换热器管程破裂工况下安全阀泄放量计算

管程破裂是换热器压力泄放阀设计中最常见的一种超压工况。ASME相关换热器规范[1]中明确要求换热器需要配置足够泄放能力的泄压装置以避免超压导致的换热器内部损坏情况的发生,但并没有提供如何进行泄压装置的选型以及管程破裂工况下泄放量的计算方法。API RP 520 Part I[2]以及API RP 521[3]虽然提供了一些对于换热器管程破裂工况下PRV设计的指导方针,但这些方针太过于宏观而不能进行详细的计算或用于换热器超压泄放分析计算中。介绍了一种换热器管程破裂工况下安全阀泄放量的计算方法,解决了换热器低压侧安全阀的设计问题。

换热器管程破裂安全保护设置及安全阀泄放量计算

管程破裂是管壳式换热器低压侧超压的关键原因,该工况下低压侧安全保护设置原则和泄放量的计算始终是工程设计的难题。本文结合国内外相关文献,对管程破裂工况下低压侧超压保护设置原则进行了分析,并针对不同泄放介质,总结了相应的泄放量计算方法。对工程设计中换热器管程破裂问题的分析和计算具备一定的指导和借鉴意义。

利用SIS失效概率定量计算安全阀泄放管网负荷

在石化装置有毒可燃气体安全阀泄放管网的设计过程中,全厂性超压工况下各装置安全阀排放至收集系统的总排放量,即管网负荷,是一个关键的工艺设计参数。工程公司通常会采用某种叠加原则对各装置的安全阀泄放量进行加和取值,SH 3009—2013《石油化工可燃性气体排放系统设计规范》中有相关说明。从概率计算的角度推导出了一种泄放管网负荷的定量计算方法。将系统中多套相关安全仪表系统(SIS)看作一个整体,根据每套SIS的失效概率(PFD)计算得到该系统特定个数SIS的失效概率,然后根据保护层分析(LOPA)中后果概率的概念,确定最多可能会发生失效的SIS个数,进而得到安全阀泄放至管网总负荷。

液体压力容器火灾工况安全阀泄放量计算方法的探讨

本文介绍了影响液体压力容器火灾工况安全阀泄放量的主要因素和安全阀泄放量的计算方法.同时,对比国内标准与美国石油协会标准在计算方面的异同,指出应根据容器的制造标准,选择适当的规范对安全阀泄放量进行计算,以保证设计的可靠程度.

三相分离器安全阀火灾泄放模拟计算研究

三相分离器安全阀火灾泄放常用的模拟计算方法有稳态迭代模拟计算法和PSV Plus半动态闪蒸法两种,这两种方法存在迭代计算步长受限和人为设定闪蒸单元的问题,导致安全阀泄放最大峰值出现错峰和削峰现象,为此开发了一种三相分离器HYSYS动态模拟计算法。对三种方法进行对比分析表明:计算结果上,三种方法计算出的安全阀尺寸相同;闪蒸迭代次数从大到小依次为HYSYS动态模拟、PSV Plus半动态闪蒸、稳态迭代模拟计算;计算精度上,HYSYS动态模拟无次数限制,可以避免前两种方法由于人为设定闪蒸单元造成的错峰和峰值削平现象,结果更为准确,因此推荐使用HYSYS动态模拟法进行安全阀火灾定尺计算。

压力容器火灾工况安全泄放质量流量的动态研究

以某气田段塞流捕集器为例,使用HYSYS动态模拟建立了压力容器包含关断逻辑的全动态生产模型,使用该模型对不同初始压力和液位下段塞流捕集器火灾工况的泄放过程进行了分析和研究。结果表明,初始条件对段塞流捕集器的最大安全泄放质量流量有明显影响,在计算最大安全泄放质量流量时,应充分考虑初始条件的影响,为安全阀的计算和选型提供正确的基础参数。

延迟焦化分馏塔顶安全泄放量探讨

以国外某270万t/a规模的延迟焦化装置主分馏塔为例,基于稳态模拟结果,分析了分馏塔塔顶安全阀泄放工况,并比较了几种分馏塔常用的泄放量计算方法的结果。按照API RP-521标准分析安全阀泄放(包括出口堵塞、全厂停电、局部停电、阀门误开、全厂停冷却水、全厂停仪表风、热膨胀、换热管破裂以及外部火灾等工况),经计算泄放量,确定最大泄放工况为全厂停电。全厂停电的计算方法通常有进料闪蒸法、塔顶气相总量法和热量平衡气化法3种,其中使用严格的热量平衡和物料平衡的热量平衡气化法法最为严谨和保守。

