关于安全阀排放量的计算公式.doc

关于安全阀设计程序使用中的问题说明 关于火灾时气体储罐排放量的计算公式 最近有同志在使用室里发布的安全阀计算程序时发现，当储罐的操作温度较高时会出现（866-T）为负值的情况，使计算无法进行。 为搞清楚问题的原因，我进行了初步的研究，首先找公式的出处，然后分析问题出现的原因。该公式来自API521中的3.15.2.1.2节，文中讲：对于非湿润情况的储罐（指气体罐）在火灾情况下排放量的计算应用下式： ------------------------------------------------------------------⑴ 式中的是储罐的受热面积，A是安全阀的排放面积，F，是环境系数，可查表或用下式计算： -----------------------------------------------⑵ 而T1是安全阀排放时的温度，Tw是储罐的壁温。T1的计算是用下式： = ----------------------------------------------------------------⑶ 式（2）中的C用下式计算： C= -----------------------------------------------------⑷ 而安全阀排放面积的计算可用下式： A= ---------------------------------------------------⑸ 整理以上5个公式，化简后可得到下式： W=0.1406 ------------------------------------⑹ 上式换算为公制就是我们应用的公式： 换算过程是： 英制公式中温度单位是：兰氏R，1RK=0.5556K；1ft2=0.3048m2 1 pou/in2=6.8947kpa 1 lb/h=0.45359kg/h 整理得下式： 换为我们标准中的符号得： W=8.765 --------------------------------------⑺ 在API521的文字说明中，编者强调对F，的数值推荐最小值是0.01，又说当最小值未知时，可以使用0.045来计算。 从以上文字可知，F，不可能是负值。当计算的排放条件下的温度大于866时，就不能应用⑹或⑺式。而要使用另外的公式，也就是把F，的值按0.045代替公式⑵来推导新的公式。另外API521在上述公式的推导中指出，在这里Z和Kb都等于1，所以公式可以简化。 公式⑹中的Tw是设备的壁温，在计算以碳钢制造的设备时，API521规定壁温等于1100。F，相当于摄氏593℃和866。K。 我们只要把F，等于0.045代入公式⑴，就可计算出A值，再用下式计算安全阀的排放量： Kb --------------------------------⑻ 上式来自《石油化工设计手册》第四卷中424页的公式。 另外对于这个问题，在操作压力是0.03MPaG时，把排放压力定在0.18+0.03似乎并不合理，虽然是规定中写的，可是规定的来源不明确。 似乎是按1.8MPa乘上0.1得到0.18，把0.03MPa按1.8MPa来处理，是否合理的还值得讨论。 要讨论的问题： 总之对于火灾时气体储罐排放量的计算方法需要补充，加入一个（866-T）是否大于零的判断，如果是负数，要用⑻式计算。 还有是否应该修改安全阀定压的计算方法？当P≤1.8MPaG时 Ps=P+0.18的要求未必就合理，在API等国际通用标准并没有这个要求。 在0.03MPaG的条件下，似乎应该使用API2000，而不是API521。 火灾工况时液态烃排放量的计算 室里的程序只给出4个计算火灾条件下储罐湿润面积的公式，但在实际应用中会出现更复杂的情况。例如： A=π×D×(L+0.3D) 此式只适用于立式椭圆储罐，因为0.3D只有一个椭圆封头的表面积，不适合卧式储罐的计算。 另外对于半球形封头的储罐，表面积的计算用下式计算也不完全。 A=π×D×L 因为上式没有计算半球形封头的面积，应该用⑼式计算： A=π×D×L+1.57×D2 ---------------------------------------⑼ 故更新后的计算湿表面积的公式应该是5个： 半球形封头立式容器 A=（π×D×L2+1.57×D2）×h/L 半球形封头卧式容器 A=（π×D×L2+2×1.57×D2）×h/D 椭圆封头卧式容器 A=（π×D×L2+2.61×D2）×h/D 椭圆封头立式容器 A=（π×D×(（L+0.3×D）)×h/L 球形容器 A=π×D×h 上面公式的符号说明： L 储罐两端点间的距离（mm）； L2 储罐切线间的距离（mm）； D 储罐直径（mm）；