丹佛斯安全阀泄放量计算表
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。
安全阀出口反力计算表-Safety Valve Relief Force Calculation
Issued :
Date:
2500kg/h 1.32418Kg/kmol 152℃T d 425.2K 501963.5mm20.5MPa（表）Or 500.0KPa（表）9817.5N Or 9.817K N 0.500MPa
1 基础数据
质量泄放质量Ws
气体绝热指数k
Ver-1
安全阀出口反力计算 Safety Valve Relief Force Calculation
(Based on HGT20570.2-95)
Task Description：
泄放管泄放至大气的出口管处静压P 2
泄放反力f 2.2 液相物料的泄放反力
2 安全阀出口反力计算
2.1 气相物料泄放至大气
出口反力示意图
1 物料流经安全阀后经一段水平管、一 个
90°长半径弯头、一段垂直立管排入大气；
2 本公式限定条件：可压缩流体(气体或蒸
汽)临界稳态流动。
查表
泄放管出口截面积A 0
泄放管出口口径DN
气体摩尔质量M
安全阀泄放压力P d 安全阀泄放气体温度t d
()
6021.02*10**10**1s kT f W A P k M -=++。
安全阀排放量计算书
安全阀数量
n
1
只
5
安全阀喉口直径
d
5.0
cm
6
安全阀开启高度
h
hd/4
1.25
cm
7
安全阀排放系数
C
全启式：hd/4
70
—
8
最大压力下饱和蒸汽焓
i
按5.61MPa计
2784
kJ/kg
9
换热器入口水焓
ij
752.6
kJ/kg
10
安全阀计算数量
n0
104×35.3Q/[CP(i-ij)dh]
0.56
只
cm
6
安全阀开启高度
h
hd/4
0.8
cm
7
安全阀排放系数
C
全启式：hd/4
70
—
8
最大压力下饱和蒸汽焓
i
按5.90MPa计
27器入口水焓
ij
592.5
kJ/kg
10
安全阀计算数量
n0
104×35.3Q/[CP(i-ij)dh]
0.45
只
11
安全阀设置数量
n
1
只
说明：本计算按《热水锅炉安全技术监察规程》（1996年版）进行。
由于油浆蒸发器的汽包中产生的蒸汽和再生器的汽包中产生蒸汽共同引入过热系统,总蒸汽量为99.56t/h。考虑到油浆蒸发器的汽包上已配备了一个A48Y-64 DN80的安全阀排放量为21.5t/h，再生器汽包上配备了两个A48Y-64 DN100的安全阀排放量为72.6t/h。三个安全阀的总排放量为94.1t/h。因此在本余热锅炉的延长集箱上配置了两只双排汽的GA44Y-100 DN80的安全阀，它们的排放量为40.7t/h，使整个安全系统的排放量总和达到134.8t/h。超过了总蒸发量99.56t/h。
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。
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
共 1 页第 1 页序号符号单位数值1介质的特性02保温层03容器位置14容器型式1D 0m 3.2L m 11.5h1m 2.7Ar m 2125.198086F 17q kJ/kg 103.98λKJ/(m.h.℃)259δm 010111213气体名称1Pw Mpa 1.32Pz Mpa 1.433P Mpa 2.54Pd MPa 2.85带调节阀不带调节阀6Cp kJ/(kg.℃)0.7737Cv kJ/(kg.℃)0.7178k 1.07810320810M Kg/Kmol 150泄放温度t 25临界温度t l 105泄放温度T 298临界温度T L 378对比温度Tr 0.788359788泄放压力Pd Mpa 2.85临界压力P L Mpa 2.899对比压力Pr 0.98309762出口压力P O Mpa 0.1数值2X20.035087719结论临界条件临界条件mm 2亚临界条件mm 21安全阀型式12n 个23h mm 12.54d 1mm 505D mm 806φ°mm 2平密封mm 2锥密封mm 28结论:安全阀数量:2安全阀型号:A41Y-10C DN80合格Kg/h Ws A=πDh 安全阀阀座喉径贮罐设计条件图安全阀开启高度容器总长容器最高液位容器受热面积容器受热面积计算介质的气化潜热7无绝热保温层有完善的绝热保温层A=π/4×d 123926.990817微启式贮罐设计条件图Ar=3.14D0(L+0.3D0)《化工工艺设计手册.下册》介质的物性参数表《化工工艺设计手册.下册》介质的物性参数表容器保温层厚度《化工工艺设计手册.上册》表5-16安全阀阀座口径《化工工艺设计手册.上册》表5-16A=πd 1hsin φ锥形密封面的半锥角《化工工艺设计手册.上册》表5-16安全阀排气截面积全启式h≥1/4d1时A1429.900848三、安全阀选用及校核选用安全阀型号A41Y-10C DN80《化工工艺设计手册.