搜索结果: GB/T 24921.1-2010, GB/T24921.1-2010, GBT 24921.1-2010, GBT24921.1-2010
| 标准编号 | GB/T 24921.1-2010 (GB/T24921.1-2010) | | 中文名称 | 石化工业用压力释放阀的尺寸确定、选型和安装 第1部分：尺寸的确定和选型 | | 英文名称 | Sizing, ion and installation of pressure relieving valves for petrochemical industries -- Part 1: Sizing and se-lection | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J16 | | 国际标准分类 | 23.060.99 | | 字数估计 | 36,393 | | 发布日期 | 2009-08-09 | | 实施日期 | 2010-12-31 | | 引用标准 | GB/T 12241; GB/T 12242; GB/T 24920 | | 采用标准 | API 520-1-2000, MOD | | 标准依据 | 国家标准批准发布公告2010年第3号(总第158号) | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | | 范围 | GB/T 24921的本部分规定了石化工业用的气体、蒸汽、不可压缩性流体和两相流介质的压力释放阀的术语和定义、类型特征和尺寸的确定等。本部分适用于石化工业用整定压力不小于0. 1 MPa的压力释放阀。 | GB/T 24921.1-2010: 石化工业用压力释放阀的尺寸确定、选型和安装 第1部分：尺寸的确定和选型
ICS 23.060.99
J16
中华人民共和国国家标准
石化工业用压力释放阀的
尺寸确定、选型和安装
第1部分:尺寸的确定和选型
2010-08-09发布
2010-12-31实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 类型特征 2
4.1 结构形式 2
4.2 特性 4
4.3 类型选用 5
5 尺寸确定 5
5.1 一般要求 5
5.2 有效面积和有效排量系数 6
5.3 背压力 6
5.4 冷态试验差压力 6
5.5 排放压力 7
5.6 气体用压力释放阀的尺寸确定 9
5.7 蒸汽用压力释放阀的尺寸确定 14
5.8 液体用压力释放阀的尺寸确定 15
5.9 液体/蒸汽两相介质用压力释放阀的尺寸确定 16
附录A(资料性附录) 临界流动时气体介质的尺寸确定实例 17
附录B(资料性附录) 亚临界流动时气体介质的尺寸确定实例 18
附录C(资料性附录) 替代方法气体介质的尺寸确定实例 19
附录D(资料性附录) 临界流动时蒸汽介质的尺寸确定实例 20
附录E(资料性附录) 需排量验证的液体介质的尺寸确定实例 21
附录F(资料性附录) 两相介质用压力释放阀的尺寸确定 22
前言
GB/T 24921《石化工业用压力释放阀的尺寸确定、选型和安装》分为两个部分:
---第1部分:尺寸的确定和选型;
---第2部分:安装。
本部分为GB/T 24921的第1部分。
本部分修改采用API520-1:2000《精炼厂压力释放装置尺寸的确定、选型及安装 第1篇:尺寸的
确定和选型》(英文版)。
本部分与API520-1:2000相比主要技术差异如下:
---本部分不包含压力释放装置中的防爆膜等内容;
---API520-1:2000标准中的部分术语,在我国有关标准中已有定义或本部分正文中未出现的,
本标准不再定义;
---删除了API520-1:2000中“2.3 防爆膜装置”和“2.4 销启动的装置”;
---删除了API520-1:2000中“3.11 防爆膜装置尺寸的确定”;
---删除了API520-1:2000中“附录C 泄压阀规范单”。
本部分附录A、附录B、附录C、附录D、附录E、附录F均为资料性附录。
本部分由中国机械工业联合会提出。
本部分由全国阀门标准化技术委员会(SAC/TC188)归口。