环氧乙烷精制塔超压工况泄放动态模拟

针对某EO/EG装置中环氧乙烷精制塔系统,采用Aspen HYSYS软件对环氧乙烷精制塔系统冷却水中断、停电工况、调节阀关闭等超压工况进行动态模拟,获得不同超压工况下塔内压力、温度、介质组成、再沸器热负荷等操作参数的变化情况和安全阀峰值泄放量。以冷凝器冷却水故障工况为例,动态模拟的安全阀峰值排量215 t/h明显小于传统估算方法的313 t/h。动态模拟能够为该系统的安全阀选型、安全阀排放扩散计算以及排放气处理方案等提供设计优化的依据。

超临界状态下高碳醇介质火灾工况泄放量计算

以某充满2-丙基庚醇的容器为例,探究火灾情况下达到超临界状态的泄放量的精确计算方法。介绍了传统方法、静态模拟和动态模拟3种方法计算火灾工况下的泄放量。结果显示,传统方法比动态模拟的泄放量数值超出约60%,静态模拟比动态模拟的泄放量数值相差45%。使用动态模拟方法既能够符合超临界流体泄放的实际情况,又能够有效地避免火灾工况下安全阀及火炬系统的过度设计。建议在工程设计中采用动态模拟方法进行超临界流体火灾工况的安全阀设计。

超临界状态下轻烃介质火灾工况泄放量的确定

以丙烷进料保护罐为例,讨论一种有效的方法确定一个充满轻烃的液相容器在火灾情况下,达到超临界状态后的泄放量。文中分别采用手算模型和计算机动态模拟模块确定该工况下的动态泄放量。将传统方法计算数据与上述2个方法得到的泄放量数据进行比较,传统方法比2个动态方法得到的火炬排放量超出约30%。合理地使用动态方法确定泄放量可有效地避免设置过度的火炬管网尺寸,同时通过动态方法还可为安全阀的选型提供参考。

脱丁烷塔超压泄放工况动态模拟

针对轻烃回收装置中脱丁烷塔的主要超压工况,包括回流中断、局部停电、全厂停电工况,进行了动态模拟。结果显示:事故工况发生初期影响压力上升速度的主要原因是空冷器的冷却负荷,而影响事故工况时最大泄放量的主要原因是泄放过程中塔底重沸器传热温差的变化。3种工况下动态模拟泄放量计算结果小于热平衡法计算泄放量和工艺包泄放量,但是得到的最高泄放温度要高于其他计算方法,在全厂停电工况时分别为136765,604945,319890 kg/h。动态模拟可以大大降低放空系统及火炬系统设计难度及投资,并且为使用高安全等级保护系统(HIPS)进一步降低泄放量的设计提供了重要设计依据。

根据临界流特性对气相安全阀出口管径的设计优化

工程公司通常采用将介质假定为不可压缩流体的简化方法来对气相安全阀出口管径进行计算。气相安全阀出口管路在泄放过程中出现的临界流(阻塞流)及其可压缩特性在某些情况下不可忽视。在等温可压缩流体压降严格算法基础上,对管道中的临界流进行识别,同时对管道变径前后的静压计算进行了适当简化,整理出一套在工程上可行的气相安全阀出口管路管径严格计算方法,为管径设计优化提供了充分的理论依据。

安全阀介绍及计算选用

从安全阀的定义和分类入手,逐步展开介绍了安全阀的选用和泄放面积的计算。并在计算中分析了不同工况下如何选用安全阀,列出了选用安全阀选用一般规则及一些工作经验的总结。

加氢装置串压隐患识别与治理

随着石油炼化行业的不断发展和油品的质量升级,加氢装置在其中起到了巨大作用,但由于加氢装置高温高压的属性,随之而来的安全隐患也相应增加。由于加氢装置反应部分压力高,发生串压的可能性也随之增加,由于压力的破坏和装置本身存在大量的高温可燃性气体及液体,使得加氢装置在设计之初就应该对各种串压的风险进行识别,并提供解决方案。讨论了在运行的加氢装置的串压隐患识别和治理措施以及安全阀泄放量的计算依据。

《输气管道工程设计规范》的几点修改意见

对于正在修改的《输气管道工程设计规范》中有关设计压力、最大操作压力和安全阀泄放压力的关系 ,设计系数选用 ,系统优化设计 ,系统分析 ,钢的韧性规定值提出了修改建议。