API521安全阀计算规定(中)
安全阀的选用和计算规定
安全阀的选用和计算规定一、安全阀的选用规定：1.按照规定的工作条件来选择安全阀的额定压力和流量。
必须根据设备的工作条件、操作特点和相应的规范标准来选择安全阀的额定压力，以确保它能在设备的工作压力范围内有效地保护设备。
2.根据工作介质的特性选择安全阀的材质。
不同的介质对安全阀的材质有不同的要求，如对腐蚀性介质，则需选择耐腐蚀材质制造的安全阀。
3.根据工作温度来选择安全阀的材质和密封材料。
工作温度对安全阀的选材和密封材料有直接影响，需要选择适合工作温度的材质来制造安全阀。
4.根据设备的工作流量和要求来选择安全阀的开启面积。
根据设备的流体流量大小和要求来选择安全阀的开启面积，以确保安全阀能够按要求有效地排放流体。
5.按照国家和行业标准来选择安全阀。
在选用安全阀时，应根据国家和行业标准来选择，确保安全阀符合国家和行业的规范要求。
二、安全阀的计算规定：1.根据设备的最大工作压力和流量来计算安全阀的额定压力和流量。
根据设备的最大工作压力和流量来计算安全阀的额定压力和流量需求，以确保安全阀能在设备工作压力范围内正常运行。
2.根据安全阀的结构和参数来进行压力计算。
安全阀还需要根据其结构和参数进行详细的压力计算，包括启闭压力、启闭压差、导程等，以确保它能够准确、可靠地工作。
3.根据设备的流体性质来选择安全阀的参数。
设备所使用的流体对安全阀的参数也有一定的影响，如流体的压缩系数、密度、黏度等，需要根据流体的性质来进行计算和选择。
4.按照国家和行业标准进行安全阀的计算。
安全阀的计算应按照国家和行业的标准进行，以确保安全阀的计算结果符合规范要求，保证设备的安全运行。
以上就是安全阀的选用和计算规定的相关内容，通过以上规定的选择和计算，可以确保安全阀能够正常、准确地运行，防止设备超压事故的发生。
管壳式换热器安全阀设计选型
管壳式换热器安全阀设计选型摘要通过举例分析管壳式换热器安全阀设计选型过程中由于各种因素引起的超压事故，给出各种事故工况下安全阀安全泄放量的计算方法，指导安全阀设计选型。
说明安全阀的准确设计需要有针对性，从而满足安全系统的技术性和经济性要求。
关键词管壳式换热器；安全阀；泄放量；设计选型1概述随着工艺现代化水平的不断提高，各类生产设备及生产流程的组织与配置越来越趋于大型化与复杂化，人们开始更加意识到安全的重要性。
在现代化工装置中，为了防止因系统超压而引发安全事故，工程设计中对安全系统的要求越来越高，安全阀的设计要求也越来越严格。
除了GB150中对于压力容器超压泄放装置的有关规定与要求外，国内外的一系列标准也对于安全泄放装置的设计选型及计算提出了更为详细的分类与规定。
2超压分析比较国内外关于安全泄放装置设计的标准，我们发现：GB150中对于盛装压缩气体或水蒸气及盛装液化气体等各类容器提出了安全泄放量的计算方法，但对于容器超压的原因未作具体划分；而在API520及API521中对于安全阀引起超压的原因作了更为详细的划分与分析，针对各种事故工况下的安全阀泄放量提出了不同的计算方法；在化工部标准HG/T20570.2中借鉴总结了国外标准并提出了下列十种事故工况下泄放量的计算方法：阀门误关闭、循环水故障、电力故障、不凝气积累、控制阀故障、过度热量输入、易挥发物料进入高温系统、换热器管破裂、化学反应失控、外部火灾。
在化工设备设计中，管壳式换热器是十分常见的设备之一，应用范围广泛。
在管壳式换热器的管程与壳程中，往往存在着较大的温差与压差。
因此，安全阀的设置对于管壳式换热器系统来说是必不可少的。
下面重点以管壳式换热器设计时在不同因素影响下安全阀安全泄放量的计算来进行分析，从而说明安全阀针对性设计选型的重要性。
3工况一：管程液体热膨胀以冷却器为例，壳程走热流体（气相或液相），管程走冷流体（如冷却水）。
当管程流体进出口阀门误关闭时，造成换热器内管程流体停滞，此时由于热流体持续加热管程，在长时间下可能致使管程液体发生热膨胀超压。
安全阀计算
