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    先导式阀门的相关计算

  • 发布日期:2014-09-16      浏览次数:3083
    • 先导式阀门的相关计算

                                   上海91视频色下载APP阀门有限公司

      3.1关于先导式安全阀的计算标准

        根据设计要求,本论文设计的先导式安全阀是根据美国标准ASME VII以及API 520的标准去进行各项数据的运算。同时,本论文还根据国家标准对先导式安全阀的相关数据进行了计算。通过两个不同标准计算得出的具体数据对比,可以更有针对性地进行先导式安全阀的设计和优化。上海91视频色下载APP阀门有限公司主营阀门有:91视频看看簧色(91视频黄色网91视频看看簧色,可调式91视频看看簧色,波纹管91视频看看簧色,活塞式91视频看看簧色,91视频WWW免费下载91视频看看簧色,先导式91视频看看簧色,空气91视频看看簧色,氮气91视频看看簧色,水用91视频看看簧色,自力式91视频看看簧色,比例91视频看看簧色)、安全阀、保温阀、低温阀、球阀、截止阀、闸阀、止回阀、蝶阀、过滤器、放料阀、隔膜阀、旋塞阀、柱塞阀、平衡阀、调节阀、疏水阀、管夹阀、排污阀、排气阀、排泥阀、气动阀门、电动阀门、高压阀门、中压阀门、低压阀门、水力控制阀、真空阀门、衬胶阀门、衬氟阀门。本论文在设计初期已给出相关的数据要求,所研究优化的先导式安全阀为非流动调节式的,在整个先导式安全阀的设计过程中,都会根据以下数据作为标准进行计算。具体数据如下:

      3.2先导式安全阀的流道直径及流道面积的确定

      根据GB进行计算:

      1、首先应通过排量计算确定安全阀的额定排量,安全阀的额定排量应大于并尽可能接近必要的排放量(即安全泄放量),以确保承压设备的安全运行。因为本设备的工作介质为LNG,所以应根据介质为液体的公式进行相关计算:   (2-1) 式中 ,LNG的密度一般是,这里取密度为、参考《阀门设计手册》,可查阅表4-110“安全阀额定排量系数”,确定,表如下表安全阀额定排量系数

       

      额定排量系数    式中按下式计算:式中    —额定排放压力(Mpa),通常取,经查表得  ,取23Kpa。因为此安全阀为全启式安全阀,所以上述各式中的安全阀额定排量系数取0.7~0.8,初定0.75。从《阀门设计手册》里面的表“ANSI B16、34规定的钢制阀门的流道直表一 ANSI B16、34规定的钢制阀门的流道直径径”查到,若公称通经为DN 12,公称压力为PN 2,则从表中可以查到对应的流道直径为且由式(2-1)已知即流道面积A从上述计算初步可得,流道直径流道面积A为。

      3、安全密封计算

       当被保护的设备处于正常运行压力的时候(相当于安全阀的密封压力)p时,安全阀密封面上的比压应大于或等于必须比压力,根据公式可得:因为在系统压力超过正常值的时候,先导式安全阀是通过介质的压力把主阀的阀瓣压紧的,所以当介质压力为P时的密封面压力肯定会大于或等于必须必压力,因为的压力就是通过介质提供的,所以一定作用在主阀瓣上的作用力一定大于或等于必须比压力。

      当先导式安全阀未进行正常工作时,进口并没有介质压力时,密封面上的比压应小于或等于许用比压,即:

      4、弹簧式安全阀动作特性计算及弹簧刚度的确定

         弹簧式安全阀的动作特性,即排放压力、开启高度、回座压力等性能,取决于阀门开启和关闭(回座)过程中流体对阀瓣作用的升力与弹簧载荷力的共同作用结果。上述两力在阀门动作的过程中都是变化的。

         阀瓣升力的变化情况可用升力系数来描述。升力系数是阀瓣升力与介质静压力作用在等于流道面积的阀瓣面积上产生的作用力的比值,即:

          

         为达到规定的开启高度h,在高h下的阀瓣升力应大于或等于此时的弹簧力。根据此确定弹簧刚度的大值为:

      5、安全阀排气反作用力的计算

         安全阀排放时,大量91视频黄色网或91视频WWW免费下载以音速或亚音速排出,给予阀门巨大的反作用力,对阀门与设备连接处产生很大的力矩。计算安全阀与设备连接部位的强度时,必须考虑到上述排气反作用力。

         排放管道出口截面处压力可按下式计算:考虑到安全阀排气反作用力具有冲击载荷的性质,通常还需要对计算的出的排气反作用力乘以动载荷系数。动载系数的计算程序如下: 

        计算比值。此处,为安全阀开启时间,即安全阀从关闭状态到全开启的动作时间。 根据比值从图查得动载系数。

      3.3根据ASME和API标准进行先导式安全阀计算

      本论文设计的先导式安全阀是根据《ASME VIII锅炉压力容器规范的组成(第八卷)》和《API RP 520炼油厂泄压装置的定径、选择和安装》的标准去设计的。其中,《ASME VIII锅炉压力容器规范的组成(第八卷)》的标准主要是针对先导式安全阀在试验、制造以及验收等相关项的规定。而《API RP 520炼油厂泄压装置的定径、选择和安装》的标准则是从先导式安全阀的设计方面作出了相关规定。

       

      3.3.1计算的范围及相关要求

         根据设计要求,《API RP 520》主要适用在炼油厂以及相关工业上面,其规范里面涉及设计的大允许工作压力时大于等于15psig(即0.103Mpa),还有,要求是无火压力容器和相关设备的泄压装置。本论文所设计的先导式安全阀的设计压力为0.023Mpa,符合要求。而《ASME VIII锅炉压力容器规范的组成(第八卷)》主要针对的是保持内部或外部压力的压力容器,设计压力也是不超过300psi(2070Kpa),也是符合本论文的设计要求的。下表给出国外和国内相关安全阀的设计标准,如下

                        表、安全阀的相关标准

      序号

      代号

      名称

      1

      GB/T12241

          阀门设计一般要求   

      2

      GB/T12242

      压力释放装置 性能试验规范

      3

      GB/T12243

      弹簧直接载荷式安全阀

      4

      JB/T9624

      电站安全阀 技术条件

      5

      JB/T6441

      压缩机用安全阀

      6

      ISO4213-1

      安全阀 *部分 一般要求

      7

      ISO4216-2

      安全阀 第二部分 可控制的压力泄放系统

      8

      ASME

      锅炉及压力容器规范Ⅰ 动力锅炉

      9

      ASME

      锅炉及压力容器规范Ⅱ 核动力设备

      10

      ASME

      锅炉及压力容器规范 压力容器

      11

      DIN3320

      安全阀 安全关闭阀

      12

      TRD421

      压力泄放装置-用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组91视频WWW免费下载锅炉的安全阀

      13

      BS6759

      91视频WWW免费下载及热水用安全阀技术规范

      14

      BS6759

      第四部分 安全阀及安全阀弹簧

      15

      JIS B8210

      第四部分 安全阀及安全阀弹簧

      16

      API RP520 I

      炼厂中压力泄放装置的设计计算、选用和安装设计计算和选用

      17

      PAI RP50 II

      炼厂中压力泄放装置的设计计算、选用和安装-安装

      18

      API RP526

      钢制法兰连接安全泄压阀

      19

      API RP527

      泄压阀的阀座密封

      参考文献

      • 孙晓霞.实用阀门技术手册.北京:中国标准出版社,1994
      •  陆培文.实用阀门设计手册. 北京:机械工业出版社,2002
      •  成大先.机械设计手册.北京:化学工业出版社,2010与本文相关的论文有:安全阀定期检验办事指南

       

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