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中 国 石 化 集 团 兰 州 设 计 院 标 准 SLDI 233A18-98 SLDI 233A18-98 0 新 编 制 全部 修改 标记 简 要 说 明 修改 页码 编制 校核 审核 审定 日期 1999 - 05 - 21 发布 1999 - 06 - 01 实施 中国石化集团兰州设计院 安全阀的设置和选用安全阀的设置和选用 目 录 1 应用范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 2 名词⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 3 引用标准⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2 4 压力关系表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2 5 安全阀的设置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 3 6 安全阀形式的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 3 7 各种事故工况下泄放量的计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 3 8 最小泄放面积的计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 6 9 储存气体容器的安全阀⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 8 10 安全阀型号的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 9 11 安全阀数据表、计算表和汇总一览表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 9 12 安全阀入口管道的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 14 13 安全阀出口管道的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 14 14 安全阀出口反力的计算和反力数据表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 15 15 安装注意事项⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 17 16 附图和附表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 17 17 符号说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 25 工程设计标准 中国石化集团兰州设计院 SLDI 233A18-98 实施日期1999.06.01 第 1 页 共 26 页 1 安全阀的设置和选用 1 应用范围 1.1 本规定仅适用于石油化工、化工生产装置中压力大于0.2MPa的压力容器上防超压用安全阀的设置 和计算，不包括压力大于100MPa的超高压系统。 适用于石油化工、 化工生产装置中上述范围内的压力容器和管道所用安全阀； 不适用于其它行业的 压力容器上用的安全阀，如各类槽车、各类气瓶、锅炉系统、非金属材料容器，以及核工业、电力工业 等。 1.2 计算方法引自压力容器安全技术监察规程和API－520（见2.3节） ，在使用本规定时，应采用 同一个规范来进行泄放量和泄放面积的计算。 