爆破片装置泄放量计算方法探讨.pdf

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1、180化工机械2012焦爆破片装置泄放量计算方法探讨吴全龙’(华东理工大学)摘要结合ASMEⅧ．1UG[25．137及APl520(2000版)等最新标准规范，参考美国CRANE公司技术文件《lowofFluidsThroughValves，FittingsandPipes)，介绍了爆破片装置泄放量的另外一种计算方法，即流体阻力系数法，并对两种方法进行了对比分析，同时给出了计算实例。关键词爆破片装置泄放系数流俸阻力系数泄放量中圈分类号TQ086．2文献标识码A文章编号0254-6094(2012)02-0

2、180-04符号说明A——爆破片最小泄放面积，mm2；d——管道公称直径，爆破片泄放通径，mm；厂——管道摩擦系数；^——气体绝热指数；K——管道系统流体阻力系数；K'-----额定泄放系数。其值为0．62；肘——气体分子量，即摩尔质量，g／tool；Kf一爆破片装置流体阻力系数；P——爆破片设计爆破压力(计算时，采用绝对压力)，MPa；P——爆破片泄放压力(计算时，采用绝对压力)，MPa；p。——爆破片出口侧压力(计算时，采用绝对压力)，MPa；却、△卜超压爆破时，爆破片内外压力差，卸=P—P。，AP：

3、P—P。；r——泄放介质绝对温度，K；Ⅳ——爆破片泄放量(泄放能力)，kg／h；y——气体净膨胀系数；z——气体压缩因子；P——液体密度，ks／1113。爆破片装置泄放量(泄放能力)是指在泄放面积、泄放压力和泄放温度确定的条件下，单位时间内能从爆破片装置泄放口排出的介质量，是衡量爆破片性能的重要指标。我国压力容器规范明确规定，一旦容器发生超压泄放，泄压装置的泄放量应大于或等于容器的安全泄放量，以保证容器的安全。因此，科学地确定爆破片的泄放能力即爆破片的公称直径，是非常重要的。1泄放系数法计算爆破片装置泄放

4、量国内现有的压力容器相关规范或标准对物理超压过程中爆破片装置的泄放量计算均作出了相应的规定¨j，并给出了具体的计算公式。目前，工程技术人员在计算爆破片装置泄放量时，基本上也是参考这两个标准来进行的，这些公式在行业内有较大的认同度。文献[1，2]中关于渣压装置泄放量的计算公式仅因单位不同而导致表达形式不一致，其计算结果完全吻合。但文献[1，3]在计算爆破片装置泄放量时均忽略了一个重要条件，即使用泄放系数法计算泄放量时爆破片装置必须满足如下条件：a．爆破片装置直接排放至大气；b．爆破片装置离容器本体距离不超过

5、8倍管径；c．爆破片装置泄放管道长度不超过5倍管径；d．爆破片装置上、下游接管的名义直径不小于爆破片装置的泄放通径。以上4个条件是任何一份国外资料在介绍爆破片装置泄放量计算时必然要提到的，特别是随着现代化大化工的迅猛发展，越来越多的安装了爆破片泄放装置的工况(比如爆破片装置安装在，吴全龙，男，1975年4月生，高级工程师。上海市，201108。第39卷第2期化工机械181管道之间)由于无法满足以上条件，因此不能直接采用泄放系数法计算泄放量，而必须采用流体阻力系数进行泄放量的计算(以下简称流体阻力系数法)。

6、2流体阻力系数法计算爆破片装置泄放■流体阻力系数法适合于任何管路泄压系统的泄放量计算，且其已经综合考虑了由于管道直管阻力和弯头、三通、异径管、阀门以及爆破片装置等管道配件的存在而引起的流体流道方向或截面变化所产生的大量旋涡形成的流体局部阻力对整个管路系统泄放量的影响，具有更广泛的通用性，其计算的前提是需要知道所有管件的流体阻力系数。直管、弯头、三通、异径管以及阀门等管件的流体阻力一般的化工原理书籍中都有介绍，可直接查到它们的值。爆破片装置流体阻力系数足。是一个无量纲系数，用来计算压力泄放系统中因爆破片装置

7、(包括爆破片和夹持器)引起的速度损失，其值由爆破片制造厂家给出。目前国内的超压泄放装置相关标准均未对爆破片装置流体阻力系数作介绍，关于爆破片流体阻力系数的测量方法则在文献[4]中作了较为详细的规定，国内相关主管部门及行业专家也已对爆破片流体阻力系数问题逐步从标准规范、试验装置及计算方法等方面进行弥补和完善。API520Part1-2000po及美国CraneValve公司产品技术文件Crane410对如何使用流体阻力系数计算管道流量即爆破片装置泄放量有较为详细的介绍，为方便国内工程师使用，现将其转换成国际

8、单位制并化简成国内工程师所熟悉的形式举例说明其计算过程。根据ASMEⅧUGl27的规定，使用该方法计算的泄放量其计算值应乘一个不大于0．9的系数进行修正。另外，现行的国内标准在计算爆破片装置泄放量时均是采用爆破片设计爆破压力来进行计算的，国外很多资料其实都已采用泄放压力来代替设计爆破压力，在今后的标准中，国内计算公式也应采用泄放压力，更为科学合理。以下介绍的流体阻力系数法流量计算公式中均采用泄放压力。2．1气体介质对于介质为气