冷凝器换热管破裂超压分析及安全阀泄放量计算

为得出冷凝器换热管破裂工况下安全阀泄放量的计算公式,在对蒸馏系统进行能量衡算,并对冷凝器换热管破裂超压工况进行讨论基础上,分析了此工况造成蒸馏系统超压不同情况。再沸器在冷凝器换热管破裂工况下比在正常工况下多输入系统的热量为Qnet;冷凝器换热管破裂进入系统的循环水被加热至泡点所需热量Qt;其被蒸发所需要消耗的总热量Qv。冷凝器换热管破裂,若循环水为重组分,系统不会超压。若循环水为轻组分:当Qnet≤Qt,安全阀不起跳;当Qt<Qnet≤Qv,不能被冷凝的水蒸气会通过安全阀泄放;当Qnet>Qv,部分工艺蒸汽及全部循环水产生的水蒸汽会通过安全阀泄放。

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。

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。

锅炉安全阀泄放量计算的探讨

安全阀作为工艺系统超压场景下的最常见保护措施,准确定义安全阀的泄放量目标值是安全阀合理选型的前提,也是检验安全阀能否满足超压工况泄放能力的标尺。详细阐述了常用设备锅炉的超压场景及每个超压场景下的安全阀泄放量计算方法。

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。

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。

安全阀工艺计算及选型

对石油化工压力设备常用保护措施安全阀的工艺计算和选型作了较详细的阐述。并结合某化工项目实例,通过泄放量的确定、泄放面积、安全阀口径等计算做出最终选型,并校核了安全阀厂家的选型参数,以确保对安全阀的正确选型,防止压力容器由于超压而产生事故,又可避免造成不必要的浪费。