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)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)。
1.1.4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)计算液体膨胀工况的泄放量：
V=B·H／(G
l ·C
p
) (1.1)
式中:
V——体积泄放流量，m3／h；
B——体积膨胀系数，l／℃；
H——正常工作条件下最大传热量，kJ／h；
G
l
——液相密度，kg／m3；
C
P
--定压比热，kJ／(kg℃)。
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。
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下进入塔顶冷凝器的蒸汽量。
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15%。
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规定相同。
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 控制阀故障
1.5.1 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。
1.5.2 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(1.5)计算：
W=3171.3(C Vl —C V2)P h (G g ／T)1/2 (1.5)
式中
W ——质量泄放流量，k8／h ； C Vl ——控制阀的Cv 值，
C V2——控制阀最小流量下的Cv 值； P h ——高压侧工作压力，MPa ， Gg---气相密度，kg ／m 3； 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。
(2)对于液相管道，安全阀的泄放量为控制阀最大通过量与正常流量之差，并且要估计高压侧物料有无闪蒸。 1.6 过度热量输入
换热器热媒侧的控制阀失灵全开、切断阀误开，设备的加热夹套、加热盘管的切断阀误开等工况下，以过度热量的输入而引起的气体蒸发量或液体的膨胀量来计。
1.7 易挥发物料进入高温系统
1.7.1 轻烃误入热油以及水误入热油等工况下，由于产生大量蒸汽，致使容器内的压力迅速上升。
1.7.2 由于此事故工况下的泄放量无法确定而且压力升高十分迅速，所以，安装安全阀是不合适的，应设置爆破片。
1.7.3 这种工况的保护措施是确保避免发生此类事故。
1.8 换热器管破裂
1.8.1 如果换热器低压侧的设计压力小于高压侧的设计压力的2／3时，则应作为事故工况考虑。
1.8.2 根据1.8.1的条件，安全阀的泄放量按式(1.8)计算出的结果和高压侧正常流量比较，取二者的较小值。 1.8.3 换热器管破裂时的泄放量
W=5.6·d 2·(G l ×ΔP)1/2 (1.8)
式中
W ——质量泄放流量，kg ／h ； d ——管内径，mm ； G l ——液相密度，kg ／m 3；
ΔP ——高压侧(管程)与低压侧(壳程)的压差，MPa 。 本公式适用于高压流体为液相。 1.9 化学反应失控
1.9.1 对于放热的化学反应，如果温度、压力和流量等自动控制失灵／使化学反应失控，形成“飞温”，这时产生大量的热量，使物料急剧大量蒸发，形成超压。这类事故工况，安装安全阀无论在反应时间，还是在泄放速率方面均不能满足要求，应设置爆破片。
1.9.2 如果专利所有者能提供准确的化学反应动力学关联式，推算出事故工况下的泄放量，则可以在专利所有者和建设方的同意下设置安全阀。 1.10 外部火灾
1.10.1 本规定适用于盛有液体的容器暴露在外部火灾之中。 1.10.2 容器的湿润面积(A)
容器内液面之下的面积统称为湿润面积。外部火焰传入的热量通过湿润面积使容器内的物料气化。不同型式设备的湿润面积计算如下：
(1)卧立式容器：距地面7.5m 或距能形成大面积火焰的平台之上7.5m 高度范围内的容器外表面积与最高正常液位以下的外表面积比较，取两者中较小值。
a.对于椭圆形封头的设备全部外表面积为：
Ae=πD 0(L+0.3D 0) (1.10—1)
Ae ——外表面积，m2； Do ——设备直径，m ；
L ——设备总长(包括封头)，m 。
b. 气体压缩机出口的缓冲罐一般最多盛一半液体，湿润表面为容器总表
面积的50%。
c. 分馏塔的湿润表面为塔底正常最高液位和7.5m 高度内塔盘上液体部
分的表面积之和。
(2) 球型容器：球型容器的湿润面积，应取半球表面积或距地面7.5m 高度下表面积二者中的较大值。
(3) 湿润面积包括火灾影响范围内的管道外表面积。 1.10.3 容器外壁校正系数(F)
容器壁外的设施可以阻碍火焰热量传至容器，用容器外壁校正系数(F)反映其
对传热的影响。
(1) 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日施行) 中规定：
a ．容器在地面上无保温：F ＝1.0 b. 容器在地面下用砂土覆盖：F ＝0.3
c. 容器顶部设有大于10l ／(m 2·min)水喷淋装置：F=0.6 d ．容器在地面上有完好保温，见式(1.10—4)。 (2) 根据美国石油学会标准API —520：
a ．容器在地面上无保温：F ＝1.0
b ．容器有水喷淋设施：F ＝1.0
c ．容器在地面上有良好保温时，按式(1.10—2)计算：
()
6
4.2904.410
F t d
λ
-=?- (1.10—2)
式中:
λ——保温材料的导热系数，kJ ／(m ·h ·℃)； do ——保温材料厚度，m ； t ——泄放温度，℃。
d ． 容器在地面之下和有砂土覆盖的地上容器，(F)值按式(1.10—2)计算，将其中的保温材料的导热系数和厚度换成土壤或砂土相应的数值。 另外，保冷材料一般不耐烧，因此，保冷容器的外壁校正系数(F)为1.0。
1.10.4 安全泄放量
(1)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日施行)中规定： a.无保温层
5
0.82
2.5510l
F W A
H
???=
(1.10—3)
式中：W －泄放量，kg ／h ：
H l －泄放条件下的汽化热，kJ ／kg ： A －润湿面积，m 2；
F －容器外壁校正系数，取1.10.3(1)中的取值
b.有保温层
0.82
2.61(650)l t W A d H λ?-??=
? (1.10—4)
式中：t －泄放温度，℃：
λ－保温材料的导热系数； d 0－保温材料的厚度，m 。
(2) 根据美国石油学会标准API －520中规定：对于有足够的消防保护措施和 有能及时排走地面上泄漏的物料措施时，容器的泄放量为：
5
0.82
1.55510l
F W A
H
???=
(1.10—5)
否则，采用式(1.10—6)计算：
5
0.82
2.5510l
F W A
H
???=
(1.10—5)
式中符号同式(1.10—3)，F 取1.10.3(2)中的取值。
2
最小泄放面积的计算
2.1 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。
2.2 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：
(1) 对于气体、蒸汽在临界条件下的最小泄放面积为：
013.16
W a X P C =?? (2.2—1)
式中:
a ——最小泄放面积，mm 2； W ——质量泄放流量，kg ／h ， X ——气体特性系数； P ——泄放压力，MPa Z ——气体压缩因子， T ——泄放温度，K ； M ——分子量。
流量系数(C 0)由制造厂提供。若没有制造厂的数据时，对于全启式安全阀C 0= 0.6～0.7；对于带调节圈的微启式安全阀:C 0= 0.4～0.5；对于不带调节圈的微启式安全阀：C 0= 0.25～0.35。
气体特性系数(X)见附表1。 气体压缩因子(Z)查附图2。
(2) 根据计算的最小泄放面积(a)，计算安全阀喉径(d 1)或阀座口径(D) a ．对于全启式安全阀
2
1
4a d π=
(2.2—2)
b. 对于平面密封型微启式安全阀
a Dh π= (2.2—3) c ． 对于锥面密封型微启式安全阀
sin a Dh π?=g
(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。
2.3 根据美国石油学会标准API —520中的规定如下： 2.
