化工生产工艺条件离不开高温高压,当中会使用到大量的压力容器。压力容器的使用具有一定的危险性,压力容器中的压力如果失控,可能导致发生容器破裂而爆炸,造成事故。
为了确保压力容器运行时的安全,需要对压力容器进行安全设计,其中针对压力容器设置合理的安全泄放是最主要也是最后的措施。安全泄放装置通常情况是安全阀、爆破片或者他们的组合。
文末有GB/T 150.1-2011 《压力容器第1部分:通用要求》下载地址。压力容器泄放装置设计一般要求有:
1、泄放设计的起始压力应当为容器的设计压力 压力容器有工作压力、设计压力以及实验压力等不同压力数值。工作压力是压力容器长期运行时保持的压力,通常是正常工作的最高压力。设计压力为压力容器允许的最高运行压力,通常情况下设计压力比运行压力高,而且设计压力还需要在设计温度以下运行,若容器温度高于设计温度,则不能以设计压力运行。
这些压力数值中的设计压力是超压限度的起始值,有时候也以最大工作压力作为起始值。
2、泄放压力
泄放压力不能让容器的超压限超过 设计压力 的 10%或20KPa 中的最大值。即,如果设计压力的1.1倍超过20KPa,那么容器的超压限度就应当小于等于1.1倍设计泄放压力。如果1.1倍设计压力小于20KPa,那么容器的超压限度就必须小于等于20KPa。
这里注意两个点:容器的超压限度是泄放装置设计泄放压力必须要参考的。因为泄放之后,压力还可能继续上升,因此泄放装置泄放压力。 3、多个泄放装置
当有两个或以上的泄放装置时,应当有一个泄放装置的泄放压力小于等于设计压力时,其它的可以为设计压力的1.05倍。
通常情况下,多个泄放装置具有较大的泄放量,适当的阶梯设置可以有效的提高泄放效率,避免容器超压。多个泄放装置的容器超压限度 大于 单一泄放装置的超压限度:拥有多个泄放装置的容器超压限度不超过设计压力的 16%或30KPa 中的较大值。 4、可看做一个容器只设置一个泄放装置的情况 规范中规定了两种情况:第一种为 本身不会产生压力 ,但是与产生压力的装置相连,而且 设计压力大于等于压力源 。这也就是说:
不会产生压力的容器可以不设置泄放装置,但前提是设计压力达到压力源。
最常见的情况:空压机后的系统,空压机后各级缓冲罐如果设计压力达到空压机的设计压力,就可以只设置一个泄放装置。
第二种为多个压力容器用 足够粗的管道串联 ,且 始终保持 串联的情况。
这里有一个要求是必须保持串联;如有阀门,需要用铅封确保管道始终保持开启状态。这种情况不常见。
5、工艺情况需要设置泄放装置
a.容器环境温度可能标高导致压力上升时,如 火灾 情况,容器超压限度不能超过 21% ,必须要时安装辅助泄放装置;
b.如发生泄漏等因素导致物料 受热气化而产生高压 时,应当将其视作压力容器安装泄放装置。
如:罐内导热油盘管加热甲醇,如果导热油泄露,则甲醇会气化,产生压力,此时应当按照压力容器要求设置泄压装置。(这个例子非常不恰当,但是利于理解)
6、泄放装置为爆破片的情况
a.压力 快速 增长,需要快速泄压的;
b. 密封 要求比较高的;
c.物料泄放可能导致安全阀 卡住 、腐蚀等情况的;
d.安全阀不能使用的情况。
贵重、有毒介质泄放时应当采用安全阀与爆破片串联使用,具体要求见本公众号文章:
安全阀与爆破片安全装置的组合 必要时还需要设计多个泄放装置以满足快速泄压的情况。
注意:对于易燃易爆有毒有害的物料,安全泄放口应当有 导管 ,将泄放物料引到安全地点,并进行处理,不能直接排入大气。
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