（二） 安全泄壓裝置的類型

安全泄壓裝置的類型有閥型、斷裂型、熔化型和組合型等。

1． 閥型安全泄壓裝置

閥型安全泄壓裝置就是常用的安全閥，它是通過閥的開放排氣降低容器內(nèi)的壓力。它的特點是僅僅排出容器內(nèi)高于規(guī)定的部分壓力，當(dāng)容器內(nèi)的壓力降至正常操作壓力時，即自動關(guān)閉。避免了因出現(xiàn)超壓就得把全部氣體排出而造成的浪費或中斷生產(chǎn)，所以廣泛應(yīng)用于各種壓力容器。缺點是密閉性差，常有開放滯后現(xiàn)象。

2． 斷裂型安全泄壓裝置

常用的斷裂安全泄壓裝置是防爆片和防爆帽。防爆片用于中、低壓容器，防爆帽用于超高壓容器。它是通過裝置元件（防焊片、防爆帽）的破裂排出容器內(nèi)的氣體的。特點是密封性能較好，泄壓反應(yīng)快，氣體內(nèi)所含污物對它的影響較小等。但是，泄壓后不僅它不能繼續(xù)使用，而且容器也要停止運行，所以一般只用于超壓可能性較小或是不易用閥型安全泄壓裝置的壓力容器。

3． 熔化型安全泄壓裝置

熔化型安全泄壓裝置就是常用的易熔塞。它是通過易熔合金的熔化使容器內(nèi)的氣體從已熔化易熔合金形成的孔中排出而泄壓的。主要是用于因溫度升高而發(fā)生的超壓。因為易熔合金強度低，這種裝置的泄放面積不能太大，因此，只能裝在需要泄放量很小的壓力容器上，多用于液化氣體氣瓶。

4． 組合型泄壓裝置

組合型安全泄壓裝置同時具有閥型和熔化型或閥型和斷裂型的泄放裝置。常用的有彈簧安全閥和防爆片的組合型。它的優(yōu)點是，既克服了閥型安全泄壓裝置密閉性差的缺點，又可以在排放過高的壓力以后使容器繼續(xù)運行。組合型安全泄壓裝置的防爆片，可以裝在安全閥的入口側(cè)，也可裝在出口側(cè)，前者主要是利用防爆片把安全閥和氣體隔離，以防安全閥受腐蝕和污物堵塞粘結(jié)等。容器超壓時，防焊片斷裂，安全閥放開排氣。待壓力降至正常工作壓力時，安全閥關(guān)閉，容器可以繼續(xù)運行。這種結(jié)構(gòu)要求防爆片斷裂對安全閥正常工作無防礙，并在中間設(shè)置檢查孔，以便及時發(fā)現(xiàn)防爆片的異?，F(xiàn)象。防爆片在安全閥的出口側(cè)可使防爆片不受氣體的壓力與溫度的長期作用而產(chǎn)生疲勞，而利用防爆片來防止安全閥的泄漏。這種結(jié)構(gòu)要求及時把安全閥與防爆片之間的氣體（由安全閥漏出的）排出，否則將使安全閥失效。

（三） 壓力容器的安全泄放量

安全泄壓裝置的作用是防止壓力容器超壓。這就是必須使安全泄壓裝置的排放量大于容器的安全泄放量。容器的安全泄放量是指壓力容器在超壓為時保證它的壓力不再升高，在單位時間內(nèi)所必須泄放的氣量。不同的容器用不同的方法來確定其安全泄放量。

1． 壓縮氣體或水蒸汽容器的安全泄放量

用于貯存或處理壓縮氣體、水蒸汽的壓力容器，由于容器內(nèi)不可能產(chǎn)生氣體，即使受到較高的輻射熱，器內(nèi)壓力一般也不會顯著升高。這一類容器的安全泄放量決定于容器的氣體輸入量。因此對于生產(chǎn)有壓氣體的設(shè)備的附屬容器。如壓縮機的貯氣罐（壓力緩沖器、油水分離器）、廢熱鍋爐的氣泡等，其安全泄放量，就是產(chǎn)生有壓氣體的設(shè)備的最大生產(chǎn)能力（產(chǎn)氣量）。而對于非設(shè)備附屬容器，即不是由某一臺設(shè)備直接輸入氣體的壓力容器，如氣體貯槽、分蒸汽泡等，其安全泄放量可由容器的進氣管直徑及氣體的最大流速來確定，一般可按下式計算：

