
在压力容器的安全装置中，最常用且最关键的是超压 泄放装置。
超压泄放装置按其工作原理和结构形式可以分为阀型 、断裂型、熔化型和组合型等几种。
➢ 压力容器的安全泄放量
压力容器的安全泄放量是指压力容器超压时为保证它的压力 不会再升高，在单位时间内所必须泄放的气量。
压力容器的安全泄放量应该是（1）容器在单位时间内由产 生气体压力的设备所能输入的最大气量，（2）或容器在受热时 单位时间内所能蒸发、分解出的最大气量，（3）或容器内的工 作介质发生化学反应，在单位时间内所能产生的最大气量。
安全阀对压力容器的介质有选择性，它适用于比较洁 净的气体（如空气、水蒸气、水等），不宜用于有毒性的 介质，更不适用于有可能发生剧烈化学反应而使容器内压 力急剧升高的介质。
压力容器的安全装置
（4）超压泄放装置——断裂型泄放装置 常用的是爆破片和爆破帽。它是通过装置元件（爆破
片、爆破帽）的破裂排出容器内的气体。爆破片用于中、 低压容器，爆破帽用于高压和超高压容器。
压力容器的安全装置
（4）超压泄放装置的类型 超压泄放装置按其工作原则和结构形式可以分为： ① 阀型泄放装置——安全阀 ② 断裂型泄放装置——爆破片，爆破帽 ③ 熔化型泄放装置——易熔塞 ④ 组合型泄放装置——安全阀与爆破片组合
压力容器的安全装置
（4）超压泄放装置——阀型泄放装置 常用的是安全阀。它是通过阀的自动开启排出气体来
➢ 超压泄放装置的设置原则 选用超压泄放装置的基本原则： （1）超压泄放装置的类型和形式必须与容器的工艺条
安全泄放装置的设置要求
安全泄放装置的设置要求1. 安全性要求安全泄放装置是为了防止和控制危险物质的泄漏和释放而设计的，因此其首要要求是保证人员、设备和环境的安全。
以下是安全泄放装置设置的一些要求：- 具备快速响应能力：安全泄放装置应当能够快速响应泄漏或释放事件，并立即采取相应的控制措施，以最大限度地减少事故风险。
- 具备可靠性：安全泄放装置应当具备高度的可靠性，能够在各种极端工作条件下正常工作，并保持连续有效的泄放控制。
- 具备自动化控制能力：安全泄放装置应当能够实现自动化的泄放控制，通过传感器、控制系统等实时监测和调节泄放过程，减少人员操作的需求，提高操作的准确性和可靠性。
- 具备多重保护措施：安全泄放装置应当采取多重保护措施，例如设置多个泄放通道、采用多种控制技术等，以确保在一些泄漏或释放事件无法被一次控制时，仍能够保持安全。
- 具备适应性：安全泄放装置应当具备一定的适应性，能够针对不同的危险物质、工艺条件等进行调整和配置，以实现最佳的泄放控制效果。
2. 泄放控制要求安全泄放装置的核心功能是控制危险物质的泄漏和释放，因此其设置要求主要包括以下方面：- 泄放速率控制：安全泄放装置应当能够根据具体的需求，在设定的范围内控制泄放速率，以防止危险物质过快或过量泄漏，造成意外事故。
- 泄放量控制：安全泄放装置应当能够准确控制泄放量，以满足工艺需求，并确保在泄放过程中不会造成损失或浪费。
- 泄放方向控制：安全泄放装置应当具备控制泄放方向的能力，以将泄放的危险物质引导到安全区域或处理设备中，避免对人员和环境造成伤害和污染。
- 泄放位置控制：安全泄放装置应当能够选择合适的泄放位置，以最大限度地减少泄漏或释放对周围设备和设施的影响，同时保证人员的安全。
- 泄放时间控制：安全泄放装置应当具备控制泄放时间的功能，以确保泄放过程的持续时间符合要求，并能够根据具体情况进行调整。
3. 通信和监控要求安全泄放装置的设置还需要考虑与其他设备和系统的通信和监控要求，以实现更好的泄放控制效果和管理效率。
第四章-3.7 安全泄放装置
指容器超压时为保证它的压 指容器超压时为保证它的压 力不会再升高而在单位时间 力不会再升高而在单位时间 内所必须泄放的气量. 内所必须泄放的气量.
