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3.3.1.2 根据美国石油学会标准API520中规定:对于有足够的消防保护措施和能及时排走地面上泄漏的物料时,其泄放量由式(3.3.1-4)计算:
1.555×105×F×A0.82W'= (3.3.1-4)r否则采用式(3.3.1-5)计算:
2.55×105×F×A0.82W'= (3.3.1-5)r式中符号同式(3.3.1-2),F的计算,取值根据美国石油学会标准API520:
(1) 容器在地面上无保温:F=1.0 (2) 容器有水喷淋设施:F=1.0
(3) 容器地面上有良好的保温时,按式(3.3.1-6)计算: 式中:
F=4.2×106λ(904.4-t) (3.3.1-6)d0λ-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沙土覆盖的地上容器,F值按式(3.3.1-6)计算。将其中保温材料的导热系数和厚度换成土壤或沙土相应的数值。
另外 ,保冷材料一般不耐烧,保冷容器的外壁校正系数F为1.0。 3.3.2 泄放面积计算
(1) 根据劳动部颁发的《压力容器安全技术监察规程》(劳锅字[1990]8号)附件五之规定进行爆破片泄放面积的计算(气体、临界条件下):
a≥W'MZT (3.3.2-1)7.6×10-2?C0?X?Pa爆破片泄放面积(mm2); 式中: -W'-压力容器安全泄放量(kg/h);
C0-流量系数,对一般直圆管C0=0.71,对喇叭型接管C0=0.87;
P
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-爆破片设计爆破压力(MPa);
X
-气体特性系数,(按附表4.6选取); -压力容器内气体的摩尔质量(kg/kmol); -压力容器内气体的绝对温度(K); -气体的压缩系数。
MTZ2. 对于化学超压过程(如内部爆炸),由于其机理复杂和工况繁多,目前还没有计算公式,要经过试验才能确定所需要的爆破片。API521的《GUIDE FOR PRESSURE-RELIEVING AND DEPRESSURING SYSTEMS》1990标准中推荐在没有试验数据时,爆破面积为6.6m2/100m3容积(适用于空气-碳氢化合物体系)。
3.3.3 由公式(3.3.2-1)计算出爆破片的最小泄放面积α后,再由α值来计算泄放口径d,并按标准管径的公称直径向上圆整d值。至此初步选定了爆破片的泄放面积和泄放口径。
3.3.4 爆破片额定泄放量的核算
按圆整后选定的d值计算爆破片泄放面积α值,并根据工况利用下列公式之一来计算爆破片的额定泄放量W,如满足要求( )则α和d即为选定的泄W≥W'放面积和泄放口径。
物理超压过程的爆破片额定泄放量(泄放能力)的核算按以下公式计算:(当不能用3.3.2-1计算泄放面积时,可以用下列公式计算最小泄放面积α)
式中:
M气体 (3.3.4-1) W≤55.8C0CaPZT水蒸汽 (3.3.4-2)
W≤5.2C0CSaP液体 (3.3.4-3)
W≤5.1C0ξaPρPW-爆破片的额定泄放量(泄放能力)(kg/h);
a-爆破片的最小泄放面积(mm2);
C-气体的特性系数,由附图4.3查取或按下式计算:
P02k1=() 时为临界泄放压力比,当P0/P等于或小于临界泄放压力比当 Pk+1时,C有极大值。
k+12k=0.7071k()1k+12P0kC=[()k1Pkk+1P0kk()] (3.3.44)PCmax
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k绝热指数; 式中: -
CS-水蒸汽的特性系数,蒸汽压力小于16MPa(表)的饱和蒸汽,CS≈1;过热蒸汽的CS值随过热温度而减少,查附表4.2;
M-气体的分子量;
P-爆破片的设计爆破压力(MPa);
P0-背压(MPa);
T-容器或设备内泄放气体的绝对温度(K);
Z-气体的压缩系数,根据Tr与Pr由附图 4.5查得。对比温度
Tr =T/Tct(Tct-临界温度,K);对比压力Pr =P/Pct(Pct-临界压力,MPa)。
ρ-液体密度(kg/m3);
C0-额定泄放系数,取C0=0.62或实测值;
ξ-液体动力粘度校正系数,根据雷诺数
Re=0.3134Wμαξ=1。 由附图4.4查取;当液体粘度等于或小于水的粘度时,取
3.4 爆破片的设计爆破压力和标定爆破压力
3.4.1 每一爆破片装置应有指定温度下的标定爆破压力,其值不得超过容器的设计压力。当爆破试验合格后,其值取该批次爆破片按规定抽样数量的试验爆破压力的算术平均值。爆破压力允差见表3.4.1,表示实际的试验爆破压力相对于标定爆破压力的最大允许偏差。
爆破压力允差 表3.4.1
爆破片形式 正拱型 标定爆破压力MPa(表) <0.2 ≥0.2 <0.3 允许偏差 ±0.010 ±5% ±0.015 反拱型
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≥0.3 第 12 页 共 28 页
±5% 3.4.2 爆破片制造范围
爆破片的制造范围是设计爆破压力在制造时允许变动的压力幅度,须由供需双方协商确定。在制造范围内的标定爆破压力应符合本规定的爆破压力允差(见表3.4.1)。当商定制造范围为零时,则标定爆破压力应是设计爆破压力。
3.4.2.1 正拱形爆破片制造范围
分为:标准制造范围;1/2标准制造范围;1/4标准制造范围;亦可以是零。爆破片制造范围见表3.4.2。
爆破片制造范围(MPa) 表3.4.2
标准制造范围 设计爆破压力(MPa) 表 0.10—0.16 0.17—0.26 0.27—0.40 0.41—0.70 0.71—1.0 1.1—1.4 1.5—2.5 2.6—3.5 3.6及以上 上限(正) 0.028 0.036 0.045 0.065 0.085 0.110 0.160 0.210 6% 下限(负) 0.014 0.020 0.025 0.035 0.045 0.065 0.085 0.105 3% 上限(正) 0.014 0.020 0.025 0.030 0.040 0.060 0.080 0.100 3% 下限(负) 0.010 0.010 0.015 0.020 0.020 0.040 0.040 0.030 1.5% 上限(正) 0.008 0.010 0.010 0.020 0.020 0.040 0.040 0.040 1.5% 下限(负) 0.004 0.006 0.010 0.010 0.010 0.020 0.020 0.025 0.8% 1/2标准制造范围 1/4标准制造范围 3.4.2.2 反拱刀架(或刻槽)型爆破片制造范围 按设计爆破压力的百分数计算,分为:-10%;-5%;0。 3.4.2.3 制造范围说明
爆破片的制造范围与爆破压力允差不同,前者是制造时相对于设计爆破压力的一个变动范围,而后者是试验爆破压力相对于标定爆破压力的变动范围。
3.4.3 爆破片的设计爆破压力
为了使爆破片获得最佳的寿命,对于每一种类型的爆破片的设备最高压力与最小标定爆破压力之比见表3.4.3。