安全阀计算实例安全阀系压力容器在运行中实现超压泄放的安全附件之一，也是在线压力容器定期检验中必检项目。
它包括防超压和防真空两大系列，即一为泄放容器内部超压介质防止容器失效，另一方面则吸入外部介质以防止容器刚度失效。
凡符合《容规》适用范围的压力容器，按设计图样的要求装设安全阀。
安全阀设置原则是适用于清洁、无颗粒、低粘度的流体。
有颗粒的场合，安全阀进口前加设过滤装置；须安装但又不适合时，应安装爆破片或爆破片与安全阀串联使用。
容器在正常运行下为什么会产生超压？1．压力来自容器外部的压力容器,若输入气量大于输出气量，使密度增加，压力就提高； 2. 减压阀失灵； 3. 介质进行化学反应，使压力不断增高（称料不当等）；4.盛装液化气体，工作温度上升或超装； 5.储藏介质产生聚合反应，热量增高，压力上升 6.用于制造高分子聚合物的高压釜，由于原料，催化剂使用不当或操作失误致使单体爆聚，热量猛增，压力就骤升。
一、下列压力系统必须安装安全阀：a)容器的压力来自于没有安全阀的场合；b)设计压力低于来源处的压力容器或管道；容积泵和压缩机出口的管道；c)由于不凝气的积累产生超压的容器；d)液化气体储罐；e)空压机的附属储罐；f)容器内进行放热或进行化学反应，能使气体压力升高的压力容器；g)高分子聚合(物理反应)设备；h)有热载体加热，使器内液体蒸发气化的换热器；i)用减压阀降压后输入容器的（使用压力低于压力源的容器）;j)余热锅炉；k)介质毒性为高度极度危害的压力容器；l)共用同一个气源的容器等。
二、下列压力系统不适宜安装安全阀a)系统压力有可能迅速上升，如化学爆炸等场合b)泄放介质含有颗粒、易沉积、易结晶、易聚合或粘度较大；强腐蚀介质；c)一些影响安全阀排放面积过大、造价过高、动作困难的场合（极低温度等）三、安全阀的开启压力(整定压力):安全阀的开启压力(整定压力)---是指阀瓣开始上升,介质经阀瓣上升后的空隙,继续排放时的瞬时压力.对于蒸汽安全阀---有5滴冷凝水时的压力.安全阀的回座压力一般为0.93~0.96Pl,也就是回座压力差在4~7%左右最大不超过10%.由于安全阀阀瓣开启动作的滞后,使容器不能马上泄压.因此压力容器的设计压力一般不低于安全阀的开启压力.下面的示意图,表明压力容器与安全阀各种动作压力之间关系.压力容器安全阀试验压力最大允许工作压力排放压力设计压力开启压力回座压力关闭压力最高工作压力四、安全阀的选用方法为；a)根据计算确定安全阀.公称直径.必须使安全阀的排放能力≥压力容器的安全泄放量b)根据压力容器的设计压力和设计温度确定安全阀的压力等级;c)对于开启压力大于3MPa蒸汽用的安全阀或介质温度超过320℃的气体用的安全阀,应选用带散热器(翅片)的;d)对于易燃、毒性为极度或高度危害介质必须采用封闭式安全阀,如需采用带有提升机构的,则应采用封闭式带板手安全阀;e)当安全阀有可能承受背压是变动的且变动量超过10%开启压力时,应选用带波纹管的安全阀;f)对空气、60℃以上热水或蒸汽等非危害介质,则应采用带板手安全阀g)液化槽(罐)车,应采用内置式安全阀.h)根据介质特性选合适的安全阀材料:如含氨介质不能选用铜或含铜的安全阀;乙炔不能选用含铜70%或紫铜制的安全阀.i)对于泄放量大的工况,应选用全启式;对于工作压力稳定, 泄放量小的工况,宜选用微启式;对于高压、泄放量大的工况, 宜选用非直接起动式,如脉冲式安全阀.对于容器长度超过6m的应设置两个或两个以上安全阀.j)工作压力Pw低的固定式容器,可采用静重式（高压锅）或杠杆重锤式安全阀.移动式设备应采用弹簧式安全阀.k)对于介质较稠且易堵塞的, 宜选用安全阀与爆破片的串联组合式的泄放装置.l)根据安全阀公称压力大小来选择的弹簧工作压力等级.安全阀公称压力PN系列0.25Mpa 0.6 1.0 1.6(2.5) 4.0 6.3 10.016.0 25.0 32.0 40.0GB/T1048选用安全阀时必须考虑温度的影响，一般情况下最高允许工作压力Pmax与P N有如下关系：Pmax=[σ]t/ [σ]200P N[σ]t—设计温度下的材料许用应力值[σ] 200--200℃时的材料许用应力值确定了安全阀公称压力后，弹簧式安全阀还要选定弹簧的工作压力等级。
弹簧式安全阀的整定压力范围就是弹簧式安全阀的工作压力等级；安全阀公称压力与弹簧工作压力关系,见表1安全阀公称压力P N与弹簧工作压力关系表表1PN 弹簧工作压力等级1.6 0.06~0.1 >0.12 >0.6~0.25 >0.25~0.4 >0.4~0.5>0.5~0.6 >0.6~0.8 >0.8~1.0 >1.0`1.3 >1.3~1.62.5 >1.3~1.6 >1.6~2.0 >2.0~2.5 只能用于大于1.3MP6.4 ->1.3~1.6 >1.6~2.0 >2.0~2.5 >2.5~3.2 >3.2~4.0>,4.0~6.4 只能用于大于1.3MPa10 >4.0~5.0 >5.0~6.4 >6.4~8.0, >8.0~`10.0 只能用于大于4.0MPa安全阀的排放压力：排放压力----阀瓣达到规定开启高度时的进口压力。