对于不同的压力容器应按不同的方法取其值 对于不同的压力容器应按不同的方法取其值
4
4.3.7 安全泄放装置
4.3.7 安全泄放装置
过程设备设计
二,安全阀 二,安全阀 作用 作用 通过阀的自动开启排出气体来降低容器内过高的压力. 通过阀的自动开启排出气体来降低容器内过高的压力. 缺点: 缺点:
14
破坏动作 破坏动作
4.3.7 安全泄放装置
4.3.7 安全泄放装置
过程设备设计
图4-43 正拱开缝型爆破片及夹持器
15
4.3.7 安全泄放装置
4.3.7 安全泄放装置 工作:
过程设备设计
举例:图4-43
爆破片安装在压力容器上 结构: 拱型爆破片的压力敏感元 件是一完整的膜片,事先 经液压预拱成凸型(a) 与(b),装在一副螺栓 紧固的夹持器内(c), 其中膜片按周边夹持方式 分为锥面夹持(a)和平 面夹持(b). 时,其凹面朝被保护的容器 一侧.当系统超压达到爆破 片的最低标定爆破压力时, 爆破片在双向等轴拉应力作 用下爆破,使系统的压力得 到泄放.另外,夹持器的内 圈与平面应有圆角,以免爆 破片元件变形时周边受剪 切,影响动作压力的稳定.
3
4.3.7 安全泄放装置
过程设备设计
要求: 要求: 1. 安全泄放装置的额定 1. 安全泄放装置的额定 泄放量应不小于容器 泄放量应不小于容器 的安全泄放量. 的安全泄放量. 2. 有超压可能的容器, 2. 有超压可能的容器, 才单独配备安全泄放 才单独配备安全泄放 装置,并非每台容器 装置,并非每台容器 都必须直接配置. 都必须直接配置. 指它在全开状态时,在排 指它在全开状态时,在排 放压力下单位时间内所能 放压力下单位时间内所能 排出的气量. 排出的气量.
第五章-超压泄放装置-安全阀(2)
全启式
封闭 弹簧式
带扳手 不封闭 带控制机构
安全阀型号的计算
表3 密封面或衬里材料代号（4）
代号 T X N F B 阀座密封面或衬里材料 合金钢 渗氮钢 硬质合金 衬胶 搪瓷 代号 H D Y J C 阀座密封面或衬里材料 铜合金 橡胶 尼龙塑料 氟塑料 锡基轴承合金（巴氏合金)
注：由阀体直接加工的阀座密封面材料用“W” 表示；当阀座和阀瓣密封面材料不同时，用 低硬度材料阀体材料代号用汉语拼音字母表 示。如表4所列。
外螺纹安全阀
手轮式安全阀
AHN42F-P25型平衡 式安全回流阀
AQ-20型空压 机安全阀
JA22H-2.5 型静 重式安全阀
国外部分安全阀产品
系列：174A - 740 ASME（美国机械 工程师协会）水减 压安全阀 适用于热水加热锅 炉压力保护
美国全自动降 温压安全阀
计算 题
有一只安全阀，其规格型号为A48y-20C, DY40, 额定泄放系数k=0.8,若用压缩空气做试验（常温）， 试问该阀的额定泄放量是多大？阀座准径D=25mm。 已知： R=1.4（空气的绝热系数） C=356（气体特性系数） M=28.96kg/kmol（气体分子量） z=1.0(气体压缩系数)
A44Y-16C型全封闭带 板手全启式安全阀
微启式安全阀
微启式安全阀
A21H-16C/25/40 型微启式安全阀
A61Y-P型微启 式安全阀
封闭微启系列安全阀
焊接微启式 安全阀
微启式安全阀
带扳手双联微启 系列安全阀 敞开微启系列 安全阀
高压封闭 微启系列 安全阀
带扳手封闭全启 系列安全阀
其它形式安全阀
安全阀的工作特性
安全泄放理论知识
H Ws = q
5.3 盛装液化气体的容器安全泄放量 5.3.1 介质为易燃液化气体或位于有可能发生火灾 的环境下工作的非易燃液化气体: a) 无绝热保温层时,安全泄放量按下式计:
2.55 ×105 FAr0.82 Ws = q
b) 有完善的绝热保温层时,安全泄放量按下式 计算: 2.61(650 − t )λAr0.82
5.泄放设备的相关计算
5.1 容器安全泄放量的计算 5.1.1 盛装压缩气体或水蒸汽的容器安全泄 放量. a )对压缩机贮气罐和蒸汽罐等容器的安全 泄放量,分别取该压缩机和蒸汽发生器的最 大产气(汽量). b )气体贮罐等的安全泄放量,按下式计算:
Ws = 2.83 ×10 ρvd
−3
2
5.2 换热设备等产生蒸汽时,安全泄放量按下式计算:
• • • • • • 保护个人免受来着超压设备的危险 在压力紊乱期使化学物质的损失尽量少 防止对设备造成伤害 防止对邻近财产造成损害 减少保险费用 符合政府法规要求
4.泄放设备的位置
4.1 在整个工艺过程中,需要安装泄放设备的 装置标准有 (1) 所有过程容器都需要泄压设备,包括反应 器,贮罐,塔设备和桶. (2) 暴露于热(如太阳)或冷冻环境下的装有 冷的液体管线的密封部件. (3) 正压置换泵,压缩机和涡轮机的排放一侧, 需要泄压设备.
