安全泄放装置设计计算
安全泄放装置设计计算
1
过 程 设 备 强 度 计 算 书
SW6-2011
安全泄放装置设计计算
计算单位
江苏省化工设备制造安装有限公司
计 算 条 件
安全泄放装置类型 介质 容器进口管的内径d 容器进口管内气体的流速 气体密度
安全阀 空气 26 20 19.3 mm m/s Kg/ m 3
Ws 2.83 103 d 2
压力容器安全泄放量Ws
2.83 103 19.3 20 262 738.448
Kg/h
安全阀整定压力 ps 安全阀的泄放压力pf 安全阀出口侧压力p0
0.55 Pf=0.5+10%×0.5=0.6 0.1
MPa MPa MPa
k 气体的摩尔质量 M 气体温度T 气体在操作温度压力下的压 缩系数 Z
738.448 1.0 293 356 0.6 0.6 29
m2
d1
安全阀喉径d1
4A
4 241.02
17.52
所选安全阀公称直径DN 所选安全阀喉径d1
mm
40 25 安全阀选用型号规格.A48y-16c.DN40 符合要求。
mm mm
全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站
0
过 程 设 备 强 度 计 算 书
SW6-2011
安全泄放装置设计计算
计算单位
江苏省化工设备制造安装有限公司
计 算 条 件
临界条件 排放系数K
po 2 k 1 pf k 1
k
0.6
A 13.16 Ws ZT C K pf M
安全阀泄放面积A
13.16 241.02
化工工程计算-安全阀泄放面积计算帮助文档API 520 — 2014-易算云科技
易算云安全阀的设计计算API 520 —20141. 易算云计算软件简介安全阀是容器安全泄放装置的一种，主要配备于压力容器上，应对容器可能出现的超压情况。
安全阀一般由弹簧作用，当入口处静压超过其设定压力时，阀瓣上升以泄放被保护系统的超压。
本计算适用于安装单个泄放装置，不包括两相流泄放。
2. 易算云计算软件参考标准API 520, Sizing, Selection, and Installation of Pressure-relieving Devices API 521, Pressure-relieving and Depressuring SystemsAPI 526, Flanged Steel Pressure-relief Valves3. 易算云计算过程3.1 安全阀设定压力安全阀设定压力（P S）系指，当安全阀入口处的静压达到该值时，安全阀将动作。
安全阀保护的系统内有可能存在两个以上的压力设备，再考虑到其中的管道和阀门，安全阀的设定压力要求不大于被保护系统内的最低设计压力。
另外，若已知设备或管道的最高允许工作压力（Maximum Allowable Working Pressure, MAWP），可用最高允许工作压力来替代设计压力。
3.2 允许超压与泄放压力超压指超过泄压装置设定压力的压力，在压力泄放装置排放期间，允许容器内压力超过容器的最大允许工作压力（或者是设计压力），该压力的增值即是允许超压（Accum%），通常用百分数来表示。
依据API 520之规定，对于单阀泄放系统而言，火灾事故工况的允许超压为21%，其他为10%。
泄放压力（P1）系指安全阀阀芯升到最大高度后，阀入口处的压力。
泄放压力等于设定压力加允许超压。
P1= P S X (1 + Accum%) (1) 对于单阀泄压系统，安全阀与容器有关的压力如下：表1 安全阀与容器的压力关系表 1 表明了不同情况下，被保护系统设置安全阀的最大泄放压力、最大设定压力与被保护系统的最低设计压力之间的数值关系。
超压泄放装置计算
超压泄放装置计算例题新《容规》中3.4设计文件一节，对压力容器安全泄放提出了更明确的计算要求。
但现状是因超压泄放装置计算条件的多样性，设备人员对工艺参数选择的生疏，所以每次计算都象是一次重新入门。
本文结合多年来的设计实践，编制了相应的软件与实例，力求能帮助容器及管道专业设计人员熟悉计算过程，提高设计质量和效率。
对手工或权威电算也有提示、校对和协助作用。
