第四章 安全阀排放管道支架设计.pdf

维普资讯 CHEMICALENGINEERINGDF_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 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√ TG‘e~PoVo10‘。 (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=√ Po‘Vo。103 (2) 在连续排放高温介质的情况下，会使管道产 生变形 。管道与设备 (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