标准与规范：HG/T 20570-95计算依据：外部火灾（液体气化）一、湿润面积（A ）计算：距地面 H 高度的容器外表面积: H 8.64m容器外径 D ：43.00m 湿润面积 A ：1167.16m 2（1） 劳动部《压力容器安全技术检查规程》二、容器外壁校正系数（F ）容器外壁校正系数F 类型（请在下一行中选择）F 值b、容器在地面下用砂土覆盖：#NAME?三、安全泄放量(W)1.无保温层（1-1）式中W －质量泄放量，kg/h ；H l －泄放条件下气化潜热，kJ/kg ； A－润湿面积，m 2；F－容器外壁校正系数；安全阀lH A F W 82.051055.2⨯⨯⨯=2.有保温层（1-2）式中λ－保温材料的导热系数，kJ/（m·h·℃）；0.34kJ/（m·h·℃） d 0－保温材料厚度，m； 1.00m t－释放温度，℃；-162.80℃ H l －泄放条件下气化潜热，kJ/kg ；441.80kJ/kg；安全泄放量W LD ：#NAME?kg/h 安全泄放量W API ：#NAME?kg/h 安全泄放量NFPA ：#NAME?kg/hlH d A t W ⨯⨯⨯-⨯=082.0)650(61.2λ（2）美国石油协会API-520二、容器外壁校正系数（F ）容器外壁校正系数F 类型（请在下一行中选择）F 值b、容器有水喷淋设施：#NAME?* F 值的计算：（c 、d 工矿）（1-3）式中λ－保温材料的导热系数，kJ/（m·h·℃）；0.335520kJ/（m·h·℃） d 0－保温材料厚度，m； 1.00m t－释放温度，℃；-162.80℃安全阀计算)4.904(102.406t d F -⨯⨯=-λ三、安全泄放量(W)（请在下一行中选择）2.其余情况（公式1-5）（1-4）（1-5）l H A F W 82.0510555.1⨯⨯⨯=l H A F W 82.051055.2⨯⨯⨯=（3）NFPA 59A二、容器外壁校正系数（F ）容器外壁校正系数F 类型（请在下一行中选择）F 值d、地下储罐#NAME?* F 值的计算：（e 工矿）(1-6)式中U－绝热系统的总传热系数，从t到904.4℃的平均值，W /（m 2·℃）；0.09W/（m2·℃） t－释放温度，℃；-162.8℃三、安全泄放量(W)()345004.904t U F -⨯=ln H H A F W +⨯⨯⨯=82.0710006.3(1-7)式中H n －冷罐的正常漏热量，W；73.3kwlnH H A F W +⨯⨯⨯=82.0710006.3。
安全阀计算公式来源
6.1.3 泄放量的计算6.1.3.1 根据本导则4的内容，选取合乎该设备工作条件下的安全阀型式。
6.1.3.2 根据本导则5的内容确定安全阀的设计参数，确定最大操作压力、整定压力、聚积压力和排放压力；根据排放工况确定安全阀的背压。
6.1.3.3 按本导则6的内容计算安全阀的工艺泄放量；按火灾、误操作、设备故障三类事故状态来分析可能发生的一种或几种事故状态，分别计算它们的最大泄放量。
泄放量最大的工况就是该安全阀（或组）的设计工况及泄放量。
不应该把各种可能的工况，采用叠加的方式来计算最大泄放量。
6.2 出口切断6.2.1 压缩机贮气罐压缩机贮气罐，由于出口阀关闭，造成超压的安全阀的泄放量，按压缩机的最大生产能力W G（产气量），kg/hr计算。
6.2.2 液体贮罐液体贮罐的泄放量，由于出口阀关闭造成超压的安全阀的泄放量，按泄放压力时进入贮罐物料最大值计。
在不明确情况下，按液体容器正常进料量的1.25倍计：W L=1.25G此式来自日本三菱公司设计文件W L——液体贮罐的安全阀的泄放量，kg/hrG——液体贮罐的正常进料量，kg/hr6.2.3 气体贮罐气体贮罐泄放量的计算公式：W G=2.83×10-3×ρG×u×d2(6-1)此式来自GB150-1998的136页公式B1W G——气体贮罐的安全阀的泄放量，kg/hrρG——在安全阀泄放压力P d的工况下的气体密度，kg/m3d——气体贮罐的进料管的内径，mmu——气体在管内的流速，m/s气体流速可按下述范围选取：一般气体：u=10 m/s～15 m/s饱和蒸汽：u=20 m/s～30 m/s过热蒸汽：u=30 m/s～60 m/s6.3 外部火灾6.3.1 外部火灾的考虑因素6.3.1.1 火焰高度只考虑火焰高度在7.5米（25英尺）以内的设备，火焰的高度是以地面或可积存液体物料的装置平台为计算基准，如果平台是格栅不能积存液体，则不能作为计算基准。
安全阀计算规定讲解
