管壳式换热器安全阀设计选型
通过举例分析管壳式换热器设计选型过程中由于各种因素引起的超压事故，给出各种事故工况下安全阀安全泄放量的计算方法，指导安全阀设计选型。说明安全阀的准确设计需要有针对性，从而满足安全系统的技术性和经济性要求。本文由上海五岳泵阀制造有限公司转载分享，上海五岳专业生产各类，，并终身为使用单位提供相关产品技术支持。
随着工艺现代化水平的不断提高，各类生产设备及生产流程的组织与配置越来越趋于大型化与复杂化，人们开始更加意识到安全的重要性。在现代化工装置中，为了防止因系统超压而引发安全事故，工程设计中对安全系统的要求越来越高，安全阀的设计要求也越来越严格。除了GB150中对于压力容器超压泄放装置的有关规定与要求外，国内外的一系列标准也对于安全泄放装置的设计选型及计算提出了更为详细的分类与
比较国内外关于安全泄放装置设计的标准，我们发现：GB150中对于盛装压缩气体或水蒸气及盛装液化气体等各类容器提出了安全泄放量的计算方法，但对于容器超压的原因未作具体划分；而在API520及API521中对于安全阀引起超压的原因作了更为详细的划分与分析，针对各种事故工况下的安全阀泄放量提出了不同的计算方法；在化工部标准HG/T20570.2中借鉴总结了国外标准并提出了下列十种事故工况下泄放量的计算方法：阀门误关闭、循环水故障、电力故障、不凝气积累、控制阀故障、过度热量输入、易挥发物料进入高温系统、换热器管破裂、化学反应失控、外部火灾。
在化工设备设计中，管壳式换热器是十分常见的设备之一，应用范围广泛。在管壳式换热器的管程与壳程中，往往存在着较大的温差与压差。因此，安全阀的设置对于管壳式换热器系统来说是必不可少的。下面重点以管壳式换热器设计时在不同因素影响下安全阀安全泄放量的计算来进行分析，从而说明安全阀针对性设计选型的重要性。
3工况一：管程液体热膨胀
以冷却器为例，壳程走热流体（气相或液相），管程走冷流体（如冷却水）。当管程流体进出口阀门误关闭时，造成换热器内管程流体停滞，此时由于热流体持续加热管程，在长时间下可能致使管程液体发生热膨胀超压。在该工况下，在管程设置安全阀的泄放量为被关闭液体的膨胀量，此类安全阀一般选用微启式即可。对于此工况下液体膨胀泄放量可按下式计算：
V=B?H/（G1?Cp）（3.1）
式中，V为体积泄放流量，m3/h；B为体积膨胀系数，1/℃；H为正常工作条件下最大传热量，kJ/h；Gl为液相密度，kg/m3；CP为定压比热，kJ/（kg℃）。
4 工况二：换热管破裂
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，考虑此事故工况，且要求高压侧流体走管程。在计算换热器管子破裂引起超压时，API521中作了以下假设：
1）换热器只有1跟管子断裂；
2）管子是在管板处断裂；
3）高压侧流体一部分通过管板处的断裂口进入低压侧，一部分通过一段较长的管子流入低压侧。这两部分的流量，简化处理为通过管板处断裂口流量的2倍。
5.2 对于壳程盛装气体的换热器设备
根据API521中规定，无润湿表面的容器在外部火灾情况下的泄放量
从上述各类事故工况的分析来看，决定管壳式换热器安全阀设计的成败与否，关键在于正确计算各类事故工况下的安全泄放量，从而根据所需泄放量计算最小泄放面积来指导安全阀选型。而国内常用的压力容器标准GB150中并没有对各类可能引起超压的事故工况作详细的说明与划分，在实际安全阀设计选型过程中容易造成困难与偏差。因此，有关这部分安全阀的详细设计还是应该多借鉴国外的一些成熟标准。从而使小到一台换热器设备大到整条化工工艺生产线的安全系统设计，既能满足安全的可靠性，又满足经济的合理性。
