安全阀排放管道支架设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.comCHEMICALENGINEERINGDF_SIGN化工设计2005，15(4)安全阀排放管道支架设计陈红中国石化洛阳石化工程公司洛阳471003摘要分析和研究安全阀排放管支架的设计。通过分析和计算所受的力和力矩，介绍安全阀排放管道支架的设计方法。关键词安全阀排放管支架在安全阀配管设计中，排放管支架设计是一1．2开式排放系统项重要的工作，它关系到安全阀能否正常工作，开式排放系统的出口管道没有程序化的计也关系到装置的安全。算，其计算结果对排放管的支架设计很重要，因1

2、力和力矩此我们将该部分作为重点进行分析和研究。目前计算安全阀排放管所受力和力矩常用的安全阀的排放系统分闭式和开式两种，计算方法是荷载分析法。荷载分析及计算方法考虑安其反作用力和力矩采用不同的方法。全阀的排放管除承受内压、自重等静荷载以外，闭式排放系统排放至储罐或者火炬系统，排还要承受排气的反作用力等动力荷载。下面将给放终点通常连接设备，其出口管道产生的热位移出排放管动力荷载的计算公式。较大。除要考虑排放介质反作用力和自重的影响安全阀排放管出口的流动状态可能是临界流外，还需计算二次应力。动(临界压力大于或等于大气

3、压力)，也可能是开式排放系统排放至大气，其特点是瞬时亚临界流动(临界压力小于大气压力)，两者计性，排放管受热介质影响较小，不计算热位移对算方法是不同的。出口管的影响，即不需计算二次应力。首先，根据安全阀排放介质的参数计算排放1．1闭式排放系统管出口的临界压力、临界流速和临界比容：通常，安全阀闭式排放系统的排放管相对较Pc√‘TGe~PoVo‘10。(1)长，我们称之为“管系”。在稳态流动条件下，管系各部位所受的力和力矩具有自平衡性。wc=√‘PoVo。103(2)在连续排放高温介质的情况下，会使管道产生变形。管

4、道与设备(或火炬)相连接的地方，Vc=Wc·吉(3)由于设备温度的变化而出现端点位移，端点位移式中，Pc为临界压力，SPa；Wc为临界流速，也使管系变形。这些变形使管系承受弯曲、扭m／s；Vc为临界比容，m3／kg；K为介质的比热转、拉伸和剪切等应力。目前，计算各点所受力比(绝热指数)，对于空气、o2、N2、CO等，K和力矩通常用应力分析程序CAESARⅡ进行计=1．4；对H2，K=1．41；对于过热蒸汽、Co2、算。我们可以将安全阀出口管道的操作条件和管H2S等，K=1．3；对饱和蒸汽，K=1．13；G为系的

5、走向等数据输入计算机，应用程序进行计介质流量，kg／s；f为排放管出口流通截面，算。由于闭式排放系统出口管道力和力矩的计算m2；Po为安全阀人口滞止压力，MPa；Vo为安有完善的计算程序，同时该程序应用也较为广全阀人口滞止比容，m3／kg。泛，故本篇对该部分不作介绍。其次，根据上述公式计算结果，可以判断排陈红：工程师。1994年毕业于抚顺石油学院化工设备与机械专业。一直从事管道设计工作。联系电话：(0379)63851302，13783174880。维普资讯http://www.cqvip.com陈红安全阀排放

6、管道支架设计31放管的流动状态。1．2。3加放空管时所受力和力矩如果为临界流动，则排放管道的末段参数为在进行安全阀出口排放管设计时，如果在出临界参数，始端参数与管道的总阻力系数1：有口管道外加设放空管，如图1所示，且安全阀放关。空管和放空管支架生根点与安全阀出口管和出口始端参数可按下式计算：管支架生根点隔开，则将大大降低安全阀放空管PS=Pc丁K+Ip一)(4)对安全阀的影响。故安全阀出口管道支架设计还包括安全阀放空管支架设计，因此，需计算放空Ws=、Ⅳc(5)管所受力和力矩。Vs=vc／13(6)放空管在安全

7、阀开启时，受到FA和FB两个=而2K1：+1+2·lnp(7)力的作用，它们可按上述公式计算。设置支架式中，Ps为排放管始端介质压力，MPa；Ws为时，支架应能承受垂直方向和水平方向的不平衡排放管始端介质流速，m／s；Vs为排放管始端介力和力矩。质比容，m3／kg；口为介质的比容比；为等截面管道的总阻力系数：1：=吉L+∑∈(8)式中，为管道的摩擦系数；D为管道的内径，囊冬m；L为管道的长度，m；∑为管道局部阻力系数的总和。如果为亚临界流动状态，则虚段比容比：：!!±!!!!±二K+1虚段阻力系数：∈1=(一2

8、1p一1)1．2．1排放管受力图1安全阀出口放空管在稳态流动的条件下，安全阀开启时的反作放空管所受力：用力F包括动量效应和应力效应两部分，即：F=FB—FA—WF=G·W+(P—Pa)f·10(9)式中，FB、FA根据式(9)计算iW为放空管自式中，F为排放管出口的反作用力，N；G为质身的重量(如果放空管很短，可忽略)。量流率，kg／s，按安全阀开启时最大流率的1．1放空管所受力矩同样