本部分起草单位:合肥通用机械研究院、杭州华惠阀门有限公司、上海凯特阀门制造有限公司、上海
安德森·格林伍德·克罗斯比阀门有限公司、国家油气田井口设备质量监督检验中心。
本部分主要起草人:黄明亚、陈立龙、张明、王德平、刘晓春、王秋林、辜志宏。
石化工业用压力释放阀的
尺寸确定、选型和安装
第1部分:尺寸的确定和选型
1 范围
GB/T 24921的本部分规定了石化工业用的气体、蒸汽、不可压缩性流体和两相流介质的压力释放
阀的术语和定义、类型特征和尺寸的确定等。
本部分适用于石化工业用整定压力不小于0.1MPa的压力释放阀。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB/T 24921的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件,
其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的
各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分。
GB/T 12241 安全阀 一般要求
GB/T 12242 压力释放装置 性能试验规范
GB/T 24920 石化工业用钢制压力释放阀
3 术语和定义
GB/T 12241、GB/T 12242确立的以及下列术语和定义适用于本部分。
3.1 压力释放阀
3.1.1
压力释放阀 pressurereliefvalve
是一种压力释放装置,设计为在恢复正常工况后重新关闭而防止介质继续流出。
3.1.2
是一种由弹簧直接的加载并由进口静压力驱动的压力释放阀。
3.1.3
是一种弹簧直接载荷式压力释放阀,其动作直接受到背压力的影响。
3.1.4
是一种弹簧直接载荷式压力释放阀,其结构设置了一个波纹管或其他的方法使背压力的变化给阀
门动作带来的影响降到最低。
3.1.5
是一种压力释放阀,其主释放装置同辅助的自驱动压力释放阀组合在一起并受后者控制。
3.2 压力
3.2.1
积聚压力 accumulationpressure
在压力释放阀排放时允许超过系统最大允许工作压力的压力增量。当整定压力等于最大允许工作
压力时,积聚压力等于超过压力。通常用压力单位或用最大允许工作压力的百分数表示。
3.2.2
是指系统在特定材料和设计温度下,系统(气相)顶部所允许承受的最大表压力。
3.3 有效排量系数
3.3.1
是名义值,与有效排放面积一起用于计算压力释放阀所需的最小排放量。该排放量是根据给出的
初步确定尺寸的相应公式计算确定的。
3.4 面积
3.4.1
有效面积 effectivearea
计算过程中,用于初步确定压力释放阀的尺寸。
3.4.2
计算面积,它与有效排量系数一起用来初步确定尺寸的公式中计算压力释放阀所需的最小排放量。
3.4.3
流道有效面积 floweffectivearea
标准中流道代号“D”~“T”所表示的规范流道孔面积。
4 类型特征
4.1 结构形式
4.1.1 常规压力释放阀的典型结构形式如图1所示。
1---阀座;
2---阀体;
3---调节圈;
4---密封面;
5---阀瓣;
6---弹簧;
7---阀盖;
8---调节螺杆;
9---阀杆;
10---阀帽。
图1 常规压力释放阀
4.1.2 平衡式压力释放阀的典型结构形式如图2和图3所示。
1---阀座; 5---阀瓣; 9---检漏孔;
2---阀体; 6---波纹管; 10---调节螺杆;
3---调节圈; 7---弹簧; 11---阀杆;
4---密封面; 8---阀盖; 12---阀帽。
1---阀座; 6---波纹管; 11---阀杆;
2---阀体; 7---弹簧; 12---阀帽;
3---调节圈; 8---阀盖; 13---平衡活塞。
4---密封面; 9---检漏孔;
5---阀瓣; 10---调节螺杆;
图2 波纹管平衡式压力释放阀
图3 带辅助平衡活塞的波纹管
平衡式压力释放阀
4.1.3 先导式压力释放阀的典型结构形式如图4所示。
1---主阀; 5---导阀供应管; 9---导阀阀瓣;
2---内取压管; 6---过滤器; 10---调节螺杆;
