常用安全阀及爆破片的设计计算公式

一、压力容器安全泄放量的计算（一）压缩气体或水蒸汽压力容器的安全泄放量按下式计算：5868.3kg/h……（1）式中：Ws…………………压力容器的安全泄放量,kg/hd=12………压力容器进口管的内径,mmυ=12………压力容器进口管内气体的流速,m/sρ=1200………气体密度,kg/m3（二）液化气体压力容器的安全泄放量按下列要求计算：1.介质为易燃液化气体或位于有可能发生火灾环境下工作的非易燃液化气；（1）无绝热材料保温层的压力容器的安全泄放量计算：4726741.5kg/h……（2）（2）有完善的绝热材料保温层的压力容器的安全泄放量计算：0.6kg/h……（3）式中：Ws………………压力容器的安全泄放量,kg/hq=120……在泄放压力下液化气体的气化潜热,kJ/kgF=120……系数，压力容器装在地面以下，用沙土覆盖取F=0.3；压力容器在地面上时，取F=1；当设置大于10L/(m2·min)的喷淋装置时取F=0.6；λ=0.55……常温下绝热材料的导热系数，kJ/(m2·h·℃)δ=200……保温层厚度，mmt=120……泄放压力下的饱和温度，℃Ar=35.2……容器受热面积，m2type1：半球形封头的卧式压力容器，Ar=πDoL；type2：椭圆形封头的卧式压力容器，Ar=πDo(L+0.3Do)；容器样式type2type3：立式压力容器，Ar=πDoL'；type4：球形压力容器，Ar为πDo2/2或从地面起到7.5m高以下所包括的外表面积，取二者中较大的值；Do=2……压力容器外径，mL=5……压力容器总长，mL'=4.5……压力容器内最高液位，m安全阀和爆破片的设计计算Ws=2.55X105FAr0.82/q=Ws=2.61(650-t)λAr0.82/(δq)=Ws=2.83X10-3ρυd2=2.介质为非易燃液化气体的压力容器，置于无火灾危险的环境下工作时，安全泄放量可根据有无保温层，分别参照（2）、（3）式的计算结果确定，其值不低于计算值的30%。（三）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所需要的时间或压力上升速度来确定。二、安全阀排放能力的计算（一）气体1.临界条件：=kg/h2.亚临界条件：＞=35870.6kg/h式中：Ws………………安全阀的排放能力,kg/hK=0.65……排放系数，与安全阀结构有关，应根据试验数据确定；无参考数据时，可按下述规定选取：全启式安全阀K=0.60~0.70带调节圈的微启式安全阀K=0.40~0.50不带调节圈的微启式安全阀K=0.25~0.35；Pd=0.32…安全阀的排放压力（绝压），pd=1.1ps+0.1,MPaPs=0.2……安全阀的整定压力,MPaP0=0.2……安全阀的出口侧压力（绝压），MpaA=48786.2……安全阀最小排气截面积，mm2type1全启式安全阀，即h≥d1/4时，A=πd12/4type3微启式安全阀,即h＜d1/20时，type2平面密封，A=πDhtype3锥面密封，A=πd1hsinφ式中：h=400……安全阀的开启高度，mmd1=150……安全阀最小流道直径（阀座喉径），mmD=250……安全阀阀座口径），mmφ=15……锥形密封面的半锥角，度。安全阀样式dpp01)12(kkkZTMACKpWds2106.7])()[(184.551020kkdkddsppppkkZTMAKpWdpp01)12(kkkC=315……气体特性系数，见附表5-1；k=2……气体绝热系数，k=Cp/Cv；M=2.9……气体摩尔质量，kg/kmol；T=363……气体的温度，K；Z=1.02……气体操作温度压力下的压缩系数。（二）液体=57215.5kg/h式中：ρ=0.894……阀门入口侧温度下的液体密度,kg/m3Δp=0.14……阀门前后压力降，Mpa;Δp=pd-p0,pd=1.2ps+0.1（三）饱和蒸气饱和蒸气中蒸气含量不小于98％，最大过热度为10℃。1.当pd≤10MPa时50943.8kg/hpd=1.03ps+0.1Mpa2.当10MPa＜pd≤22MPa时kg/hpd=1.03ps+0.1Mpa三、爆破片排放面积的计算（一）气体1.临界条件：≤=303.9mm22.亚临界条件：Ws=5.25KApd=Ws=5.25KApd(190.6pd-6895)/(229.2pd-7315)=pKAWs1.5Bpp01)12(kkkZTMCKpWABs2106.7Bpp01)12(kkk=mm2式中：Ws=569.25……压力容器的安全泄放量,kg/hA………………爆破片的排放面积，mm2pB=1.3……爆破片设计爆破压力（绝压），Mpap0=0.2……泄放侧压力，MpaK=0.68……排放系数，与爆破片装置入口管道形状有关见《容规》（二）液体=165.5mm2式中：ρ=0.894……液体密度,kg/m3Δp=1.1……Mpa;Δp=pB-p0,（三）饱和蒸气饱和蒸气中蒸气含量不小于98％，最大过热度为10℃。1.当pB≤10MPa时122.7mm22.当10MPa＜pB≤22MPa时mm2A≥Ws/(5.25KpB)=A≥Ws(229.2pB-7315)/(5.25KpB)/(190.6pB-6895)=ZTMCKpWABs2106.7pKWAs1.5