安全阀计算规定讲解安全阀计算规定1. 应⽤范围1.1 本规定仅适⽤于化⼯⽣产装置中压⼒⼤于0.2MPa的压⼒容器上防超压⽤安全阀的设置和计算，不包括压⼒⼤于100MPa的超⾼压系统。
适⽤于化⼯⽣产装置中上述范围内的压⼒容器和管道所⽤安全阀；不适⽤于其它⾏业的压⼒容器上⽤的安全阀，如各类槽车、各类⽓瓶、锅炉系统、⾮⾦属材料容器，以及核⼯业、电⼒⼯业等。
1.2计算⽅法引⾃《⼯艺设计⼿册》 (Q/SPIDI 3PR04-3-1998)，使⽤本规定时，⼀般情况应根据本规定进⾏安全阀计算，复杂⼯况仍按《⼯艺设计⼿册》有关章节进⾏计算。
1.3 本规定提供了超压原因分析，使⽤本规定必须详细阅读该章节。
2. 计算规定的⼀般说明2.1安全阀适⽤于清洁、⽆颗粒、低粘度流体，凡必须安装泄压装置⽽⼜不适合安全阀的场所，应安装爆破⽚或安全阀与爆破⽚串联使⽤。
2.2 在⼯艺包设计阶段（PDP），应根据⼯艺装置的操作规范，按照本规定（见5.0章节），对本规定所列的每个⼯况进⾏分析，根据PDP的物流表，确定每个⼯况的排放量，填⼊安全阀数据表⼀。
2.3在基础设计阶段（BDP）和详细设计阶段（DDP），按照泄放量的计算书规定（见6.0章节），在安全阀数据表⼀的基础上，形成安全阀数据表⼆（数据汇总表）和安全阀数据表三。
安全阀数据表三作为条件提交有关专业。
3. 术语定义3．1 积聚（accumulation）：在安全阀泄放过程中，超过容器的最⼤允许⼯作压⼒的压⼒，⽤压⼒单位或百分数表⽰。
最⼤允许积聚由应⽤的操作规范和⽕灾事故制定。
3．2 背压（back pressure）：是由于泄放系统有压⼒⽽存在于安全阀出⼝处的压⼒，背压有固定的和变化的两种形式。
背压是附加背压和积聚背压之和。
3．3 附加背压（superimposed back pressure）：当安全阀启动时，存在于安全阀出⼝的静压，它是由于其它阀排放⽽造成的压⼒，它有两种形式，固定的和变化的。
API标准(安全阀)综述
25 种 Ф 9.5（ D ） ― Ф 146（ T ） 43.55― 3.03 按流道直径明确 ·考虑导向装置以保证工作 可靠及密封性 ·阀座应紧固在阀体上，防 止阀座升起
≤ 80% 压 并 变 形 量
压 并 3 次 后 ≤ 0.5% H O ± 5% 根据压力―温度范围明确通 用结构材料 ·不允许用铸铁 ·用耐蚀材料
·工艺装备、试验设备以及 质量控制程序能保证产品性 能一致性 ·性能和排量验证应在 ASME 认可的实验室进行 ·每台安全阀进行起跳压力 和整定压力试验 ·用蒸汽试验，能力有限时 可用空气，但应校正
·用空气试验
·用水或其它合适的液体进 行试验 ·应具有足够尺寸及容量
· 0.9PS 空气
· 0.9PS 同工作介质性质
压力容器 安全阀部分（2001年） • ASME PTC 25 泄压装置—性能试验规范（2001年）
API 标准（安全阀）特点
• 对安全阀的结构设计、排量计算、规格、压力级、 材料、制造、试验、运输及安装，均有完整的、 全面的基本要求
• 安全阀的规格、品种多——便于选择合理规格的 安全阀 14种流道直径（D-T） 6种压力级（150-2500 lb） 25种规格
api标准安全阀目录apirp520炼油厂泄压装置的定径选择和安装part定径和选择2000年1月partapirp521泄压和降压系统指南1997年3月apistd526钢制法兰泄压阀1995年6月apistd527泄压阀阀座的密封性1996年5月apirp576泄压装置的检查2000年12月asme锅炉及压力容器规范第viii卷压力容器安全阀部分2001年asmeptc25泄压装置性能试验规范2001年api标准安全阀特点对安全阀的结构设计排量计算规格压力级材料制造试验运输及安装均有完整的全面的基本要求安全阀的规格品种多便于选择合理规格的安全阀14种流道直径dt6种压力级1502500lb25种规格对安全阀的制造和试验要求制造厂的条件工艺装备试验设备质量控制程序安全阀性能试验条件试验装置和容器应有足够尺寸和容量nbbi关于安全阀试验装置的图表nbbi关于安全阀试验装置的图表apirp576附录b国内安全阀市场执行api标准中存在的问题不是完整的全面的执行api标准结构设计不合理流道直径出口尺寸弹簧稳定性处理试验容器容积vm001415整