3---阀座; 7---泄压调节装置;11---导阀;
4---阀瓣; 8---导阀阀座; 12---导阀排放管。
1---主阀; 6---泄压座; 11---调节螺钉;
2---内取压管; 7---导阀排放管;12---密封件;
3---阀座; 8---导阀座; 13---防逆流装置。
4---泄压调节; 9---阀瓣;
5---导阀; 10---导阀调节机构;
a)突开动作的先导式压力释放阀(流动型) b)突开动作的先导式压力释放阀(非流动型)
图4 先导式压力释放阀
1---主阀; 6---过滤器; 11---传感隔膜;
2---内取压管; 7---导阀; 12---导阀瓣;
3---阀座; 8---导阀座; 13---排放管。
4---阀瓣; 9---泄压调节;
5---信号管; 10---传感室;
1---主阀; 4---传感隔膜;
2---阀瓣; 5---调节螺钉;
3---导阀反馈活塞; 6---导阀。
c)调节动作的先导式压力释放阀(流动型) d)调节动作的先导式压力释放阀(非流动型)
图4(续)
4.2 特性
4.2.1 压力释放阀与系统各压力之间的关系特性如图5所示。
图5 压力释放阀与系统各压力之间的关系
4.2.2 压力释放阀中开启高度和系统压力之间的典型关系如图6所示。
图6 压力释放阀的阀瓣开启高度和系统压力之间的典型关系
4.2.3 先导式压力释放阀中开启高度和系统压力之间的典型关系如图7和图8所示。
图7 突开动作的先导式压力释放阀
阀瓣开启高度和系统压力之间的典型关系
图8 调节动作的先导式压力释放阀
阀瓣开启高度和系统压力之间的典型关系
4.3 类型选用
4.3.1 常规式压力释放阀通常用于附加背压力是恒定的或排放背压力不大于整定压力的10%的场合。
4.3.2 当排放背压力较大(大于整定压力的10%)或相对于整定压力的附加背压力变动较大时,通常
选用平衡式压力释放阀。
4.3.3 平衡式压力释放阀也可用于腐蚀性介质工况,通过其结构设置将排放介质与阀门内部零件(阀
杆、导向套、弹簧、阀盖等)隔离,从而防止这些重要零部件因受介质腐蚀而失效。
4.3.4 当系统中预期的最大操作压力高于图5所示的百分数时,通常选用先导式压力释放阀。对单一
介质常选用流动型,而多相介质常选用非流动型。
4.3.5 当用于可压缩介质时,其尺寸按5.6.3、5.6.4和5.7进行计算。当用于不可压缩介质时,其尺
寸按5.8进行计算。
4.3.6 在选型计算中,应考虑压力释放阀的特性(见图6~图8),当阀瓣开启高度小于流道直径的四分之
一时,阀的排量取决于帘面积,当阀瓣开启高度不小于流道直径的四分之一时,阀的排量取决于流道面积。
5 尺寸确定
5.1 一般要求
5.1.1 应合理地考虑可能导致超压的各种意外事件,从而确定超压保护所要求的条件以及采用压力释
放阀的尺寸和类型。
5.1.2 要估算导致超压的各种意外事件所产生的压力并计算出所需要释放的介质排量。计算排量时,
需要工艺流程图、材料、管道、容器和设备设计规范等依据。
5.1.3 对需要进行超压保护的一系列运行条件(包括着火工况,非着火工况)下的释放要求应进行详细
的分析和确认。
5.2 有效面积和有效排量系数
5.2.1 在5.6、5.7和5.8的相应计算公式中,有效面积和有效排量系数用来初步确定压力释放阀的尺寸。
5.2.2 有效面积和有效排量系数只用于进行初步选型计算,与具体的特定阀门的设计没有直接关系。
最终满足使用要求的阀门其实际流道面积通常比标准的有效面积大,额定排量系数比有效排量系数小。
5.2.3 额定排量系数是通过试验验证得出的平均系数乘以0.9来确定,其值通常小于有效排量系数
(尤其是蒸汽介质用阀门,该有效排量系数为0.975)。
5.2.4 当压力释放阀选定后,应用该阀的实际流道面积和额定排量系数来验证该阀的额定排量,验证
的排量应达到或超过5.6、5.7和5.8相应公式计算的排量,从而验证该阀是否有足够的排量来满足应
用要求。
5.3 背压力
5.3.1 背压力会引起开启压力的变化、流量的减少和排量的不稳定以及三种可能同时出现的情况。
5.3.2 在压力释放阀出口处存在附加背压力和排放背压力时,压力释放阀开启后其排放系统的背压力