3.1 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。
1
21k
k b cf P k P P -??
≤=?
?+??g (2.3—1)
式中:
P b ——背压，MPa
P cf ——临界流动压力，MPa P ——泄放压力，MPa K ——绝热指数。
2.3.2 气体或蒸气在临界流动条件下的最小泄放面积
013.16b W a X P C K =
??? (2.3—2)
式中
a ——最小泄放面积，mm 2； W ——质量泄放流量，kg ／h ；， Co--流量系数； X ——气体特性系数； P ——泄放压力，MPa K
b 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。系数(X) 式(2.3—3)计算或查附表1。
X = (2.3-3)
背压修正系数(Kb)仅用于波纹管背压平衡式安全阀(查附图1)临界流动条件
下，对于弹簧式安全阀K b ＝1.0。 气体压缩因子(Z)查附图2所示。
部分物料的绝热指数(k)见附表2，若没有k 的数据，则X ＝315。 2.3.3 气体或蒸气在亚临界条件下的最小泄放面积
(1)式(2.3—4)适用于导阀式安全阀和弹簧设定时考虑了静背压的影响的弹簧式安全阀，在亚临界流动条件下的最小泄放面积的计算；
2
01.810
f W a C K -=??—4)
亚临界流动系数(K f )查附图3。
流量系数(Co)值由制造厂提供，若没有制造厂数据时，Co ＝0.975，其它符号同前。
(2) 简便计算弹簧式安全阀在亚临界流动条件下的最小泄放面积时，可先按临界流动条件下的式(2.3—2)计算，再将计算结果除以按图附图4查得的背压修正系数(Kb)，即为亚临界条件下的最小泄放面积。
(3) 背压平衡式安全阀在亚临界流动时的最小泄放面积按式(2.3—2)计算，但背压修正系数(Kb)应由制造厂提供。 2.3.4 水蒸汽
0.19
sh
N
W
a C P K
K =??? (2.3—5)
流量系数(Co)值由制造厂提供，若无制造厂数据时，Co ＝0.975。 过热蒸汽过热系数(K sh )查附表3，对于饱和蒸汽，K sh ＝1.0。 Napier 系数(K N )按下述要求选取： P ≤10.44MPa 时，K N ＝1.0
10.44Mpa ＜P ≤22.17MPa 时，K N ＝27.6371000
33.2341061P P --
其余符号意义同前。
2.3.5 液体
a =—6)
超压系数(Kp)查附图5所示。
背压修正系数(K
w )，对弹簧式安全阀K
w
=1.0；对于波纹管背压平衡式安全阀,
K
w
查附图6。
粘度修正系数(K
V
)查附图7。
流量系数(Co)对于按美国机械工程师协会ASME第Ⅷ部分第1分篇或国标GBl50—89设计的容器上安装的安全阀，Co＝0.65，
其它(如管道上)安装的安全阀，Co＝0.62。
计算泄放压力(P)时所用的超压，对于按ASME第Ⅷ部分第1分篇或国标GBl50—89设计的容器，超压为10％，其它(如管道上)安装的安全阀，超压为25％。其余符号同前。
2.3.6两相流体
(1) 气—液平衡态的两相流体，流经阀体时部分液体要产生闪蒸，闪蒸现象会降低阀门的质量流通能力。泄放量的计算方法如下：
a．确定闪蒸量：分别计算液相自泄放压力经绝热过程至临界压力下和至背压下的闪蒸量，取小者。
b．用闪蒸的气量和泄放时混合物中的气量之和，根据背压情况及安全阀的型式等，按照式(2.3—2)或(2.3—4)计算气相所需的最小泄放面积。
c．根据式(2.3—6)计算液相所需的最小泄放面积。
d．将b和c项的计算结果相加，即为所需的最小泄放面积。
(2)背压对安全阀的上述计算过程有很大的作用，因此：
a. 应仔细计算泄放管道中两相流体的压力降，
b．管道压力降的产生，会使部分液体继续气化，
c．来自冷冻(如液化气的排放)的物料排放系统，在排放管道中有时会产生液滴和低温；
d．对于气相处于临界条件下泄放时，计算液相泄放量时背压取临界压力
(P
cf
)(见式2.3—1)。
3储存气体容器的安全阀
3.1无湿润表面的容器在外部火灾情况下，容器将在短时间内由于金属材料的软
化而发生破坏。设置安全阀将不能独立保护这类容器不受损坏，仅能在短时间内(金属软化之前)起作用。因此要采取其它的办法如外保温、水喷淋或自动／手动泄压系统(安装控制阀)。
3.2 无湿润表面的容器在外部火灾情况下的泄放量
(
)1.25
1.1506
18.764
w W T T A T
=-g (3.2-1)
暴露面积(A 1)为距地面或能形成大面积火焰的平台上方7.5m 以下的容器外表面。
金属壁温(Tw)：对于碳钢为593℃(866K) 泄放温度(T)根据理想气体状态方程计算。 9．0．3最小泄放面积
576.7F a '= (3.3-1)
泄放阀因子(F ')按式(3.3－2)计算，F '的最小值为0.01。如果F '没有足够的数据进行计算，则F '取0.045。
()1.25
0.6506
00.2w T T F X C T -=g g g (3.3—2)
上式中流量系数(Co)由制造厂提供。若没有制造厂的数据时，Co 取0.975。气体特性系数(X)查附表1。 上述各式的其它符号同前。
4
安全阀出口反力的计算和反力数据表
4.1 安全阀出口反力的计算
物料泄放时，流体的流动会对排放管道产生一作用力，并通过排出管道传至安全阀；进而以力矩的形式通过安全阀入口管道传至设备接管。这个力和力矩是否对安全阀的进出口管道和设备的接管、法兰产生不良影响(如容器是否要补强等)，需要进行详细的计算后确定。
作用力的大小与物料泄放至大气还是泄放至密闭系统有很大关系。
4.1.1 气相物料泄放至大气对于可压缩流体(气体或蒸汽)临界稳态流动，且物料流经安全阀后经一段水平管、一个90o 长半径弯头、一段垂直立管排入大气，如图4.1所示，作用力(f)按式(4.1—1)计算：
602
1.021010(1)kT
f W A P k T -=???+??+ (4.1—1)
式中：
f ——泄放反力，N ，
Ao ——泄放管出口截面积，mm 2， P 2——泄放管出口静压力，MPa(表)； k ——绝热指数。 其余符号意义同前。
4.1.2 气相物料泄放至密闭系统泄放至密闭系统的稳态流动，在排出管中一般不会产生大的作用力和力矩，仅计算管径突然扩大位置的作用力。如果需要计算泄放至密闭系统的作用力，则应采用复杂的非稳态分析方法，可从专门资料中查阅。 4.2 液相物料的泄放反力液体泄放时在安全阀出口中心线处的水平反力(f)按式(4.2—2)计算：
2