定压力psmpa150150启跳压力pdmpa152152回座压力prmpa112130开启高度hmm机械特性未见异常安全阀标准比较标准项目jbgbapiasme规格2012595d146t面积比出口流道4133064355303压力温度等级按流道直径明确机械要求阀座应固定在阀体上不得松动考虑导向装置以保证工作可靠及密封性阀座应紧固在阀体上防止阀座升起负荷偏差1010最大负荷下变形量80压并变形量80压并变形量最大负荷下切应力80极限切应力永久变形整定压力调整范围1555结构材料根据压力温度范围明确通用结构材料阀座阀瓣本体材料的抗腐蚀性能应不低于阀体材不允许用铸铁用耐蚀材料应具有良好的耐磨与抗腐蚀性能用耐蚀材料弹簧防锈处理防锈处理用耐蚀材料或耐蚀涂层标准项目jbgbapiasme工艺装备试验设备以及质量控制程序能保证产品性能一致性认证性能和排量验证应在asme认可的实验室进行内容每台安全阀进行整定压力试验每台安全阀进行整定压力试验每台安全阀进行起跳压力和整定压力试验蒸汽介质饱和蒸汽用蒸汽试验用蒸汽试验能力有限时可用空气但应校正气体介质空气用空气蒸汽或其它气体用空气试验性能试验流体介质用水或其它已知性质液体进行试验用水或其它合适的液体进行试验试验装置应具有足够尺寸及容量压力09p
(完整word版)API520-安全阀计算PART1(中文版)
炼油厂泄压装置的定径、选择和安装第Ⅰ部分定径和选择1引言1.1范围本推荐方法适用于炼油厂及相关工业中最大允许工作压力为15psig（103kPag）或更高的设备所用泄压装置的定径与选择。
本方法所涉及泄压装置是对无火压力容器和相关设备进行保护，防止因操作故障和火灾而出现超压。
本方法包括基本定义、各种泄压装置的操作特性和应用方面的资料以及基于牛顿型流体稳态流动时泄压装置的定径程序和方法。
泄压装置仅用于容器的超压保护，对极端高温环境如火灾情况下容器的结构故障并不提供保护。
参阅API RP 521中有关降压及限制热输入的相应资料。
API Std 2000所涉及的常压、低压储罐及用于运输散装产品的压力容器或集装箱不在本方法内容之列。
受火压力容器超压保护规范的相关内容在ASME《锅炉与压力容器规范》第Ⅰ卷及ASME B31.1中，本方法并不涉及此内容。
1.2术语1.2.1至1.2.3对本方法中有关泄压装置及其尺寸特性和操作特性的术语予以定义。
确切的讲，这些术语是出现在各节正文和相应的说明中。
1.2.1泄压装置1.2.1.1泄压装置( pressure relief device )：是靠进口静压驱动，在出现事故或工况不正常时开启，以防止内部流体压力的上升超过规定数值。
该装置也能设计成防止过量的内部真空。
该装置可以是泄压阀、非重新闭合泄压装置或真空解除阀。
1.2.1.2泄压阀( pressure relief valve )：是一种能开启泄压后关闭以防止工况恢复正常后流体继续流出的泄压装置。
a.泄放阀( relief valve )是一种由阀上游的静压驱动的弹簧载荷式泄压阀。
阀的升程，通常与超过开启压力的压力增加值成正比。
泄放阀主要用于不可压缩流体。
【液体】b.安全阀( safety valve )是一种由阀上游的静压驱动，具有快速开启或突跳特性的弹簧载荷式泄压阀。
安全阀通常用于可压缩流体。
【气体】c.安全泄放阀( safety relief valve )是一种根据用途之不同，可用作安全阀，亦可用作泄放阀的弹簧载荷式泄压阀。
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 PP ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ ----------------------------------------------------------------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 Tw 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=8.765M P 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。