的大小等于附加背压力和排放背压力的总和。
5.3.3 对于常规压力释放阀,排放背压力不应超过允许的超过压力。当排放背压力不大于整定压力的
10%时,在气体(临界流动)或液体介质用压力释放阀确定尺寸计算公式中,则不需要用排量的背压修正
系数进行修正(即Kb=1.0)。
5.3.4 当总的背压力不超过整定压力的50%时,应选用平衡式压力释放阀。
5.3.5 对于平衡式压力释放阀,当总的背压力高达整定压力的50%范围时,需对排量进行修正,排量
的背压修正系数见图9和图10。
背压对整定压力百分比=(pb/ps)×100
pb=背压(表压)ps=整定压力(表压)
图9 波纹管平衡式压力释放阀(蒸汽或
气体用)的背压修正系数Kb
背压对整定压力百分比=(pb/ps)×100
pb=背压(表压)ps=整定压力(表压)
图10 波纹管平衡式压力释放阀(液体用)
的背压修正系数KW
5.3.6 当用于可压缩流体(不包括多相)的总的背压力超过整定压力的50%时,此时的流动属于亚临
界流动,应使用5.6.4中的计算式,其排量的背压修正系数可向制造厂进行咨询。
5.3.7 在先导式压力释放阀中,阀门的开启高度不受背压力的影响,对于临界流动的可压缩流体,其排
量的背压修正系数为1.0。
5.4 冷态试验差压力
5.4.1 冷态试验差压力包含了对温度和背压力等运行条件所作的修正。
5.4.2 当常规压力释放阀在室温条件的试验台上进行整定压力试验而用于高温工作条件或用于恒定
背压力下时,需要对整定压力进行修正。
5.4.3 冷态试验差压力的调整,对于有恒定背压力下的常规压力释放阀,应把所需的整定压力减去附
加背压力;对于平衡式压力释放阀,附加背压力对整定压力没有影响;对于排放温度超过120℃或低于
-59℃的压力释放阀,需要一个整定压力的温度修正系数进行修正,应向制造厂进行咨询。
5.5 排放压力
5.5.1 排放压力的确定
5.5.1.1 应根据相应规范所允许的积聚压力来确定允许的超过压力,按整定压力与所要保护系统的最
大允许工作压力之间的不同关系,来确定允许的超过压力。当整定压力等于最大允许工作压力时,允许
的超过压力等于允许的积聚压力(见图5)。
5.5.1.2 设计时,应考虑到地面海拔相对应的大气压。
5.5.1.3 液体用压力释放阀排放压力的确定方法与蒸汽用压力释放阀排放压力的确定方法相似,或按
订货合同的要求。
5.5.1.4 根据压力释放阀与所要保护系统各压力之间的关系,对压力释放阀最大积聚压力和整定压力
的限制见表1。
表1 压力释放阀整定压力和积聚压力的限制
工况条件
单个阀门 多个阀门
最大整定压力
最大积聚压力
最大整定压力
最大积聚压力
非着火工况
第一个阀门 100 110 100 116
附加阀门 - - 105 116
着火工况
第一个阀门 100 121 100 121
附加阀门 - - 105 121
补充阀门 - - 110 121
注:表中数值为最大允许工作压力的百分数。
5.5.2 操作意外
5.5.2.1 单个阀门
为防止操作(非着火)意外的在由单个阀门所受保护的系统中,其积聚压力应限制为最大允许工作
压力的110%,该阀门的整定压力不应超过系统最大允许工作压力。单个压力释放阀的排放压力按表2
的要求。
表2 单个阀门(操作意外)的排放压力
特 性 数值/%
整定压力小于
最大允许工作压力
受保护系统的最大允许工作压力 100.0
最大积聚压力 110.0
阀门整定压力ps 90.0
允许的超过压力 20.0
排放压力pd 110.0
整定压力等于
最大允许工作压力
受保护系统的最大允许工作压力 100.0
最大积聚压力 110.0
阀门整定压力ps 100.0
允许的超过压力 10.0
排放压力pd 110.0
注:当最大允许工作压力为103kPa~207kPa时,允许的积聚压力为21kPa。
5.5.2.2 多个阀门
为防止操作(非着火)意外的在由多个阀门所保护的系统中,其积聚压力应限制为最大允许工作压
力的116%。第一个阀门的整定压力不应超过最大允许工作压力。附加的一个或多个阀门的整定压力
不应超过最大允许工作压力的105%。多个压力释放阀的排放压力按表3的要求。
