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安全密封
石油和化工设备2019年第22卷
黄亚鹏1，张晶鑫2
（1.山西阳煤化工工程有限公司， 山西 太原 030021）（2.青岛国林环保科技股份有限公司， 山东 青岛 266000）
[摘 要] 本文通过原理分析和计算，分析安全阀进口与容器之间串联安装爆破片安全装置时，应满足“爆破片破裂后的泄放面积应不小于安全阀进口截面积”这一条件是否正确。根据计算，结果表明：在上述串联条件下，爆破片破裂后的泄放面积应大于安全阀进口截面积，不能等于。 [关键词] 安全阀；爆破片；串联；泄放面积；进口截面积
作者简介：黄亚鹏（1991—），男，山西运城人，本科学历，助
1 引言
安全泄放装置是一种保证压力容器安全运行，超压时能自动泄压，防止发生超压爆炸而设置在容器上的附属机构，是压力容器安全附件之一。主要包括安全阀、爆破片安全装置、安全阀与爆破片安全装置的组合装置。本文主要通过技术标准原理分析和对爆破片安全装置和安全阀泄放面积数据的计算，
验证爆破片处于安全阀进口侧与受保护容器之间的情况下，爆破片的泄放面积与安全阀进口截面积之间的关系。2 名词解释
2.1 爆破片泄放面积：指爆破片破裂后的实际泄放面积，应大于等于爆破片的最小泄放面积。2.2 安全阀进口截面积：指的是安全阀的流道面积，由阀门选型手册可知，安全阀的流道直径选取稍大而又接近的流道直径计算值，其计算值是由最小泄放面积求得。因此安全阀进口截面积最小泄放面积，且稍大。3 原因分析
3.1 GB150.1-2011附录B 超压泄放装置中B8.3条明确了，单个泄放装置泄放面积的计算公式。各符号含义如下：
A —安全阀或爆破片的最小泄放面积，mm2；设定爆破片为A1，安全阀为A2；
C —气体特性系数；K —泄放装置的泄放系数；k —气体绝热指数；
M —气体的摩尔质量，kg/kmol ；
P O —泄放装置出口侧压力（绝压），MPa ；P f —泄放装置的泄放压力（绝压），包括设计泄放压力和超压限度两部分，MPa ；
ΔP —泄放装置泄放时内、外侧的压力差，MPa ；
R —通用气体常数，J/（kmol·K ），R=8314；T f —泄放装置泄放温度，K ；W S —容器的安全泄放量，kg/h ；ξ—液体动力黏度校正系数；ρ—泄放条件下的介质密度，kg/m3；Z —气体的压缩系数。
现将公式列出（仅列出气的状态的公式，其
他状态结论一致）：
(1)
(2)
3.2 GB567.2-2012中
4.3.2.2条明确规定：当爆破片安全装置安装在安全阀的入口侧时，应满足：(c)
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第6期 黄亚鹏等 基于爆破片泄放面积与安全阀进口面积的讨论
表1 承压设备条件参数爆破片爆破后的泄放面积应大于安全阀的进口截面积。
3.3 首先必须明白什么情况下才会使用“爆破片安全装置串联在安全阀入口侧”，由GB567.2-2012可知，属于下列情况之一的被保护承压设备，爆破片安全装置应串联在安全阀入口侧：
(1)为避免因爆破片的破裂而损失大量的工艺物料或盛装介质的；
(2)安全阀不能直接使用场合（如介质腐蚀、不允许泄漏等）；
(3)移动式压力容器中装运毒性程度为极度、高度危害或强腐蚀性介质的。
根据上述原因，可知这种串联装置的根本目的，是为了保证在容器内部压力出现短暂压力波动后，可以使爆破片安全装置及时破裂，由爆破片安全装置与安全阀之间腔体及排气口及时泄压，而安全阀不起跳的一种保护装置（这里的不起跳只是相对而言，若容器内部压力得不到及时释放，安全阀同样会开启，已达到根本安全性要求，以满足GB567.2-2012中4.3.2.2中条件(a)的要求）。
由此可以得出：在“爆破片安全装置串联在安全阀入口侧”时，爆破片安全装置的泄放压力安全阀的泄放压力容器的设计压力或最大允许工作压力（最大允许工作压力，针对的是承压设备需要做气密性试验时，应注明最大允许工作压力）。公式（1）和（2）中，针对爆破片安全装置串联在安全阀入口侧的情况下，A 的大小变化仅与Pf 值有关，且成反比，组合装置的K 作为一个定值[2]，其余参数均相等。
