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安全閥Z小泄放面積的計(jì)算

  • 發(fā)布日期:2014-09-09      瀏覽次數(shù):6452
      • 計(jì)算的小泄放面積為物料流經(jīng)安全閥時(shí)通過的小截面積。對于全啟式安 全閥為喉徑截面積,對于微啟式安全閥為環(huán)隙面積。
      • 根據(jù)勞動(dòng)部頒發(fā)的《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程))(199111 13施行)中規(guī)定:

      (1) 對于氣體、蒸汽在臨界條件下的小泄放面積為                  (2.21)

      式中:

         a——小泄放面積,mm2; 

         W——質(zhì)量泄放流量,kgh,

         X——氣體特性系數(shù);

         P——泄放壓力,MPa

         Z——氣體壓縮因子,

         T——泄放溫度,K;

         M——分子量。

      流量系數(shù)(C0)由制造廠提供。若沒有制造廠的數(shù)據(jù)時(shí),對于全啟式安全閥C0= 0.60.7;對于帶調(diào)節(jié)圈的微啟式安全閥:C0= 0.4~0.5;對于不帶調(diào)節(jié)圈的微啟式安全閥:C0= 0.25~0.35。

      上海申弘閥門有限公司主營閥門有:減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮?dú)鉁p壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動(dòng)閥門、電動(dòng)閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。氣體特性系數(shù)(X)見附表1

      氣體壓縮因子(Z)查附圖2。

      (2) 根據(jù)計(jì)算的小泄放面積(a),計(jì)算安全閥喉徑(d1)或閥座口徑(D)

         a.對于全啟式安全閥                              (2.22)

         b. 對于平面密封型微啟式安全閥                            (2.23)

         c 對于錐面密封型微啟式安全閥               (2.24)

       式中:

         d——安全閥喉徑,mm

         h——安全閥開啟高度,mm

         D——安全閥的閥座口徑,mm

         —密封面的半錐角,度。    

      • 根據(jù)美國石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)API—520中的規(guī)定如下:
        • 臨界條件的判斷

      如果背壓滿足式(2.3—1),則為臨界流動(dòng),否則為亞臨界流動(dòng)。                   (2.31)

      式中:

      Pb——背壓,MPa

      Pcf——臨界流動(dòng)壓力,MPa

      P——泄放壓力,MPa

      K——絕熱指數(shù)。

      • 氣體或蒸氣在臨界流動(dòng)條件下的小泄放面積                     (2.3—2)   
      •                      

         式中

         a——小泄放面積,mm2;

         W——質(zhì)量泄放流量,kgh;,

         Co--流量系數(shù);

         X——氣體特性系數(shù);

         P——泄放壓力,MPa

         Kb一背壓修正系數(shù);

         T——泄放溫度,K;

         Z——氣體壓縮因子;

         M——分子量。

         流量系數(shù)(Co)由制造廠提供,若沒有制造廠的數(shù)據(jù),則取Co=0.975。系數(shù)(X)

         (2.33)計(jì)算或查附表1。        (2.3-3) 

      背壓修正系數(shù)(Kb)僅用于波紋管背壓平衡式安全閥(查附圖1)臨界流動(dòng)條件下,對于彈簧式安全閥Kb1.0。

         氣體壓縮因子(Z)查附圖2所示。

          先導(dǎo)式安全閥按結(jié)構(gòu)形式來分,要分為垂錘式、杠桿式、彈簧式和先導(dǎo)式(脈沖式);按閥體構(gòu)造來分,可分為封閉式和不封閉式兩種。封閉式安全閥即排除的介質(zhì)不外泄,全部沿著出口排泄到地點(diǎn),一般用在有毒和腐蝕性介質(zhì)中。對于空氣和蒸汽用安全閥,多采用不封閉式安全閥。對于安全閥產(chǎn)品的選用,應(yīng)按實(shí)際密封壓力來確定。對于彈簧式安全閥,在一種公稱壓力(PN)范圍內(nèi),具有幾種工作壓力級(jí)的彈簧,訂貨時(shí)除注明安全閥型號(hào)、名稱、介質(zhì)和溫度外,尚應(yīng)注明閥體密封壓力,否則按大密封壓力供貨。 部分物料的絕熱指數(shù)(k)見附表2,若沒有k的數(shù)據(jù),則X315。

      • 氣體或蒸氣在亞臨界條件下的小泄放面積

      (1)(2.34)適用于導(dǎo)閥式安全閥和彈簧設(shè)定時(shí)考慮了靜背壓的影響的彈簧式安全閥,在亞臨界流動(dòng)條件下的小泄放面積的計(jì)算;      (2.3—4)   