表3 多个阀门(操作意外)的排放压力
特 性 数值/%
第一个压力释放阀
受保护容器的最大允许工作压力 100.0
最大积聚压力 116.0
阀门整定压力ps 100.0
允许的超过压力 16.0
排放压力pd 116.0
附加压力释放阀
受保护容器的最大允许工作压力 100.0
最大积聚压力 116.0
阀门整定压力ps 105.0
允许的超过压力 11.0
排放压力pd 116.0
注:当最大允许工作压力为103kPa~207kPa时,允许的积聚压为28kPa。
5.5.3 着火意外
5.5.3.1 用于着火意外的压力释放阀,其所受保护的系统的积聚压力应限制为最大允许工作压力的
121%,此规定适用于单个阀门、多个阀门的组合和补充阀门。
5.5.3.2 用于着火意外的单个或多个组合的压力释放阀也可以用于非着火意外操作而规定的压力释
放要求,条件是非着火意外工况下的积聚压力应严格限制为最大允许工作压力的110%和116%。
5.5.3.3 单个阀门
当着火工况下的系统是通过单个阀门进行超压保护时,则单个阀门的整定压力不应超过最大
允许工作压力。整定压力不大于系统最大允许工作压力的单个压力释放阀的排放压力按表4的
规定。
表4 单个阀门(着火工况)的排放压力
特 性 数值/%
阀门整定压力小于
最大允许工作压力
受保护系统的最大允许工作压力 100.0
最大积聚压力 121.0
阀门整定压力ps 90.0
允许的超过压力 31.0
排放压力pd 121.0
阀门整定压力等于
最大允许工作压力
受保护系统的最大允许工作压力 100.0
最大积聚压力 121.0
阀门整定压力ps 100.0
允许的超过压力 21.0
排放压力pd 121.0
5.5.3.4 多个阀门
多个阀门是要求用两个或多个压力释放阀的组合来进行超压保护时。第一个压力释放阀的整定压
力不应超过系统的最大允许工作压力。最后一个压力释放阀的整定压力不应超过系统最大允许工作压
力的105%。多个压力释放阀的排放压力按表5的规定。
表5 多个阀门(着火工况)的排放压力
特 性 数值/%
第一个阀门
(阀门整定压力等于
最大允许工作压力)
受保护系统的最大允许工作压力 100.0
最大积聚压力 121.0
阀门整定压力ps 100.0
允许的超过压力 21.0
排放压力pd 121.0
附加阀门
(阀门整定压力等于最大
允许工作压力的105%)
受保护系统的最大允许工作压力 100.0
最大积聚压力 121.0
阀门整定压力ps 105.0
允许的超过压力 16.0
排放压力pd 121.0
5.5.3.5 补充阀门
补充阀门为由于着火或其他未曾预料到的意外由内部热源产生所造成的附加危害提供了泄放量。
用于着火工况的补充阀门的整定压力不应超过最大允许工作压力的110%。补充压力释放阀仅用于操
作意外(非着火)作为附加阀门。补充压力释放阀的排放压力按表6的规定。
表6 补充阀门(着火工况)的排放压力
特 性 数值/%
第一个阀门
(阀门整定压力等于
最大允许工作压力)
受保护系统的最大允许工作压力 100.0
最大积聚压力 121.0
阀门整定压力ps 100.0
允许的超过压力 21.0
排放压力pd 121.0
补充阀门
(阀门整定压力等于最大
允许工作压力的110%)
受保护系统的最大允许工作压力 100.0
最大积聚压力 121.0
阀门整定压力ps 110.0
允许的超过压力 11.0
排放压力pd 121.0
5.6 气体用压力释放阀的尺寸确定
5.6.1 流动状态
当可压缩气体通过一个喷嘴(压力释放阀的阀座流道孔),其速度和比容会随着喷嘴下游压力的下
降而上升,流量随着喷嘴下游压力的减小而增加。一旦下游压力的进一步减小而不会使流量继续增加
时,形成临界流动状态,此时的下游压力与上游压力的比值为临界压力比,可用式(1)进行估算:
pb
pd=
k+
êê
úú1
k/(k-1)
(1)
式中:
pb---背压力(下游压力),单位为兆帕(MPa)(绝压);
pd---排放压力(上游压力),单位为兆帕(MPa)(绝压);
k---理想气体的比热容比。典型的气体介质的比热容比见表7。
5.6.2 临界流动与亚临界流动