例1：一空气储罐最高工作压力为0.8MPa，工作温度为30℃，进口管为φ57x3.5，确定安全阀尺寸。
解：根据题意：介质：空气—查得参数：k=1.4，C=356，M=28.96，Z=1选用全启式安全阀，排放系数K取0.7（在0.6~0.7范围可选）工作压力Pw=0.8MPa，设计压力取 P=1.1Pw=0.88 MPa出口侧压力p0（绝压）：0.103MPa（近似为0.1 MPa）pd-安全阀泄放压力（绝压）：Pd=1.1Pw+0.1+0.1P=1.068 MPa (GB150附录B4.2.1)泄放温度取30℃,（本例取与工作温度相同）此温度下的密度ρ= 121.87 * M * Pd / Tk=12.44kg/m3进口管为φ57x3.5(d=50mm) ，进气流速选：15 m/s.1）计算安全泄放量：(按压缩气或蒸气公式(B1)计算)Ws=2.83x10-3ρνd2 =0.00283x12.44x15x502=1320.2 kg/h （B1）2）计算安全泄放面积：确定气体的状态条件P0/Pd=0.103/1.068=0.0936（2/（k+1））k/(k-1)= （2/（1.4+1））1.4/(1.4-1)=0.53∵P0/Pd<（2/（k+1））k/(k-1)是属于临界状态条件，∴安全泄放面积A按（B5）计算A≥Ws/（0.076CKPd（M/Z/T）0.5）（B5）=1320.2/（0.076 x356 x0.7 x1.068x（28.96/1/303）0.5）=211.12mm23）选用安全阀规格及整定压力：选用带板手全启式安全阀的喉径应：d0≥（A/0.785）1/2=（211.12/0.785）1/2=16.4mm查安全阀样本接近并大于16.4mm的喉径为20mm，入口的公称管径为DN32∴选用公称直径DN32的全启式带板手安全阀。
行业标准《液体危险货物罐式集装箱》安全附件、管路及安全泄放装置设计计算等内容
行业标准《液体危险货物罐式集装箱》安全附件、管路及安全泄放装置设计计算等内容行业标准《液体危险货物罐式集装箱》Industry Standard（Dangerous Liquid Tank Container）安全附件、管路及安全泄放装置设计计算等内容Safety Equipment/Pipes/Flow Rate calculation6.15管路系统Pipe System6.15.1管路系统在设计和安装上应能防止被意外开启及在运输及装卸过程中被卸掉或损坏。
如果框架与罐体的连接允许各辅助设备之间的相对运动，则各项设备都应紧固得足以使这种相对活动不致损害各工作部件。
Pipe systems shall be designed to prevent unintentional opening, and protected against the risk of being wrenched off or damaged during handling and transportation.6.15.2管路和阀门应采用塑性良好的金属制造，并与装载的介质相容。
阀体不应采用铸铁或非金属的材料。
Ductile metals shall be used in the construction of valves and accessories, and compatible with the products to be loaded. Valve bodies should not been produced from cast iron or non-metal materials.6.15.3管路的设计、制造和安装应避免热胀冷缩、机械颤动或振动等所引起的损坏，必要时应考虑补偿结构，并符合下列要求：Piping shall be designed, constructed and installed so as to avoid the risk of damage due to thermal expansion and contraction, mechanical shock and vibration.管接头尽量采用焊接的连接方式。
泄压面积的设计要求及计算要点
