安徽理工大学毕业设计

害气体的隔热需要，同时也起着消防的保护作用。但是，消防保护和隔热有着不同的要求，一般球罐的喷淋装置有环形冷却水管或者导流式淋水装置。

对于储存易燃易爆的燃料，特别是液化石油气体的球罐必须设置消防喷淋装置，按照我国建筑设计防火规范的规定，消防喷淋装置的供水强度不应小于0.15L/(s*m2)，着火球罐的保护面积按其全表面积计算，距着火罐直径1.5倍范围内的相邻储罐按其表面积的一半计算。液化石油气的火灾延续时间应按6小时计算。为了防止支柱因直接受火而过早失去支撑能力，发生坍塌现象，对于储存易燃物料和LPG物料的球罐，其支柱应采用非燃烧性材料进行隔热保护，其火灾延续时间不应少于2小时。

以下是关于水喷淋装置的相关计算：

A??D0?1030.06m2

Q?Aq?2060.12L/min?2060.12kg/min

V?2m/s?120m/min

d?3.1624Q?14.8mm ?VN?1Q??91.6 2?2d6.667?10?0.6???1?p1?p2?即洒水孔的个数需要92个。 2.5.3隔热保冷装置

（1）隔热设施

储存液化石油气、可燃性气体和它的液化气以及有毒气体（氯、氨除外）的球罐壳体和支柱，应该设置隔热设施。隔热设施可采用水喷淋装置或采用不燃性绝热材料覆盖。隔热用水喷淋装置的设计在喷淋装置中已经介绍过，在此不做赘述。

（2）保冷设施

在球罐中储存须保持低温的物料（如储存乙烯、液化天然气、液氨等） 时，应设置保冷装置。

液化石油气、可燃性气体及毒性气体的有保冷设施的球罐，其保冷层表面采取如下措施：

<1>一般应该用耐热材料覆盖在保冷材料表面。

<2>在外表面装设有喷淋水等有效防火装置时，耐热材料的要求可降至具有200℃保温30min的性能。

<3>不燃性保冷材料如具有900℃、30min以上的耐热性能时，可只加适当的外部装饰，而不必另加耐热材料覆盖。

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<4>不燃性或难燃性的保冷材料如不具有900℃、30min以上的耐热材料的厚度，按使用的要求考虑。

<5>在使用不燃性保冷材料的场合，或者耐热材料的保持温度可以考虑为200℃时，则可使用难燃性材料作外层装饰。 2.5.4液位计

储存液体和液化气体的球罐中应装液位计。目前，球罐中采用的液位计主要有浮子-齿带液位计（又称浮子-钢带液位计）、玻璃板式液位计、雷达液位计、超声波液位计等多种。

浮子-齿带液位计是国内球罐常用的一种结构较为合理的连通管式液位计。它的特点是采用连通管，把多个玻璃板式液位计装设在连通管上，可以测量全液位，连通管要求采用DN50的钢管制成，并与球罐操作用梯子平台配合装设，便能较易观测液位情况。它的优点是可使球壳上液位计的开孔减少至最少数量，且节省配管材料。本次设计将采用此种液位计。

液位计设置时要在高、底液位线有报警装置，防止装载过重、抽空，以免发生事故，特别在装载液化气时更要慎重。 2.5.5压力表

为了测量容器内压力，球罐应设置压力表。考虑到压力表由于某种原因而发生故障，或由于仪表检查而取出等情况，应在球壳的上部和下部各设置一个以上的压力表。压力表的最大刻度为正常运转压力的1.5倍以上（不要超过3倍）。为使压力表读数尽可能正确，压力表的表面直径应大于150mm。压力表前应安装截止阀，以便在仪表校正时可以取下压力表。 2.5.6温度计

在球罐上安装1个以上的温度计，此温度计可以测量比最低使用温度低10℃的温度。

温度计的保护管

<1>保护管的强度，应能承受设计压力1.5倍以上的外压，并能充分承受使用过程中所加的最大载荷（流体阻力或外部冲击）。

<2>保护管外径，由于强度所限而不能太大。保护管的插入长度应对温度计的敏感元件是足够的。

<3>低温球罐或在寒冷地区装设的球罐，必须防止雨水、湿气等流入测温保护管内而结冰，从而影响正确的温度测量。 2.5.7安全泄放装置

1.安全阀的种类、数量及可设置的位置

为防止球罐运转异常造成内压超过设计压力，应在气相部分设置一个以上的

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安全阀，以便及时排出部分气相物料，自动地将内压回复设计压力以下。同时，在气相部分还要设置一个以上的辅助的火灾安全阀，使得由于火灾而使罐内物料温度及压力上升时，能自动发生作用，排泄物料，确保球罐不超压=。安全阀的形式通常采用直接载荷弹簧式。

2.泄放压力

（1）安全阀开启压力应根据不同的工艺操作压力而定，一般去pz≤(1.05-1.1)pw,当pz<0.18Mpa时，可适当提高pz对pw的比值。其中pz为安全阀的开启压力；pw为球罐的工作压力。

(2）操作用安全阀的开启压力 至少有一个安全阀的开启压力不应大于设计压力。

（3）火灾用安全阀的开启压力 应使容器内的超压限度不大于设计压力的16%

3．安全泄放量

本次设计只考虑液化气的安全泄放量，计算数据如下：

2.55?105FAr0.82Ws??8401.62kg/h

q式中: Ws——球罐的安全泄放量，kg/h;

q——在泄放压力下液化气体的汽化潜热，kJ/kg; Ar——球罐的受热面积，m2,按下列公式计算：Ar=1.57D02

F——系数，球罐置于地面下用砂土覆盖时取0.3；球罐在地面上时

取1；

4.安全阀的排放面积

符号说明：Ws——安全阀的安全泄放量，kg/h A——安全阀的最小排放面积，mm2

K——安全阀额定泄放系数，取0.9倍泄放系数

2k?1 C——气体特征系数，按C?520k()计算

k?1 P0——安全阀出口侧的压力 M——气体的摩尔质量

T——泄放装置进口侧气体的温度 Z——气体的压缩系数

k?122

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P0/Pd?0.049???2???k?1?kk?1?0.542

所以该泄放满足临界条件，所以：A?Ws7.6?10?2CKPdM/(ZT)?1319.56 mm2

安全阀喉部直径最小为 ：d?4A??40.99mm

根据计算，本次设计取规格为DN50的安全阀。

5.注意事项

（1） 安全阀应选弹簧式安全阀，不可使用低扬程安全阀

（2） 弹簧不可与介质大气直接接触，在不得已的场合，应进行耐腐蚀处理 （3） 弹簧的调节螺丝不能松动，应有防止随意调整的印封 （4） 安全阀应垂直安装，以保证容器和安全阀之间畅通无阻 （5） 安全阀的安装位置尽可能布置在平台附近，以便检查及维修

(6）单独排入大气的安全阀，其出口管线管径按管线压力降不大于其定压的

10%确定，但不应小于安全阀出口直径。

(7）备用安全阀应有明确其为备用的标志。 (8）在向大气直接排放的场合，排放蒸汽应垂直向上喷出，并在端部设置保护罩，以防止雨水、锈屑、尘土等的堆积。

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