气体介质用压力释放阀尺寸的确定公式可根据是临界流动还是亚临界流动划分成两类。当下游压
力不大于临界压力pb时,为临界流动,按5.6.3确定尺寸。当下游压力大于临界压力pb 时,为亚临界
流动,按5.6.4确定尺寸。典型的气体介质的性能参数见表7。
表7 气体的性能参数
气体 分子量
在20℃和
1个大气压
下的比热容比
在20℃和
1个大气压
下的临界
压力比
在20℃和
1个大气压
下的比重
临界恒量
压力
MPa
温度
一个大气
压下的冷
凝温度
可燃性(混合
空气中的
体积百分比)
甲烷 16.043 1.315 0.54 0.554 4.73 190.7 -162 5.0~15.0
乙烷 30.07 1.18 0.57 1.058 4.98 305.45 -89 2.9~13.8
乙烯 28.054 1.22 0.57a 0.969 5.16 283.05 -104 2.7~34.8
丙烷 44.097 1.13 0.58 1.522 4.34 369.95 -42 2.1~9.5
丙烯 47.081 1.15 0.58a 1.453 4.71 365.05 -48 2.8~10.8
异丁烷 58.124 1.11 0.59a 2.007 3.72 408.15 -11.7 1.8~8.4
正丁烷 58.124 1.10 0.59 2.007 3.871 425.15 -0.6 1.9~8.4
1-丁烯 56.108 1.11 0.59a 1.937 4.099 419.15 -6 1.4~9.3
异戊烷 72.151 1.07 0.59a 2.491 3.32 187.22 27.8 1.4~8.3
正戊烷 72.151 1.07 0.59a 2.491 3.437 469.75 36.1 1.4~7.8
1-戊烯 70.13 1.07 0.59a 2.421 4.04 191.67 30 1.4~8.7
正己烷 86.18 1.06 0.59a 2.973 3.01 234.4 68.9 1.2~7.7
苯 78.114 1.101 0.58 2.697 5.019 526.15 80 1.3~7.9
正庚烷 100.20 1.05 0.60a 3.459 2.74 495.22 98.3 1.0~7.0
甲苯 92.13 1.09 0.59 3.181 4.065 317.78 110.5 1.2~7.1
正辛烷 114.22 1.05 0.60a 3.944 2.49 295.56 125.5 0.96
正壬烷 128.23 1.04 0.60a 4.428 3.80 321.1 105.6 0.87~2.9
正癸烷 142.28 1.03 0.60a 4.912 2.09 333.3 173.9 0.78~2.6
空气 28.96 1.4 0.53 1.000 3.84 132.48 -191.7 -
氨气 17.03 1.32 0.53 0.588 11.5 405.65 -33.3 15.5~27.0
二氧化碳 44.01 1.295 0.55 1.519 7.528 304.19 -78.3 -
氢气 2.016 1.412 0.52 0.0696 1.32 32.976 -252.8 4.0~74.2
硫化氢 34.08 1.32 0.53 1.176 9.18 373.55 -60.5 4.3~45.5
二氧化硫 64.04 1.25 0.55 2.212 8.04 430.65 -10 -
蒸汽 18.01 1.33 0.54 0.622 22.09 374.44 100 -
a 估算值。
5.6.3 临界流动时的尺寸确定
临界流动的气体介质用压力释放阀的尺寸确定按式(2)~式(4)计算。每个公式都可用来计算达到
必需的排量所要求的压力释放阀的有效排放面积A。并从GB/T 24920中选取标准流道的有效面积不
小于计算值A的压力释放阀。计算示例参见附录A。
A=13160×WCKdpdKbKc
TZ
(2)
A=35250×V TZMCKdpdKbKc
(3)
A=189750×V TZGCKdpdKbKc
(4)
式中:
A---有效排放面积,单位为平方毫米(mm2);
W---必需的排量,单位为千克每小时(kg/h);