泄压面积的设计要求及计算要点泄压设施的设置及泄压面积的计算是属于一级消防工程师建筑防爆的相关知识点。
为了防止爆炸时建筑构造受到破坏导致建筑承载能力降低乃至坍塌，必须加强建筑构造的抗爆能力，并采取有效泄压措施降低爆炸的危害程度。
建筑防爆相关知识点每年三科总和在10分左右，因此该知识点也颇为重要。
现做以下归纳总结01泄压构件和泄压面的设置要求（1）泄压设施的材质宜采用轻质屋面板、轻质墙体和易于泄压的门窗，应采用安全玻璃等在爆炸时不产生尖锐碎片的材料。
（2）泄压轻质外墙采用有保温层、无保温层两种形式。
（3）作为泄压设施的轻质屋面板和轻质墙体的单位质量不宜超过60kg/㎡。
（4）散发较空气轻的可燃气体、可燃蒸气的甲类厂房（库房）宜采用全部或局部轻质屋面板作为泄压设施。
（5）泄压面的设置应避开人员集中的场所和主要交通道路，并宜靠近容易发生爆炸的部位。
（6）当采用活动板、窗户、门或其他铰链装置作为泄压设施时，必须注意防止打开的泄压孔由于在爆炸正压冲击波之后出现负压而关闭。
（7）爆炸泄压孔不能受到其他物体的阻碍，也不允许冰、雪妨碍泄压孔和泄压窗的开启，需要经常检查和维护。
当起爆点能确定时，泄压孔应设在距起爆点尽可能近的地方。
（8）对于北方和西北寒冷地区，由于冰冻期长，积雪易增加屋面上泄压面的单位面积荷载，使其产生较大重力，从而使泄压受到影响，所以应采取适当措施防止积雪和冰冻。
02泄压面积的计算泄压面积计算要先判定长径比值，再套用公式，具体流程参考如下：【注】（1）长径比=建筑平面几何外形尺寸中的最长尺寸与其横截面周长的积÷4.0倍的建筑横截面积。
看到泄压面积计算一定先判定长径比，再套用公式。
（2）公式中的“V”是每段的建筑体积，不是建筑面积。
（3）若分段，“A”表示每段的泄压面积，不是总的泄压面积。
（4）公共截面不得作为泄压面积。
（5）长径比过大的空间，会因爆炸压力在传递过程中不断叠加而产生较高的压力。
氮气缓冲罐-超压泄放装置计算书
kJ/mh℃
液体动力粘度μ
Pas
保温层厚度δ
mm
泄放压力下液体的汽化潜热q
kJ/kg
泄放条件下的介质密度
41.72
kg/m3
泄放压力下介质的饱和温度t
℃
液化气气体性质
计算结果
受热面积
半球形封头卧式容器
m2
椭圆形封头卧式容器
立式容器
球形容器
系数F
安全泄放量Ws
气体贮罐
4252.64
kg/h
换热设备产生蒸汽
易燃液化气体或位于可能发生火灾环境下工作的非易燃液化气体：
1．容器无绝热保温层：
2．容器有绝热保温层：
位于无火灾危险环境下工作的非易燃液化气体：
1.容器无绝热保温层：
2．容器有绝热保温层：
气体特性系数
356.05
气体压缩系数
Z=0.99
泄放装置的泄放压力
pf=3.61
MPa
单个泄放装置泄放面积的计算
安全泄放量Ws(用户输入)
kg/h
泄放装置实际泄放面积Ao
216.1
mm2
泄放装置泄放温度Tf
20
℃
容器外直径Do
mm
泄放装置出口侧压力po
0.1
MPa
容器总长L
mm
气体名称
氮
立式容器最高液位h1
m
气体的绝热指数k
1.40
容器受热面积Ar(用户输入)
m2
气体的摩尔质量M
28.01348
kg/kmol
气体
：
216.09
：
mm2
饱和蒸汽
Pf≤10MPa：
外部火灾事故工况下安全泄放量计算
２０２３，３３（６）王绪建 外部火灾事故工况下安全泄放量计算 王绪建：高级工程师。
２０１２年３月华东理工大学化学工艺专业硕士毕业。
现从事化工工艺包开发及化工技术管理工作。
联系电话：１８５２３１２３７１８，Ｅ ｍａｉｌ：ｌｎｔｓ２０＠ｏｕｔｌｏｏｋ ｃｏｍ外部火灾事故工况下安全泄放量计算王绪建 重庆紫光国际化工有限责任公司 重庆 ４０１２２０摘要 使用安全阀、爆破片是化工生产装置有效控制安全风险的重要手段之一。
事故工况下，安全泄放量的正确计算是安全阀、爆破片正确计算、选型和使用的前提。
该文重点对外部火灾事故工况下，盛装液体、气体（蒸汽）的四类典型容器（卧式、带裙座立式、不带裙座立式、球型）安全泄放量的计算进行了说明。
以上四类容器受热润湿面积可运用不同形状（圆柱体、球体、旋转椭球体、圆等）的表面积公式进行计算。