责任编辑：
声明：该文观点仅代表作者本人，搜狐号系信息发布平台，搜狐仅提供信息存储空间服务。
商媒旗下新媒体资讯平台,致力于为企业提供高效的品牌(产品)营销与商业传播。
全球企业资讯导航，主要服务于泵阀机械等行业的新闻传播。
今日搜狐热点现在工作做的越来越顺手了，掌握了工作的方法。不会每天没有头绪的工作了。还有就是新
1.我的师姐弟们，在高校教书的都考博士了，原因是没有课上了，学生越来越少了
查看: 1440|回复: 2
安全阀的安全泄放量问题
阅读权限30
积分帖子主题
微信一键登录，与360万化工人共分享
才可以下载或查看，没有帐号？
在下在设计一台压缩空气储罐，请教一下安全阀的安全泄放量是不是一定要大于压缩机的最大流量呢？如果在给定的流量、流速条件下，如果达不到这个要求可以通过调整管径来实现么？
阅读权限75
积分帖子主题
楼主的思路是对的，在给定的流量、流速条件下，如果达不到排放要求，是可以通过调整（加大）管径来实现的……
阅读权限75
积分帖子主题
另外，你如果选择的安全阀时“微启式”，可以改成“全启式”的试试……
积极参与交流
QQ客服：网站事务&&广告宣传&&
联系电话&6&0& 推广投放& &
&(工作日09:00--17:00,其它时间可在线QQ客服咨询)
三百六十万海川人欢迎您的参与 化工技术交流第一社区，共同学习 共同提高!
版权所有 海川网-海川化工论坛
Discuz!---
海川技术研究院(山东)&
&合作伙伴:&天化云&
本站法律顾问 : 辽宁好谋律师事务所 谢晨曦 主任律师
&&&&&&&&&&压力容器安全阀安全泄放量计算 - 家核优居
压力容器安全阀安全泄放量计算
安全阀是锅炉、压力容器和其他受压设备上重要的安全附件之一。安全阀的选型计算,特别是安全泄放量的计算是否正确直接关系到设备乃至人身的安全。按照安全泄放量,安全阀生产厂家就可以给出具体的安全阀型号,从而确定安全阀的排放能力。因此,安全泄放量的计算非常重要。但在实际工作中,计算安全阀安全泄放量时存在容器受热面积、介质汽化潜热和压缩因子计算等方面的问题。文章来源：http://www.china-safety-valve.com/AQFZHISHI/1346.html
1、国内安全泄放量计算主要标准规范
1.1 《压力容器安全技术监察规程》(99版)[1]文献[1]在附件五中分别从压缩气体或水蒸气、液化气以及由于化学反应使气体体积增大的压力容器这3种情况给出了安全泄放量的计算公式。
1.2 GB150&1998《钢制压力容器》 文献在附录B中对盛装压缩气体或水蒸气的容器、换热设备等产生的蒸汽、非易燃液化气体、因化学反应使气体使体积增大的容器等5种情况分别给出了安全泄放量的计算公式或文字说明。
1.3 HG/T《安全阀的设置和选用》
文献是目前国内有关安全阀内容最详细的标准。分别从阀门误关闭、循环水故障、不凝气的积累、控制阀故障、过度热量输入、易挥发物料进入高 温系统、换热管破裂、化学反应失控及外部火灾等10个方面对安全泄放量的计算进行了分类说明。
文献对炼油厂压力泄放装置的尺寸确定、选 择和安装的推荐作法进行了说明,实际上相当于APIRP520;文献[5]对泄压和减压系统进行了指南,实际上相当于APIRP521。
2、安全泄放量计算存在问题
2.1 容器外壁修正系数
在文献中,对于有完善绝热材料保温层的容 器,其安全阀泄放量采用下式计算：
公式中,Ws为压力容器安全泄放量,kg/h;q为在泄放压力下液化气体的汽化潜热,kJ/&为常温下绝 热材料的导热系数,kJ/(m?h?℃ );&为保温层厚度,m;t为泄放压力下的饱和温度,℃;Ar为容器受热面积,m2 。