上册》表5-16安全阀数量按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A 15介质临界状态的判定数值1X10.589316181P O /Pd 14Z 查GB150-1998附录B 图B10.15气体在操作温度、压力下的压缩系数13介质的压力（绝压）《化工工艺设计手册.下册》介质的物性参数表Pr=Pd/P L 贮罐设计条件图介质的温度（绝对）T=t+27311介质的温度贮罐设计条件图°K T L =t L +273Tr=T/T L 12气体特性系数《化工工艺设计手册.下册》介质的物性参数表9C 《容规》附表5-1GB150-1998表B1气体摩尔质量《化工工艺设计手册.下册》介质的物性参数表0.7微启式安全阀0.4～0.50.25～0.35℃气体定压比热《化工工艺设计手册.下册》介质的物性参数表气体定容比热《化工工艺设计手册.下册》介质的物性参数表气体绝热系数容器设计压力(表压)贮罐设计条件图安全阀排放压力(泄放)（绝压）Pd=P+0.1P+0.15安全阀额定排放系数全启式安全阀K 0.6～0.7浙江省天正设计工程有限公司ZHEJIANG TITAN DESIGN&ENGINEERINGCO.LTD 安全阀计算(2.5MPa 100m 3HFP贮罐)名称计算公式或依据贮罐设计条件图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无绝热保温层容器外直径常温下容器保温层材料的导热系数GB150-1998《钢制压力容器》附录B 计算依据压力容器安全技术监察规程（1999）附件五、GB150-1998《钢制压力容器》附录B安全阀计算（适用于盛装液化气体的压力容器）一、压力容器安全泄放量（即设备最大生产能力）计算系数5本设备置于地面以上本设备为椭圆形封头的卧式容器128811.5248二、压力容器排放能力计算（气体、临界条件）k=Cp/Cv 324.3399439容器工作压力(表压)贮罐设计条件图泄放压力下压力容器安全泄放量安全阀整定（开启）压力)12(11520+-+⨯⨯=k K k k C )12(1+-k K k ZT M CKP W A d s 2106.7-⨯=])()[(184.5512k k d o k d o d s P P P P k k ZT M KP W A +--=201＜d h q FAr W s 82.051055.2⨯=qAr t W s δλ82.0)650(61.2-⨯=。
控制阀泄漏量等级的规定和最大阀座泄露漏量计算
控制阀泄漏量等级的规定和最大阀座泄漏量计算控制阀泄漏量指在规定的试验条件下，流过控制阀的流体流量。
试验条件包括执行机构推力、阀芯和阀座的压紧力、流体特性等。
泄漏量等级有六级。
表1-1是泄漏量等级和试验条件。
表1-1 泄漏量等级及试验条件 泄漏等级测试介质 测试程序最大阀座泄漏量 I由制造方和购买方商定 II液体或气体 1 5×10-3×C R （注1和注3） III液体或气体 1 10-3×C R （注1和注3） 液体 1或2 IV气体 1 10-4×C R （注1和注3） IV-S1气体 1 5×10-6×C R （注1和注3） V液体 2 1.8×10-7×Δp (kPa)×D(阀座直径，mm) l/h ， VI 气体 1 3×10-3×Δp (kPa)×泄漏速率（见表4-46）注1：可压缩流体的体积流量，使用标准条件为：101.325kPa 绝压和温度0℃或15℃；注2：等级VI 表示仅用于有弹性材质阀座的控制阀；注3：阀的额定容量是测试流体（液体或气体）在额定行程和描述的测试条件下通过控制阀的流量；它与额定流量系数的应用条件判别式和计算公式是不同，见GB/T4213-2008。
注4：表中，C R 是控制阀的额定容量；Δp 是控制阀两端最大压差；D 是阀座直径。
泄漏等级VI 的泄漏速率见表1-2。
表1-2 泄漏等级VI 的泄漏速率系数允许泄漏速率 允许泄漏速率 阀座直径DN（mm ） 毫升/分 气泡数/分 阀座直径DN （mm ） 毫升/分 气泡数/分25 0.15 1 150 4.00 27 40 0.30 2 200 6.75 45 50 0.45 3 250 11.1 - 65 0.60 4 300 16.0 - 80 0.90 6 350 21.6 - 100 1.70 11 400 28.4 - 表中，气泡数的计数是采用IEC 标准推荐的方法。
安全阀各个工况计算
各种事故工况下全阀泄放量的计算1、阀门误关闭a 、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。
b 、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(公式一)计算。
c 、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，计算公式一。
d 、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人的热量计算。