对于液体容器，外部火灾传入的热量通过容器内的润湿面积使内部物料气化，其安全泄放量的计算与受热润湿面积、容器外壁校正系数、危险系数和泄放条件下的汽化热有关。
对于正常工况下容器内的介质物性状态为气体、蒸汽或超临界流体，但在泄放条件下为全气相的情况，安全泄放量的计算与受热润湿面积、金属壁温、泄放温度、泄放压力和分子量等因素有关。
关键词 安全阀；爆破片；安全泄放量；外部火灾中图分类号：ＴＱ０５３ ２ 文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－６２４７．２０２３．０６．０１１ ２０２０年，国务院安委会印发了《全国安全生产专项整治三年行动计划》，多地要求化工生产企业对在役化工装置进行安全设计诊断。
在相关工作推进中发现，有些化工生产企业在装置设计建设或对装置进行改造时，对独立压力系统事故工况的判断和安全泄放装置的计算与选型存在缺失、错误的情况，给安全生产埋下了隐患，阻碍了安全生产的高质量发展。
化工装置中，为了防止人的误操作、设备设施故障、物料累积、能量变化、化学反应失控、外部火灾等引起系统压力过高而发生安全事故，应设置防止超压用的安全泄放装置，使系统及时将风险泄放到可接受风险的区域，并及时控制，防止风险进一步扩大。
低温乙烯储罐安全阀泄放量的计算
低温乙烯储罐安全阀泄放量的计算1. 低温乙烯储罐安全阀泄放量的计算在化工行业中，低温乙烯储罐是常见的设备之一，而储罐的安全性更是至关重要。
其中，安全阀的设计和计算是确保储罐运行安全的关键环节之一。
本文将从低温乙烯储罐安全阀泄放量的计算这一主题展开，深入探讨其原理、计算方法和应用。
2. 低温乙烯储罐安全阀泄放量的原理低温乙烯储罐在运行过程中，可能面临着内部压力的突然增大，例如由于外部环境温度变化等原因。
为了保障储罐内部的安全，安全阀的作用便凸显出来。
安全阀通过在一定压力下，将储罐内部的气体迅速泄放出来，从而降低内部压力，防止储罐发生意外爆炸。
安全阀泄放量的计算是确保其作用有效的重要一环。
3. 低温乙烯储罐安全阀泄放量的计算方法安全阀泄放量的计算涉及多种因素，包括储罐容积、工作压力、设计温度等。
一般而言，安全阀泄放量的计算公式可采用ASME标准等相关规范中的方法，通过考虑蒸发热、压力变化等因素，来确定安全阀的泄放量。
对于低温乙烯储罐，其计算方法可能与常温储罐有所不同，需要考虑低温环境下气体的物性参数等因素。
4. 低温乙烯储罐安全阀泄放量的应用安全阀泄放量的计算对于低温乙烯储罐的设计、运行和维护都具有重要意义。
在设计阶段，合理计算安全阀泄放量可帮助工程师确定合适的安全阀规格和数量，确保储罐在各种情况下都能够安全运行。
在运行和维护阶段，对安全阀泄放量的实际监测和验证也是至关重要的，有助于确保安全阀的有效性和储罐的安全性。
5. 个人观点和理解在化工行业中，储罐安全一直是一个备受关注的话题。
作为储罐安全的重要组成部分，安全阀的设计和计算是至关重要的。
而针对低温乙烯储罐的安全阀泄放量计算，更是需要深入研究和理解。
只有充分考虑到低温环境下气体的物性参数等因素，才能够确保安全阀的泄放量计算是准确可靠的，从而保障储罐的安全运行。
总结回顾通过本文的探讨，我们了解到低温乙烯储罐安全阀泄放量的计算是确保储罐运行安全的重要环节。
液体管道安全阀超压泄放量计算
液体管道安全阀超压泄放量计算液体管道是现代工业中常见的输送介质的通道。
为了保证管道的安全运行，避免超压造成的危险和损失，通常会在管道中设置安全阀来进行超压泄放。
本文将从液体管道安全阀超压泄放量的计算方法入手，探讨液体管道安全阀的设计原理和计算方法。
液体管道安全阀的主要作用是在管道内液体压力超过设定值时，通过泄放一定量的液体来降低管道内的压力，从而保护管道和设备的安全。
安全阀的超压泄放量是指在单位时间内通过安全阀泄放的液体量，通常以单位时间内的质量流量表示。
液体管道安全阀超压泄放量的计算需要考虑以下几个因素：液体的性质、管道的尺寸和形状、安全阀的参数等。
液体的性质是计算超压泄放量的重要因素之一。
不同的液体具有不同的密度、黏度和压缩性等物理性质，这些性质将直接影响到超压泄放量的计算。