0.694f P a =?? (4.2—2)
式中:
f ——泄放反力，N ， P ——泄放压力，MPa ； a 2——安全阀喉径面积，mm 2。
4.3 出口管道由于泄放时的作用力、振动和自身的自重、热胀冷缩等原因，应设支架支撑。
注：管线支撑应尽可能靠近放空管中心线
附表1：气体特性系数表
附表2：部分物料的物性表
sh
附表4 喉径代号与喉径截面积关系
附图1 波纹管背压平衡式安全阀的背压修正系数表(用于气体或蒸汽)
Kb=(有背压时的泄放量)/ (无背压时的泄放量)
注：背压修正系数Kb应由制造常提供。若没有制造厂的数据时，可参考本图。本曲线适用于设定压力大于0.34MPa(表)的临界流动，在适用范围之外的，应选用制造厂提供的Kb值。
附图2 气体压缩因子(Z)图
附图3 亚临界流动系数图
注：图中k为绝热指数
附图4 弹簧式安全阀背压修正系数图
注：背压修正系数Kb应由制造常提供。若没有制造厂的数据时，可参考本图。图中k为绝热指数。
例：设定压力＝0.7MPa(表) 静背压＝0.49MPa(表)
弹簧设定＝0.21 MPa 超压=0.07 MPa
背压％＝(0.49+0.07+0.1)/(0.69+0.07+0.1)=0.76×100＝76
查图得：Kb＝0.89
附图5 液体超压修正系数(Kp)图
注：图中所示，超压25％(含25％)以下时，泄放量受阀瓣提升高度、流量系数和超压的影响；超压25％以上时，泄放量仅与超压有关。
超压小于10％时会引起阀瓣“抖动”，因而应该避免。
附图6 波纹管背压平衡式安全阀超压25％时的背压修正系数(Kw)(液体用)图
注：背压修正系数Kw应由制造常提供。若没有制造厂的数据时，可参考本图。
附图7 液体粘度修正系数(Kv)图
注：计算过程如下：
首先按无粘性流体Kv ＝1.0计算最小泄放面积(a 1),按附表4选大一级的实际泄放面积(a 2)。按下式计算雷诺数：
2
Re 313.6
l
V G a
μ?=?
式中：
V ——体积泄放流量，m 3/h; μ——动力粘度，mPa ·s ； G l ——液相密度，kg/m 3
a 1——不考虑液体粘性计算的最小泄放面积，mm 2
； a 2——安全阀的喉径面积(液相)，mm 2。
按上式计算结果查本图Kv 值，将Kv 值带入式2.3－6，计算最小泄放面积(a)。 如果a ＜a 2，则a 2最终选定的实际泄放面积；如果a ＞a 2，则选再大一级的实际泄放面积进行上述计算过程，直至校正的最小泄放面积(a)小于选择的实际泄放面积(a 2)。
安全阀选用
1. 安全阀的选用 由于安全阀的多样性以及压力系统的多样性、复杂性，因此在安全阀选用时，应考虑系统内的温度、压力、介质相态等因素的影响，逐步确定安全阀的公称压力、压力－温度等级、弹簧的工作压力等级、公称通径、基本形式。最后确定选用安全阀的型号。 （1）公称压力的选择 公称压力和整定压力是不同的概念，确定和选用安全阀时一定要注意。公称压力PN 是用数字表示的与压力有关的标示代号，也是供参考用的圆整数。在安全阀中，公称压力是指安全阀进口处所能承受的最高压力。和材料及温度相关。而安全阀的出口处法兰的公称压力一般比进口处公称压力低一至三个级别，选用时应该注意这个区别。 在确定安全阀的公称压力时，公称压力一定要大于整定压力。最好是安全阀达到全开启时的压力不能超过安全阀的公称压力。我国的安全阀公称压力系列其压力系列为0.25,0.6,1.0,1.6，2.5，4.0，6.3，10，16，32,40MPa (注：PN1.0以下的安全阀通常采用铸铁阀体，不推荐在压力容器种使用)。 （2）压力一温度等级 选用安全阀时必须要考虑温度的影响，当温度升高时，在同一公称压力下，其最大允许工作压力也随之相应降低．应根据所保护的介质情况、阀门材料、工作温度和最大工作压力，确定阀门的公称压力。 阀门在各种温度下最高允许工作压力可按式公式5－1计算。或在GB/T 9124－2000。《钢制管法兰技术条件》 中查选。 式（9.2-3） 式中 [σ]t ――设计温度t ℃ 时材料的许用应力值，MPa ； [σ]200――200 ℃ 时的材料许用应力值，MPa ； Ptmax ――最高允许工作压力，MPa ； PN ――公称压力，MPa (3)弹簧工作压力级的确定 确定了安全阀的公称压力后，弹簧式安全阀还要选定弹簧的工作压力等级。弹簧的工作压力等级是指选定的弹簧允许的工作范围，超出了其工作范围就可能导致安全阀不能正常工作。弹簧式安全阀的整定压力范围就是弹簧的工作压力等级。 安全阀的整定压力是通过改变弹簧压缩量来进行调节，安全阀的各种动作性能也是由弹簧来控制的，每一根弹簧都只能在一定的整定压力范围内工作，超出了该范围就要另换弹簧， PN Pt t 200 ] [] [max σσ=
安全阀标准名称汇总
安全阀标准汇总 标准编号 标准中文名称 标准英文名称 SY/T0525.1-93 石油储罐液压安全阀 SY/T10006-2000 海上井口地面安全阀和水下安全阀规范 SY/T10024-1998 井下安全阀系统的设计、安装、修理和操作的推荐作法 GB/T14087-1993 船用空气瓶安全阀 Safety valves for marine air vessel JB/T6441-1992(2005复审) 压缩机用安全阀 JB/T2203-1999 弹簧式安全阀 结构长度 JB/T9624-1999 电站安全阀技术条件 JB/T53170-1999 弹簧直接载荷式安全阀 产品质量分等 NF E86-512-1-2002 冷凝容器.防超压安全设施.第1部分:冷凝设备的安全阀 (Cryogenic vessels - Safety devices for protection against excessive pressure - Part 1 : safety valves for cryogenic service.) NF A84-330-1982 气焊设备.乙炔发生器用“防回气—断 火”的液压安全阀和组合装置.规范和试验 (GAS WELDING EQUIPMENT. HYDRAULIC SAFETY SEALS AND COMBINED “NON-RETURN VALVE/FLAME ARRESTOR“ DEVICES FOR A CET YLENE GE NERATORS. REQUIREMENTS AND TESTS.) NF E32-110-10-2002 水管锅炉和辅助设备.第10部分:防过压安全阀的要求 (Water-tube boilers and auxiliary installations - Part 10 : requirements for safeguards against excessive pressure.) NF D36-404-2000 建筑阀门.