按公式一计算液体膨胀工况的泄放量:()p l C G H B V ⋅⋅=/ （公式一）V -体积流量，h m /3；B -体积膨胀系数，℃/l ；H -工作条件下最大传热量，h J /k ；l G -液相密度，3/m kg ；p C -定压比热，()℃kg kJ /2、循环水故障a 、以循环水为冷媒的塔顶冷凝器，当循环水发生故障(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。
b 、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。
3、电力故障a 、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下进入塔顶冷凝器的蒸汽量。
b 、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%。
c 、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。
4、不凝气的积累a 、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“循环水故障”规定相同。
b 、其它积累不凝气的场合，要分析其影响范围，以确定泄放量。
5、控制阀故障a 、安装在设备出口的控制阀，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控制阀的最大正常流量。
b 、安装在设备入口的控制阀，发生故障时若处于全开位置时:(1) 对于气相管道，如果满足低压侧的设计压力小于高压侧的设计压力的2/3，则安全阀的泄放量应按式(公式二)计算:()()2/121/3.3171T G P C C W g h v v -= (公式二)W -质量泄放流量，h kg /；1v C -控制阀v C 值；2v C -控制阀最小流量下的v C 值；h P -高压侧工作压力，Mpa ；g G -气相密度，3/m kg ；T -泄放温度，K如果高压侧物料有可能向低压侧传热，则必须考虑传热的影响。
安全阀计算
Co--流量系数；
X——气体特性系数；
P——泄放压力，MPa
Kb一背压修正系数；
T——泄放温度，K；
Z——气体压缩因子；
M——分子量。
流量系数(Co)由制造厂提供，若没有制造厂的数据，则取Co＝0.975。
W——质量泄放流量，kg／h，
X——气体特性子，
T——泄放温度，K；
M——分子量。
流量系数(C0)由制造厂提供。若没有制造厂的数据时，对于全启式安全阀C0= 0.6～0.7；对于带调节圈的微启式安全阀:C0= 0.4～0.5；对于不带调节圈的微启式安全阀：C0= 0.25～0.35。
(2) 根据计算的最小泄放面积(a)，计算安全阀喉径(d1)或阀座口径(D)
a．对于全启式安全阀 (2.2—2)
b. 对于平面密封型微启式安全阀(2.2—3)
c． 对于锥面密封型微启式安全阀 (2.2—4)
式中:
d——安全阀喉径，mm
h——安全阀开启高度，mm
D——安全阀的阀座口径，mm
—密封面的半锥角，度。
根据美国石油学会标准API—520中的规定如下：
临界条件的判断
如果背压满足式(2.3—1)，则为临界流动，否则为亚临界流动。 (2.3—1)
式中:
Pb——背压，MPa
Pcf——临界流动压力，MPa
P——泄放压力，MPa
K——绝热指数。
气体或蒸气在临界流动条件下的最小泄放面积(2.3—2)
式中
a——最小泄放面积，mm2；
安全阀计算
计算的最小泄放面积为物料流经安全阀时通过的最小截面积。对于全启式安全阀为喉径截面积，对于微启式安全阀为环隙面积。
根据劳动部颁发的《压力容器安全技术监察规程))(1991年1月1 13施行)中规定：
安全阀和爆破片的计算
－－－常温下绝热材料的导热系数 ｋＪ／ｍ２ ｈ ；
Ａ －－－压力容器的受热面积 ｍ２
－－－保温层厚度 ｍ；
ｒ －－－泄放压力下液化气体的汽化潜热 ｋＪ／ｋｇ
介质为非易燃液化气体的压力容器 而且装设在无火灾危险的环境下
工作时 安全泄放量可根据其有保温层分别选用不低于按公式 或 计算值
不带调节圈的微启式安全阀 Ｃ０＝０．２５ ０．３５；
Ｘ—气体特性系数 见表 ５－１
Ｍ—气体的摩尔质量 ｋｇ／Ｋｍｏｌ：
Ｔ—气体的温度 ０Ｋ
Ｚ—气体在操作温度压力下的压缩系数 可按有关手册查得
Ａ 值 对全启式安全阀 即 ｈ
1 ｄ１ 时 Ａ＝ 1
4
4
d
2 1
对微启式安全阀， 即
ｈ＜ 1 ｄ１ 时 平面型密封 Ａ＝ Ｄｈ 锥型密封封面 Ａ＝ ｄ１ ｈ ｓｉｎφ
３６４ ３６６ ３６８ ３６９ ３７１
１．７０ ２．００ ２．２０
三 爆破片泄放面积的计算 气体 临界条件下
３８０ ４００ ４１２
A ≥
G'
５
7.6 ×10−2 ⋅ C0 ⋅ X ⋅ P ⋅ A
M ZT
式中 －－－爆破片泄放面积，ｍｍ２；
的 ３０％
３ 由于化学反应使气体体积增大的压力容器 其安全泄放量
应根据压力容器内化学反应可能生成的最大气量以及反应时所需的时间来
决定
二 安全阀排气能力的计算 气体 临介条件下
G = 7.6 ×10−2 ⋅ C0 ⋅ X ⋅ P ⋅ A⋅
M （４）
ZT
－－－压力容器内气体的绝对温度，０Ｋ；
－－－气体的压缩系数
四 爆破片厚度的计算