GB/T 24921．1‐2010 石化工業(yè)用壓力釋放閥的尺寸確定、選型和安裝 第1部分：尺寸的確定和選型介紹

GB/T 24921.1 - 2010《石化工業(yè)用壓力釋放閥的尺寸確定、選型和安裝 第 1 部分：尺寸的確定和選型》主要涉及石化工業(yè)中壓力釋放閥尺寸確定和選型的相關(guān)內(nèi)容，以下是德特森對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)的詳細(xì)介紹：

一、范圍

本部分標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了石化工業(yè)用壓力釋放閥在尺寸確定和選型方面的要求。適用于安裝在石化工業(yè)設(shè)備和管道上的壓力釋放閥，這些設(shè)備包括但不限于壓力容器、反應(yīng)釜、換熱器、管道系統(tǒng)等，為確保這些設(shè)備在超壓情況下能夠安全可靠地釋放壓力提供了依據(jù)。

二、術(shù)語和定義

1、壓力釋放閥

是一種自動(dòng)閥門，當(dāng)系統(tǒng)壓力超過設(shè)定的開啟壓力時(shí)，能夠自動(dòng)開啟，將系統(tǒng)內(nèi)的介質(zhì)排出，以防止系統(tǒng)壓力過高而導(dǎo)致設(shè)備損壞或安全事故。它包括安全閥、爆破片裝置等多種類型。

2、開啟壓力

指壓力釋放閥開始開啟，使介質(zhì)能夠流出的壓力值。這是壓力釋放閥的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，其設(shè)定值直接關(guān)系到設(shè)備在超壓情況下能否及時(shí)得到保護(hù)。

3、額定排量

壓力釋放閥在規(guī)定的開啟壓力、超壓限度和背壓等條件下，單位時(shí)間內(nèi)能夠排出的介質(zhì)流量。額定排量的準(zhǔn)確計(jì)算對(duì)于合理選型至關(guān)重要，以確保在超壓時(shí)能夠有效釋放足夠的介質(zhì)，防止壓力持續(xù)上升。

三、尺寸確定和選型的一般原則

1、基于工藝要求和系統(tǒng)參數(shù)

尺寸確定和選型首先要考慮石化工藝的具體要求，包括設(shè)備的操作壓力、操作溫度、介質(zhì)類型（如氣體、液體、蒸汽等）和流量等參數(shù)。例如，對(duì)于操作壓力波動(dòng)較大的設(shè)備，需要選擇開啟壓力精度較高的壓力釋放閥，并且要根據(jù)可能出現(xiàn)的最大壓力和流量來確定合適的尺寸。

2、考慮超壓情況

要對(duì)設(shè)備可能出現(xiàn)的超壓情況進(jìn)行分析，包括超壓的原因（如操作失誤、外部熱源影響、化學(xué)反應(yīng)失控等）和超壓的程度。根據(jù)超壓的幅度和可能持續(xù)的時(shí)間來確定壓力釋放閥的超壓限度和排量要求，以保證在超壓期間能夠有效地控制壓力。

3、介質(zhì)特性的影響

介質(zhì)的物理和化學(xué)特性對(duì)壓力釋放閥的選型有很大影響。對(duì)于腐蝕性介質(zhì)，需要選擇具有良好耐腐蝕性的閥體材料和密封材料；對(duì)于粘性較大的液體介質(zhì)，要考慮其對(duì)閥門流通能力的影響，可能需要選擇較大尺寸的閥門或者特殊結(jié)構(gòu)的壓力釋放閥來確保足夠的排量。

四、尺寸確定的方法

1、理論計(jì)算方法

基于流量平衡原理：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在超壓情況下，設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生的多余介質(zhì)流量應(yīng)該等于壓力釋放閥排出的流量。通過建立流量平衡方程，結(jié)合設(shè)備的容積、壓力上升速率等參數(shù)，可以計(jì)算出所需壓力釋放閥的理論排量。例如，對(duì)于一個(gè)已知容積為 V 的壓力容器，當(dāng)壓力以一定速率 dP/dt 上升時(shí)，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程和流量平衡關(guān)系，可以推導(dǎo)出所需壓力釋放閥的排量計(jì)算公式。

