安全阀计算(气体)全启 氮气
全启式安全阀计算软件使用说明书
全启式安全阀计算软件V2.0
《参照GB150附录B 》编写
● 安全阀出口侧压力PO=0.12MPa
● 安全阀泄放压力Pd=1.1P+0.1
● 额定排放系数K=0.65
● 气体特征系数:1112520-+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=k k k k C
➢ 介质为空气时，空气绝热系数值软件默认取值k=1.4；空气压缩系数默认取值Z=1.0；空气摩尔质量取值M=28.96Kg/Kmol ；标准大气压下空气的密度取值ρ=1.293Kg/m 3。
➢ 介质为氮气时，氮气的绝热系数取值k=1.0103；氮气的压缩系数默认取值1.01；氮气的摩尔质量取值M=28.013Kg/Kmol ；标准大气压下氮气的密度取值ρ=1.251Kg/m 3，如果您的数据和软件默认值不一样，可以采用下拉框中“其他介质”进行计算；
➢ 介质为其他气体时，参数数据框中输入的密度为该气体介质在标准大气压下的密度，软件会自动计算出介质在安全泄放压力和泄放温度条件下的密度值；计算书中的介质名称需要用户自己输入；
➢介质为饱和水蒸气时，参数数据框中输入的密度
值为设计压力下饱和蒸气密度；
➢介质为液化气体时，参数数据框中:容器的总长
L、容器的外直径D0和立式容器的最高液位h1
的单位是m;气体的汽化潜热的单位是KJ/Kg；
系数F取值为0.3、0.6或者1.0
●根据软件计算的安全泄放量、最小排放面积和安全喉径值，自动提供相应一个参考的安全阀规格喉径d0和安全阀公称直径DN。
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
气体、液化气体、蒸汽、压缩机贮罐安全阀计算
mm
5
安全阀阀座口径
D
《化工工艺设计手册.上册》表5-16
mm
6
锥形密封面的半锥角
φ
《化工工艺设计手册.上册》表5-16
°
安全阀
全启式h≥1/4d1时
A=π/4×d12
mm2
7
排气截 面积
微启式
平密封 h＜ d1 A
20
锥密封
A=πDh A=πd1hsinφ
8 结论:
安全阀数量: 1
h ＜
d1 20
泄放温度 T 12 介质的温度（绝对） 临界温度 TL
T=t+273 TL=tL+273
°K
对比温度 Tr
Tr=T/TL
泄放压力 Pd
Mpa
13
介质的压力（绝压）
临界压力 对比压力
PL 《化工工艺设计手册.下册》介质的物性参数
Pr
Pr=Pd/PL
Mpa
出口压力 PO
贮罐设计条件图
Mpa
14
气体在操作温度、压
空气
力下的压缩系数
其它气体
Z
查GB150-1998附录B 图B1
k
数值1
X1
15 介质临界状态的判定
2 K 1 () k 1
数值2
X2
PO/Pd
结论
按GB150-1998附录B6.3.1或《容规》附件五
16
所需安全阀 最小排气截面积
临界条件 A
A
Ws
7.6 10 2 CKP d
M ZT
A
Ws
mm2
亚临界条件
55 .84 KP d
M ZT
k
[(
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。
安全阀的工艺计算
安全阀的工艺计算1 各种事故工况下泄放量的计算1.1 阀门误关闭1.1.1出口阀门关闭，入口阀门未关闭时，泄放量为被关闭的管道最大正常流量。
1。
1.2管道两端的切断阀关闭时，泄放量为被关闭液体的膨胀量。
此类安全阀的入口一般不大于DN25。
但对于大口径、长距离管道和物料为液化气的管道，液体膨胀量按式（1.1—1）计算。
·1。
1。
3换热器冷侧进出口阀门关闭时，泄放量按正常工作输入的热量计算，计算公式见式（1。
1—1)1.1.4充满液体的容器，进出口阀门全部关闭时，泄放量按正常工作输入的热量计算。
按式（1。
1—1）计算液体膨胀工况的泄放量：V=B·H/(G l·C p）式中：V——体积泄放量流量,m3/h；B—体积膨胀系统，l/℃；H-正常工作条件下了大传热量，KJ/h；G l—液相密度，kg/m3；C p—定压比热，KJ/(㎏·℃)。
1.2 循环水故障1。
2.1以循环水为冷媒的塔顶冷凝器，当循环发生故障（断水）时,塔顶设置的安全阀泄放量为正常工作工况下进入冷凝器的最大蒸汽量.1。
2.2以循环水为冷媒的其它换热器,当循环水发生故障（断水)时，应仔细分析影响的范围，确定泄放量。
1.3 电力故障1。