Ws =
δq
5.3.2 介质为非易燃液化气体的容器,置于无 火灾危险的环境下工作时,安全泄放量可根 据有无保温层,分别前两个公式计算， 取不 低于计算值的0.3倍. 5.4 因化学反应使气体体积增大的容器,其安 全泄放量应根据容器内化学反应可能生成 的最大气量及反应时间来确定. 注:以上计算公式及相关规定均取自GB150 《钢制压力容器》.
安全泄放理论知识24页PPT
爆破片装置主要由爆破片与夹持器组成,爆 破片(防爆膜)是其爆破元件,夹持器起固定爆 破片的作用.该装置在容器超压后,爆破片首 先破裂,迅速排出器内介质而达到泄压的目 的.
优点:密封性好,反应迅速,灵敏度高,泄放量 大,能适应黏性大,毒性大,腐蚀性强的介质. 特别是因异常化学反应导致压力瞬间将急 剧升高或达到燃爆的场合.
(3) 防止腐蚀,安全排放
该聚合过程的主要步骤包括:1.将100lb的引发剂充装入反应器R-1;2.加热 至反应温度240C;3.加入单体,历时3h;4.使用阀V-15,通过真空的方法将剩 余的单体移除.由于反应是放热的,在单体加入期间需要用冷却水冷却.
5.泄放设备的相关计算
5.1 容器安全泄放量的计算 5.1.1 盛装压缩气体或水蒸汽的容器安全泄 放量. a )对压缩机贮气罐和蒸汽罐等容器的安全 泄放量,分别取该压缩机和蒸汽发生器的最 大产气(汽量). b )气体贮罐等的安全泄放量,按下式计算:
KG / Q A A Q /Ku
其中u=G/p,为泄放速率,m/s
两相流对泄放面积 A 的 影响,见图 它表示了氨在115Mpa下 , 泄放口单位面积泄放量 G , 泄放介质密度 p 以及 泄放速率u随气相体积分 率α的变化情况。随着 α 的增加, G 和 p均减小, 而u增加,因而A减小。例 如纯气相, 即 α= 1 时的 泄放速率约比α= 0.3 时 的大10倍。也就是说α= 0. 3时两相流泄放所需的 泄放面积, 应比纯气相泄 放时所需泄放面积大10 倍。
并联:在容器上同时安装弹簧式安全阀和爆破片.这 种组合形式,是将安全阀视为一级泄放装置,当因物 理原因超压时,由安全阀排放;而爆破片为二级泄放 装置,当因化学反应原因急剧超压时,由爆破片和安 全阀共同排放.
优点:密封性好,反应迅速,灵敏度高,泄放量 大,能适应黏性大,毒性大,腐蚀性强的介质. 特别是因异常化学反应导致压力瞬间将急 剧升高或达到燃爆的场合.
(3) 防止腐蚀,安全排放
该聚合过程的主要步骤包括:1.将100lb的引发剂充装入反应器R-1;2.加热 至反应温度240C;3.加入单体,历时3h;4.使用阀V-15,通过真空的方法将剩 余的单体移除.由于反应是放热的,在单体加入期间需要用冷却水冷却.