但是对于完善绝热材料保温层的理解一直存在一种偏差。式(1)可以认为是文献[5]中有消防措施公式的修正,但在文献[5]中,完善绝热材料保温层是指保温材料在火灾中有良好的耐热性和机械强度,即要求:①隔热层应能承受暴露温度为904℃且长达2h的情况。②安装好的装置应该确保防火隔热层在经受了消防的高压水流,如来自手提消防带或监测孔的液流冲击后,仍不致脱落。
常用的绝热材料如泡沫石棉的极限使用温度只有500℃,岩棉的极限使用温度也只有650℃,对这些不能满足上述要求的保温材料,在计算容器的安全泄放量时所选容器外壁修正系数应取1.0。
2.2 容器受热面积
在文献[1]中给出了容器受热面积的计算公式, 需要特别注意的是,该公式计算的容器受热面积不包括附属设备,对于如图1所示的有附属设备的容器,需要将附属设备部分的受热面积也计算其中。
除了设备本体的受热面积Ar本按式(2)计算外, 还需加上附属设备的受热面积Ar附,即总受热面积按式(3)计算。
Ar本=&DoL (2)Ar总=Ar本+Ar附=&DoL+(&d1l1+&d2l2)(3)式中,Do为设备本体外径,L为设备本体总长度, d1、d2分别为不同附属设备的外径,l1、l2分别为不同附属设备的长度或高度m。
2.3 汽化潜热
汽化潜热需要根据容器内介质的性质进行计算,对一些混合物,现大多采用软件计算。在计算时 需要特别注意,安全泄放量计算中所用的汽化潜热是泄放压力下的数值。例如对于丁烷,在1.0MPa下的汽化潜热是282.61kJ/kg,而在2.0MPa下的汽化潜热就成了230.27kJ/kg。
2.4 气体绝热系数和压缩因子
气体绝热系数是气体比定压热容和比定容热容的比值。用此值计算气体的特性系数时，一些气体的绝热系数很难得到。若没有绝热系数数据,则气体特性系数可取315。
文献[2]中给出了气体压缩因子图,通过对比温度和对比压力，插图得到气体压缩因子，对超出此图的情况可采用专有压缩因子计算软件进行求取。
3、安全阀选型要点
3.1 微启式和全启式的选择排放气体或蒸汽时,选用全启式安全阀；排放液体时，选用全启式或微启式安全阀；排放水蒸气或空气时，可选用带扳手的安全阀。3.2 特殊介质的选择液化石油气系统所使用的安全阀全部限定为弹簧式安全阀,液化气储罐应选用全启式安全阀。对小型储罐,只有当微启式安全阀排放能力大于储罐的安全泄放量时,才可以选用微启式安全阀。
4、结语 对国内安全阀安全泄放量的计算进行了归纳,特别对安全阀安全泄放量计算中容器外壁修正系数、容器受热面积、汽化潜热和压缩因子等方面存在的问题进行了较为深入的探讨,并提出了安全阀选型时需要注意的问题。以下试题来自：
判断题安全阀、爆破片的排放能力，必须大于或等于压力容器的安全泄放量。 对
为您推荐的考试题库
您可能感兴趣的试卷
你可能感兴趣的试题
1.判断题 对2.判断题 对3.判断题 对4.判断题 对5.判断题 错&·&&·&发帖说明 本小组需要加入才可以发帖
请教安全阀泄放量问题
发表于&&&&3369人浏览&&&&9人跟帖&&&&&&
溴化锂制冷机组用蒸汽管道上设了减压阀,减压阀后设了安全阀,请问此安全阀的泄放量如何确定?是否应等于管道内设计蒸汽流量？如按此值选安全阀我发现安全阀口径非常大。(安全阀泄放量即安全阀单位时间内需排掉的蒸汽量,只有知道此泄放量才可由此计算出安全阀的口径.很多设计手册如<>给出根据泄放热量确定安全阀口径,此"热量"是个什么概念、与泄放量是什么关系，我一直不明白，问了很多人也解释不清楚）。 另外，热水系统如用安全阀加电接点压力表加补水泵定压，那此安全阀泄放量如何确定？也即的安全阀其泄放量如何确定?