现可知，爆破片安全装置的Pf1安全阀的Pf2，可得到：爆破片的最小泄放面积A1安全阀的最小泄放面积A2；由于爆破片的实际泄放面积最小泄放面积，安全阀的进口截面积安全阀的最小泄放面积，最终可得出：“爆破片安全装置串联在安全阀入口侧时，爆破片破裂后的泄放面积应大于安全阀的进口截面积”这一结论。4 计算举例
现针对一台压缩气体的承压设备进行验算，条件参数见表1。其爆破片安全阀组合装置示意图见图1。
介质压缩氧体设计温度50℃操作温度30℃操作压力 1.0MPa 气体进口DN100进气口气体流速
9m/s
由表1，根据GB150.1-2011中附录B 的要求可以计算求得如下数据，见表2。
安全阀整定压力（全启式） 1.1MPa 爆破片设计爆破压力（反拱型）
1.01MPa 承压设备设计压力 1.15MPa 容器安全泄放量WS 3305kg/h 泄放系数K（仅做参考）
0.63
表2
图1 爆破片安全装置与安全阀组合装置示意图
泄放装置泄放面积的计算
4.1 爆破片安全装置的最小泄放面积计算
P f1=1.1×1.01+1.01×10%=1.212MPa ；P O /P f1=0.0826， =0.528，因此处于临界状态 PO/Pf1≤；
所以A1=13.16=494.822mm2；4.2 安全阀的最小泄放面积计算
◆参考文献
[1] 中国安全生产科学研究院. 安全生产技术（2011版）[M].
北京：中国大百科全书出版社，2011.
[2] 喻健良，闫兴清，陈金义，等. 爆破片与安全阀串联组合
泄放特性[J].压力容器，2012，29(8)：6-10.
[3] 郑津洋，董其伍，桑芝富主编. 过程设备设计（第三版）
[M].北京：化学工业出版社，2001.
[4] TSG21-2016，固定式压力容器安全技术监察规程[S].
[5] GB150.1~150.4-2011，压力容器[S].
[6] GB567.1~567.4-2012，爆破片安全装置[S].
[7] 陆培文，孙晓霞，杨炯良. 阀门选用手册[M].北京：机械
工业出版社，2005.
[8] 吴全龙. 爆破片装置泄放量计算方法探讨[J].化工机械，
2012，39(2)：180-182.
收稿日期：2019-02-27；修回日期：2019-04-23 P O/P f2=0.076， =0.528，因此处于临界状
态 PO/Pf2≤；
所以A2=13.16=457.589mm2；
可以得到，验证了“爆破片安全装置串联在
安全阀入口侧时，爆破片破裂后的泄放面积应大
于安全阀的进口截面积”这一结论。
在计算过程中应注意如下几点：(a)分别计算
的时候，K的取值是定值（K仅与装置的结构有
关，当确定一种装置时，K即为定值）；(b)若采
用SW6零部件计算时，设计压力处应输入的是泄
放装置的设计泄放压力（对安全阀来说为整定压
力，爆破片安全装置为设计爆破压力），而不能
输入容器的设计压力。
5 结束语
针对上述原因分析与计算举例的分析比较，
可以知道：当爆破片安全装置串联在安全阀入口
爆破片
侧时，爆破片的泄放面积要大于安全阀的进口截
的场合及其发挥的作用为出发点，以保证爆破片
的设计爆破压力要小于安全阀的整定压力，才会
得到这种串联装置下，爆破片的泄放面积要大于
安全阀的进口截面积这一论断。
收稿日期：2019-02-22；修回日期：2019-05-08图5 人员区噪音贡献量
经过计算和后期完工状态，该方案使平台有
人房间（中控室）降低噪音得到了很好效果，为
后期平台投产得到了保障。
4 结论
高噪音房间应用高隔声板、低生物可持续
纤维隔音降噪材料，不仅解决了房间内噪音值超
标，满足职业病评价相关要求，还提高了作业人
员舒适度。该方案反映良好，为渤海区域油田类
似工况解决噪声超标问题提供了重要借鉴。
（上接116页）
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