安全阀排放管道支架设计.pdf

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CIIEMICAL ENGINEERING DESGN
化工设计2005,15(4)
安全阀排放管道支架设计
陈红*?国石化洛阳石化工程公司洛阳471003
要分析和研究安全阀排放管支果的设计。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。
键词安全阀排放管支架
在安全阀管设计山中,排放管义架设计是1.2开式排放系统
项重要的工作,它关系到交全阀能否正常工作
开式排放系统的出口管道没有程序化的计
也关系到装置的交个。
算,其让算结某対排放管的义架设计很重要,因
1力和力矩
此我们将该部分作为重点进行分析和研究。
日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和,计算方法是荷载分析法。荷載分析及计算方法考虑女
共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、白重等静荷載以外,
闭式排放系统排放至储罐或者火炬系统,排还要乐受排气的反作川力等动力荷载。下面将给
放终点通常连接设备,其出凵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
安全阀排放管出凵的流动状态可能是临外流
外,述需计算二次应力。
动(临界压力大于或等于大气压力),也可能是
井式排放系统排放至大气,其特点是瞬时亚临界流动(临界压力小于人气压力),炳者训
性,排放管受热介质影响较小,不计算热位移対算方法是不同的
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
长,我们称之为“管系”。在稳态流动条件
Pc=K(K+1)"了√PV?の3
管系各部位所受的力和力矩具有自平衡性。
W
K+1
在迮续排放尚況介质的情況下,会使管道
生变形。管道与设备(或火炬)相连接的地方,
Vc-wc
(3)
由于设备温度的变化而出现端点位移,端点位移式中,Pe为临界压力,MPa:Wc为临界流速,
也使管系变形。这些变形使管系承受弯曲、扣m/s;Ve为临界比容,m3/kg;K为介质的比热
转、拉伸和剪切等应力。日前,计算各点所受ノ力比(绝热指数),对于空气、Oの、N2、CO等,K
和力矩通常用应力分析程序 CAESAR I进行计
1.4:対H2,K=1.41:対于过热蒸汽、CO2、
算。我们可以将安?阀出凵管道的操作条件和管H1S等,K=1.3:对饱和蒸汽,K=1.13;G为
系的走向等数据输入计算机,应用稈序进行计介质流量,kg/s;「为排放管口流通截面
算。由丁闭式排放系统出?管道力和力矩的计算m2;P。为安全阀入口淵止压力,MPa;Vo为安
有完善的计算程序,同时该程序应用也较为全阀入?滞止比容,m2/kg。
泛,枚本篇对该部分不作介绍。
共次,根据上:述公式计算结果,可以判断排
陈红:に程师。1994年毕业」抵顺石油学院化「设备与机械专业。一H从事管道设计作。联系也话:(0.379)635851302,
13783174880。

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2005,15(4)
陈红安全國排放管道支架设计
放管的流动状态。
加放空管时所受力和力矩
如果为临外流动,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敩有?管道外加设放空管,如图1所示,日交个阀放
空管和放空管支果生根点与交个阀出凵管和出
始端参数可按下式计算:
管支架生根点隔斤,则将人人降低安全阀放空管
K+
(4
对女全阀的影啊。故安全阀出口管道文架设计还
包括安全阀放空管支架设计,内此,计算放空
Ws=Wc/
管所受力和力矩
(6)
放空管在安全阀开启时,受到FA和FB两个
F=に+1+1+2l
(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:W、为时,支架应能承受垂直方向利水平方向的不平衡
扑放管始端介质流速,m/s:V、为排放管始端介力和力矩
质比容,m/kg:3为介质的比容比;て为等截面
管道的总阻力系数:
Fい点A
(8
Fp
式中,入为管道的摩擦系数;D为管道的内径,
点B
安全阀,管道及
m:L为管道的长度,m::为管道局部阻力
法兰等的蛋心
系数的总和
如果为亚临界流动状态,则虚段比容比
√(P/Pe)2+K
K
虚段阻力系数
。K+1
Sl
B-2in3-
1.2.1排放管受力
图1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
放家管所受力:
用力F包括动量效应和应力效应两部分,即:
F=FR-FX-W
F=GW+(P-PA/1
(9)
式中,F、FA根据式(9)计算;W为放空管白
式山,F为排放管出口的反作用力,N;G为质
身的重量(如某放卒管很短,可忽路)
軍流率,kg/s,按安全閥开肩时最人流率的1
放空管所受力矩同样可以按式(10)计算
飴;W为排放管的出凵流速,m/s:P为排放管
为y了使于分析安全阀排放管所受的力和力
出?的静压,MPa:为排放管出凵的通流面积,
矩,我们将把安全阀排放管分成两部分:安全阀
m2;Pa为大气压力,MPa。
出?管利和安全阀放家管(对闭式排放系统安全阀
为了考虑瞬态流动的影响,还应计入动载因
出口排放管问样适用)。
子DLF(及动力放大特性),常取DLF=2。
1.2.4示例
1.2.2排放管受力矩
通过以上对开式排放系统排放管道所受力和
H排放管所受力引起的弯矩可按以下公式计
力矩的分析,我们可以用来解决实际问题。ド面
以某炼油丿的安全阀开式排放条件为例,计算排
M=F.DDLF
(10)
放管道所受力和力矩。
式中,M1为弯矩,Nm:F为反力,N;d为分
某烁油厂一安个阀的排放介质为过热蒸汽,
析点到反力作用线的坪路,m;DLF为动载因排放量为62t/h。安全阀开启压力为P=11.2