t——泄放压力下的饱和温度,℃;
其他符号同式(1-10-1)。
②安全阀排放能力的计算(液化气体)。
式中Ws——安全阀的排放能力,kg/h;
K——排放系数,与安全阀结构有关,应根据实验数据确定无参考数据时,可按下述规定选取:全启式安全阀K=0.60~0.70;带调节圈的微启式安全阀K=0.40~0.50;不带调节圈的微启式安全阀K=0.25~0.35;
Pd——安全阀的排放压力(绝压),Pd=1.1Ps+0.1,MPa;
Ps——安全阀的整定压力,MPa;
P0——安全阀的出口侧压力(绝压),MPa;
A——安全阀最小排气截面积,mm2。
全启式安全阀,即h≥d1/4时,A=πd21/4;
微启式安全阀,即h<d1/20时,平面密封,A=πDh;
锥面密封,A=πd1sinρ;
h——安全阀开启高度,mm;
d1——安全阀最小流道直径(阀座喉径),mm;
D—安全阀阀座口径,mm;
ρ——锥形密封面的半锥角;
C——气体特性系数,,(见表1-10-5);
k——气体绝热系数,k=cp/cv;
M——气体摩尔质量,kg/kmol;
T——气体的温度,K;
Z——气体在操作温度下的压缩系数。
k | C | k | C | A | C | k | C |
1.00 | 315 | 1.20 | 337 | 1.40 | 356 | 1.60 | 372 |
1.02 | 318 | 1.22 | 339 | 1.42 | 358 | 1.62 | 374 |
1.04 | 320 | 1.24 | 341 | 1.44 | 359 | 1.64 | 376 |
1.06 | 322 | 1.26 | 343 | 1.46 | 361 | 1.66 | 377 |
1.08 | 324 | 1.28 | 345 | 1.48 | 363 | 1.68 | 379 |
1.10 | 327 | 1.30 | 347 | 1.50 | 364 | 1.70 | 380 |
1.12 | 329 | 1.32 | 349 | 1.52 | 366 | 2.00 | 400 |
1.14 | 331 | 1.34 | 351 | 1.54 | 368 | 2.20 | 412 |
1.16 | 333 | 1.36 | 352 | 1.56 | 369 | ||
1.18 | 335 | 1.38 | 354 | 1.58 | 371 |
式中符号同式(1-10-3)。
(4)选用、安装安全阀的注意事项选用安全阀的主要原则是保证储存设备在压力异常升高时,具有足够的排放能力,以保证储存设备不致发生超压而爆炸。
选用安全阀时,先由式(1-10-3)和式(1-10-4)计算出A值,即安全阀最小排气截面面积。对于全启示安全阀A=πd21/4;对于微启式安全阀,平面密封,A=πDh;锥形密封,A=πd1hsinρ;计算出阀口直径D,最小流道直径d1。就按D和d1,数值选取与之相接近的已系列化了的阀件。此外,还需注意以下几点。
①安全阀的个数乘以阀口的直径与抬起高度的积,应大于所选安全阀实际能形成面积的值A。产品系列中每个阀的阀口直径D是已知的,安全阀的型号也规定了它的开启高度h。
②储罐应选用全启式安全阀,对于小型储罐,当微启式安全阀排放能力大于储罐的安全泄放量时,也可以选用微启式安全阀。
③我国安全阀产品形成系列,有技术标准。液化石油气行业常用的安全阀型号有以下几种:
弹簧封闭全启式安全阀:A42Y-2.5C;A42F-2.5C;A44Y-2.5C。
弹簧封闭微启式安全阀:A21H-2.5C;A41H-2.5C。
其规格,每种阀的公称直径从Dg15到Dg150,可供用户选择。
以上型号及类别的符号含义是:A为安全阀代号;即'安'的汉语拼音的第一个字母;第二位上的数字代表安全阀的连接形式:4为法兰连接,2为外螺纹连接;第三位置的数字代表安全阀的结构形式:2代表全启式,1代表微启式,4代表带扳手的全启示;第四位上的符号代表密封面材料:Y代表阀瓣为硬质合金,F代表氟质塑料;H代表合金钢,它们都是汉语拼音材料名称的字头;数字2.5代表阀的公称工作压力为2.5MPa,最后一位符号是阀体材料代号,C代表阀体是铸钢的,具体钢号是ZG25Ⅱ。
④液化石油气储罐必须设置全启封闭弹簧式安全阀,容积为100m3或100m3以上的储罐应装设2个或2个以上安全阀,安全阀与储罐之间要装设截止阀。
储罐上只安装一个安全阀时,安全阀的开启压力p2不应大于储罐的设计压力p,且安全阀的密封试验压力pt,应大于储罐的最高工作压力pw,即pE≤p,pt>pw。
安装多个安全阀时,其中一个安全阀的开启压力不应大于压力容器的设计压力,其余安全阀的开启压力可适当提高,但不得超过设计压力的1.05倍。
安装安全阀时应注意以下几点。
①待安装的安全阀必须是有效的,即无论新阀还是检验修复后的阀,必须具有相应的质量证明,并有完整无损的铅封和封印。
②安全阀的开启压力最大不得超过该压力容器设计压力的1.05倍。
③为便于更换、清洗、校验,外弹簧式(外装)安全阀与储罐罐体间应安装一只闸阀或截止阀,阀的结构和通径尺寸应不妨碍安全阀的正常泄放。储存设备正常运行时,截止阀必须保持全开,并加铅封。
④阀与罐体、阀与安全阀之间用的垫片必须采用金属缠绕垫,普通石棉及橡胶垫片会在液化石油气的溶胀作用下丧失密封能力。
⑤安全阀应装设放散管,其管径不应小于安全阀出口的管径。放散管管口应高出储罐操作平台2m以上,且高出地面5m以上。
2.液相安全回流阀
大口径液化石油气液相管道上也应设置安全阀件,以防止管路蹩压过大而造成事故,液相安全回流阀也是弹簧式安全阀,其作用原理和构造与前述安全阀相同。
图1-10-7所示为安装在泵后管道上的液相安全回流阀构造,管路上留有专门接口与液相安全阀两端连接,返回的液化石油气应回流到储罐中去。其出口口径比进阀口口径尺寸大,是为防止泄压后部分汽化现象及回冲空间需要而设计的。
在不太容易形成蹩压过大或较前为小的管道上,有时也设置塞式形的液相安全阀(即管道安全阀)。其构造如图1-10-8所示。它是开敞式的,不再接液相导管,很明显,少量的泄放并不造成物料的过多损失。
3.过流阀
液化石油气装卸作业和气相管路或液相管路上都配置有过流阀,以保证管内流速不致超限,当管内速度过大时,过流阀会自动切断管路,从而避免物料损失或酿成事故。因为管内流速过大的原因,往往是因外管路破裂、容器密封破坏等,液化石油气将在自身压力和输送泵压的联合作用下,以超常的速度通过管路,结果往往是大量倾泄,使物料损失甚至造成火灾等恶性事故。
过流阀按动作原理分为弹簧式和浮筒式两类,浮筒式亦称浮杯式或重力式。
图1-10-8 管道安全阀构造
1-阀座;2-阀瓣;3-弹簧;4-压盖;5-螺母