3.1停止供电时，用电机驱动的塔顶回流泵、塔侧线回流泵将停止转动，塔顶设置的安全阀的泄放量为该事故工况进入塔顶器的蒸汽量。
1。
3.2塔顶冷凝器为不装百叶的空冷器时，在停电情况下，塔顶设置的安全阀的泄放量为正常工作工况下，进入冷凝器的最大蒸汽量的75％.1。
3.3停止供电时，要仔细分析停电的影响范围，如泵、压缩机、风机、阀门的驱动机构等，以确定足够的泄放量。
1.4 不凝气的积累1。
4。
1若塔顶冷凝器中有较多无法排放的不凝气，则塔顶设置的安全阀的泄放量与1.2规定.1.4.2其它积累不凝气的场合，要分析其影响范围，以确定泄放量。
1。
5 调节阀故障1.5.1安装在设备出口的调节阀，发生故障时若处于全闭位置，则所设安全阀的泄放量为流经此调节阀的最大正常流量.1。
安全阀计算
安全阀计算安全阀作为一种安全泄放装置，能够有效预防由生产装置超压引起的爆炸事故。
它安装在压力容器或管道上，在紧急情况或异常工况下开启，防止内部压力超过设计规定的安全值，保护压力容器或管道等受压设备发生爆炸事故的装置。
大多数化工装置系统操作压力比较高，而且化工物料介质多可燃易爆，如果安全阀设计考虑不周全，超压泄放时容易引起火灾、爆炸等事故。
因此，从安全角度出发，安全阀的合理计算与设计对化工装置来说是非常重要的。
1安全阀概述1.1 安全阀操作参数1.1.1 定压(Ps):安全阀开启的压力，其数值必须等于或稍小于设备或管道的设计压力。
当安全阀的定压等于设备设计压力时，安全阀的定压见表1-1-1。
表1-1-1 安全阀定压1.1.2 积聚压力(Pa):安全阀的最高泄放压力与其定压之间有一差值，此压力差即为积聚压力。
安全阀的积聚压力一般取定压的0.1倍，即Pa=0.1Ps。
1.1.3 最高泄放压力(Pm):安全阀达到最大泄放压力能力时的压力：Pm=Ps+Pa1.1.4 背压（P2）：即出口压力，为安全阀开启前泄压总管的压力与安全阀开启后介质流动所产生的流动阻力之和。
对于普通型安全阀，P2不宜大于定压值Ps的10%。
1.1.5 回座压力：安全阀的回座压力介于安全阀的操作压力与定压之间。
当定压高于操作压力10%时，回座压力一般高于操作压力5%。
1.2 安全阀分类安全阀形式繁多，按照不同的分类标准，会有不用的分类，下面简单介绍一下常见的分类类型：1.2.1按开启高度分类(1) 微启式安全阀微启式安全阀的开启高度介于流通直径的1/40和1/20之间。
主要用于排放不可压缩流体（如水或油等液体）。
(2) 全启式安全阀全启式安全阀的开启高度大于等于流通直径的1/4。
全启式安全阀的排放面积是阀座喉部最小截面积。
主要用于排放可压缩流体（如蒸汽和其他气体）。
(3) 中启式安全阀开启高度介于微启式与全启式之间，这种形式的安全阀在我国应用的比较少。
安全阀管径选择计算
火力发电厂标准1.排放热源为过热蒸汽，安全阀的通流量为：G=0.0024μ1nF(p0/v0)0.52.排放热源为饱和蒸汽，安全阀的通流量为：G=0.0024μ1nF(p0/v0)0.53.设计压力为1MPa及以下的蒸汽管道或压力容器,可以按下式计算安全阀的通过能力或在给定通流量下确定安全阀的个数:G=0.00508μ2nF[(p0- p2) /v0]0.5以上三式中G-安全阀的通流量,t/h;p0-蒸汽在安全阀前的滞止绝对压力,MPa;v0-蒸汽在安全阀前的滞止绝对比容,m3/kg;p2-蒸汽在安全阀后的绝对压力,MPa;确定p2时,应考虑阀后管道及附件的阻力；n-并联装置的安全阀数量,个;μ1，μ2－安全阀的流量系数，应有试验确定或按厂家资料取值。
可取μ1＝0.9；μ2＝0.6；B-考虑蒸汽可压缩的修正系数，与绝热指数k，压力比p2/ p0，阻力等因数有关。
对于水，取B=1;对于蒸汽，可按C.8.1查取；F-每个安全阀通流面的最小断面积，其值应按厂家资料确定，对于全启式安全阀：F=πd2/4；对于微启式安全阀：F=πdh；其中d－安全阀最小通流截面直径mm；h＝安全阀的阀杆升程mm。
动力管道设计手册安全阀的选择1.由工作压力决定安全阀的公称压力；2.由工作温度决定安全阀的温度适用范围；3.由开口压力选择安全阀弹簧；4.最后根据安全阀的排放量，计算安全喉部面积和直径，选取安全阀的公称通径及型号、个数；5.由介质种类决定安全阀的材质及结构。
微启式安全阀排放量小，出口通径等于一般等于进口通径，常用于液体介质。
全启式安全阀排放量大，D N≥40时，出口通径比进口通径大一级，多用于气体介质。