G′=0.28ρVd＜sup＞2＜/sup＞ 1

式中G′——容器的安全泄放量（kg/h）；

ρ——氣體在泄放壓力下的密度（kg/m＜sup＞3＜/sup＞）；

d——容器進氣管內(nèi)徑（cm）；

V——氣體在管內(nèi)的流速（m/s）；對一般氣體，V=10~15；飽和蒸汽，V=20~30；過熱

蒸汽，V=30~60。

例題：球形壓縮空氣貯罐的外徑為20m，設(shè)計壓力為98N/cm＜sup＞2＜/sup＞，進氣管內(nèi)徑為100mm，確定其安全泄放量。

解：壓縮氣體在表壓力為98N/cm＜sup＞2＜/sup＞、溫度為常溫（20℃）下的密度為ρ=12.8kg/m＜sup＞3＜/sup＞，取進氣管的流速為V=15m/s，則由公式1可求得貯罐的安全泄放量為

G′=0.28×12.8×15×（0.1）＜sup＞2＜/sup＞ =1935.36kg/h

2． 液化氣體容器的安全泄放量

液化氣體受熱蒸發(fā)，體積增大，因此用以貯存或處理液化氣體的壓力容器，應(yīng)該按它在可能遇到的最不利的受熱情況下的蒸發(fā)量來確定安全泄放量。

介質(zhì)為可燃液化氣體的壓力容器，或介質(zhì)是非可燃的液化氣體，但使用環(huán)境有發(fā)生火災(zāi)可能的壓力容器，它的安全泄放量按容器周圍發(fā)生火災(zāi)的情況下的蒸發(fā)量來考慮。

（1） 介質(zhì)為易燃液化氣體或裝設(shè)在有可能發(fā)生火災(zāi)的環(huán)境下工作時間非易燃液化氣體：

1） 對無絕熱材料保溫層的容器安全泄放量按下式計算：

2

式中 G′——容器的安全泄放量（kg/h）；

q——在泄放壓力下液化氣體的汽化潛熱（J/kg）；

F——系數(shù)，容器裝在地面下用砂土覆蓋時，取F=0.3；容器在地面上時，取F=1；對設(shè)置在大于10l/m＜sup＞2＜/sup＞·min，噴淋裝置下時，取F=0.6。

A——容器的受熱面積（m＜sup＞2＜/sup＞），按下列公式計算：

對半圓形封頭的臥式容器：A=πD＜sub＞o＜/sub＞L；

對橢圓形封頭的臥式容器：A=πD＜sub＞o＜/sub＞（L=0.3D＜sub＞o＜/sub＞）；

對立式容器：A=πD＜sub＞o＜/sub＞L′；

對球形容器：A=或從地平面起到7.5m高度以下所包括的外表面積，

取兩者中較大的值。

式中 D ＜sub＞o＜/sub＞——容器外徑（m）；

L——容器總長（m）；

L′——容器內(nèi)最高液位（m）。

2） 對有完善的絕熱材料保溫層的液化氣體容器的安全泄放量按下式計算

3

式中G′——容器的安全泄放量（kg/h）；

t——泄放壓力下的飽和溫度（℃）；

λ——常溫下絕熱材料的導(dǎo)線系數(shù)（J/m·h·℃）；

A——容器的受熱面積（m ＜sup＞2＜/sup＞）；

δ——保溫層厚度（m）；

q——泄放壓力下液化氣體的汽化潛熱（J/kg）。

（2） 介質(zhì)為非易燃液化氣體的容器，而且裝設(shè)在無火災(zāi)危險的環(huán)境下工作時，安全泄放量可根據(jù)有無保溫層分別選用不低于按公式2或3計算值的30%。

由于化學(xué)反應(yīng)使氣體體積增大的容器，其安全泄放量，應(yīng)根據(jù)容器內(nèi)反應(yīng)可能生成的最大氣量以及反應(yīng)時所需的時間來決定。

例題：臥式液化氨貯槽是橢圓形封頭，直徑為2.5m，總長為10m，設(shè)計壓力為液氨在50℃時的飽和蒸汽壓力，貯槽無保溫層，試確定其安全泄放量。

解：取貯槽的泄放壓力為設(shè)計壓力，液氨在50℃下的飽和蒸汽壓力為202.98N/cm＜sup＞2＜/sup＞（絕壓），在此壓力下的汽化熱為q=251J/kg，貯槽的受熱面積為：

A=πD＜sub＞o＜/sub＞（L+0.3D＜sub＞o＜/sub＞）=π×2.5×（10+0.3×2.5）≈84m＜sup＞2＜/sup＞

因此，由2式即可求得其安全泄放量為