2 名词 2.1 安全阀 由弹簧作用或由导阀控制的安全阀。 当入口处静压超过设定压力时， 阀瓣上升以泄放被保护系统的 超压，当压力降至回座压力时，可自动关闭的安全泄放阀。 2.2 导阀 控制主阀动作的辅助压力泄放阀。 2.3 全启式安全阀 当安全阀入口处的静压达到其设定压力时， 阀瓣迅速上升至最大高度， 最大限度地排出超压的物料。 一般用于可压缩流体。阀瓣的最大上升高度不小于喉径的1/4。 2.4 微启式安全阀 当安全阀入口处的静压达到其设定压力时， 阀瓣位置随入口压力的升高而成比例的升高， 最大限度 地减少应排出的物料。一般用于不可压缩流体。阀瓣的最大上升高度不小于喉径的1／20～1／40。 2.5 弹簧式安全阀 由弹簧作用的安全阀。其设定压力由弹簧控制，其动作特性受背压的影响。 2.6 背压平衡式安全阀 由弹簧作用的安全阀。其设定压力由弹簧控制，用活塞或波纹管减少背压对其动作性能的影响。 2.7 导阀式安全阀 由导阀控制的安全阀。 其设定压力由导阀控制， 其动作性能基本上不受背压的影响。 当导阀失灵时， 主阀仍能在不超过泄放压力时自动开启，并排出全部额定泄放量。 2.8 主安全阀 主安全阀是被保护系统的主要安全泄放装置，其泄放面积是基于最大可能事故工况下的泄放量。 2.9 辅助安全阀 辅助安全阀（有时多于一个）是主安全阀的辅助装置，提供除主安全阀以外的附加泄放面积。用于 非最大可能事故工况下的超压泄放。 2.10 实际泄放面积 流体经过安全阀的最小流通面积。 2.11 有效泄放面积（最小泄放面积） 用公式或图表计算的泄放面积。有效泄放面积要小于实际泄放面积。 2.12 喉径面积 安全阀喷嘴中最小直径处的截面积。 2.13 环隙面积 安全阀的阀瓣与阀座之间的圆柱形面积。 2.14 最大工作压力 系指容器在正常工作情况下容器顶部可能达到的最大压力。 见 设备和管道系统设计压力和设计温 度的确定 （SLDI 233A11－98）规定。 2.15 设计压力 系指设定的容器顶部的最高压力，应不小于安全阀的设定压力（开启压力） 。 2.16 安全阀的设定压力 SLDI 233A18-98 2 安全阀入口处的静压达到该值时， 安全阀将动作。 设定压力要求不大于被保护系统内最低的设计压 力。 2.17 安全阀的开启压力（整定压力） 安全阀的阀瓣开始升起，物料连续流出时的压力。数值与设定压力相同。 2.18 安全阀的背压 作用在安全阀出口处的压力。 背压分为静背压和动背压。 静背压是指安全阀未起跳时阀出口处的压 力；动背压是指安全阀起跳后，由于流体的流动引起的磨擦压力降值。 2.19 安全阀的超压 在泄放过程中，安全阀入口处的压力超过设定压力的部分。通常以百分数表示。 2.20 安全阀的泄放压力 安全阀的阀芯升到最大高度后阀入口处的压力。泄放压力等于设定压力加超压。 2.21 安全阀的回座压力 安全阀起跳后，随着被保护系统内压力的下降，阀芯重新回到阀座时的压力。 2.22 最大允许工作压力 系指在设计温度下， 容器顶部所允许承受的最大表压力。 该压力是根据容器受压元件的有效厚度计 算所得，且取其最小值。 3 引用标准 3.1 压力容器安全技术监察规程 （劳动部颁发，1991年1月1日施行） 3.2 GB150－89钢制压力容器 3.3 API－520Sizing Selection and Installation of Pressure－Relieving Devices in Refineries1992.（美 国石油学会标准） 3.4 API－526Flanged Steel Safety－Relief Valves （美国石油学会标准） 4 压力关系表 压力关系见表4.1。 