5.泄放设备的相关计算
5.1 容器安全泄放量的计算 5.1.1 盛装压缩气体或水蒸汽的容器安全泄 放量. a )对压缩机贮气罐和蒸汽罐等容器的安全 泄放量,分别取该压缩机和蒸汽发生器的最 大产气(汽量). b )气体贮罐等的安全泄放量,按下式计算:
KG / Q A A Q /Ku
其中u=G/p,为泄放速率,m/s
两相流对泄放面积 A 的 影响,见图 它表示了氨在115Mpa下 , 泄放口单位面积泄放量 G , 泄放介质密度 p 以及 泄放速率u随气相体积分 率α的变化情况。随着 α 的增加, G 和 p均减小, 而u增加,因而A减小。例 如纯气相, 即 α= 1 时的 泄放速率约比α= 0.3 时 的大10倍。也就是说α= 0. 3时两相流泄放所需的 泄放面积, 应比纯气相泄 放时所需泄放面积大10 倍。
并联:在容器上同时安装弹簧式安全阀和爆破片.这 种组合形式,是将安全阀视为一级泄放装置,当因物 理原因超压时,由安全阀排放;而爆破片为二级泄放 装置,当因化学反应原因急剧超压时,由爆破片和安 全阀共同排放.
四、压力容器安全泄放装置讲解
回座压力
排气压力
e
d
f
c
密封压力 g
b
ha 压力
开启压力 泄漏压力
五、压力容器的安全装置
（四）安全阀
2、类型
（1）按加载机构分类： 重锤扛杆式——结构简单、笨重、调整容易，密封性不高、
不耐震动。适应压力较低、高温、。 弹簧式——结构紧凑、轻便、密封性好、较灵敏可靠。不适
用高温，。 （2）按阀瓣开启程度分 微启式 h=（1/40-1/20）do（要求平稳、排量小） 全启式 h ≥do /4 （中低压容器、要求排量大、紧凑）
密封性好 泄压反应快 对污物不敏感
结构简单
更换容易
动作压力（T溶）较 易控制
密封性好 继续使用
缺点
密封性差 滞后现象 不洁堵塞
一次性使用 易受疲劳影响 动作压力不易控制
一次性使用 泄放量小
不稳定（溶化、脱 落）
结构复杂
应用
适宜清洁气体、 适宜剧毒介质或压 非剧毒或压力 力骤升场合；波动
非骤升场合 大、液化气、频繁 超压不宜
五、压力容器的安全装置
（4）调试校验 开启压力=（1.05-1.10）容器正常（允许） 工作压力，但不得大于容器设计压力。 检验：每年一次——水压、密封、校调（开
启压力和回座压力）。
（5）安装 ☆垂直安装、气相空间、减少阻力。 ☆容器与阀之间不宜设置截止阀。对于易燃、
毒性大、腐蚀、粘性介质，可设置截止阀，但 保证正常泄放，且运行时保持全开， 并引出容器外安全地点。
PN、DN、阀型
流道直径
（2）阀体、阀瓣、弹簧等材料的选择
按介质的压力、温度和腐蚀性等选定。
五、压力容器的安全装置
（3）选择步骤
压力容器的安全泄压装置安全泄压装置与安全泄放量
压力容器的安全泄压装置安全泄压装 置与安全泄放量
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安全泄压装 置与安全泄放量
第五章 压力容器的安全泄压装置
1、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 度升高时，器内的液化气体受热蒸发，体积迅速增大 ，从而造成压力容器超压，危及容器的安全。
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。
压力容器的安全泄压装置安全泄压装 置与安全泄放量
第五章 压力容器的安全泄压装置
1、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（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 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压力源的最大生 产能力。对于压缩机取1小时（单位时间）的排气量， 锅炉取1小时的蒸汽量为安全泄放量。 （2） 压缩气体（蒸汽）贮罐（多个源控制）
压力容器的安全泄压装置安全泄压装 置与安全泄放量
第五章 压力容器的安全泄压装置
2、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
的工作； （2）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。
压力容器的安全泄压装 置安全泄压装置与安全
泄放量
2020/11/14
压力容器的安全泄压装置安全泄压装 置与安全泄放量
第五章 压力容器的安全泄压装置
可能产生超压的情况： （1）自身不产生压力的容器
① 输入气量 >输出气量，压力上升→超压； ② 管道被异物堵塞（包括腐蚀产物），压力上升； ③ 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
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安全泄压装 置与安全泄放量
第五章 压力容器的安全泄压装置
1、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 度升高时，器内的液化气体受热蒸发，体积迅速增大 ，从而造成压力容器超压，危及容器的安全。