分享到微信朋友圈
打开微信"扫一扫"，扫描上方二维码请点击右上角按钮&，选择&
奖励&&&&&&
&&&&&奖励于& 17:02:41
&&发表于&&|&
我想应该这样理解：1。安全阀的动作压力要首先确认，如正常压力为8kg/cm2.G，则动作压力为10kg/cm2.G，那么计算排放量的压力就确定了；2。关于排放的热量可以取一个标准，如额定流量的5~10%(我们自定的)，阀的口径大小涉及经济性问题，所以一般厂家选得都不大。3。校核阀的口径大小。当阀的口径过小时会导致流速过大，噪声过大。一般用户没有噪声限制要求。
奖励&&&&&&
&&&&&奖励于& 18:14:27
&&发表于&&|&
2楼对安全阀的开启压力的认识有误。按GB5《工业金属管道设计规范》14.2.4条的规定，安全阀的开启压力应为管道正常最大工作压力的1.1倍，最低为1.05倍。　　对于排放量，个人认为2楼单位所定的“额定流量的5～10%”太小了。　　热水系统如用安全阀加电接点压力表加补水泵定压，本人认为安全阀泄放量应不小于补水泵的额定流量。
奖励&&&&&&
&&&&&奖励于& 23:14:27
&&发表于&&|&
在这种系统上，国外的安全阀一般都选用的是蒸汽流量的10%--20%的泄放量，安全阀的起跳压力一般高于减压阀设定压力的0.05--0.07MPa
奖励&&&&&&
&&&&&奖励于& 18:26:56
&&发表于&&|&
安全阀是为了保证系统安全工作而设置的（使系统不超压），因此决定安全阀的工作参数是开启压力和回座压力，而不是泄放量。正象3楼所说：“按GB5《工业金属管道设计规范》14.2.4条的规定，安全阀的开启压力应为管道正常最大工作压力的1.1倍，最低为1.05倍。”泄放量是在这两个参数约束下产生的，该放多少是多少。
奖励&&&&&&
&&&&&奖励于& 17:12:02
&&发表于&&|&
补充以下：安全阀在开启压力和回座压力设定后，不同口径的安全阀它的泄放量是不同的，这需要看安全阀的产品说明书或咨询厂家。
奖励&&&&&&
&&&&&奖励于& 17:40:14
&&发表于&&|&
正因为安全阀是为了保证系统安全工作而设置的（使系统不超压），所以安全阀的工作参数不仅要考虑开启压力和回座压力，而且要考虑泄放量，因为如果仅仅在规定压力起跳，而泄放量不够时，系统依然会超压！
奖励&&&&&&
&&&&&奖励于& 23:39:36
&&发表于&&|&
正因为安全阀是为了保证系统安全工作而设置的（使系统不超压），所以安全阀的工作参数不仅要考虑开启压力和回座压力，而且要考虑泄放量，因为如果仅仅在规定压力起跳，而泄放量不够时，系统依然会超压！
奖励&&&&&&
&&&&&奖励于& 04:05:03
&&发表于&&|&
根据GB150中有关安全阀的计算中表示，蒸汽泄放量可以根据输入的热量和排放压力下的液体汽化潜热的比值进行确定。因此可以理解为此时的泄放量即是在泄放压力下的液体气化潜热与流量的乘积（泄放热量）。
奖励&&信誉分+20&&&&
&&&&&奖励于& 04:09:47
&&&&综合8、9楼积极见解
&&发表于&&|&
就没有人解决得了这么个问题吗？
奖励&&&&&&
&&&&&奖励于& 00:13:21
后才能评论,评论超过10个字，有机会获得筑龙币奖励！
筑龙学社APP扫码
立即免费下载资料
只需1元，认证E会员，百万资料免费下
【微信扫码支付】
您已成功认证为E会员
还可以输入&120&字
他一定是哪里做的不够好，别替他瞒着了，告诉我们吧~
:&400-900-8066