在计算中需要准确地获取液体的密度和黏度等参数，并结合实际工况条件进行计算。
管道的尺寸和形状也会对超压泄放量的计算产生影响。
管道的尺寸包括管道的直径、长度和壁厚等参数。
一般来说，管道的直径越大，超压泄放量也就越大。
此外，管道的形状也会影响到液体在管道内的流动速度和压力分布，进而影响超压泄放量的计算。
安全阀的参数也必须考虑进去。
安全阀的参数包括开启压力、关闭压力和泄放系数等。
开启压力是指安全阀开始泄放液体的压力值，关闭压力是指安全阀停止泄放液体的压力值。
泄放系数是指安全阀在泄放状态下的流量与压差之间的关系。
这些参数需要根据实际情况进行选择，并结合液体管道的工作压力来计算超压泄放量。
液体管道安全阀超压泄放量的计算是一个复杂的工程问题，需要综合考虑液体的性质、管道的尺寸和形状以及安全阀的参数等因素。
在实际工程中，可以通过计算软件或者手动计算的方式来进行超压泄放量的估算。
同时，为了确保计算结果的准确性，还需要进行实际的试验验证。
只有在合理选择和设计安全阀的基础上，才能确保液体管道的安全运行。
在液体管道安全阀超压泄放量的计算中，需要充分考虑液体的性质、管道的尺寸和形状以及安全阀的参数等因素。
安全阀泄放面积计算
安全阀泄放面积计算安全阀是一种用于调节和控制流体压力的装置，它主要用于保护设备和系统免受过高压力的损害。
当系统中的压力超过设定的值时，安全阀会打开并释放过量的流体，以确保系统正常运行。
因此，安全阀的泄放面积必须足够大，以保证有效地排放过量流体。
1.泄放量：根据系统的需求和设计参数确定所需的泄放量。
这通常由设计标准或规格给出。
例如，对于蒸汽系统，泄放量可能以千瓦或千克/小时计算。
2.排放压力差：排放压力差是指系统中允许的最大压力和安全阀打开时的背压之间的差值。
这个差值是通过良好的工程实践和安全规定来确定的，以确保系统压力在可接受的范围内。
3.安全阀的排放系数：排放系数是安全阀的一个重要参数，用于计算泄放面积。
它是根据安全阀的几何形状和压力性能来确定的，通常由制造商提供。
排放系数越大，需要的排放面积就越小。
A=Q/(CdxΔP)其中，A是泄放面积，单位为平方米；Q是泄放量，单位为立方米/小时；Cd是排放系数；ΔP是排放压力差，单位为帕斯卡。
根据这个公式，可以计算出所需的泄放面积。
需要注意的是，计算是基于稳态条件进行的，即假设系统处于平衡状态并且泄放过程是连续的。
在实际应用中，还需要考虑其他因素，如流体的性质、泄放管道的直径和长度等。
在计算安全阀泄放面积时，还需满足以下要求：1.泄放面积必须足够大，以保证在设定的排放压力差下能够排放所需的流量，避免系统过压。
2.泄放面积不能太大，否则会增加系统的能耗和成本，还可能导致不必要的排放。
3.安全阀的排放面积必须与排放管道的尺寸相匹配，以确保流体能够顺利排放，并避免管道堵塞和压力损失。
综上所述，安全阀泄放面积的计算是工程设计中不可忽视的一步。
它的准确计算和选取对于确保系统的安全性和正常运行具有重要意义。
在进行计算时，需要综合考虑泄放量、排放压力差、安全阀的排放系数以及其他系统参数，以确保泄放面积的准确性和合理性。
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0.1
MPa
气体特性系数C
356
气体的绝热系数k
1.4
气体的摩尔质量M
29
kg/kmol
气体温度T
293
K
气体在操作温度压力下的压缩系数Z
1.0
=0.5283
安全泄放装置设计计算
计算单位
江苏省化工设备制造安装有限公司
计 算条件
临界条件
排放系数K
0.6
安全阀泄放面积A
m2
安全阀喉径d1
安全泄放装置设计计算
计算单位
江苏省化工设备制造安装有限公司
计 算条件
安全泄放装置类型
安全阀
介质
空气
容器进口管的内径d
26
mm
容器进口管内气体的流速
20
m/s
气体密度
19.3
Kg/
压力容器安全泄放量Ws
Kg/h
安全阀整定压力ps
0.55
M;10%×0.5=0.6
MPa
mm
所选安全阀公称直径DN
40
mm
所选安全阀喉径d1
25
mm
安全阀选用型号规格.A48y-16c.DN40 符合要求。