超壓泄放裝置計(jì)算

1、超壓泄放裝置計(jì)算例題新容規(guī)中3.4設(shè)計(jì)文件一節(jié)，對(duì)壓力容器安全泄放提出了更明確的計(jì)算要求。但現(xiàn)狀是因超壓泄放裝置計(jì)算條件的多樣性，設(shè)備人員對(duì)工藝參數(shù)選擇的生疏，所以每次計(jì)算都象是一次重新入門。本文結(jié)合多年來(lái)的設(shè)計(jì)實(shí)踐，編制了相應(yīng)的軟件與實(shí)例，力求能幫助容器及管道專業(yè)設(shè)計(jì)人員熟悉計(jì)算過(guò)程，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。對(duì)手工或權(quán)威電算也有提示、校對(duì)和協(xié)助作用。例1:一空氣儲(chǔ)罐最高工作壓力為0.8MPa,工作溫度為30C,進(jìn)口管為(1)57x3.5,確定安全閥尺寸。解：根據(jù)題意：介質(zhì)：空氣一查得參數(shù)：k=1.4,C=356,M=28.96,Z=1選用全啟式安全閥，排放系數(shù)K取0.7(在0.60.7范圍可選)

2、工作壓力Pw=0.8MPa設(shè)計(jì)壓力取P=1.1Pw=0.88MPa出口側(cè)壓力p0(絕壓)：0.103MPa(近似為0.1MPa)pd-安全閥泄放壓力(絕壓)：Pd=1.1Pw+0.1+0.1P=1.068MPa(GB150附錄B4.2.1)泄放溫度取30C,(本例取與工作溫度相同)此溫度下的密度p=121.87*M*Pd/Tk=12.44kg/m3進(jìn)口管為小57x3.5(d=50mm)，進(jìn)氣流速選：15m/s.1計(jì)算安全泄放量：(按壓縮氣或蒸氣公式(B1)計(jì)算)Ws=2.83x10-3pvd2=0.00283x12.44x15x502=1320.2kg/h(B1)2計(jì)算安全泄放面積：確定氣體的

3、狀態(tài)條件P0/Pd=0.103/1.068=0.0936(2/(k+1)k/(k-1)=(2/(1.4+1)1.4/(1.4-1)=0.53P0/Pd<(2/(k+1)k/(k-1)是屬于臨界狀態(tài)條件，：安全泄放面積A按(B5)計(jì)算A)Ws/(0.076CKPd(M/Z/T)0.5)(B5)=1320.2/(0.076x356x0.7x1.068x(28.96/1/303)0.5)=211.12mm23選用安全閥規(guī)格及整定壓力：選用帶板手全啟式安全閥的喉徑應(yīng)：d0>(A/0.785)1/2=(211.12/0.785)1/2=16.4mm查安全閥樣本接近并大于16.4mm的喉徑為2

4、0mm入口的公稱管徑為DN32:選用公稱直徑DN32的全啟式帶板手安全閥。安全閥的整定壓力介于工作和設(shè)計(jì)壓力之間，P=1.05Pw=0.84MPa軟件解：見(jiàn)圖(1)例2.有一工作壓力為0.8MPa的飽和蒸汽儲(chǔ)罐，進(jìn)口管為（1）57x3.5,進(jìn)口氣速為25m/s,確定安全閥尺寸。解：根據(jù)題意：介質(zhì)：飽和蒸汽選用全啟式安全閥，排放系數(shù)K取0.7工作壓力Pw=0.8MPa設(shè)計(jì)壓力取P=1.1Pw=0.88MPa出口側(cè)壓力p0（絕壓）：0.103MPa（近似為0.1MPa）pd-安全閥泄放壓力（絕壓）：Pd=1.1Pw+0.1+0.1P=1.068MPa查表1.068MPa壓力下的溫度為181.8C;

