容器安全泄放阀泄放量的计算

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之前介绍电动闸阀工作原理，现在介绍容器安全泄放阀泄放量的计算安全阀计算实例
容器安全泄放阀泄放量的计算我们在压力容器设计和定期检验中均要求对安全阀的安全排放能力进行选型或校验计算。基于以往资料不齐全,往往以大代小,造成不必要的浪费。现拟以GB150附录B-B5.1 b)为依据，用不同介质、压力、温度对安全阀的安全排放量进行选型计算。HG／T 20570.2-95、安全阀，附图16.0.6，左边对比压力<1的时候怎么看呢？比如 对比压力=0.3，对比温度=0.6，压缩因子取多少呢？

另外，安全阀计算时，绝热指数k应该是泄放压力、泄放温度下的k值吧，可查到的应该只有标准状况下的k值，是不是两者差别不大？
例1：有一空气储罐,DN1000㎜，容积V=5m3zui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1)确定气体的状态条件压力容器设计中气体安全阀的选用计算 计算阀压力容器设计气体安全阀
     设Po—安全阀出口侧压力（绝压）0.103MPa（近似为0.1MPa）
     则Pd—安全阀泄放压力（绝压）为
Pd=1.1Ps+0.1 =1.1×1.1Pw＋0.1=1.068MPa（GB150附录B4.2.1）
          当安全阀出口侧为大气时: Po/Pd=0.103/1.068=0.0936
          而（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) 是属于临界状态条件, 安全阀排放面积A按（B5）计算
A≥ mm   （B5）

式中: C气体特性系数,查表B1或C=520√k（2/(k+1)(k+1)/(k-1)）
K—安全阀额定泄放系数,K=0.9倍的泄放系数(泄放系数由制造厂提供,一般为0.75);或按《容规》附件五第二节有关规定中选取.
计算的zui小泄放面积为物料流经安全阀时通过的zui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zui小泄放面积为                  (2.2—1)
式中:
   a——zui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zui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zui小泄放面积                     (2.3—2)   
                     
   式中
   a——zui小泄放面积，mm2；
   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
   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。
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀,气动截止阀,电动蝶阀,气动蝶阀先导式安全阀是一种安全保护用阀，它的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,pvc气动球阀，超过规定值时自动开启,GA42H-25(16C/40)，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。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。 按安全阀阀瓣开启高度可分为微启式安全阀和全启式安全阀，微启式安全阀的开启行程高度为：≤0.05d0(zui小排放喉部口径)；全启式安全阀开启高度为≤0.25d0(zui小排放喉部口径)。 

先导式安全阀按结构形式来分，要分为垂锤式、杠杆式、弹簧式和先导式(脉冲式)；按阀体构造来分，可分为封闭式和不封闭式两种。封闭式安全阀即排除的介质不外泄，全部沿着出口排泄到地点，一般用在有毒和腐蚀性介质中。对于空气和蒸汽用安全阀，多采用不封闭式安全阀。对于安全阀产品的选用，应按实际密封压力来确定。对于弹簧式安全阀，在一种公称压力(PN)范围内，具有几种工作压力级的弹簧，订货时除注明安全阀型号、名称、介质和温度外，尚应注明阀体密封压力，否则按zui大密封压力供货。 

安全阀的安装和维护应注意以下事项： 

各种安全阀都应垂直安装。 

安全阀出口处应无阻力，避免产生受压现象。 

安全阀在安装前应专门测试，并检查其官密封性。 

对使用中的安全阀应作定期检查。 

安全阀安装应符合下列要求： 

（l）额定蒸发量大于0.5t/h的锅炉，至少装设两个安全阀：额定蒸发量小于或等于0.5t/h的锅炉，至少装一个安全阀。可分 

式省煤器出口处、蒸汽过热器出口处都必须装设安全阀。 

（2）安全阀应垂直安装在锅商、集箱的zui高位置。在安全阀和锅筒或集箱之间，不得装有取用蒸汽的出口管和阀门。 

（3）先导式安全阀要有防止重锤自行移动的装置和限制杠杆越轨的导架，弹簧式安全阀要有提升手把和防止随便拧动调整螺钉的装置。 

（4）对于额定蒸汽压力小于或等于3.82MPa的锅炉，安全阀喉径不应小于25mm：对于额定蒸汽压力大于3.82MPa的锅炉，安全阀喉径不应小于20mm。 

（5）安全阀与锅炉的连接管，其截面积应不小于安全阀的进口截面积。如果几个安全阀共同装设在一根与锅筒直接相连的短管上，短管的通路截面积应不步于所有安全阀排汽面积的1.25倍。 

（6）安全阀一般应装设排汽管，排汽管应直通安全地点，并有足够的截面积，保证排汽畅通。安全阀排气管底部应装腔 作势有接到安全地点的疏水管，在排气管和疏水管上都不允许装设阀门。 