表4.1 安全阀与容器有关的压力关系表 容 器 压力百分比 安 全 阀 121％ 116％ 设计压力或最大允许工作压力 110％ 105％ 100％ 93％～97％ 表4.1 表明了不同情况下被保护系统设置安全阀的最大泄放压力、最大设定压力的数值与被保护 容器的设计压力（或最大允许工作压力）数值的比例关系。 5 安全阀的设置 5.1 安全阀适用于清洁、无颗粒、低粘度流体。凡必须安装安全泄压装置而又不适合安装安全阀的场 所，应安装爆破片或安全阀与爆破片串联使用。 5.2 凡属下列情况之一的容器必须安装安全阀 5.2.1 独立的压力系统（有切断阀与其它系统分开）。该系统指全气相、全液相或气相连通； 5.2.2 容器的压力物料来源处没有安全阀的场合； 5.2.3 设计压力小于压力来源处的压力的容器及管道； 非火灾用安全阀的最大泄放压力、 火灾用 辅助安全阀的最大设定压力 非火灾用辅助安全阀的最大设定压力 回座压力 主要安全阀的最大设定压力 非火灾用辅助安全阀的最大泄放压力 火灾用安全阀的最大泄放压力 SLDI 233A18-98 3 5.2.4 容积式泵和压缩机的出口管道； 5.2.5 由于不凝气的累积产生超压的容器； 5.2.6 加热炉出口管道上如设有切断阀或控制阀时，在该阀上游应设置安全阀； 5.2.7 由于工艺事故、自控事故、电力事故、火灾事故和公用工程事故引起的超压部位； 5.2.8 液体因两端阀门关闭而产生热膨胀的部位； 5.2.9 凝气透平机的蒸汽出口管道； 5.2.10 某些情况下，由于泵出口止回阀的泄漏，则在泵的入口管道上设置安全阀； 5.2.11 其它应设置安全阀的地方。 6 安全阀形式的选择 6.1 排放气体或蒸汽时，选用全启式安全阀。 6.2 排放液体时，选用全启式或微启式安全阀。 6.3 排放水蒸汽或空气时，可选用带扳手的安全阀。 6.4 对设定压力大于3MPa，温度超过235℃的气体用安全阀，则选用带散热片的安全阀，以防止泄放 介质直接冲蚀弹簧。 6.5 排放介质允许泄漏至大气的，选用开式阀帽安全阀；不允许泄漏至大气的，选用闭式阀帽安全阀。 6.6 排放有剧毒、有强腐蚀、有极度危险的介质，选用波纹管安全阀。 6.7 高背压的场合，选用背压平衡式安全阀或导阀控制式安全阀。 6.8 在某些重要的场合，有时要安装互为备用的两个安全阀。两个安全阀的进口和出口切断阀宜采用 机械联锁装置，以确保在任何时候（包括维修，检修期间）都能满足容器所要求的泄放面积。 7 各种事故工况下泄放量的计算 7.1 阀门误关闭 7.1.1 出口阀门关闭，入口阀门未关闭时，泄放量为被关闭的管道最大正常流量。 7.1.2 管道两端的切断阀关闭时， 泄放量为被关闭液体的膨胀量。 此类安全阀的入口一般不大于DN25。 但对于大口径、长距离管道和物料为液化气的管道，液体膨胀量按式7.1计算。 7.1.3 换热器冷侧进出口阀门关闭时，泄放量按正常工作输入的热量计算，计算公式见式7.1。 7.1.4 充满液体的容器，进出口阀门全部关闭时，泄放量按正常工作输入的热量计算。按式7.1计算 液体膨胀工况的泄放量 VBH／GlCP 7.1 式中 V 体积泄放流量，m3/h； B 体积膨胀系数，1/℃； H 正常工作条件下最大传热量，kJ/h； Gl 液相密度，kg/m3； Cp 定压比热容，kJ/kg. ℃ 7.2 循环水故障 7.2.1 以循环水为冷媒的塔顶冷凝器，当循环水发生故障（断水）时，塔顶设置的安全阀泄放量为正 常工作工况下进入冷凝器的最大蒸汽量。 7.2.2 以循环水为冷媒的其它换热器，当循环水发生故障（断水）时，应仔细分析影响的范围，确定 泄放量。 7.3 电力故障 7.3.1 停止供电时，用电机驱动的塔顶回流泵、塔侧线回流泵将停止转动，塔顶设置的安全阀的泄放 量为该事故工况下进入塔顶冷凝器的蒸汽量。 7.3.2 塔顶冷凝器为不装百叶的空冷器时，在停电情况下，塔顶设置的安全阀的泄放量为正常工作工 况下，进入冷凝器的最大蒸汽量的75％。 