温度和压力组合安全阀.试验和要求 (Building valves - Combined temperature and pressure relief valves - Tests and requirements.) NF M87-213-2001 石油和天然气工业.下降孔设备.地下安全阀设备 (Petroleum and natural gas industries - Downhole equipment - Subsurface safety valve equipment.) NF T81-103-1980 液态体化学产品的运输和装卸.底部注入或排放的罐车.内部关闭阀和安全阀.使用压力等于或小于４巴 (TRANSPORTATION AND HANDLING OF LIQUID CHEMICAL PRODU CT S. TANKER VEHICLES FIL LED AND EMPTIED FROM BELOW. INTERNAL SAFETY AND STOP VALVE. OPERATING PRESSURE EQUAL TO OR LESS THAN 4 BAR.) NF E29-420-1985 工业阀门.安全阀.技术说明书样式和协调证明书 (INDUSTRIAL VALVES. SAFETY AND RELIEF VALVES. MODEL OF TECHNICAL SPECIFICATIONS AND CONFORMITY CERTIFICATE.) NF P52-001-1975 取暖设备用安全阀.一般技术规范 (SAFETY VALVES FOR HEATING INSTALLATIONS.) NF E29-413-1989 工业阀门.安全阀流量计算.其他方法 (INDUSTRIAL VALVE. SAFETY VALVES AND BURSTING DISC(S) DEVICES. CALCULATION OF TH EO RETICAL FLOWRATE.) NF E29-414-1992 工业阀门.安全阀门.安全阀门类型 S,G1,L1和L2流率计算示例 (INDUSTRIAL VALVES. SAFETY VALVES. EX AMP LES FOR FLOWRATE CALCULATION OF SAFETY VALVES TYPES S,G1,L1 AND L2.) NF E29-415-1990 工业阀门.安全阀.G 平方型安全阀排出空气当量流量计算实例.GPL 标准蓄水池的应用 (INDUSTRIAL VALVES. SAFETY VALVES. CALCULATION OF AIR EQUIVALENT FLOW CA PA CITY FOR SAFETY VALVES OF TYPE G2. APP LICATION FOR STANDARD VESSELS FOR GPL.) NF E29-421-1987 工业阀门.安全阀.安全膜.为获得工作特性的安装规范 (Industrial valves. Safety valves. Bursting discs.) 2006.04.11
安全阀的设置和选用
安全阀的设置和选用安全阀是一种能使设备或管道自动泄压而防止超压发生爆炸的自动阀门，即当压力超过指定的值时，阀门自动开启，使流体外泄，而当压力回复到指定的压力后，阀门自动关闭，以保护设备或管道。 安全阀用在锅炉、压力容器等受压设备上作为超压保护装置。当被保护设备内介质压力异常升高达到规定值时，阀门自动开启，继而全量排放，以防止压力继续升高，当压力降低到另一规定值时，自动关闭。 1 安全阀的设置 1.1 凡属下列情况之一的容器必须安装安全阀： 1、独立的压力系统（有切断阀与其它系统分开）。该系统指全气相、全液相或气相连通。 2、容器的压力物料来源处没有安全阀的场合。 3、设计压力小于压力来源处的压力的容器及管道。 4、容积式泵和压缩机的出口管道。 5、由于不凝气的累积产生超压的容器。 6、加热炉出口管道上如设有切断阀或控制阀时，在该阀上游应设置安全阀。 7、由于工艺事故、自控事故、电力事故、火灾事故和公用工程事故引起的超压部位。 8、液体因两端阀门关闭而产生热膨胀的部位。 9、凝气透平机的蒸汽出口管道。 10、某些情况下，由于泵出口止回阀的泄漏，则在泵的入口管道上设置安全阀。 1.2 《石油化工企业设计防火规范》的规定，在不正常条件下，可能超压的下列设备应设安全阀： 1、顶部操作压力大于0.07MPa 的压力容器。 2、顶部操作压力大于0.03MPa 的蒸馏塔、蒸发塔和汽提塔（汽提塔顶蒸汽通入另一蒸馏塔者除外）。 3、往复式压缩机各段出口或电动往复泵、齿轮泵、螺杆泵等容积式泵的出口管道上，应设安全阀。安全阀的放空管应接至泵入口管道上，并宜设事故停车联锁装置（如设备本身已有安全阀者除外）。 4、凡与鼓风机、离心式压缩机、离心泵或蒸汽往复泵出口连接的设备不能承受其最高压力时，上述机泵的出口管道需设安全阀。以上管道有可能由于火灾、操作故障或停水、停电等造成管道内压力超过设计压力而发生爆炸事故，故应设置安全阀或其他安全措施。
安全阀计算公式
安全阀计算公式 安全阀系压力容器在运行中实现超压泄放的安全附件之一，也是在线压力容器定期检验中必检项目。它包括防超压和防真空两大系列，即一为排泄容器内部超压介质防止容器失效，另一方面则为吸入外部介质以防止容器刚度失效。凡符合《容规》适用范围的压力容器按设计图样的要求装设安全阀。 一．安全阀的选用方法 a）根据计算确定安全阀.公称直径.必须使安全阀的排放能力≥压力容器的安全泄放量b）根据压力容器的设计压力和设计温度确定安全阀的压力等级; c）对于开启压力大于3MPa蒸汽用的安全阀或介质温度超过320℃的气体用的安全阀,应选用带散热器(翅片)的形式; d）对于易燃、毒性为极度或高度危害介质必须采用封闭式安全阀,如需采用带有提升机构的,则应采用封闭式带板手安全阀; e）当安全阀有可能承受背压是变动的且变动量超过10%开启压力时,应选用带波纹管的安全阀; f）对空气、60℃以上热水或蒸汽等非危害介质,则应采用带板手安全阀 g）液化槽(罐)车,应采用内置式安全阀. h）根据介质特性选合适的安全阀材料:如含氨介质不能选用铜或含铜的安全阀;乙炔不能选用含铜70%或紫铜制的安全阀. i）对于泄放量大的工况,应选用全启式;对于工作压力稳定, 泄放量小的工况,宜选用微启式;对于高压、泄放量大的工况, 宜选用非直接起动式,如脉冲式安全阀.对于容器长度超过6m的应设置两个或两个以上安全阀.