国内安全阀主要厂家比较及连接尺寸的选择 

国内生产安全阀的厂家比较多，连接尺寸也大多不统一。主要分以下几个大类： 

（1）以JB／T2203－1999《弹簧式安全阀结构长度》为主的通用类。目前国内大多数安全阀生产厂家均按本标准设计生产。。但本标准也不尽，规格不全，微启式安全阀zui大公称通径为 D NI 00，全启式安全阀zui大公称通径DN200，中间缺少DN65、DN125两个规格。根据该厂所生产的安全阀规格及掌握的资料来看，目前微启式安全阀公称通径zui大达到DN250，全启式安全阀公称通径达到DN400。经本人考证，各厂家连接尺寸也不尽统一，如 DN150全启式安全阀，用户在选用及安装时同一规格能够互换，建议合肥通用机械研究所对JB／T2203－1999《弹簧式安全阀结构长度》进行修订。建议设计院及用户按标准选用，安全阀生产厂家按标准设计制造。

（2）以API526 《钢制法兰连接安全泄放阀》（Flanged Steel Safety Relief Valve）为主的美标体系。国内进口化工设备等所配的安全阀连接尺寸一般按照本标准，如图5所示。本标准公称通通径为DN25~ DN200（ l”~ 8”），公称压力为 2~ 42MPa，喉径从D－T（9．5~146mm）。本标准比较科学规范，对压力、材料、温度、喉径等统筹考虑。依照喉径确定规格，同一喉径可以有好几个规格，相反同一规格可能有好几个喉径可以选择。如 DN100~DN150（4”~6”）喉径有L、M、N、P四种可以选择。随着贸易及进口设备国产化的不断推进，该标准将在国内得到很大推广。目前该标准还没有转化为国标。

（3）以在上影响比较大的安德森?格林伍德公司（Anderson Greenwood＆Co．）为依据的活塞式导阀操作安全泄压阀（Pilot Operated Pressure Relief Valves）系列。国内一般称之为先导式安全阀，如图6所示，先导式安全阀由主阀和导阀组成，导阀操作主阀的开启和关闭。这种阀门排量大；不受背压的影响；可以在非常接近开启压力下进行不泄漏操作；启闭压差小等优点。一般适用于天然气管道等。目前国内还没有先导式安全阀标准及连接尺寸标准。并且这种类型的阀门刚刚开发，还没有广泛推广。据我厂的经验及所掌握的资料来看，国内大多数厂家按照该公司的数据设计制造，如浙江罗浮锅炉附件厂、航天十一研究所等,A41Y-25P(16/40)。建议合肥通用机械研究所尽早起草并发布先导式安全阀标准。

（4）以中国航天工业总公司第十一研究所设计研制的安全阀自成一个体系。航天十一所研制的HT系列安全阀品种多，有HTO普通安全阀（如图1所示）、HTB平衡波纹管式安全阀、HTR泄流阀、HTN特殊安全阀、HTGS高性能蒸汽安全阀。HTXY液体泄压阀、HTXD先导式安全阀等，且性能良好。但是除HTXD系列先导式安全阀与安德森?格林伍德公司连接尺寸相同外，其余与美标、国标均不相同。这一点请选用时务必注意。

（5）以兰州炼油厂设计研制开发的A型、TA型封闭全开启弹簧式安全阀自成一个体系。该系列口径DN25~DN150 （1”~6’），公称压力l．6~4.0MPa，喉径D~R（9．5－115mm）。该体系连接尺寸与美标及国标均不相同，为兰炼。 （6）为锅炉、电站设备、减温减压装置配套的冲量式安全阀系列（如图8所示）。如哈尔滨锅炉厂、东方锅炉厂、武汉锅炉厂、青岛电站辅机厂等配套的安全阀。此类系列阀门结构及连接尺寸各厂家一般不相同，可能有部分相同,煤气气动球阀。选用时一定要注意阀门喉径及连接尺寸的区别。

2)容器安全泄放量的计算:
盛装压缩气体或水蒸汽的容器安全泄放量,按下列规定来确定
a.对压缩机贮罐或水蒸汽的容器,分别取压缩机和水蒸汽发生器的zui大产气量;
b.气体储罐等的安全泄放量按(B1)式计算
Ws=2.83×10-3ρυd2 ㎏/h     (B1)
式中 ρ为排放压力下的气体密度.
ρ=M（分子量）×Pw’(排放压力)×273/(22.4×(273+t))
空气M=28.95
排放压力Pw’=10.68㎏/㎝2
代入上式得  ρ=28.95×10.68×273/22.4×303=12.44㎏/m3
υ—容器在工作压力下的进口管的气体流速m/s;查表2得υ=10～15m/s与本文相关的产品有：加长杆蝶阀安装注意事项