7.3.3 停止供电时，要仔细分析停电的影响范围，如泵、压缩机、风机、阀门的驱动机构等，以确定 足够的泄放量。 7.4 不凝气的积累 7.4.1 若塔顶冷凝器中有较多无法排放的不凝气，则塔顶设置的安全阀的泄放量与7.2规定相同。 7.4.2 其它积累不凝气的场合，要分析其影响范围，以确定泄放量。 7.5 控制阀故障 7.5.1 安装在设备出口的控制阀，发生故障时若处于全闭位置，则所设安全阀的泄放量为流经此控制 SLDI 233A18-98 4 阀的最大正常流量。 7.5.2 安装在设备入口的控制阀，发生故障时若处于全开位置时； a 对于气相管道，如果满足低压侧的设计压力小于高压侧的设计压力的2/3，则安全阀的泄放量 应按式7.5计算 2/1 gh2V1V T/GPCC3 .3171W− 7.5 式中 W 质量泄放流量，kg/h； Cv1 控制阀的Cv值； Cv2 控制阀最小流量下的Cv值； Ph 高压侧工作压力，MPa； Gg 气相密度，kg/m3； T 泄放温度，K； 如果高压侧物料有可能向低压侧传热，则必须考虑传热的影响。 b 对于液相管道，安全阀的泄放量为控制阀最大通过量与正常流量之差，并且要估计高压侧物料 有无闪蒸。 7.6 过度热量输入 换热器热媒侧的控制阀失灵全开、 切断阀误开， 设备的加热夹套、 加热盘管的切断阀误开等工况下， 以过度热量的输入而引起的气体蒸发量或液体的膨胀量来计。 7.7 易挥发物料进入高温系统 7.7.1 轻烃误入热油以及水误入热油等工况下，由于产生大量蒸汽，致使容器内的压力迅速上升。 7.7.2 由于此事故工况下的泄放量无法确定而且压力升高十分迅速，所以，安装安全阀是不合适的， 应设置爆破片。 7.7.3 这种工况的保护措施是确保避免发生此类事故。 7.8 换热器管破裂 7.8.1 如果换热器低压侧的设计压力小于高压侧的设计压力的2/3时，则应作为事故工况考虑。 7.8.2 根据7.8.1的条件，安全阀的泄放量按式7.8计算出的结果和高压侧正常流量比较，取二者的较 小值。 7.8.3 换热器管破裂时的泄放量 2/12 6 . 5PGdW l ∆ 7.8 式中 W 质量泄放流量，kg/h； D 换热管内直径，mm； Gl 液相密度，kg/m3； Δ P 高压侧（管程）与低压侧（壳程）的压差，MPa； 本公式适用于高压流体为液相。 7.9 化学反应失控 7.9.1 对于放热的化学反应， 如果温度、 压力和流量等自动控制失灵， 使化学反应失控， 形成 “飞温” ， 这时产生大量的热量，使物料急剧大量蒸发，形成超压。这类事故工况，安装安全阀无论在反应时间， 还是在泄放速率方面均不能满足要求，应设置爆破片。 7.9.2 如果专利所有者能提供准确的化学反应动力学关联式，推算出事故工况下的泄放量，则可以在 专利所有者和建设方的同意下设置安全阀。 7.10 外部火灾 7.10.1 本规定适用于盛有液体的容器暴露在外部火灾之中。 7.10.2 容器的湿润面积（A） 容器内液面之下的面积统称为湿润面积。外部火焰传入的热量通过湿润面积使容器内的物料气化。 不同型式设备的湿润面积计算如下 a 卧立式容器 距地面7.5m或距能形成大面积火焰的平台之上7.5m高度范围内的容器外表面积与最 高正常液位以下的外表面积比较，取两者中较小值。 1 对于椭圆形封头的设备全部外表面积为 AeπD0L＋0.3D0 7.10-1 SLDI 233A18-98 5 式中 Ae 椭圆封头设备的外表面积，m2； D0 设备直径，m； L 设备总长（包括封头） ，m； 2 气体压缩机出口的缓冲罐一般最多盛一半液体，湿润表面为容器总表面积的50％。 3 分馏塔的湿润表面为塔底正常最高液位和7.5m高度内塔盘上液体部分的表面积之和。 b 球型容器 球型容器的湿润面积， 应取半球表面积或距地面7.5m高度下表面积二者中的较大值。 