j）工作压力Pw低的固定式容器,可采用静重式（高压锅）或杠杆重锤式安全阀.移动式设备应采用弹簧式安全阀. k）对于介质较稠且易堵塞的, 宜选用安全阀与爆破片的串联组合式的泄放装置. l）根据安全阀公称压力大小来选择的弹簧工作压力等级. 安全阀公称压力与弹簧工作压力关系,见表1 m） 安全阀公称压力PN与弹簧工作压力关系表 表1 安全阀应动作灵敏可靠,当到达开启压力时,阀瓣应及时开启和完全上升,以顺利排放;同时应具有良好的密封性能,不仅正常工作时保持不漏,而且要求阀瓣在开启复位后及时关闭且保持密封;在排气压力下阀瓣应达到全开位置,无震荡现象,并保证排出规定的气量。 二．安全阀计算实例
安全阀计算与选型
安全阀计算与选型 1. 确定确定安全阀类型安全阀类型 根据卸放介质物性、卸放量确定安全阀类型。 2. 确定安全阀公称压力 根据介质操作条件确定PN，选定弹簧工作压力级。 3. 安全阀安全阀计算计算 3.1 由工艺计算软件（hysis,pro II,aspen）计算获得介质基本物性数据（比重ρ，分子量M， 粘度μ，泄放量Gv，气体特性系数C，流量系数Kf，压缩系数Z，最高泄放压力Pm，泄放温度Ti，操作压力P 0，整定压力Ps）。 3.2 计算公式： 安全阀的计算参照GB/T 12241-2005（它与ISO 4126 安全阀一般要求计算方法相同） 中 的公式并依据实测额定排量系数来计算安全阀的额定排量，进而确定安全阀的口径，是比较可靠的计算方法。具体计算公式见GB/T 12241-2005 6.3节/6.5节。 3.2.1 介质为气体或蒸汽 1）临界流动下的理论排量计算 在下列条件下达到临界流动： 临界流动下的理论排量计算公式： 2）亚临界流动下的理论排量计算： 在下列条件下达到亚临界流动： 亚临界流动下的理论排量计算公式： 3）Excel 表格计算安全阀卸放面积A 0（作者Huang WenJia）
3.3 将必须的介质物性数据编入Excel 表格，并在安全阀卸放面积栏编好计算公式（见安全阀 计算excel 表格）。 安全阀安全阀的选用与的选用与的选用与计算实例计算实例计算实例 安全阀系压力容器在运行中实现超压泄放的安全附件之一，也是在线压力容器定期检验中必检 项目。它包括防超压和防真空两大系列，即一为排泄容器内部超压介质防止容器失效，另一方面则为吸入外部介质以防止容器刚度失效。凡符合《容规》适用范围的压力容器按设计图样的要求装设安全阀。 一．安全阀的选用安全阀的选用 1. 1. 安全阀安全阀安全阀各种参数的确定各种参数的确定各种参数的确定 a）确定安全阀公称压力。 根据阀门材料、工作温度和最大工作压力选定公称压力。 b) 确定安全阀的工作压力等级。 根据压力容器的设计压力和设计温度选定工作压力等级。安全阀的工作压力与弹簧的工作压力级有着不同的含义，不能混为一谈。工作压力是指安全阀正常运行时阀前所承受的静压力，它与被保护系统或设备的工作压力相同。而弹簧的工作压力级则是指某一根弹簧所允许使用的工作压力范围，在该压力范围内，安全阀的开启压力（即整定压力）可以通过改变弹簧的预紧压缩量进行调节。同一公称压力的安全阀，根据弹簧设计要求，可以分为多种不同的工作压力级。具体划分见下表，划分的前提是能足以保证各个工作压力级的压力上限与下限均能符合有关标准所规定的动作性能指标。 选用安全阀时，应根据所需开启压力值确定阀门的工作压力级。 表1 安全阀公称压力PN 与弹簧工作压力关系表 PN 弹簧工作压力等级 1.6 0.06～0.1 >0.12 >0.16～0.25 >0.25～0.4 >0.4～0.5 >0.5～0.6 >0.6～0.8 >0.8～1.0 >1.0～1.3 >1.3～1.6 2.5 >1.3～1.6 >1.6～2.0 >2.0～2.5 只能用于大于 1.3MP 6.4 ->1.3～1.6 >1.6～2.0 >2.0～2.5 >2.5～3.2 >3.2～4.0 >4.0～6.4 只能用于大于1.3MPa 10 >4～5 >5～6.4 >6.4～8 >8～10 只能用于大于4.0MPa
泡沫灭火系统-计算实例
一、设计依据： 1．业主提供的石油库设计图纸 2．《石油库设计规范》GB50074-2002 3．《建筑设计防火规范》GBJ16-87 4．《低倍数泡沫灭火系统设计规范》GB50151-92 及2000年局部修订条文 二、设计内容： 保护对象：500M3立式固定拱顶钢制保温储罐2座[D=9M,H=10M）。 灭火方式：采用固定式液上喷射泡沫灭火系统，并移动泡沫枪辅助灭火 灭火剂：6%氟蛋白泡沫液，其混合比为6% 冷却方式：采用移动式水冷却 （一）、泡沫用量 1．储罐的保护面积（A1） 根据规范第3.1.2条一款规定： A1=3.14D2=3.14x92/4=63.585m2 2.根据规范第 3.2.1条一款规定：泡沫混合液供给强度 q=6.0L/min.m2 连续供给时间t1 ：不小于30min（注：闪点为60°C的轻柴油为丙类液体）3．计算泡沫混合液流量（Q） Q=q.A1=6×63.585=381.51L/min 4．根据规范第3.2.4条规定：泡沫产生器数量及流量（Q产）PC8泡沫产生器2个，Q产为480L/min 注：泡沫产生器工作压力按0.5MPa计 5.泡沫枪数量及连续供给时间、流量Q枪 根据规范第3.1.4条,用于扑救防火堤内流散液体火灾的泡沫枪数量为1
支，其泡沫枪的泡沫混合液流量不应小于240L/min，选Q枪=240L/min 即PQ4型泡沫枪：1支连续供给时间t2：不小于20min 6．泡沫混合液用量M混V （系统管道内泡沫混合液剩余量）：考虑设DN100管道170.0m及DN65管道150.0m。管道容积为1823L M混=n产×Q产×t1+n枪×Q枪×t2+V（系统管道内泡沫混合液剩余量）=2×480×30+1×240×20+3800=28800+4800+1823 =35423L 7．泡沫液用量V=K.V混/1000=6%×35423/1000=2125L/1000=2.125M3则泡沫贮罐的容积为2.125m3 配制泡沫混合液所需的水量为：35423L×94%=33298L=33.298M3 泡沫比例混合器的流量为：8×2+4=20L/S 配制泡沫混合液的水流量：20L/S×94%=18.8L/S 8．根据规范第3.7.3条储罐区泡沫灭火系统管道内的泡沫混合液流速，不宜大于3m/s 主管初选管径DN100 流速S=4Qmax/3.14D2=(2×480+1×240) ×4/3.14×0.12×60×1000=2.265M/S 规范第3.7.3条泡沫灭火系统管道内的混合液流速不宜大于3M/S 故管径DN100选择合适 9．泡沫产生器下面混合液立管初选管径DN65 S=1×480×4/3.14×0.0652×60×1000=2.412m/s<3m/s 管径DN80合适 10．计算管道沿程压力损失h沿 根据第3.7.4条计算单位长度泡沫混合液管道压力损失 I=0.0000107V2/D 1.3 1)从泡沫产生器到防火堤外缘DN65管段，罐高10m，罐外壁至防火堤外缘 距离按32m计，总长45m 每m管道压力损失I=0.0000107V2/D 1.3
安全阀的设置及选用