C---在排放条件下由进口处气体的比热容比(k=Cp/Cv)确定的系数。可利用图11或表8获得。
当k值不能确定时,建议取C值为315;
Kd---有效排量系数。用于初步计算时,可以使用0.975;
pd---排放压力,整定压力加上允许的超过压力再加大气压,单位为千帕(kPa)(绝压);
Kb---背压修正系数。可从制造商的文件中获得,或利用图9进行初步计算。对于常规压力释放
阀和先导式压力释放阀,可取Kb=1.0;
Kc---综合修正系数。通常不装防爆膜时Kc=1.0,装防爆膜时Kc=0.9;
T---排放温度,单位为开尔文(K)(℃+273);
Z---压缩系数。在许多情况下Z为1;
M---气体的分子量,单位为千克每千摩尔(kg/kmol)。典型的气体介质的分子量见表7;
V---必需的体积排量,单位为在101.3kPa(绝压)和0℃时标准立方米每分钟(Nm3/min);
G---标准状态下的气体对应于标准状态下的空气的比重,[在101.325kPa(绝压)和0℃时的空
气的比重G=1.00]。
比热容比k=Cp/Cv
图11 假定为理想气体状况,利用比热容比估算流量等式中的系数C
表8 系数C的值
k C k C k C k C
1.00 315a 1.30 347 1.60 372 1.90 394
1.01 317 1.31 348 1.61 373 1.91 395
1.02 318 1.32 349 1.62 374 1.92 395
1.03 319 1.33 350 1.63 375 1.93 396
1.04 320 1.34 351 1.64 376 1.94 397
1.05 321 1.35 352 1.65 376 1.95 397
1.06 322 1.36 353 1.66 377 1.96 398
1.07 323 1.37 353 1.67 378 1.97 398
1.08 325 1.38 354 1.68 379 1.98 399
1.09 326 1.39 355 1.69 379 1.99 400
1.10 327 1.40 356 1.70 380 2.00 400
1.11 328 1.41 357 1.71 381 - -
1.12 329 1.42 358 1.72 382 - -
1.13 330 1.43 359 1.73 382 - -
1.14 331 1.44 360 1.74 383 - -
1.15 332 1.45 360 1.75 384 - -
1.16 333 1.46 361 1.76 384 - -
1.17 334 1.47 362 1.77 385 - -
1.18 335 1.48 363 1.78 386 - -
1.19 336 1.49 364 1.79 386 - -
1.20 337 1.50 365 1.80 387 - -
1.21 338 1.51 365 1.81 388 - -
1.22 339 1.52 366 1.82 389 - -
1.23 340 1.53 367 1.83 389 - -
1.24 341 1.54 368 1.84 390 - -
1.25 342 1.55 369 1.85 391 - -
1.26 343 1.56 369 1.86 391 - -
1.27 344 1.57 370 1.87 392 - -
1.28 345 1.58 371 1.88 393 - -
1.29 346 1.59 372 1.89 393 - -
1.30 347 1.60 373 1.90 394 - -
ak约为1.00时,C的限值为315。
5.6.4 亚临界流动时的尺寸确定
5.6.4.1 常规压力释放阀和先导式压力释放阀
亚临界流动的气体介质用压力释放阀的尺寸确定,按式(5)~式(7)计算。每个公式都可用来计算
通过对弹簧载荷的调节以补偿附加背压力的常规压力释放阀和先导式压力释放阀需要的有效排放面积
A。并从GB/T 24920中选取标准流道的有效面积不小于计算值A的压力释放阀。计算示例参见附录B。
A=17.9×WF2KdKc
ZT
Mpdpd-p()b
(5)