      亞臨界流動(dòng)系數(shù)(Kf)查附圖3。

      流量系數(shù)(Co)值由制造廠提供,若沒有制造廠數(shù)據(jù)時(shí),Co=0.975,其它符號(hào)同前。

         (2) 簡便計(jì)算彈簧式安全閥在亞臨界流動(dòng)條件下的小泄放面積時(shí),可先按臨界流動(dòng)條件下的式(2.32)計(jì)算,再將計(jì)算結(jié)果除以按圖附圖4查得的背壓修正系數(shù)(Kb),即為亞臨界條件下的小泄放面積。

         (3) 背壓平衡式安全閥在亞臨界流動(dòng)時(shí)的小泄放面積按式(2.32)計(jì)算,但背壓修正系數(shù)(Kb)應(yīng)由制造廠提供。

      • 水蒸汽         (2.3—5)

      流量系數(shù)(Co)值由制造廠提供,若無制造廠數(shù)據(jù)時(shí),Co=0.975。

      過熱蒸汽過熱系數(shù)(Ksh)查附表3,對于飽和蒸汽,Ksh1.0。    

      Napier系數(shù)(KN)按下述要求選?。?/span>

      P≤10.44MPa時(shí),KN1.0

      10.44MpaP22.17MPa時(shí),KN

      其余符號(hào)意義同前。

          

      • 液體                       (2.3—6)

      超壓系數(shù)(Kp)查附圖5所示。背壓修正系數(shù)(Kw),對彈簧式安全閥Kw =1.0;對于波紋管背壓平衡式安全閥, Kw查附圖6。先導(dǎo)式安全閥是一種安全保護(hù)用閥,它的啟閉件受外力作用下處于常閉狀態(tài),當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高,pvc氣動(dòng)球閥,超過規(guī)定值時(shí)自動(dòng)開啟,GA42H-25(16C/40),通過向系統(tǒng)外排放介質(zhì)來防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過規(guī)定數(shù)值。安全閥屬于自動(dòng)閥類,主要用于鍋爐、壓力容器和管道上,控制壓力不超過規(guī)定值,對人身安全和設(shè)備運(yùn)行起重要保護(hù)作用。 按安全閥閥瓣開啟高度可分為微啟式安全閥和全啟式安全閥,微啟式安全閥的開啟行程高度為:≤0.05d0(小排放喉部口徑);全啟式安全閥開啟高度為≤0.25d0(小排放喉部口徑)。 

         

      粘度正系數(shù)(KV)查附圖7。

      流量系數(shù)(Co)對于按美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)ASME第Ⅷ部分第1分篇或國標(biāo)GBl5089設(shè)計(jì)的容器上安裝的安全閥,Co=0.65,

      其它(如管道上)安裝的安全閥,Co=0.62。

      計(jì)算泄放壓力(P)時(shí)所用的超壓,對于按ASME第Ⅷ部分第1分篇或國標(biāo)   GBl5089設(shè)計(jì)的容器,超壓為10%,其它(如管道上)安裝的安全閥,超壓為25%。其余符號(hào)同前。

      • 兩相流體

      (1) 氣—液平衡態(tài)的兩相流體,流經(jīng)閥體時(shí)部分液體要產(chǎn)生閃蒸,閃蒸現(xiàn)象會(huì)降低閥門的質(zhì)量流通能力。泄放量的計(jì)算方法如下:

      a.確定閃蒸量:分別計(jì)算液相自泄放壓力經(jīng)絕熱過程至臨界壓力下和至背壓下的閃蒸量,取小者。

      b.用閃蒸的氣量和泄放時(shí)混合物中的氣量之和,根據(jù)背壓情況及安全閥的型式等,按照式(2.32)(2.34)計(jì)算氣相所需的小泄放面積。

      c.根據(jù)式(2.36)計(jì)算液相所需的小泄放面積。

      d.將b和c項(xiàng)的計(jì)算結(jié)果相加,即為所需的小泄放面積。

      (2)背壓對安全閥的上述計(jì)算過程有很大的作用,因此:

      a. 應(yīng)仔細(xì)計(jì)算泄放管道中兩相流體的壓力降,

      b.管道壓力降的產(chǎn)生,會(huì)使部分液體繼續(xù)氣化,

      c.來自冷凍(如液化氣的排放)的物料排放系統(tǒng),在排放管道中有時(shí)會(huì)產(chǎn)生液滴和低溫;  

      d.對于氣相處于臨界條件下泄放時(shí),計(jì)算液相泄放量時(shí)背壓取臨界壓力(Pcf)(見式2.31) 與本文相關(guān)的論文有:減壓閥在德立自動(dòng)化應(yīng)用