液氨储罐事故泄放与吸收系统Excel校核计算书

液氨储罐安全阀设计计算,,,,,,,,,

序号,计算项目,符号表示,参数来源,计算公式,国际单位,计算结果,参数说明,规范依据,其他说明

一、基础设计参数输入,,,,,,,,,

1,储罐型式选择,,选用值,"1=卧式,2=立式,3=球形",,2.00,常用全压力式液氨储罐型式,GB50160-2008,本算例以100m³卧罐为例

2,储罐公称容积,V,设计值,,m³,100.00,储罐公称容积,设计输入,可修改

3,储罐内径,D_i,设计值,,m,3.00,储罐筒体内径,GB/T9019,

4,储罐筒体长度,L,设计值,,m,14.00,卧式储罐总长（含封头）,设计输入,

5,储罐设计压力,P_design,设计值,,MPa(G),2.16,储罐设计压力,TSG21-2016,常温液氨储罐常用值

6,储罐最高工作压力,P_work,设计值,,MPa(G),1.90,正常最高工作压力,工艺条件,

7,工作温度,t_work,设计值,,℃,40.00,正常操作温度,工艺条件,

8,安全阀整定压力,P_set,计算值,1.05*P_work,MPa(G),2.00,安全阀开启压力，取工作压力1.05-1.1倍,HG/T20570.2,不超过设计压力

9,安全阀泄放压力,P_relief,计算值,1.1*P_set+0.1,MPa(绝压),2.30,火灾工况泄放压力=1.1倍整定压力+大气压,HG/T20570.2-95,

10,泄放温度,T_relief,查表值,,K,323.00,泄放压力下饱和氨气温度,氨热力性质表,约50℃

11,是否设置水喷淋,F_select,选用值,"1=有,0=无",,1.00,储罐顶部消防水喷淋设置,GB50219-2014,喷淋强度≥10L/(m²·min)时F=0.6

12,环境系数,F,计算值,IF判断,,1.00,储罐外壁火灾传热校正系数,APIRP521,

13,安全阀流量系数,K_d,选用值,全启式K=0.6-0.7,,0.65,全启式安全阀额定流量系数,GB/T12243,

14,气体压缩因子,Z,查表值,,,0.95,泄放条件下氨气压缩因子,压缩因子图,中低压近似取1

15,氨气绝热指数,k,查表值,,,1.31,氨气绝热指数,物性手册,

16,氨气分子量,M,查表值,,kg/kmol,17.03,,,

二、储罐润湿面积计算,,,,,,,,,

17,储罐壁厚,δ,选用值,,m,0.02,储罐筒体壁厚,GB150,

18,储罐外径,D_o,计算值,D_i+2*δ,m,3.03,储罐外径,GB150,

19,卧式椭圆封头储罐润湿面积,A_e,计算值,PI()*D_o*(L+0.3*D_o),m²,142.02,椭圆封头卧罐润湿面积,HG/T20570.2-95,

20,立式储罐润湿面积,A_e1,计算值,PI()*D_o*L,m²,133.35,立罐或半球封头卧罐润湿面积,HG/T20570.2-95,

21,球形储罐润湿面积,A_e2,计算值,0.5*PI()*D_o^2,m²,14.44,球罐润湿面积取半球面积,HG/T20570.2-95,

22,计算采用润湿面积,A_wet,判断值,CHOOSE按型式选,m²,133.35,按储罐型式自动选取对应面积,HG/T20570.2-95,火灾工况仅计算液面以下面积

三、火灾工况安全泄放量计算（最苛刻工况）,,,,,,,,,

23,火灾工况总吸热量,Q,计算值,25500*F*A_wet^0.82,kJ/h,1409401.00,无保温容器火灾吸热量,GB/T150.1-2024,

24,液氨汽化潜热,H_l,查表值,,kJ/kg,1370.00,泄放压力下液氨汽化潜热,,

25,安全泄放量,W,计算值,Q/H_l,kg/h,1029.00,火灾工况必须泄放的气氨质量流量,GB/T150.1-2024,取火灾工况作为最大泄放量

26,泄放背压,P_back,选用值,,MPa(绝压),0.12,安全阀出口背压，排入吸收塔取微正压,,

27,临界流动压力,P_cf,计算值,P_relief*(2/(k+1))^(k/(k-1)),MPa(绝压),1.25,判断临界/亚临界流动临界压力,,

28,流动状态判定,,判断值,P_back<=P_cf为临界流,,临界流,氨气泄放通常为临界流动状态,,临界流泄放量不受背压影响

四、安全阀最小泄放面积计算与选型,,,,,,,,,

29,气体特性系数,C,查表值,,,0.87,k=1.31时气体特性系数C=0.87,,

30,最小泄放面积（临界流）,A_min,计算值,W*SQRT(T*Z/M)/(7.6e-2*C*K_d*P_relief),mm²,44187.26,临界流气体安全阀最小泄放面积,HG/T20570.2-95,

31,安全阀喉径计算,d,计算值,SQRT(4*A_min/PI()),mm,237.20,圆形喷嘴最小喉径,,

32,选用安全阀喉径,d_selected,选用值,,mm,80.00,选取大于计算值的标准喉径,,全启式弹簧安全阀

33,选用喉径截面积,A_selected,计算值,PI()*d_sel²/4,mm²,5026.55,,,

34,安全阀额定泄放量,W_actual,计算值,反算实际泄放能力,kg/h,117.00,所选安全阀实际最大泄放能力,,

35,泄放能力校核,,判断值,W_actual>=W则满足,,不满足,实际泄放能力需≥所需安全泄放量,TSG21-2016,

36,公称通径选取,DN,选用值,,mm,150.00,喉径80mm对应DN150全启式安全阀,,

37,公称压力选取,PN,选用值,,MPa,2.50,公称压力≥设计压力,,

38,安全阀数量配置,N,选用值,,台,2.00,≥100m³储罐设双安全阀一用一备,GB50160-2008,

39,总泄放能力校核,,判断值,N*W_actual>=W,,不满足,多台安全阀总泄放能力校核,