安全阀的设置和选用 安全阀是一种能使设备或管道自动泄压而防止超压发生爆炸的自动阀门，即当压力超过指定的值时，阀门自动开启，使流体外泄，而当压力回复到指定的压力后，阀门自动关闭，以保护设备或管道。 安全阀用在锅炉、压力容器等受压设备上作为超压保护装置。当被保护设备内介质压力异常升高达到规定值时，阀门自动开启，继而全量排放，以防止压力继续升高，当压力降低到另一规定值时，自动关闭。 1安全阀的设置 1.1凡属下列情况之一的容器必须安装安全阀： 1、独立的压力系统（有切断阀与其它系统分开）。该系统指全气相、全液相或气相连通。 2、容器的压力物料来源处没有安全阀的场合。 3、设计压力小于压力来源处的压力的容器及管道。 4、容积式泵和压缩机的出口管道。 5、由于不凝气的累积产生超压的容器。 6、加热炉出口管道上如设有切断阀或控制阀时，在该阀上游应设置安全阀。 7、由于工艺事故、自控事故、电力事故、火灾事故和公用工程事故引起的超压部位。 8、液体因两端阀门关闭而产生热膨胀的部位。 9、凝气透平机的蒸汽出口管道。 10、某些情况下，由于泵出口止回阀的泄漏，则在泵的入口管道上设置安全阀。 1.2《石油化工企业设计防火规范》的规定，在不正常条件下，可能超压的下列设备应设安全阀： 1、顶部操作压力大于0.07MPa的压力容器。 2、顶部操作压力大于0.03MPa的蒸馏塔、蒸发塔和汽提塔（汽提塔顶蒸汽通入另一蒸馏塔者除外）。 3、往复式压缩机各段出口或电动往复泵、齿轮泵、螺杆泵等容积式泵的出口管道上，应设安全阀。安全阀的放空管应接至泵入口管道上，并宜设事故停车联锁装置（如设备本身已有安全阀者除外）。
定压补水系统的设计计算含实例说明
定压补水系统的设计计算<含实例说明> 空调冷水膨胀、补水、软化设备选择计算： 已知条件：建筑面积：90000 m2，冷水水温：7.0/12.0℃， （一）空调系统： 风机盘管加新风系统为主，系统最高点70+11.0(地下)=81m， 采用不容纳膨胀水量的隔膜式气压罐定压。 1. 空调系统水容量Vc = 0.7～1.30（L/m2）（外线长时取大值）：1.30 *90000/1000=117 m3 2. 空调系统膨胀量Vp =a*⊿t*Vc：0.0005*15*117=0.88 m3 (冷水系统) 3. 补水泵选择计算 系统定压点最低压力：81+0.5=81.5(m)=815(kPa) (水温≤60℃的系统，应使系统最高点的压力高于大气压力5kPa以上) 补水泵扬程：≥815+50=865(kPa) (应保证补水压力比系统补水点压力高30-50kPa，补水泵进出水管较长时,应计算管道阻力) 补水泵总流量：≥117*0.05=5.85(m3/h)=1.8(L/s) (系统水容的5-10%) 选型：选用2台流量为1.8 L/s，扬程为90m(900 kPa)的水泵,平时一用一备，初期上水和事故补水时2台水泵同时运行。水泵电功率:11Kw。 4. 气压罐选择计算 1）调节容积Vt应不小于3min补水泵流量采用定频泵Vt≥5.8m3/h*3/60h=0.29m3=290 L 2）系统最大膨胀量：Vp=0.88 m3 此水回收至补水箱 3）气压罐压力的确定： 安全阀打开压力:P4=1600(kPa)(系统最高工作压力1200kPa) 电磁阀打开压力:P3=0.9*P4=1440(kPa) 启泵压力:（大于系统最高点0.5m）P1= 865kPa 停泵压力(电磁阀关闭压力): P2=0.9*1440=1296kPa 压力比αt= (P1+100)/( P2+100)=0.69，满足规定。 4）气压罐最小总容积Vmin=βVt/(1-αt)=1.05*290/(1-0.69)=982 L 5）选择SQL1000*1.6隔膜式立式气压罐，罐直径1000mm，承压1.6Mpa，高 2700mm，实际总容积VZ=1440 (L) 5.空调补水软化设备 自动软化水设备（双阀双罐单盐箱）软水出水能力:(双柱)0.03Vc=0.03*117=3.5m3/h 租户24小时冷却膨胀、补水设备选择计算： 已知条件：建筑面积：90000 m2，冷却水温：32/37.0℃， 系统最高点70+11.0(地下)=81m， 采用不容纳膨胀水量的隔膜式气压罐定压。 1. 空调系统水容量45m3
安全阀计算规定
安全阀计算规定 中国石化集团公司上海医药工业设计院 2001年10月12日
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。
3.0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。 3．4 积聚背压（built-up back pressure）：泄压阀打开后由于流动使泄放主管中增加的压力。 3．5最大允许积聚压力（maximum allowable accumulated pressure）：是最大允许工作压力与最大允许积聚之和。 3．6最大允许工作压力（maximum allowable working pressure）：系指在设计温度下，容器顶部所允许承受的最大压力。这压力基于设备计算中的正常厚度、金属腐蚀裕度、负载和压力。最大允许工作压力是设定安全阀压力保护设备的基础。 3．7超压（overpressure）：超过安全阀设定压力的压力，用压力单位或百分数表示。它与容器设定的最大允许工作压力时的积聚一样，假设安全阀人口没有管路损失。 3．8安全阀的设定压力（set pressure）：安全阀人口出的静压达到
安全阀选用原则
安全阀选用原则 1、形式及材料 安全阀的形式按加载方式来选，工作压力不高、温度较高的容器大多选杠杆式，高压容器一般多选用弹簧式；按气体排放方式选，如容器内介质为有毒、易燃、易爆的气体或为制冷剂和其他会污染大气的气体，应选用封闭式，空气或其他无害气体可采用半封闭式或敞开式；按开启程度来选，高压容器及安全泄放量较大而强度裕度不多的中、低压容器都可采用全启式安全阀，以减少容器的开孔面积。当介质为空气、水蒸气及要求安全阀作定期开启检验时，应选用带扳手的，而对于有毒、易燃、易爆介质除非有特殊要求，一律选用不带扳手的，若需要带扳手时则应选用封闭式带扳手的安全阀。 安全阀的阀体材料若无特殊要求，当阀的公称压力小于等于 1.6MPa 时，选灰铸铁；公称压力小于等于2.5MPa时选碳素钢；对腐蚀性介质，选不锈钢，温度较高时宜选铬钼钢。 2、额定泄放量 安全阀的额定泄放量必须大于等于容器的安全泄放量。安全阀的额定泄放量可由其铭牌查取，容器的安全泄放量可按GB150-1998的有关规定计算。 适当的额定泄放量使安全阀开启时，阀瓣迅速开启并稳定地保持在泄放状态，容器内最大压力始终在容器允许承受的压力范围内，待压力下降后阀门关闭无阀瓣振荡现象。若额定泄放量过小，则使容器内压力超过允许承受的压力而造成危险，特别是对压缩性很小的液体介质危险性更大。但若额定泄放量过大，因泄放面积太大，阀瓣开启时介质迅速泄放，使容器内安全阀附近的压力急剧下降到回座压力，刚升起的阀瓣很快又回落到阀座，产生剧烈的撞击而关闭，然而远离阀门处的高压并未消除，当安全阀附近的压力又升到开启压力时，阀瓣再次开启，如此反复，对阀瓣和密封面造成损伤，当用于液体介质时还会引起系统的水击现象。 3、工作压力范围 安全阀的最大工作压力不得高于其自身的公称压力，否则阀体强度不够，也不要选用过高公称压力的阀，这样不仅投资高且开启精度也受影响。安全阀铭牌上所载明的公称压力是阀体在工作温度不超过200℃时所允许承受的最高压力，超过200℃后允许承受的压力将低于其公称压力。安全阀的公称压力与不同温度下允许承受的最大压力见表7-1。 表1-1 弹簧式安全阀的公称压力与许可压力 阀体材料公称压力在下列温度时允许承受的最大压力/MPa PN/MPa 200℃250℃300℃350℃400℃450℃500℃600℃ 碳钢 1.57 1.57 1.47 1.28 1.18 0.98 0.69 ---- ---- 2.45 2.45 2.26 1.96 1.77 1.57 1.08 ---- ---- 3.92 3.92 3.63 3.24 2.94 2.75 1.77 ---- ---- 含钼钢 1.57 1.57 1.57 1.57 1.57 1.47 1.28 0.88 0.59 2.45 2.45 2.45 2.45 2.45 2.26 1.96 1.37 0.88 3.92 3.92 3.92 3.92 3.92 3.53 3.14 2.16 1.37
