压力容器的安全泄压装置-安全泄压装置与安全泄放量

,第五章  压力容器的安全泄压装置,第一节  安全泄压装置与安全泄放量一、超压泄放装置1、超压泄放装置的作用              压力容器通常在正常的工作压力下是可以安全运行的。但由于某些物化过程或化学反应过程等因素使容器内的压力升高，超过了容器允许承受的压力，使它可能失效并由此造成更大事故。      超压压力容器内的实际压力超过设计压力（或超过最大工作压力）。,第五章  压力容器的安全泄压装置,可能产生超压的情况：（1）自身不产生压力的容器     输入气量 >输出气量，压力上升超压；     管道被异物堵塞（包括腐蚀产物），压力上升；     阀门操作失误（出口阀关闭），压力上升。（2）较高压力系统的介质经减压阀进入较低压力系统的容器，因减压阀失灵而形成超压。       换热中的管子渗漏使高压侧介质流入低压壳层等情况，导致超压。,第五章  压力容器的安全泄压装置,（3）容器装料过量，如球形贮罐物料安全线为85，其余为气压区。（4）反应器中产物体积有增加的化学反应剧烈，失控超压。            为保证压力容器的安全操作，防止超压事故的发生，在压力容器上装设超压泄放装置。超压泄放装置是一种为保证压力容器安全操作，防止产生过量超压的安全附件。,第五章  压力容器的安全泄压装置,2、安全泄放装置的性能要求：（1）当容器在正常操作压力下运行时，它不影响容器的工作；（2）一旦容器内的压力超过规定时，它能自动开启，把容器内部分介质或气体迅速喷出，使容器内的压力保持在容许的范围，达到保护容器的目的。（3）具备自动报警的作用。3、安全泄放装置的设置原则（1）在生产过程中因物料的化学反应，可能使压力增加的容器应单独设置超压泄放装置（如反应器、高压聚合设备等）；,第五章  压力容器的安全泄压装置,（2）容器内的介质压力因受热而升压较高，且容器与其它设备连接处装有阀门，应单设泄放装置（如换热器等）；（3）液化气容器（如球形贮罐）；（4）压力源经过减压后进入容器，P设<压力源P，在容器上线进口处设泄压装置； 4、不用设置或不用单独设置泄放装置的情况（1）P工(最大允许承受压力)P（压力源压力）；（2）系统中，有多个设计压力相同的容器，连接无阀门，流阻小，可视为一个容器系统，只需在该系统中容器承压最危险的部位装超压泄放装置。,第五章  压力容器的安全泄压装置,5、超压泄放装置的类型（1）安全阀             安全阀是通过阀瓣的开启而泄放出流体介质，以降低容器内压力的一种特殊阀门。（2）爆破片装置             爆破片装置是通过装置中的爆破片破裂而泄放介质，以降低容器内的压力。             由于安全阀和爆破片装置各具优缺点，它们不能相互取代，但可成互补。可以综合它们的优点，形成组合式超压泄放装置。,第五章  压力容器的安全泄压装置,二、压力容器的安全泄放量              压力容器在需要作超压泄放时，若单位时间内泄放的量小于介质聚集的量，则该容器内的压力仍将继续上升，险情并未解除，仍有破裂的危险。              只有当容器在单位时间内泄放的量等于介质聚集量，则容器内的压力不再升高，该泄放量便是容器的安全泄放量。亦即为保证容器安全，在单位时间内至少必须泄放的量。              由于压力容器产生超压的原因不同，因此，计算安全泄放量的方法也有所不同。,1、贮存压缩气体或蒸汽时容器的安全泄放量     （1） 压缩气体或蒸汽容器（仅一个压力源）              石油化工厂有很多贮存或处理压缩气体、蒸汽等的压力容器，由于其压力源的压力比较稳定，不受外界干扰，因此，该容器的安全泄放量就是该压力源的最大生产能力。对于压缩机取1小时（单位时间）的排气量，锅炉取1小时的蒸汽量为安全泄放量。      （2） 压缩气体（蒸汽）贮罐（多个源控制）              这类容器如集气罐、蒸汽包等。它们可能同时受几个压力源控制或同时分散到几个使用区域去，这类容器的安全泄放量按该容器的最大管径，用下式计算：,第五章  压力容器的安全泄压装置,第五章  压力容器的安全泄压装置,第五章  压力容器的安全泄压装置,第五章  压力容器的安全泄压装置,1、液化气体容器的安全泄放量              用以贮存或处理液化气体的压力容器，当环境温度升高时，器内的液化气体受热蒸发，体积迅速增大，从而造成压力容器超压，危及容器的安全。              因此，应该按它在可能遇到的最不利的情况下的蒸发量来确定安全泄放量。              对于介质为易燃液化气体，或装设在有可能发生火灾环境下工作的非易燃液化气体的压力容器，其安全泄放量要按容器周围发生火灾时的蒸发量来考虑。,第五章  压力容器的安全泄压装置,当容器无绝热材料保温层时,其安全泄放量为              Ws=2.55 x105 FAr0.82/q     kg/h式中    Ws容器的安全泄放量，kg/h;            q在泄放压力下液化气体的汽化潜热，kJ/kg;            F系数,            容器装设在地面下用砂土覆盖时，取F=0.3;            容器在地面上时，取F=1;            容器设置在大于10 L/m2min 喷淋装置下时，取F=0.6;            Ar容器的受热面积，m2。压力容器的受热面积Ar,按下列公式计算,第五章  压力容器的安全泄压装置,(1)半球形封头的卧式容器                A r=Do L    （ m2）       (2)椭圆形封头的卧式容器                A r= Do (L+0.3Do)     （m2）       (3)立式容器                A r=Do L     （m2 ）       (4)球形容器                Ar=D02 /2  （m2）               或从地面起到7.5m高度以下所包括的外表面积,取两者中较大的值。       式中  Do容器外径, m;                L容器总长, m;                L 容器内最高液位, m。,第五章  压力容器的安全泄压装置,当容器具有完善的绝热材料保温时，安全泄放量按下式计算         Ws=2.61(650-t)Ar0.82/q          式中  Ws容器的安全泄放量，kg/h;                   t在泄放压力下的饱和温度，;                  常温下绝热材料的导热系数，kJ/mh,从表中查取。,第五章  压力容器的安全泄压装置,Ar容器的受热面积,m2;     保温层厚度,m;     q在泄放压力下液化气体的汽化潜热，kJ/kg。            对于介质为非易燃液化气体的容器,而且装设在无火灾危险环境下工作时,安全泄放量可根据有无保温层分别选用不低于上述两公式计