A=47.95×VF2KdKc
ZTM
pdpd-p()b
(6)
A=258×VF2KdKc
ZTG
pdpd-p()b
(7)
式中:
F2---亚临界流动下的排量修正系数,利用式(8)计算:
F2= kk-
1 ()r
2/k 1-r k-()1/k
êê
úúr
(8)
式中:
r---背压力与排放压力之比,pb/pd;
F2的值也可由图12获得。
r=pb/pd
图12 亚临界流动的F2值
5.6.4.2 平衡式压力释放阀
平衡式压力释放阀的尺寸确定,按式(2)~式(4)计算。这时的背压修正系数考虑到了亚临界流动
的情况以及阀瓣的开启高度保持不变(亚临界流动公式仅适用于开启高度保持不变的情况)。此时,背
压修正系数Kb应从制造商处获取。
5.6.4.3 计算的替代方法
在亚临界流动中,也可以使用临界流动公式替代亚临界流动公式来确定常规压力释放阀或先导式
压力释放阀的尺寸。在使用这个替代方法时,通过设定亚临界流动公式等于临界流动公式,用代入法获
得背压修正系数Kb。图13给出了Kb的图解。当使用式(2)~式(4)时,用图13给出的Kb(此时Kb不
等于1.0)进行计算得出的面积与用亚临界流动公式算得的面积是相同的。该方法仅适用于可以通过
调节弹簧载荷来补偿附加背压力的常规压力释放阀或先导式压力释放阀的计算。计算示例参见附
录C。
背压力对整定压力的百分数pb/pd×100=r×100
图13 仅指气体用常规压力释放阀恒定背压修正系数Kb
5.7 蒸汽用压力释放阀的尺寸确定
临界流动的蒸汽介质用压力释放阀的尺寸确定,按式(9)计算。计算达到必需的排量所需要的压力
释放阀的有效排放面积A。并从GB/T 24920中选取标准流道的有效面积不小于计算值A的压力释放
阀。计算示例参见附录D。
A= 190.4×WpdKdKbKcKnKsh
(9)
式中:
Kn---压力修正系数,
当pd≤10339kPa(绝压)时,Kn=1,
当10339kPa< pd≤22057kPa(绝压)时,Kn=
0.02764×pd-1000
0.03324×pd-1061
Ksh---过热修正系数。可从表9获得。对于任何压力下的饱和蒸汽,Ksh=1.0。
表9 过热修正系数Ksh
整定压力
(绝压)
MPa
进口温度/℃
150 200 260 320 370 420 490 540 590 640
0.2 1.00 0.99 0.93 0.88 0.84 0.81 0.77 0.74 0.72 0.70
0.3 1.00 0.99 0.93 0.88 0.84 0.81 0.77 0.74 0.72 0.70
0.4 1.00 0.99 0.93 0.88 0.84 0.81 0.77 0.74 0.72 0.70
0.5 1.00 0.99 0.93 0.88 0.84 0.81 0.77 0.74 0.72 0.70
0.6 0.99 0.93 0.88 0.84 0.81 0.77 0.74 0.72 0.70
0.7 0.99 0.94 0.88 0.84 0.81 0.77 0.74 0.72 0.70
0.8 1.00 0.94 0.88 0.85 0.81 0.77 0.75 0.72 0.70
0.9 1.00 0.94 0.88 0.85 0.81 0.77 0.75 0.72 0.70
1.0 1.00 0.94 0.88 0.85 0.81 0.77 0.75 0.72 0.70
1.2 1.00 0.94 0.89 0.85 0.81 0.77 0.75 0.72 0.70
1.3 1.00 0.94 0.89 0.85 0.81 0.77 0.75 0.72 0.70
1.4 1.00 0.95 0.89 0.85 0.81 0.77 0.75 0.72 0.70
1.6 - 1.00 0.95 0.89 0.85 0.82 0.77 0.75 0.72 0.70
1.8 - - 0.95 0.89 0.85 0.82 0.77 0.75 0.72 0.70
2.0 - - 0.96......
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