c 湿润面积包括火灾影响范围内的管道外表面积。 7.10.3 容器外壁校正系数（F） 容器壁外的设施可以阻碍火焰热量传至容器，用容器外壁校正系数（F）反映其对传热的影响。 a 根据劳动部颁发的压力容器安全技术监察规程 （1991年1月1日施行）中规定 1 容器在地面上无保温F1.0 2 容器在地面下用砂土覆盖F0.3 3 容器顶部设有大于10l/m2min水喷淋装置F0.6 4 容器在地面上有完好保温，见式7.10-4。 b 根据美国石油学会标准API－520 1 容器在地面上无保温F1.0 2 容器有水喷淋设施F1.0 3 容器在地面上有良好保温时，按式7.10-2计算 t4 .904 d 102 . 4F 0 6 − λ − ＝ 7.10-2 式中 λ 保温材料的导热系数，kJ/mh℃； d0 保温材料厚度m； t 泄放温度，℃。 4 容器在地面之下和有砂土覆盖的地上容器，F值按式7.10-2计算，将其中的保温材料的导热 系数和厚度换成土壤或砂土相应的数值。 另外，保冷材料一般不耐烧，因此，保冷容器的外壁校正系数（F）为1.0。 7.10.4 安全泄放量 a 根据劳动部颁发的压力容器安全技术监察规程 （1991年1月1日施行）中规定 1 无保温层 l 82. 05 H AF1055. 2 W 7.10-3 式中 W 质量泄放量，kg/h； Hl 泄放条件下气化热，kJ/kg； A 润湿面积，m2； F 容器外壁校正系数，取7.10.3 a值。 2 有保温层 l0 82. 0 Hd A t65061. 2 W λ− 7.10-4 b 根据美国石油学会标准API－520中规定 对于有足够的消防保护措施和有能及时排走地面上泄 漏的物料措施时，容器的泄放量为 l 82. 05 H AF10555. 1 W 7.10-5 否则，采用式7.10-6计算 l 82. 05 H AF1055. 2 W 7.10-6 SLDI 233A18-98 6 式中符号同式7.10-3，F取7.10.3 b值。 8 最小泄放面积的计算 8.1 计算的最小泄放面积为物料流经安全阀时通过的最小截面积。对于全启式安全阀为喉径截面积， 对于微启式安全阀为环隙面积。 8.2 根据劳动部颁发的压力容器安全技术监察规程 （1991年1月1日施行）中规定 a 对于气体、蒸汽在临界条件下的最小泄放面积为 a13.16 W CXP ZT M 0 8.2-1 式中 a 最小泄放面积,mm2; W 质量泄放流量，kg/h； X 气体特性系数； P 泄放压力，MPa； Z 气体压缩因子； T 泄放温度，K； M 分子量。 流量系数（C0）由制造厂提供。若没有制造厂的数据时，对于全启式安全阀C0＝0.6～0.7；对于 带调节圈的微启式安全阀C0＝0.4～0.5；对于不带调节圈的微启式安全阀C0＝0.25～0.35。 气体特性系数（X）见表16.1。 气体压缩因子（Z）查图16.6。 b 根据计算的最小泄放面积（a） ，计算安全阀喉径d1或阀座口径D 1 对于全启式安全阀 a πd1 2 4 8.2-2 2） 对于平面密封型微启式安全阀 aπDh 8.2-3 3） 对于锥面密封型微启式安全阀 aπDhsin ϕ 8.2-4 式中 d1 安全阀喉径，mm； h 微启式安全阀开启高度，mm； D 安全阀的阀座口径，mm； ϕ 微启式安全阀锥形密封面的半锥角，度。 8.3 根据美国石油学会标准API－520中的规定如下 8.3.1 临界条件的判断 如果背压满足式8.3-1，则为临界流动，否则为亚临界流动。 1k k cfb ] 1k 2 [pPP − ≤ 8.3-1 式中 Pb 背压，MPa； Pcf 临界流动压力，MPa； P 泄放压力，MPa； k 绝热指数Cp/Cv。 