安全阀反力计算1.按照API RP 520 Par tⅡ（《安全阀的尺寸、选择和安装》Par tⅡ安装）F=W×{kT/[(k+1)M]}0.5÷27.8+(A0+p2)F-排放点的反力，N;W-气体流量，kg/h;k –绝热指数，K＝C P、C V;C P-比定压热容;C V-比定容热容;M-流体的气体分子量;T-绝对温度（摄氏温度+273），°K;A0-排放点的出口面积，cm2;P2-排放点的静压力，kgf/ cm2;单原子k＝1.67；双原子k＝1.4；多原子k＝1.3；。
2.0C全启式安全阀设计计算书(6.0)
2.0寸卫生级全启式安全计算书根据《实用阀门设计手册》（陆培文主编，机械工业出版社出版，2006年1月第1版）所列安全阀的通用计算项目如下（表5-39）及安全阀专用计算项目：通用及专用计算项目：1.阀体厚度计算2．阀盖厚度3．阀座密封面面上计算比压4．弹簧理论计算5．安全流道直径计算6．安全阀额定排量计算本阀门阀体材质采用316L,阀盖采用304，快装卡箍采用304，因阀门设计手册上没有相应的材质，故采用相近的1Cr18Ni9Ti材质进行验算。
一．阀体厚度计算（表5-168，第1014页）阀体厚度S’B=(P*Dn)/(2.3*［σL］-P)+C;其中：P为公称压力,安全阀设计公称压力：0.7Mpa,故P=0.7计算通径Dn=72.9mm许用应力［σL］查表3-3（第597）,［σL］=92Mpa设计给定腐蚀余量C为0.5mm计算给果：S’B=0.846mm阀体最薄处设计厚度S B：1.65mmS’B< S B=1.65mm故阀体厚度设计合理。
二．阀盖厚度因本安全阀采用的是卡箍连接，其阀盖等同于快装盲板，依据DIN 32675-2009标准，对于快装接头使用工作压力之规定：Rohraußendurchmesser von 6,35 mm bis 42,4 mm: 2,5 MPa (25 bar);Rohraußendurchmesser von 48,3 mm bis 76,2 mm: 1,6 MPa (16 bar);Rohraußendurchmesser von 85,0 mm bis 219,1 mm: 1,0 MPa (10 bar).本安全阀连接采用85口径的快装卡盘（106），依据以上所引用标准要求，工作压力为1.0Mpa，故符合设计要求。
三．3．阀座密封面面上计算比压（表5-197,第1115页）介质压力为p时密封面上比压力：q1=D m(p S-p)/4b≥q MF因设计输入的整定压力p s=0.7Mpa,依据安全阀密封性能试验的相关规定《实用阀门设计手册》表10-40，安全阀的密封性能试验压力，为整定压力的90%，故：设备正常工作压力:p=0.63Mpa,关闭件密封面平均直径：DM=32.16mm(设计给定)关闭件密封面宽度：b=1.3mm (设计给定)M密封面必需压力: q MF=(0.4+0.6PN)/ 10/b(表3-13，662页)Mb=1.3mm(设计给定)MPN：取1.0Mpa计算结果：q=2.77MpaMF密封面比压力：q1= D m(p S-p)/4b =4.33 Mpa,验算结果：q1=4.33≥q MF =2.77, 故密封设计合格。
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安全阀计算
计算数据名称代号计算公式计算结果单位进口管内径d已知207mm
气体进口流速v设定15m/s
气体密度p查表11.46kg/m3压力容器安全泄放量Ws Ws=2.83x10-3pvd220845.05297kg/h 安全阀出口侧压力(绝压)Po已知0.1MPa 安全阀整定压力Ps已知1MPa 安全阀排放压力（绝压）Pd Ps=1.1Ps+0.1 1.2MPa 气体绝热系数k查表 1.4
气体特征系数C查表356
气体摩尔质量M查表28.02kg/mol 气体温度T已知（T=t+273)298k
气体在操作温度压力下压缩系数Z查图1
气体临界条件判定Po/Pd0.083333333
[2/(k+1)]k/(k-1)0.528281788
Po/Pd<=[2/(k+1)]k/(k-1)
采用全启式安全阀
排放系数K选定0.65
安全阀最小排气截面积A A=Ws/[7.6x10-2CKPd(M/Z3221.208799mm2
/T)1/2]
安全阀最小流通直径d1d1=(4A/∏)1/264.05818214mm
选用安全阀喉径do选定125mm
安全阀阀座口径（公称直径）DN选定200mm
安全阀数量选定1
安全阀型号选定A42H-16C
安全阀工作压力级选定0.8~1.0MPa。