选用优质的弹簧钢,保证弹簧的寿命和稳定性出口管道设计
1.排放管道设计基本要求
(1) 排放管对安全阀动作和性能也有很大的影响,为此,在设计和安装排放管时应注意下列各点:
1)排放管的通径应不小于安全阀出口通径,这是基本原则。对于弹簧式安全阀,弹簧设定时不考虑静背压的影响,出口管道的动背压与静背压之和要不大于设定压力(表压)的10%。对于波纹背压平衡式安全阀要不大于50%,安全阀的出口一般不设置切断阀,如必须设置,则要求切断阀必须铅封在开启状态。
2)排放管的阻力应尽可能小。在排放时,排放管道中的阻力压降应小于阀门整定压力值的10%。以避免造成过大背压,影响阀门动作。
3)管道应加以适当的支撑,以防止管道应力(包括热应力)附加到安全阀上。
4)原则上一个安全阀单独使用一个排放管。当两个以上安全阀共用一根集合管时,集合管要有足够的排放面积,在排放管导入集合管处,流向的转折应尽可能小。
5)在排放管的低处应设置适当的排污孔并定期排污,防止雨、雪、冷凝液等积聚在排放管中。
6)安全阀与进口管、排放管的连接螺栓应均匀把紧,以防止对阀门产生附加应力。
直接排放至大气
1)排放的气相要排向安全的地点,一般出口向上,排放口要切成平口,并在管道的低点有一个排液孔(φ6~φ10)。管口罩一个丝网以避免飞鸟筑巢。
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,而对于有毒、有腐蚀性、易燃的物料,应按有关的规范执行。若允许排向大气时,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、操作平台等3m以上。
3)安全阀排放气体的温度大于等于气体的自然温度,则排放口应设灭火蒸汽,灭火蒸汽的zui小直径为DN25。
4)特殊的工艺物料,如易自聚、易结晶等,在排放口应设氮气吹扫口,连续通入氮气。
5)排向大气的液体,要向下引入至安全地点。
排放至密闭系统
1)安全阀的排放管道须坡向主管道,尽量避免袋形弯。无法避免时,在低点处设置易接近的放净阀。对于易凝气体,应在低点设蒸汽伴热管,以免积液。
2)排放管与主管的连接,要从主管的上部或侧面顺流向450角插入。既可防止总管内的凝液倒流入支管,又可减少管道压力降。
3)核算在可能的温度范围内出口管道的补偿。
4)对于排放低温的物料时,应选用低温用钢。
排放管道的管径(气相)
1)在背压允许的范围内,应保持排放管内的物料具有zui高的流速,使之经济、合理。
2)排放管道内物料的流速可按式(2-27)计算,并zui终确定排放管道直径。
U=Ma·U0 (2-27)
式中:Ma——物料流动的马赫数,直接排入大气的管道,排放管出口马赫数取小于或等于0.5;对于排入密闭系统的管道,马赫数取0.5~0.7;
U0——声速,m/s;
U——物料流速,m/s;
Pd——物料压力,MPa;
k——等熵指数;
GR ——气体密度,kg/m3
排放管道压力较低时,压力降计算公式应选用可压缩流体的压力降计算公式。
在安全阀未选定以前,排放流量按工艺计算的泄放量;一般在选定了安全阀后,用安全阀的额定流量再计算一次管道的压力降,校核所选的管道是否合适。
在特殊的情况下,可能会有所不同。在工艺计算的泄放量很小时,不得不选择较大的安全阀,这样安全阀的额定流量可能几倍于计算量。若按额定的流量选择管径就可能远大于用计算的泄放量计算的管径,在经济上是不合理的。
排放时反冲力计算
物料泄放时,液体的流动会对排放管道产生一个反作用力,并通过排出管传至安全阀,进而以力矩的形式通过安全阀入口传至设备接管。这个力和力矩是否会对安全阀的进出口管道和设备的接管、法兰造成不良的后果,需要进行详细的计算后才能确定。