GB/T 24921．1‐2010 石化工業用壓力釋放閥的尺寸確定、選型和安裝 第1部分：尺寸的確定和選型介紹

GB/T 24921.1 - 2010《石化工業用壓力釋放閥的尺寸確定、選型和安裝 第 1 部分：尺寸的確定和選型》主要涉及石化工業中壓力釋放閥尺寸確定和選型的相關內容，以下是德特森對該標準的詳細介紹：

一、范圍

本部分標準規定了石化工業用壓力釋放閥在尺寸確定和選型方面的要求。適用于安裝在石化工業設備和管道上的壓力釋放閥，這些設備包括但不限于壓力容器、反應釜、換熱器、管道系統等，為確保這些設備在超壓情況下能夠安全可靠地釋放壓力提供了依據。

二、術語和定義

1、壓力釋放閥

是一種自動閥門，當系統壓力超過設定的開啟壓力時，能夠自動開啟，將系統內的介質排出，以防止系統壓力過高而導致設備損壞或安全事故。它包括安全閥、爆破片裝置等多種類型。

2、開啟壓力

指壓力釋放閥開始開啟，使介質能夠流出的壓力值。這是壓力釋放閥的一個關鍵參數，其設定值直接關系到設備在超壓情況下能否及時得到保護。

3、額定排量

壓力釋放閥在規定的開啟壓力、超壓限度和背壓等條件下，單位時間內能夠排出的介質流量。額定排量的準確計算對于合理選型至關重要，以確保在超壓時能夠有效釋放足夠的介質，防止壓力持續上升。

三、尺寸確定和選型的一般原則

1、基于工藝要求和系統參數

尺寸確定和選型首先要考慮石化工藝的具體要求，包括設備的操作壓力、操作溫度、介質類型（如氣體、液體、蒸汽等）和流量等參數。例如，對于操作壓力波動較大的設備，需要選擇開啟壓力精度較高的壓力釋放閥，并且要根據可能出現的最大壓力和流量來確定合適的尺寸。

2、考慮超壓情況

要對設備可能出現的超壓情況進行分析，包括超壓的原因（如操作失誤、外部熱源影響、化學反應失控等）和超壓的程度。根據超壓的幅度和可能持續的時間來確定壓力釋放閥的超壓限度和排量要求，以保證在超壓期間能夠有效地控制壓力。

3、介質特性的影響

介質的物理和化學特性對壓力釋放閥的選型有很大影響。對于腐蝕性介質，需要選擇具有良好耐腐蝕性的閥體材料和密封材料；對于粘性較大的液體介質，要考慮其對閥門流通能力的影響，可能需要選擇較大尺寸的閥門或者特殊結構的壓力釋放閥來確保足夠的排量。

四、尺寸確定的方法

1、理論計算方法

基于流量平衡原理：根據質量守恒定律，在超壓情況下，設備內產生的多余介質流量應該等于壓力釋放閥排出的流量。通過建立流量平衡方程，結合設備的容積、壓力上升速率等參數，可以計算出所需壓力釋放閥的理論排量。例如，對于一個已知容積為 V 的壓力容器，當壓力以一定速率 dP/dt 上升時，根據理想氣體狀態方程和流量平衡關系，可以推導出所需壓力釋放閥的排量計算公式。

考慮流體力學因素：在計算排量時，還要考慮流體在壓力釋放閥內的流動狀態，如雷諾數、阻力系數等。對于液體介質，要考慮其粘度對流動的影響；對于氣體介質，要考慮其可壓縮性。通過流體力學公式和實驗數據，對理論排量進行修正，以更準確地確定壓力釋放閥的尺寸。

2、經驗數據和圖表法

標準提供了一些基于經驗總結的圖表和數據，用于在初步選型時快速確定壓力釋放閥的尺寸。這些圖表通常是根據大量的實驗和實際應用案例繪制的，將設備類型、操作壓力、介質類型等參數與壓力釋放閥尺寸（如公稱直徑）相關聯。例如，對于常見的石化反應器，根據其操作壓力范圍和反應介質的類型，可以從圖表中查找對應的壓力釋放閥公稱直徑推薦值。

五、選型的考慮因素

1、閥門類型的選擇

安全閥：適用于一般的壓力保護場合，通過彈簧力或重錘等方式設定開啟壓力，當系統壓力超過開啟壓力時，閥門自動開啟。安全閥的優點是動作靈敏、可重復使用，常用于壓力波動較為頻繁的設備。

爆破片裝置：利用爆破片在壓力作用下破裂來釋放壓力。它的特點是響應速度極快，適用于對超壓反應要求非常高的場合，如存在爆炸危險的化學反應過程。但爆破片破裂后需要更換，相對成本較高。

組合式壓力釋放裝置：將安全閥和爆破片裝置組合使用，發揮各自的優勢。例如，在爆破片裝置后安裝安全閥，可以防止爆破片破裂后介質直接排放，同時安全閥還可以在爆破片出現微小泄漏等異常情況下起到補充保護作用。

2、材料選擇

根據介質的腐蝕性、溫度等因素選擇合適的閥體材料和內部零件材料。對于高溫環境，可能需要選擇耐高溫的合金鋼；對于存在腐蝕風險的介質，如酸性或堿性溶液，要選擇具有相應耐腐蝕性的材料，如不銹鋼、哈氏合金等。同時，密封材料的選擇也很關鍵，要確保在工作溫度和壓力下能夠保持良好的密封性能。

3、其他特殊要求

背壓考慮：如果壓力釋放閥出口存在一定的背壓（如排放到有壓力的管道或容器中），在選型時要考慮背壓對閥門排量和開啟壓力的影響。有些壓力釋放閥能夠適應較高的背壓，而有些則對背壓比較敏感，需要根據實際情況選擇合適的閥門或者采取相應的措施（如安裝背壓平衡裝置）。

防火要求：在石化工業中，有些區域存在火災風險。對于這些區域的壓力釋放閥，要考慮其防火性能，選擇符合防火標準的閥門，以確保在火災情況下仍能正常工作或至少能夠在一定時間內保持關閉狀態，防止火災蔓延。