5、此溫度下的密度P=5.362kg/m3進(jìn)口管為小57x3.5（d=50mm），進(jìn)氣流速選：25m/s.1計(jì)算安全泄放量：（按壓縮氣或蒸氣公式（B1）計(jì)算）Ws=2.83x10-3pvd2=0.00283x5.362x25x502=948.4Kg2計(jì)算安全泄放面積：當(dāng)PcK10Mpa時(shí)，安全泄放面積A按(B7)計(jì)算A>Ws/(5.25KPd)=948.4/(5.25x0.7x1.068)=241.6mm23選用安全閥規(guī)格及整定壓力：選用帶板手全啟式安全閥的喉徑應(yīng)：do)(A/0.785)0.5=(241.6/0.785)0.5=17.54mm查安全閥樣本接近并大于17.54mm的喉徑為20

6、mm入口的公稱管徑為DN32:選用公稱直徑DN32的全啟式帶板手安全閥。安全閥的整定壓力介于工作和設(shè)計(jì)壓力之間，P=1.05Pw=0.84MPa軟件解：見(jiàn)圖(2)例3:一立式液氮貯罐，工作壓力0.8MPa,泄放壓力下飽和溫度為-159C,泄放壓力下氣化潛熱為117.31KJ/kg,貯罐內(nèi)膽外徑Di=1916mm貯液高度H=3692mm保溫厚度為242mm材料導(dǎo)熱系數(shù)為0.1062KJ/mhC,采用非調(diào)微啟平面密封安全閥，排放系數(shù)選0.25,確定安全閥尺寸解：根據(jù)題意：介質(zhì)：液氮一查得參數(shù)：k=1.4,C=356,M=28.02,Z=1選用非調(diào)微啟平面密封安全閥，排放系數(shù)K取0.25工作壓力Pw

7、=0.8MPa設(shè)計(jì)壓力取P=1.1Pw=0.88MPa出口側(cè)壓力p0(絕壓)：0.1MPapd-安全閥泄放壓力(絕壓)：Pd=1.1Pw+0.1+0.1P=1.068MPa泄放溫度為t=-159C,此溫度下的氣化潛熱q=117.31KJ/kg貯罐內(nèi)月！外徑Do=1916mm貯液高度h1=3692mm保溫厚度為242mm材料導(dǎo)熱系數(shù)入為0.1062KJ/mh1計(jì)算安全泄放量：采用有可靠保溫設(shè)備公式(B4)計(jì)算：立式容器受熱面積：Ar=3.14Doh1=3.14x1916x3692/106=22.21m2Ws=2.61(650-t)入Ar0.82/(Sq)(B4)=2.61x(650+159)X0

8、.1062x22.210.82/(0.242x117.31)=100.40kg/h2計(jì)算安全泄放面積：確定氣體的狀態(tài)條件：Po/Pd=0.103/1.068=0.0936(2/(k+1)k/(k-1)=(2/(1.4+1)1.4/(1.4-1)=0.53.Po/Pd<(2/(k+1)k/(k-1):是屬于臨界狀態(tài)條件，安全泄放面積A應(yīng)按式(B5)計(jì)算A)Ws/(7.6x10-3CKPd(M/Z/T)0.5)(B5)=100.4/(0.076x356x0.25x1.068x(28.02/1/114)0.5)=28.04mm2滿足上述面積微啟式安全閥的喉徑應(yīng)：d0>(20A/無(wú))1/2

9、=(20x28.04/3.14)1/2=13.36mm.d0<32所以按下式再算d0>(40A/無(wú))1/2=(40x28.04/3.14)1/2=18.9mm查安全閥樣本接近并大于18.9mm的喉徑為20mm入口的公稱管徑為DN32:選用公稱直徑DN32的微啟平面密封安全閥。安全閥的整定壓力介于工作和設(shè)計(jì)壓力之間，Ps=1.05Pw=0.84MPa軟件解：見(jiàn)圖(3)例4:一制冷裝置中，高壓側(cè)有兩連通貯氨器共用一個(gè)安全閥，一臺(tái)外徑為816mm總長(zhǎng)為2466mm另一臺(tái)外徑為1020mm,總長(zhǎng)為3070mm確定安全閥的口徑。解：根據(jù)題意：介質(zhì)：氨一查得R717常數(shù)C1=8x10-3(x10-3以改原公式中長(zhǎng)度單位以mm計(jì))貯罐1外徑Do1=8