SY/T 10044-2002 炼油厂压力泄放装置的尺寸确定、选择和安装的推荐作法

ICS75.020
E09
备案号：10487一2002 SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T10044-2002
炼油厂压力泄放装置的尺寸确定、选择
和安装的推荐作法
Sizing,selection and installation of pressure-relieving devices in refineries

2002-05-28发布2002-08-01实施
国家经济贸易委员会发布

1.1范围
本标准适用于最高允许工作压力等于或高于103.4kPa(表压)(15sg)的炼油厂及相关的工业
设备上的压力泄放装置的尺寸确定和选择。木标准所涉及的压力泄放装置用于保护无火压力容器及相
关设备，使之避免在操作和火灾申故时超压。
本标准包括基木定义及各种压力泄放装置的操作特性及应用范围，其中包括基于稳态流和牛顿流
的尺寸确定的程序及方法。
压力泄放装置仅肠止容器超压，不能防止火灾事故时容器结构的破坏，参见SY/T10043一2002
《泄压和减压系统指南》有关降低压力和限制热输人的适用万法。
包括在API Std2000中的常压和低压储罐和用于散装或整装运输石汕产品的压力容器，不包括
在本标准内。
ASME规范《锅炉和压力容器》的第1章和ASM上B31.1中所指的带火容器，也不包括在本标淮内。
1.2术语的定义
与本标准中的压力泄放装置及其尺寸和操作特性的有关术语见1.2.1到1.2.3，此外，在相应章
节和附录中还有更准确的解释。
1.2.1压力泄放装置
1.2.1,1
压力泄放装置pressure relief device
靠进装置前的静压力动作，在紧急情况或非正常情况下开启，以防止设备内流体压力超过设定压
力。压力泄放装置也可用于防止过度负压。压力泄放装置可以是压力泄放阀，非重新闭合压力泄放装
置或真空泄放阀。
1.2.1.2
弹簧加载式压力泄放阀spring-loaded pressure relief valve
自动再关闭、防止流体进一步流出的压力泄放装置。

1.2.1.2.1
泄放阀relief valve
一种靠阀前静压驱动的弹簧加载式泄压阀，阀的开度与超过设定压力的压力增量成正比。主要用
于不可压缩流体。
1.2.1.2.2
安全阀safety valve
一种靠阀前静压驱动弹簧加载式泄压阀，具有能迅速开启或紧急动作的特征，通常用于可压缩流
体。
1.2.1.2.3
安全泄放阀safety relief valve
既可作为安全阀又可作为泄放阀使用的弹簧加载式压力泄放阀。
1.2.1.2.4
常规式压力泄放阀conventional pressure relief valve
一种阀的肯压变化直接影响阀特性的弹簧加载式压力泄放阀

1.2.1.2.5
平衡式压力泄放阀balanced pressure relief valve
能够减小背压对阀的操作特性影响的弹簧加载式压力泄放阀。
1.2.1.3
导阀控制的压力泄放阀pilot-operated pressure relief valve
由主阀和控制主阀的辅助压力泄放阀（导阀）组成的压力泄放阀。
1.2.1.4
爆破片装置rupture disk
是靠膜片前静压作用的非重新闭合式差压泄放装置，靠带压爆破片破裂而起作用。爆破片装骨出
一个爆破片和一个夹持器组成
1.2.2压力泄放装置的尺寸特性
1.2.2.1
实际排放面积actual discharge area
流体通过阀门的最小净截面积。
1.2.2.2
帘面积curtain area
指当阀盘在阀：提升时，它之向形成的圆柱形或例锥形的通道面积。
1.2.2.3
有效泄放面积effective discharge area或当量流通面积equivalent flow area
压力泄放阀的公称或计算面积，通常用于公认的计算公式中确定阀门的尺寸，它比实际排放面积小。

2.1概述
本章描述单独使用或联合使用的压力泄放装置的基本原理、操作特性、适用范围及选型。这些装
置包括弹簧加载式压力泄放阀、导阀控制的压力泄放阀、爆破片装置及其他压力泄放装置，这些装置
在下文及图2~图17中加以说明及描述。
2.2弹簧加载式压力泄放阀

2.2.1安全阀
安全阀是当有微小超压时即会全开的弹簧加载式压力泄放阀，利用开关箱内的静压和气体（或蒸气)的动能来克服阀盘提升时的弹簧力，造成一种突开动作。关闭压力为低于设定压力并在完成泄放
阶段后所达到的某点压力。
2.2.2泄放阀
泄放阀是用于液体泄放的弹簧加载式压力泄放阀，达到设定压力时，人口压力克服弹簧力，阀盘
开始提升，人口压力增加阀盘提升高度就增加，从而使通过的流体增加。关闭压力为低于设定压力并
在完成泄放阶段后所达到的某点压力。泄放阀的泄放量根据操作情况，通常在10%~25%超压时标定。
2.2.3安全泄放阀
安全泄放阀是弹簧加载式压力泄放阀，当用于气体或蒸气时，具有安全阀的特点；而当用于液体
时则具有泄放阀的特征。安全泄放阀装有一个带弹簧的阀盖和一个压力密封护罩，根据背压对安全泄
放阀的作用分为常规式和平衡式。
2.2.4压力泄放阀
2.2.4.1常规式压力泄放阀
当通过一根短管排放到大气，或通过一个低压汇管系统将一个或多个阀的排气引到远处时，通常
使用常规式压力泄放阀。弹簧压力是设定压力和大气压力之间的压差，除非对弹簧压力进行调整，否
则设定压力将随叠加背压而升高。积聚背压也可能会影响阀的性能，因此当阀的出口排放到汇管时，
其出口压力所受的影响应参照制造厂的资料确定。