8.3.2 气体或蒸气在临界流动条件下的最小泄放面积 a 1316 0 . W CXPK TZ M b 8.3-2 式中 a 最小泄放面积，mm2； W 质量泄放流量，kg/h； SLDI 233A18-98 7 C0 流量系数； X 气体特性系数； P 泄放压力，MPa； K 背压修正系数； T 泄放温度，K； Z 气体压缩因子； M 分子量。 流量系数C0由制造厂提供，若没有制造厂的数据，则取C00.975。系数（X）由式8.3-3计算或查 表16.1。 1k 1k 1k 2 k520X − 8.3-3 背压修正系数（Kb）仅用于波纹管背压平衡式安全阀（查图16.5）临界流动条件下，对于弹簧式安 全阀Kb1.0。 气体压缩因子（Z）查图16.6所示。 部分物料的绝热指数k见表16.2，若没有k的数据，则X315。 8.3.3 气体或蒸气在亚临界条件下的最小泄放面积 a 式8.3-4适用于导阀式安全阀和弹簧设定时考虑了静背压的影响的弹簧式安全阀，在亚临界流 动条件下的最小泄放面积的计算 a1.810 －2 W CK ZT MP PP fb0 − 8.3-4 亚临界流动系数（Kf）查图16.7。 流量系数C0值由制造厂提供，若没有制造厂数据时，C00.975，其它符号同前。 b 简便计算弹簧式安全阀在亚临界流动条件下的最小泄放面积时，可先按临界流动条件下的式 8.3-2计算，再将计算结果除以按图16.8查得的背压修正系数Kb，即为亚临界条件下的最小泄放面积。 c 背压平衡式安全阀在亚临界流动时的最小泄放面积按式8.3-2计算，但背压修正系数Kb应由 制造厂提供。 8.3.4 水蒸汽 a0.19 W CPK K shN0 8.3-5 流量系数C0值由制造厂提供，若无制造厂数据时，C00.975。 过热蒸汽校正系数（Ksh）查表16.3，对于饱和蒸汽，Ksh1.0。 Napier系数（KN）按下述要求选取 P≤10.44MPa时，KN1.0 1061P234.33 1000P637.27 KMPa17.22PMPa44.10 N − − ≤时， 其余符号意义同前。 8.3.5 液体 a0.196 V CKKK G PP OPWV l b − 8.3-6 超压系数Kp查图16.9所示。 背压修正系数Kw，对弹簧式安全阀Kw1.0；对于波纹管背压平衡式安全阀，Kw查图16.10。 粘度修正系数Kv查图16.11。 流量系数C0对于按美国机械工程师协会ASME第Ⅷ部分第Ⅰ分篇或国标GB150－89设计的容器上 安装的安全阀，C0＝0.65，其它如管道上安装的安全阀，C0＝0.62。 计算泄放压力P时所用的超压， 对于按ASME第Ⅷ部分第Ⅰ分篇或国标GB150－89设计的容器，超 压为10％，其它（如管道上）安装的安全阀，超压为25％。其余符号同前。 8.3.6 两相流体 a 气-液平衡态的两相流体，流经阀体时部分液体要产生闪蒸，闪蒸现象会降低阀门的质量流通 SLDI 233A18-98 8 能力。泄放量的计算方法如下 1 确定闪蒸量 分别计算液相自泄放压力经绝热过程至临界压力下和至背压下的闪蒸量， 取小者。 2 用闪蒸的气量和泄放时混合物中的气量之和，根据背压情况及安全阀的型式等，按照式8.3-2 或8.3-4计算气相所需的最小泄放面积。 3 根据式8.3-6计算液相所需的最小泄放面积。 4 将2和3项的计算结果相加，即为所需的最小泄放面积。 b 背压对安全阀的上述计算过程有很大的作用，因此 1 应仔细计算泄放管道中两相流体的压力降； 2 管道压力降的产生，会使部分液体继续气化； 3 来自冷冻（如液化气的排放）的物料排放系统，在排放管道中有时会产生液滴和低温； 4 对于气相处于临界条件下泄放时，计算液相泄放量时背压取临界压力Pcf见式8.3-1。 9 储存气体容器的安全阀 9.1 无湿润表面的容器在外部火灾情况下，容器将在短时间内由于金属材料的软化而发生破坏。设置 安全阀将不能独立保护这类容器不受损坏，仅能在短时间内（金属软化之前）起作用。