安全阀设置规定(正式)
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 安全阀设置规定(正式) Standardize The Management Mechanism To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-2469-37 安全阀设置规定(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对管理机制、管理原则、管理方法以及管 理机构进行设置固定的规范，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 第一章一般规定 第一条为符合原国家质量技术监督局《压力容器安全技术监察规程》中对“安全阀一般每年至少应校验一次”的要求，特编制本规定。 第二条安全阀设置系指炼化企业中现有和新建、改建、扩建的生产装置上所装有的安全阀，其公称压力在0.1～25MPa之间，流道直径大于或等于8mm。本规定不适用于锅炉安全阀，锅炉安全阀的设置应遵守原劳动部《蒸汽锅炉安全技术监察规程》的规定。 第三条安全阀的设置应符合下列法规和标准的要求： 1.《压力容器安全技术监察规程》（质技监局锅发[1999]154号） 2.GB/T 12241 安全阀一般要求
3.GB/T 12242 安全阀性能试验方法 4.GB/T 12243 弹簧直接载荷式安全阀 第二章设计选型及订货 第四条安全阀的选型 1.不可压缩液体的膨胀泄压，宜选用微启式安全阀，也可选用全启式安全阀。当介质为液体选用全启式安全阀时，它的动作性能则变为微启式，其喷嘴内径应按微启式计算。 2.在炼化生产装置中一般只选用弹簧式安全阀或先导式安全阀。 3.下列情况应选用平衡波纹管式安全阀： （1）安全阀的背压力大于其整定压力的10%，而小于30%时； （2）当介质具有腐蚀性、易结垢、易结焦，会影响安全阀弹簧的正常工作时； 但平衡波纹管式安全阀不适用于酚、蜡液、重石油馏分、含焦粉等的介质上，也不适用于往复压缩机选用。
安全阀配管设计
李晓亮等安全阀配管设计２ｌ 安全阀配管设计 李晓亮＋陆洋丁旭中石油东北炼化工程有限公司吉林设计院吉林１３２００２ 摘要介绍安全阀安装及配管设计中的一些特点和要求。 关键词安全阀安装配管 石油化工装置中的安全措施很重要，安全阀的设置是其中最重要的部分，其管道的设计也十分关键和重要，本文着重阐述了安全阀的配管设计的要求。 １分类 安全阀是一种自动阀门，是安全泄压装置之一，广泛应用于化工装置中。它利用介质本身的压力来排出一定数量的流体，以防止系统内压力超过预定的安全值。当压力恢复正常后，阀门自行关闭阻止介质继续排出。安全阀分类有以下三种： １．１按国家标准《安全阀的一般要求》分类（１）直接载荷式用重锤、杠杆加重锤或弹簧等机械载荷来克服由阀瓣下介质压力所产生作用力的安全阀。 （２）带动力辅助装置式安全阀借助动力辅助装置，可以在低于正常的开启压力下开启。 （３）带补充载荷式安全阀在进口压力达到开启压力前始终保持有一增强密封的附加力，该附加力可由外来的能源提供，而在安全阀达到开启压力时应可靠地释放。 （４）先导式安全阀依靠从导阀排出介质来驱动或控制。该导阀本身应符合直接载荷式安全阀标准要求。 １．２按阀瓣开启高度分类 （１）全启式：ｈ≥ｄ／４。 ｈ表示开启高度，ｄ表示喷嘴直径。 （２）微启式：ｄ／４＞ｈ≥６／４０ １．３按结构分类 （１）封闭和不封闭弹簧式：一般可燃、易爆 或有毒介质应选用封闭式；蒸汽或惰性气体等可选用不封闭式。 （２）带扳手和不带扳手：扳手的作用主要是检查阀瓣的灵活程度，有时也可用作紧急泄压用。 （３）带散热片和不带散热片，介质温度高于３０００Ｃ时应选用带散热片的安全阀。 （４）有波纹管和没有波纹管，～般安全阀都没有波纹管。有波纹管结构的安全阀称为平衡型安全阀，适用于介质腐蚀性较严重或背压波动较大的情况。 １．４按平衡内压的方式分类 按平衡内压的方式不同可分为弹簧式、杠杆式和先导式。 ２设置 下列设备应设置安全阀： （１）顶部操作压力高于０．０７ＭＰａ的压力容器。 （２）往复式压缩机各段出口或电动往复泵、齿轮泵、螺杆泵等容积式泵的出口（设备本身已有安全阀的除外）。 （３）凡与鼓风机、离心式压缩机、离心泵或蒸汽往复泵出口连接的设备不能承受其最高压力时，在机泵的出口处应设置安全阀。 （４）可燃的气体或液体受热膨胀，可能超过设计压力的设备。 （５）因不凝气积聚产生超压的设备和管道系统。 （６）因管路两端关闭，介质易受环境温度影响产生热膨胀或气化的管道系统。 ３安装 （１）在设备或管道上应垂直安装安全阀。 ?李晓亮：工程师。２００１年毕业于吉林化工学院化学工程专业。一直从事工艺配管设计工作。联系电话：（０４３２）６３９５９２７７，Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｉｘｉａｏｌｉａｎｇ＠ｃｐｅｎｅ．ＣＯｒｎ。 万方数据
2020年(安全生产)安全阀的工艺计算
（安全生产）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管道俩端的切断阀关闭时，泄放量为被关闭液体的膨胀量。此类安全阀的入口壹般不大于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)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)。 1.1.4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)计算液体膨胀工况的泄放量： V=B·H／(G l·C p)(1.1) 式中: V——体积泄放流量，m3／h； B——体积膨胀系数，l／℃； H——正常工作条件下最大传热量，kJ／h； G l——液相密度，kg／m3； C P--定压比热，kJ／(kg℃)。 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。 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下进入塔顶冷凝器的蒸汽量。 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15%。 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。
安全阀的选用与使用
