超压泄放装置计算.doc

超压泄放装置计算例题新容规中3.4设计文件一节，对压力容器安全泄放提出了更明确的计算要求。但现状是因超压泄放装置计算条件的多样性，设备人员对工艺参数选择的生疏，所以每次计算都象是一次重新入门。本文结合多年来的设计实践，编制了相应的软件与实例，力求能帮助容器及管道专业设计人员熟悉计算过程，提高设计质量和效率。对手工或权威电算也有提示、校对和协助作用。例1：一空气储罐最高工作压力为0.8MPa，工作温度为30，进口管为57x3.5，确定安全阀尺寸。解：根据题意：介质：空气查得参数：k=1.4，C=356，M=28.96，Z=1选用全启式安全阀，排放系数K取0.7（在0.60.7范围可选）工作压力Pw=0.8MPa，设计压力取 P=1.1Pw=0.88 MPa出口侧压力p0（绝压）：0.103MPa（近似为0.1 MPa）pd-安全阀泄放压力（绝压）：Pd=1.1Pw+0.1+0.1P=1.068 MPa (GB150附录B4.2.1)泄放温度取30,（本例取与工作温度相同）此温度下的密度= 121.87 * M * Pd / Tk=12.44kg/m3进口管为57x3.5(d=50mm) ，进气流速选：15 m/s.1）计算安全泄放量：(按压缩气或蒸气公式(B1)计算)Ws=2.83x10-3d2 =0.00283x12.44x15x502=1320.2 kg/h （B1）2）计算安全泄放面积：确定气体的状态条件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)是属于临界状态条件，安全泄放面积A按（B5）计算AWs/（0.076CKPd（M/Z/T）0.5） （B5） =1320.2/（0.076 x356 x0.7 x1.068x（28.96/1/303）0.5）=211.12mm23）选用安全阀规格及整定压力：选用带板手全启式安全阀的喉径应：d0（A/0.785）1/2=（211.12/0.785）1/2=16.4mm查安全阀样本接近并大于16.4mm的喉径为20mm，入口的公称管径为DN32选用公称直径DN32的全启式带板手安全阀。安全阀的整定压力介于工作和设计压力之间，P=1.05Pw=0.84 MPa软件解：见图（1）例2有一工作压力为0.8MPa的饱和蒸汽储罐，进口管为57x3.5，进口气速为25 m/s，确定安全阀尺寸。解：根据题意：介质：饱和蒸汽 选用全启式安全阀，排放系数K取0.7工作压力Pw=0.8MPa，设计压力取 P=1.1Pw=0.88 MPa出口侧压力p0（绝压）：0.103MPa（近似为0.1 MPa）pd-安全阀泄放压力（绝压）：Pd=1.1Pw+0.1+0.1P=1.068 MPa 查表1.068 MPa压力下的温度为181.8；此温度下的密度=5.362 kg/m3进口管为57x3.5(d=50mm) ，进气流速选：25 m/s.1）计算安全泄放量：(按压缩气或蒸气公式(B1)计算)Ws=2.83x10-3d2=0.00283 x5.362x25x502=948.4Kg2）计算安全泄放面积：当Pd10Mpa时，安全泄放面积A按（B7）计算AWs/ (5.25 K Pd)=948.4/(5.25x0.7x1.068)=241.6mm23）选用安全阀规格及整定压力：选用带板手全启式安全阀的喉径应：do (A/0.785)0.5=(241.6/0.785)0.5=17.54mm查安全阀样本接近并大于17.54mm的喉径为20mm，入口的公称管径为DN32选用公称直径DN32的全启式带板手安全阀。安全阀的整定压力介于工作和设计压力之间，P=1.05Pw=0.84 MPa软件解：见图（2）例3：一立式液氮贮罐，工作压力0.8MPa，泄放压力下饱和温度为-159，泄放压力下气化潜热为117.31KJ/kg，贮罐内胆外径Di=1916mm，贮液高度H=3692mm，保温厚度为242mm，材料导热系数为0.1062KJ/mh，采用非调微启平面密封安全阀，排放系数选0.25，确定安全阀尺寸解：根据题意：介质：液氮查得参数：k=1.4，C=356，M=28.02，Z=1选用非调微启平面密封安全阀，排放系数K取0.25工作压力Pw=0.8MPa，设计压力取 P=1.1Pw=0.88 MPa出口侧压力p0（绝压）：0.1 MPa pd-安全阀泄放压力（绝压）：Pd=1.1Pw+0.1+0.1P=1.068 MPa 泄放温度为t=-159，此温度下的气化潜热q=117.31KJ/kg 贮罐内胆外径Do=1916mm，贮液高度h1=3692mm，保温厚度为242mm，材料导热系数为0.1062KJ/mh1）计算安全泄放量：采用有可靠保温设备公式（B4）计算：立式容器受热面积：Ar=3.14 Do h1=3.14 x 1916 x3692 /106=22.21 m2Ws=2.61(650-t)Ar0.82/ (q) （B4）= 2.61 x(650+159) x0.1062 x22.210.82 / (0.242 x117.31) =100.40 kg/h 2）计算安全泄放面积：确定气体的状态条件：Po/Pd=0.103/1.068=0.0936（2/（k+1）k/(k-1)=（2/（1.4+1)1.4/(1.4-1)=0.53Po/Pd（2/（k+1）k/(k-1) 是属于临界状态条件，安全泄放面积A应按式（B5）计算AWs/ (7.6 x10-3 C K Pd (M/Z/T)0.5) （B5） =100.4/（0.076 x356 x0.25 x1.068 x（28.02 / 1 /114）0.5）=28.04mm2满足上述面积微启式安全阀的喉径应：d0(20A /)1/2=(20 x28.04/3.14)1/2=13.36mmd0 32 所以按下式再算d0(40A /)1/2=(40 x28.04/3.14)1/2=18.9mm查安全阀样本接近并大于18.9mm的喉径为20mm，入口的公称管径为DN32选用公称直径DN32的微启平面密封安全阀。安全阀的整定压力介于工作和设计压力之间，Ps=1.05Pw=0.84 MPa软件解：见图（3）例4：一制冷装置中，高压侧有两连通贮氨器共用一个安全阀，一台外径为816mm，总长为2466mm，另一台外径为1020mm ，总长为3070mm，确定安全阀的口径。解：根据题意：介质：氨查得R717常数C1=8 x10-3 (x10-3以改原公式中长度单位以mm计)贮罐1外径Do1=820mm，总长L1=3140贮