因此要采取其它 的办法如外保温、水喷淋或自动／手动泄压系统（安装控制阀） 。 9.2 无湿润表面的容器在外部火灾情况下的泄放量 MPA T TT 764. 8W 1 1506. 1 25. 1 w − 9.2-1 暴露面积（A1）为距地面或能形成大面积火焰的平台上方7.5m以下的容器外表面。 金属壁温（Tw） 。对于碳钢为593℃（866K） 。 泄放温度（T）根据理想气体状态方程计算。 9.3 最小泄放面积 a576.7 F A P 1 9.3-1 泄放阀因子F＇按式9.3-2计算。F＇的最小值为0.01。如果F＇没有足够的数据进行计算，则F＇ 取0.045。 F ＇ 02 1 25 0 0 6506 . . . − TT XCT W 9.3-2 上式中流量系数（C0）由制造厂提供。若没有制造厂的数据时，C0取0.975。气体特性系数（X）查 表16.1。 上述各式的其它符号同前。 10 安全阀型号的确定 10.1 确定原则 a 根据计算的最小泄放面积，按制造厂产品资料选择安全阀。原则是所选安全阀的实际泄放面积 不得小于最小泄放面积。 b 美国石油学会标准API－526中规定了安全阀的喉径截面积及其代号，见表16.4。根据计算的最 小泄放面积（喉径截面积） ，按表向上圆整选取喉径代号，再根据喉径代号按制造厂产品资料，选择安 全阀。 10.2 背压校正 由10.1选择的安全阀喉径，反算安全阀的泄放量。根据反算的泄放量计算排放管中的压力降，检查 安全阀的型式是否适当。 11 安全阀数据表、计算表和汇总一览表 11.1 安全阀数据表 安全阀数据表见表11.1。 11.2 安全阀计算表 安全阀计算表见表11.2。 11.3 汇总一览表 汇总一览表采用院标工艺系统专业提交文件内容的规定 （SLDI 233A02－96）中规定的“特殊 管件汇总一览表” ，见表11.3。 SLDI 233A18-98 9 11.4 安全阀采购数据汇总表 采购数据汇总表采用院标 工艺系统专业提交文件内容的规定 （SLDI 233A02－96） 中规定的 “安 全阀采购数据汇总表” ，见表11.4。 SLDI 233A18-98 10 表11.1 工 程 工程号 装 置 安 全 阀 数 据 表 第 页 共 页 车间或工段（区） 1.安全阀位号 3.被保护设备的位号 2.PI图图号 4.管道编号 5.最大工作压力 MPa（表） 7.最高工作温度 ℃ 6.设计压力 MPa表 8.设计温度 ℃ 9.物料性质 名称 相态 临界压力 MPa 临界温度 ℃ 分子量M 绝热指数k － 压缩因子Z － 气相密度Gg Kg/m3 膨胀系数B 1／℃ 定压比热容Cp kJ/kg.K 气化热H1 kJ/kg 粘度μ mPas 10.安全阀设定压力 12.背压Pb 14.安全阀泄放压力P MPa表 Mpa MPa 11.超压 13.静背压 15.泄放温度T ％ MPa K 16.设备参数 设备直径D0 设备换热管内径d m mm 设备全长L 最大输入热量H m kJ/h 17.保温材料的厚度d0 m18.导热系数λ kJ/m℃h 19.流量系数C0 21.背压修正系数Kb图16.5和图16.8） 23.液体超压修正系数Kp图16.9 25.液体粘度修正系数Kv图16.11 27.气体特性系数X表16.1 20.容器外壁校正系数F 22.亚临界流动系数Kf图16.7 24.液体背压修正系数Kw图16.10 26.蒸汽过热系数Ksh表16.3 28.控制阀的Cv值Cv1 29.最小流量下的Cv值Cv2 30.备注 版 版 次 次 日 期 或 编 制 修 校 核 改 审 核 SLDI 233A18-98 11 表11.2 工 程 工程号 装 置 安 全 阀 计 算 表 车间或工段（区） 第 页 共 页 1.安全阀位号 2.安全阀数量 3.