安全阀最大泄放量的计算

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在计算安全阀时，最大泄放量应根据工艺过程的具体情况确定，并按可能发生的最危险情况考虑。根据资料，对于易燃液化气体，如液化石油气，在发生火灾时，安全阀的泄放量最大。在火灾情况下，设备吸热，液相迅速汽化，引起设备的压力升高，这种情况下液相的汽化量即为安全阀的泄放量。泄放量决定于火灾时单位时间内传入设备的热量和液体的气化潜热。一般情况下，液化石油气储罐不保温，储罐的安全泄放量可按式计算：

式中:Ws ———液化石油气储罐的安全泄放量，kg/ h 。
q ———液相液化石油气的蒸发潜热，kJ / kg 。
F ———系数，储罐在地面以下，用沙土覆盖时，取F = 0. 3 。储罐在地面上时，取F= 1 。当设置大于10 L/ (m2·min) 的喷淋装置时，取F = 0. 6。
Ar ———储罐的受热面积，m2 。

　对半球形封头的卧式储罐， Ar = πDo l。对椭圆形封头的卧式储罐， Ar = πDo ( l + 0. 3Do ) 。立式储罐，Ar =πDo l  。球形储罐，Ar 为0. 5πD2
o ，或从地平面起到7. 5 m 高以下所包括的外表面积，取两者中较大值。
　　以上计算Ar 的公式中: Do 为储罐外径。 l 为卧式储罐总长或立式储罐内最高液位， 单位均为m。

安全阀喷嘴面积的计算

液化石油气储罐安全阀起跳排放出的是气体，其喷嘴面积可按一般气体安全阀喷嘴面积通用公式计算，安全阀的排气能力决定于安全阀的喷嘴面积。即根据安全阀出口压力(背压) 的大小不同，安全阀的排气能力应按临界条件和亚临界条件两种状况进行计算:

式中: p0 ———安全阀的出口侧压力(绝压) ，MPa 。
ps ———安全阀的定压，MPa 。
pd ———安全阀的排放压力(绝压) ，MPa 。
k ———绝热系数，对于液化石油气。

　液化石油气储罐安全阀放空气体一般排入火炬系统或直接高空排放，其出口侧压力(背压) p0很小，即p0/ pd < 0. 574 4 ，因此安全阀的排气能力可按临界条件计算

即:式中:W ———安全阀的排放能力，kg/ h 。
K ———安全阀的排放系数，与安全阀的结构型式有关，应根据试验数据确定，无参考数据时，可按下述规定选取 :
　　对全启式安全阀， K = 0. 6～0. 7 。对带调节圈的微启式安全阀， K = 0. 4～0. 5 。 对不带调节圈的微启式安全阀， K = 0. 25～0. 35 。液化石油气储罐设置的安全阀，需要有较大的排气能力，应选用全启式安全阀， K 取0. 65 。
A ———安全阀的喷嘴面积，mm2 。
C ———气体的特性系数，仅与气体的绝热系数k 有关，可按下式计算 :

对于液化石油气， 绝热指数k ≈1. 15 ，计算得C = 332 。
Z ———安全阀进口处气体的压缩系数，液化石油气的压缩系数Z≈0. 7 。
T ———安全阀进口处介质的热力学温度，K。
M ———气体的摩尔质量，kg/ kmol 。

安全阀的排放能力应大于或等于储罐的安全泄放量，在实际计算中，可根据储罐的安全泄放量计算出安全阀的喷嘴面积。将式(1) 代入式(2) 得出喷嘴面积的计算式:

将上述液化石油气的特性系数C、安全阀的排放系数K 和液化石油气的压缩因子Z 的值代入式( 3) ， 可得出安全阀喷嘴面积的简化计算公式:

式(4) 可用于不保温的液化石油气储罐安全阀喷嘴面积的计算，当已知液化石油气的组分时，可求出蒸发潜热q、摩尔质量M 。根据储罐的布置方式和喷淋强度求出系数F 。根据储罐的型式求出储罐的受热面积Ar 。根据储罐的设计压力或最高操作压力确定安全阀的排放压力pd 。根据排放压力可求出排放温度T。将以上数据代入式(4)能方便地计算出安全阀的喷嘴面积，根据计算的喷嘴面积选用相应规格的安全阀。所选用的安全阀喷嘴面积必须大于或等于喷嘴面积的计算值。

在液化石油气储罐设计时，有时液化石油气的组分不明确，或盛装组分不一样的液化石油气，这种情况下很难精确算出安全阀的喷嘴面积。在近似计算中，可参考下列液化石油气参数[2 ]进行计算:

　　摩尔质量M≈50 kg/ kmol
　　20 ℃时的液相密度500～550 kg/ m3
　　汽化潜热λ= 250～340 (kJ / kg) (70～50 ℃)
　　安全阀排放温度T1 = 323～343 K。
　　为了安全起见，按以上数据计算出的喷嘴面积，在实际选用安全阀时应考虑一定的富余量。