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。
压力容器的安全泄压装置安全泄压装 置与安全泄放量
第五章 压力容器的安全泄压装置
1、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（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 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压力源的最大生 产能力。对于压缩机取1小时（单位时间）的排气量， 锅炉取1小时的蒸汽量为安全泄放量。 （2） 压缩气体（蒸汽）贮罐（多个源控制）
压力容器的安全泄压装置安全泄压装 置与安全泄放量
第五章 压力容器的安全泄压装置
2、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
的工作； （2）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。
压力容器的安全泄压装 置安全泄压装置与安全
泄放量
2020/11/14
压力容器的安全泄压装置安全泄压装 置与安全泄放量
第五章 压力容器的安全泄压装置
可能产生超压的情况： （1）自身不产生压力的容器
① 输入气量 >输出气量，压力上升→超压； ② 管道被异物堵塞（包括腐蚀产物），压力上升； ③ 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
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安全装置
（四）安全阀
1、动作过程
理想过程 b
c 排 量
额定排放量
排 量
d
a
压力
回座压力
排气压力
e
d
f
c
密封压力 g
b
ha 压力
开启压力 泄漏压力
安全装置
（四）安全阀
2、类型
（1）按加载机构分类： 重锤扛杆式——结构简单、笨重、调整容易，密封性不高、 不耐震动。适应压力较低、高温、。 弹簧式——结构紧凑、轻便、密封性好、较灵敏可靠。不适 用高温，。
安全装置
（二）泄压装置 1、类型
2、性能比较
安全装置
安全装置
（三）安全装置的基本要求
（1）满足设备的工艺要求，且具有良好的密封性，所用材 质能适应粘性大、毒性腐蚀性强、压力有波动等介质。
（2）能及时迅速排放器安全排放量Ws
G—装置完全开启后，在泄放压力下单位时间排出介质量； Ws—容器超压时，保证压力不升高单位时间排出介质量。
B、按照选定的PN、DN，确定安全阀阀座流道直径、 计算额定泄放量G
C、计算容器的安全排放量Ws，并满足 G＞Ws。
或铭牌的排量（符合设计要求）≥ Ws
安全装置
（4）调试校验 开启压力=（1.05-1.10）容器正常（允许） 工作压力，但不得大于容器设计压力。 检验：每年一次——水压、密封、校调（开
反拱型：Pb = 1.10 Pw
容器设计压力
C、泄放面积
G＞Ws
Ao
D、更换：一般2-3年更换一次，特殊要求每年一次。
（一）安全装置(附件)的作用与类型 按照功能可分成三类：
（1）安全泄压装置—安全阀、爆破膜（片）及其组 合。—防止超压爆炸(物理、化学) ：操作失误、设备 故障 泄压系统—（泄压设备+下游处理设备）
（2）计量显示或（和）报警装置—液面计、压力表、温 度计及其报警装置等。
（3）连锁装置—联锁开关、联动阀、电接点压力表或温 度计、自动液面计等—防止操作失误。
启压力和回座压力）。
（5）安装 ☆垂直安装、气相空间、减少阻力。 ☆容器与阀之间不宜设置截止阀。对于易燃、
毒性大、腐蚀、粘性介质，可设置截止阀，但 保证正常泄放，且运行时保持全开， 并引出容器外安全地点。
（四）爆破片 1、类型与比较
（1）类型
安全装置
剪切平板型
弯曲平板型
安全装置
普通正拱型 开缝正拱型
（2）按阀瓣开启程度分 微启式 h=（1/40-1/20）do（要求平稳、排量小） 全启式 h ≥do /4 （中低压容器、要求排量大、紧凑）
安全装置
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交
安全装置
微启式
全启式
安全装置
4、选用
（1）阀型
（2）规格
公称压力 PN——常温下最大允许压力（≠排气压力）：
反拱型
五、压力容器的安全装置
（2）比较
安全装置
2、选用
A、类型
介质：腐蚀性、粘性、沉淀性
材料
载荷：中、高、超高压—正拱型 低压、大直径、真空、脉动—反拱型
温度：膜片最高金属使用温度高于介质温度
B、动作压力
与型式有关。不超过容器设计压力。
[例]正拱拉伸型：最低标定爆破压力 Pb = 1.43 Pw
PN：1.6 2.5 4 6.4 10 16 32 （MPa）等
公称直径 DN——标准系列通径
DN：15 20 25 32 40 50 80 100 150（mm）等
PN、DN、阀型
流道直径
（2）阀体、阀瓣、弹簧等材料的选择
按介质的压力、温度和腐蚀性等选定。
安全装置
（3）选择步骤
A、根据容器工作压力、温度、介质特性和产品样本等， 选择安全阀型式、规格和材料等；