3.1概述
从单个偶发事故到复杂的综合事故都可成为超压的原因。表1列出了主要操作故障引起的相应的
泄放能力。不是所有的情况都同时发生，因此，压力泄放阀应根据在一种或几种情况下所需要的最大
泄放量来确定尺寸，不要求在每个容器上都安装压力泄放阀，仅在被控制阀或其他阀门隔开的每个容
器或每组容器上安装（见附录C)。

SY/T10043一2002给出了有关超压的各种原因的详细描述：
3.2工艺事故（不包括火灾事故）
由于进出工艺设备及容器的流量不平衡，导致液体或蒸气的积聚，并可能产生超压，如果不加控
制，就必须在不超过允许积聚压力一定百分比的压力下通过泄放装置泄放，参见ASM正规范。
最简单的情况是泵送液体进储罐，泵排出的压力可能会高于容器的最大允许工作压力。在这种情
况下，当储罐装满时，必须有泄压阀以防储罐超压。设计者可向操作人员提供防止满罐溢流的报警手
段，也可提供自动停泵的装置。无论如何，必须安装一个泄压阀。
涉及泄放问题更多的是分馏塔，在分馏塔中，由于冷凝和回流系统、或重沸器和蒸气发生系统的
误操作，导致蒸气的产生和积聚，造成分馏塔压力升高，要用压力泄放阀来加以限制。
充满液体的设备（即带静压的）如果堵塞，加热时就存在一个液体水力膨胀的问题，在很多情况
下，潜在的危险能通过特殊设计或一定步骤加以控制（见SYT10043一2002）。防止管线和设备在环境温度变化时超压，常规尺寸的泄放阀（如3/4in×12i泄放阀）一般可以满足要求。膨胀率的计算
方法见附录C
不能承受外部大气压力的容器，如果可能处于真空，应有真空泄放装置。
3.3火灾事故
3.3.1概述
这里假定用户按API RP2001的要求采取了所有安全和防火措施，这对于估算火灾事故时的热输
入量非常重要。因为，容器表面喷淋和提供消防水都对限制热输人起重要的作用。
在处理易燃液体或气体的工厂里，任一压力容器在使用期间随时都可能基露于火灾中，即使容器
本身不是易燃物，这种危险依然存在。因此，储存液体的压力容器应安装压力泄放阀以泄放因火灾热
输入而产生的超压。
对于储存蒸气的压力容器，由于火火事故发生的仅用压力泄放阀不能防止容器爆炸，应考虑采取
措施使其压力降低到接近大气压力，并且需采取可靠措施限制因火灾造成的热输人。
从炼油厂设备中渗漏出来的任何可燃物质，一旦遇到明火就会产生火灾。火灾中液体或气体泄漏
源可能是暴露于火焰的容器，也可能是邻近的操作容器或储存容器。泄漏可能是由于管线或其他设备
的接头泄漏或操作事故引起，漏出的可燃流体可能从泄漏源被带到远处。若是液体，可沿着地面的自
然坡度流动；若是气体或蒸气，可随空气流动；如果由压力源泄漏的流体则成喷射流。

4.1泄放要求的确定
对于每一种应用情况，确定压力泄放装置的尺寸时，设计者必须首先确定所要求的超压保护条
件，对各种可能导致超压的故障情况应予以合理地慎重考感。
对于可能引起超压的各种情况必须依据它所产生的压力和必须泄放的流量予以评估。计算每一个
压力泄放装置单独的泄放流量时需要以下资料：工艺流程图、物料平衡、管线和仪表图、设备规格数
据表和设计基础数据。如果有工艺设备供应商的数据，对于上述计算是很有帮助的。
附录D提供了火灾条件下的泄放流量。表1列出了一些可能要求超压保护的常规操作条件。表
中所列的并不完全，各装置可能有必须要考虑的除表1之外的因素（泄放要求的详细讨论见SYT
10043-2002).
蒸气、气体或液体的压力泄放阀的尺寸计算可以用4.3到4.5中的公式，这些方程是用来计算所
需的有效阀嘴面积，以便达到所要求的通过泄放阀的流量。然后选择有效泄放面积等于或大于该计算
结果的泄放阀来应用。
有效面积和假定的排出系统K=0.975,通常不同于用来确定压力泄放阀标定泄放能力的实际孔
板面积和排出系数。但是，用4,3到4.5中公式计算的有效面积将会使得所选用的压力泄放阀标定泄
放能力等于或超过所要求的泄放能力。
有效面积概念使得压力泄放阀尺寸的选择不依赖制造商的数据。标准有效孔板面积和相应的设计
类型在API Std526中找到。
4.2泄放压力
4.2.1概述
在各种尺寸计算方程式中用p1表示的泄放压力是压力泄放装置在泄放条件下的人1压力。泄放
压力等于设定压力、超压和大气压力的总和。这里列举的如何确定泄放压力的例了是针对压力泄放阀
的，但同样适用于爆破片装置（这类装置的压力变化关系见图1和图25）。
允许超压是出适用规范所许可的蓄积压力确定的。根据设定压力与被保护容器或系统的最大允许
工作压力的关系，允许超压可以随不同的应用而改变。只有当设定压力等于最大允许工作压力时，允
许超压才和允许积聚压力是相同的。

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