又称为全启压力，即在开启压力之后，进口压力继续上升，-阀瓣位移两增至规定值时的压力。
它的上限值应服从国家有关标准的要求。
排放压力与整定压力之差称为超过压力，用%比来表示。
安全阀应动作灵敏可靠,当到达开启压力时,阀瓣应及时开启和完全上升,以顺利排放;同时应具有良好的密封性能,不仅正常工作时保持不漏,而且要求阀瓣在开启复位后及时关闭且保持密封;在排气压力下阀瓣应达到全开位置,无震荡现象,并保证排出规定的气量。
也就是安全阀应具有可靠的密封性能、开启迅速灵敏、及时稳定排放和良好的回座性能。
四、我们在压力容器设计和定期检验中均要求对安全阀的安全排放能力进行选型或校验计算。
基于以往资料不齐全,往往以大代小,造成不必要的浪费。
现拟以GB150附录B-B5.1 b)为依据（GB150与美国API RP520（美国石油学会标准）的等效），用不同介质、压力、温度对安全阀的安全排放量进行选型计算,以飨同行。
例1：有一空气储罐,D N 1000㎜，容积V=5m 3最高工作压力为0.8MPa ，工作温度为30℃进口管为φ57×3.5,确定安全阀尺寸.解1)确定气体的状态条件设Po —安全阀出口侧压力（绝压）0.103MPa （近似为0.1MPa ） 则P d —安全阀泄放压力（绝压）为P d =1.1Pw+0.1+10%P=1.068MPa （GB150附录B4.2.1）当安全阀出口侧为大气时: Po/Pd=0.103/1.068=0.0936而（2/(k+1)）k/(k-1) =（2/(1.4+1)）1.4/(1.4-1)=0.53∴ Po/Pd ＜（2/(k+1)）k/(k-1) 是属于临界状态条件, 安全阀排放面积A 按B5计算A ≥ZTM CKP Wsd2106.7-⨯mm （B5）式中: C 气体特性系数,查表B1或C=520 √k ¯¯（2/(k+1)(k+1)/(k-1)）K —安全阀排放系数（安全阀额定泄放系数）,K=实际流量测定值/理论流量计算值。
K=0.9倍的排放系数 (泄放系数由制造厂提供,一般为0.75); 或按《容规》附件五第二节有关规定中选取.2)容器安全泄放量的计算:盛装压缩气体或水蒸汽的容器安全泄放量,按下列规定来确定a.对压缩机贮罐或水蒸汽的容器,分别取压缩机和水蒸汽发生器的最大产气量;b.气体储罐等的安全泄放量按(B1)式计算Ws=2.83×10-3ρυd 2㎏/h (B1) 式中 ρ为排放压力下的气体密度.ρ=M （分子量）×P w’(排放绝对压力)×273/(22.4×(273+t)) 空气M=28.95排放绝对压力P w’=10.68㎏/㎝2代入上式得 ρ=28.95×10.68×273/22.4×303=12.44㎏/m 3υ—容器在工作压力下的进口管的气体流速m/s ;查表2得υ=10～15m/s一些常用气体流速范围 表2流体名称/输送压力MPa 流速范围m/s 流体名称/输送压力MPa 流速范围m/s 压缩空气 0~0.1＞0.1~＜0.6＞0.6~＜1.0 ＞1.0~＜2.0 ＞2.0~＜3.0一般气体（常压） 氧气 ＜0.60.05~0.6饱和水蒸汽（主管）（支管）低压蒸汽 ＜1.0 低压蒸汽 ＜1.0 低压蒸汽 ＜1.010~15 10~20 10~15 8~10 3.0~6.0 10~20 5.0~10.0 7.0~8.0 30~40 20~30 15~20 20~40 40~60饱和水蒸汽（主管）（支管）煤气（初压）2KPa （初压）6KPa 氨气 ≤0.6 1.0~2.0 液氨氮气 5~10 乙炔气 氢气自来水 （主管）（支管）易燃气体40~60 35~40 0.75~3.0 3~12 10~20 3.0~8.0 0.3~1.0 2.0~5.0 2.0~8.0 ≤8.0 1.5~3.5 1.0~1.5 ≤1.0取υ=10m/s .将上述ρ、ν、d 代入得Ws=2.83×10-3×12.44×15×502 =1320.2㎏/h则A=303195.28071.17.0365106.72.13202⨯⨯⨯⨯⨯-=205.4mm 2若采用带板手全启式安全阀A=0.785d 02=205.4mm 2 d 0=(205.4/0.785)1/2=16.2㎜根据统计概算,全启式安全阀的喉径d 0与公称直径D N 之比约为0.625,而微启式安全阀的喉径d 0与公称直径D N 之比约为0.8. ∴选用公称直径D N 32的全启式带板手安全阀.安全阀公称直径与喉径关系 表3 安全阀公称压力\公称直径 D N 15、20、25、32、40、50、80、100 全 启 式 PN (MPa)1.0、2.5、4.0、6.4 do 20、25、32、50、65 PN (MPa)10.0 20、25、32、40、50 PN (MPa)16、3212、20微 启 式 PN (MPa)1.6、2.5、4.0、6.4 do 12、16、20、25、32、40、65、80 PN (MPa)16、32 do 8 12 PN (MPa)16、32 14/16例2.将例题1的介质改为蒸汽。