?35?2004年第4期 安全泄压装置的主要作用是防止压力容器、锅炉和管道等受压设备因火灾、操作故障或停水、停电造成压力设备超过其设计压力而发生爆炸事故。当设备内介质的压力达到预定值时,安全泄压装置立即动作,泄放出压力介质。一旦压力恢复正常,它即自行关闭,以保证设备的正常运行。在石化工业,常用的安全泄压装置为安全阀和爆破片。 1安全阀的选用与使用 1.1安全阀的分类及适用场合 安全阀分类有以下四种。 (1)按国家标准《安全阀的一般要求》分类 ①直接载荷式 ②带动力载荷式 ③带补充载荷式 ④先导式 (2)按阀瓣开启高度分类 ①全启式,h≥d/4 h表示开启高度,d表示安全阀阀座喉部直径。适用于安全泄放量较大的场合。 ②微启式,d/4>h≥d/40 适用于安全泄放量较小和要求压力较平稳的场合。 (3)按结构不同分类 ①封闭弹簧式和不封闭弹簧式 对于有毒介质、易燃易爆介质应采用封闭弹簧式安全阀,并且将排放管导入回收容器内引入安全地点,以避免中毒、燃烧、爆炸事故的发生。对于蒸汽或惰性气体类介质可选用不封闭弹簧式安全阀。 ②带扳手和不带扳手 扳手的主要作用是检查阀瓣的灵活程度,有时也可作紧急泄压用。如需带有提升机构,需采用带扳手的安全阀。 ③带散热片和不带散热片 对于开启压力大于3M Pa的蒸汽用安全阀或介质温度超过325℃的气体用安全阀,应采用带散热片安全阀。 ④有波纹管和没有波纹管 一般安全阀都没有波纹管。有波纹管结构的安全阀为平衡型安全阀,适用于介质腐蚀性较严重或背压波动较大的情况。 (4)按平衡内压的方式分类分弹簧式、杠杆式和先导式。 对于一般低、中、高压容器选用弹簧式,对于压力较低、温度较高且无振动的容器可采用杠杆式。尤其要引起注意的是对于有可能被物料堵塞或腐蚀的安全阀应在其入口前设爆破片装置,有突发超压或发生瞬时分解爆炸危险物料的反应设备,如安全阀不能满足要求时,应装设爆破片装置。 1.2安全阀排放量的计算 安全阀铭牌上一般标记有该阀用于某种条件(压力、温度、介质)下的额定排放量,但实际上的使用条件(压力、温度、介质)往往与铭牌上的条件不完全相同,在这种情况下需要对安全阀的排放量重新计算,总之,要求安全阀的排放能力必须大于等于压力容器的安全泄放量。 1.2.1压力容器安全泄放量的计算 (1)盛装压缩气体或水蒸汽压力容器的安全泄放量 安全阀的选用与使用 刘月芹曹晓玲闾琳 (南京化工厂设计所,南京210038) 摘要着重介绍了安全阀在选用和使用过程中应注意的几个问题,强调了安全阀的排放能力必须大于等于压力容器的安全泄放量。 关键词安全阀选用使用 管道与管件
安全阀设置规定
安全阀设置规定 第一章一般规定 第一条编制目的及适用范围 1、为符合原国家质量技术监督局《压力容器安全技术监察规程》中对“安全阀一般每年至少应校验一次”的要求，特编制本规定。 2、本规定适用于中国石油化工集团公司所属炼化生产企业中现有的和新建、改扩建的 生产装置。 3、本规定适用于安全阀的公称压力范围在0.1～25MPa之间，流道直径大于或等于8mm 的范围内。 4、本规定不适用于锅炉安全阀，锅炉安全阀的设置应遵守原劳动部《蒸汽锅炉安全技术监察规程》的规定。 第二条相关法规和标准 1、《压力容器安全技术监察规程》（质技监局锅发[1999]154号） 2、GB/T 12241 安全阀一般要求 3、GB/T 12242 安全阀性能试验方法 4、GB/T 12243 弹簧直接载荷式安全阀 第二章设计选型及订货 第三条安全阀的选型 1、排放不可压缩液体的膨胀泄压，宜选用微启式安全阀，也可选用全启式安全阀。当介质为液体选用全启式安全阀时，它的动作性能则变为微启式，其喷嘴内径应按微启式计算。 2、在炼化生产装置中一般只选用弹簧式安全阀或先导式安全阀。 3、下列情况应选用平衡波纹管式安全阀： （1）安全阀的背压力大于其整定压力的10%，而小于30%时； （2）当介质具有腐蚀性、易结垢、易结焦，会影响安全阀弹簧的正常工作时； 但平衡波纹管式安全阀不适用于酚、蜡液、重石油馏分、含焦粉等的介质上，也不适用于往复压缩机选用。 4、下列情况应选用先导式安全阀： （1）安全阀的背压力大于其整定压力的30%以上时； （2）对要求安全阀的密封性能特别好的场合； （3）对于介质有毒、有害时，应选用不流动式导阀（即导阀打开时，它不向外排放介质）。 5、除用于水、蒸汽、空气、氮气的安全阀外，所有安全阀都应选用封闭弹簧式结构。 第四条安全阀的制造标准和选择 1、安全阀的制造标准 目前我国采用两种安全阀制造标准：
安全阀计算
安全阀: 安全阀是启闭件受外力作用下处于常闭状态，当设备或管道内的介质压力升高超过规定值时，通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值的特殊阀门。安全阀属于自动阀类，主要用于锅炉、压力容器和管道上，控制压力不超过规定值，对人身安全和设备运行起重要保护作用。注安全阀必须经过压力试验才能使用。 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： (1)对于气体、蒸汽在临界条件下的最小泄放面积为(2.2—1) 式中: a——最小泄放面积，mm2； W——质量泄放流量，kg／h， X——气体特性系数； P——泄放压力，MPa Z——气体压缩因子， 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
(安全生产)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)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)。 1.1.4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)计算液体膨胀工况的泄放量： V=B·H／(G l·C p) (1.1) 式中: V——体积泄放流量，m3／h； B——体积膨胀系数，l／℃； H——正常工作条件下最大传热量，kJ／h； G l——液相密度，kg／m3； C P--定压比热，kJ／(kg℃)。 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。 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下进入塔顶冷凝器的蒸汽量。 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15%。 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规定相同。 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控制阀故障 1.5.1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。 1.5.2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(1.5)计算： W=3171.3(C Vl—C V2)P h(G g／T)1/2 (1.5) 式中 W——质量泄放流量，k8／h； C Vl——控制阀的Cv值， C V2——控制阀最小流量下的Cv值； P h——高压侧工作压力，MPa， Gg---气相密度，kg／m3； 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。 (2)对于液相管道，安全阀的泄放量为控制阀最大通过量与正常流量之差，并 且要估计高压侧物料有无闪蒸。 1.6过度热量输入 换热器热媒侧的控制阀失灵全开、切断阀误开，设备的加热夹套、加热盘管的切断阀误开等工况下，以过度热量的输入而引起的气体蒸发量或液体的膨胀量来计。 1.7易挥发物料进入高温系统 1.7.1轻烃误入热油以及水误入热油等工况下，由于产生大量蒸汽，致使容器内的压力迅速上升。 1.7.2由于此事故工况下的泄放量无法确定而且压力升高十分迅速，所以，安装安