安全阀型式 安全阀类型 全启式 □微启式 □ 背压平衡机构 带波纹管 □ 带活塞 □ 驱动型式 弹簧 □ 导阀 □ 阀帽 开式 □闭式 □ 搬手 带 □不带 □ 散热片 带 □不带 □ 4.确定安全阀尺寸的事故工况 5.安全阀的选型 计算的喉径面积 mm2 计算泄放量 kg/h或m3/h 选择的喉径面积 mm2 额定泄放量 kg/h或m3/h 选择的喉径面积代号 入口公称直径 mm 入口法兰等级 出口公称直径 mm 出口法兰等级 6．材料 阀体 阀帽 阀座 阀芯 弹簧 波纹管 活塞 其它 7．计算标准 8．制造标准 9．制造厂名称 10.安全阀型号 11．说明 版 版 次 次 日 期 或 编 制 修 校 核 改 审 核 SLDI 233A18-98 12 表8.2 工 程 工程号 装 置 特殊管件汇总一览表 车间或工段（区） 第 页 共 页 位 号 名 称 安 装 位 置 所在PI图图号 数 量 备 注 版 版 次 次 日 期 或 编 制 修 校 核 改 审 核 SLDI 233A18-98 13 表11.4 工 程 装 置 安全阀采购数据汇总表 车间或工段（区） 序 号 1 2 3 4 5 安全阀编号 安全阀型号 需要数量 安装位置 流体介质 整定压力 MPa 初始背压 MPa 工作温度 ℃ 安全阀尺寸 阀座喉部直径 mm 法兰面 压力等级 法兰面 压力等级 阀体 阀芯 备 注 版 版 次 次 日 期 或 编 制 修 校 核 改 审 核 入 口 出 口 阀门材料 工程号 询价号 制造厂 采用规定 第 页 共 页 SLDI 233A18-98 14 12 安全阀入口管道的设计 12.1 安全阀一般应尽量靠近被保护设备或管道安装， 安装位置要易于维修和检验。 管道直径不小于安 全阀的入口直径，入口管道的压力降不大于安全阀设定压力（表压）的3％。入口管道一般不设切断阀； 如果必须设置，则切断阀要铅封开启，而且不影响安全阀的操作。有时设双安全阀以保证至少有一个安 全阀能正常工作. 12.2 如果几个安全阀共用一条入口管道时，入口管道要满足几个安全阀的流量要求。 12.3 安全阀设置在管道上，如图16.12。安全阀距振动源（如果有）的距离应满足图中说明的要求。 对于压缩机等大型设备振动源， 更应注意安全阀的设置位置， 以避免误开启和由于振动使入口管道破坏。 12.4 保护全充满液体的设备所用的安全阀，要安装在设备的顶部或顶部出口管道上。 12.5 安全阀入口管道至少要有5％的坡度，坡向被保护的系统。入口管道尽量避免袋形弯，如不能避 免，则对于易凝物质，在袋形弯低点有连续流动的排液管连至同一压力系统，若凝液易变稠或成固态， 则此排液管要伴热；对于不凝介质，在袋形弯的最低处有易于接近的放净阀。 12.6 核算在工作温度范围内管道是否需要补偿； 同时要核算与安全阀入口管道相连的工艺管道本身热 胀冷缩的长度变化。 13 安全阀出口管道的设计 13.1 安全阀出口管道的管径要不小于安全阀出口直径。 对于弹簧式安全阀， 弹簧设定时不考虑静背压 的影响，出口管道的动背压（动背压按8.3所要求的计算）与静背压之和要不大于设定压力（表压）的 10％。对于波纹管背压平衡式安全阀要不大于50％。安全阀的出口管道一般不设切断阀，如必须设置， 则要求切断阀铅封在开启状态。 13.2 直接排向大气 13.2.1 排放的气相要排向安全地点，一般出口朝上，排放口要切成平口，在管道低点有一个φ6～φ 10的排液孔。管口附丝网以避免飞鸟筑巢。 13.2.2 排放口要高出以排放口为中心的7.5m半径范围内的地面、设备、操作平台等2.5m以上。对于 有毒、或有腐蚀性、或易燃物料，应按有关规范执行。当允许排向大气时，排放口要高出以排放口为中 心的15m半径范围内的地面、设备、操作平台3m以上。 13.2.3 安全
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