考慮流體力學(xué)因素：在計(jì)算排量時(shí)，還要考慮流體在壓力釋放閥內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)，如雷諾數(shù)、阻力系數(shù)等。對(duì)于液體介質(zhì)，要考慮其粘度對(duì)流動(dòng)的影響；對(duì)于氣體介質(zhì)，要考慮其可壓縮性。通過流體力學(xué)公式和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)理論排量進(jìn)行修正，以更準(zhǔn)確地確定壓力釋放閥的尺寸。

2、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖表法

標(biāo)準(zhǔn)提供了一些基于經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的圖表和數(shù)據(jù)，用于在初步選型時(shí)快速確定壓力釋放閥的尺寸。這些圖表通常是根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用案例繪制的，將設(shè)備類型、操作壓力、介質(zhì)類型等參數(shù)與壓力釋放閥尺寸（如公稱直徑）相關(guān)聯(lián)。例如，對(duì)于常見的石化反應(yīng)器，根據(jù)其操作壓力范圍和反應(yīng)介質(zhì)的類型，可以從圖表中查找對(duì)應(yīng)的壓力釋放閥公稱直徑推薦值。

五、選型的考慮因素

1、閥門類型的選擇

安全閥：適用于一般的壓力保護(hù)場(chǎng)合，通過彈簧力或重錘等方式設(shè)定開啟壓力，當(dāng)系統(tǒng)壓力超過開啟壓力時(shí)，閥門自動(dòng)開啟。安全閥的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作靈敏、可重復(fù)使用，常用于壓力波動(dòng)較為頻繁的設(shè)備。

爆破片裝置：利用爆破片在壓力作用下破裂來釋放壓力。它的特點(diǎn)是響應(yīng)速度極快，適用于對(duì)超壓反應(yīng)要求非常高的場(chǎng)合，如存在爆炸危險(xiǎn)的化學(xué)反應(yīng)過程。但爆破片破裂后需要更換，相對(duì)成本較高。

組合式壓力釋放裝置：將安全閥和爆破片裝置組合使用，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。例如，在爆破片裝置后安裝安全閥，可以防止爆破片破裂后介質(zhì)直接排放，同時(shí)安全閥還可以在爆破片出現(xiàn)微小泄漏等異常情況下起到補(bǔ)充保護(hù)作用。

2、材料選擇

根據(jù)介質(zhì)的腐蝕性、溫度等因素選擇合適的閥體材料和內(nèi)部零件材料。對(duì)于高溫環(huán)境，可能需要選擇耐高溫的合金鋼；對(duì)于存在腐蝕風(fēng)險(xiǎn)的介質(zhì)，如酸性或堿性溶液，要選擇具有相應(yīng)耐腐蝕性的材料，如不銹鋼、哈氏合金等。同時(shí)，密封材料的選擇也很關(guān)鍵，要確保在工作溫度和壓力下能夠保持良好的密封性能。

3、其他特殊要求

背壓考慮：如果壓力釋放閥出口存在一定的背壓（如排放到有壓力的管道或容器中），在選型時(shí)要考慮背壓對(duì)閥門排量和開啟壓力的影響。有些壓力釋放閥能夠適應(yīng)較高的背壓，而有些則對(duì)背壓比較敏感，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的閥門或者采取相應(yīng)的措施（如安裝背壓平衡裝置）。

防火要求：在石化工業(yè)中，有些區(qū)域存在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于這些區(qū)域的壓力釋放閥，要考慮其防火性能，選擇符合防火標(biāo)準(zhǔn)的閥門，以確保在火災(zāi)情況下仍能正常工作或至少能夠在一定時(shí)間內(nèi)保持關(guān)閉狀態(tài)，防止火災(zāi)蔓延。