HYSYS軟件在火災工況泄放計算中的應用

徐 屹，董 菁

（中國石油集團工程設計有限責任公司北京分公司，北京 100085）

HYSYS軟件在火災工況泄放計算中的應用

徐 屹1，董 菁2

（中國石油集團工程設計有限責任公司北京分公司，北京 100085）

Blow-down Valve（以下簡稱BDV）是用于油氣田設施火災工況下的泄壓閥，因為火災工況下的泄放量是確定放空系統負荷的關鍵因素，所以計算BDV泄放量是油氣田放空系統設計的必要過程。BDV泄放是一個動態過程，利用油氣田流程模擬軟件HYSYS可以更準確的計算BDV泄放過程，確定泄放量和泄放溫度，為放空管線設計和放空系統核算提供指導。介紹了HYSYS軟件在BDV泄放計算中的應用。

HYSYS；緊急泄放；動態模擬；BDV

HYSYS是一款廣泛應用于油田地面工程設計的流程模擬軟件，其動態模塊Depressuring-Dynamics可用于模擬火災工況下BDV泄放過程，適用于氣相設備、氣液兩相設備、管線和數個相連設備及其附屬管線的壓力設施的泄壓計算。

1 設備參數

首先選定設備類型規模，HYSYS模型中的設備分為臥式和立式兩種類型，然后定義設備的長度、直徑和設備內液體容積，因為HYSYS計算時不考慮設備封頭的體積，所以可適當增加設備尺寸以包含實際設備封頭體積，同時也需要定義相連管線的長度、積液量等參數。

2 吸熱計算方程

2.1 絕熱方程

該模型用于模擬壓力容器或者管線的氣體泄放，沒有外部熱源影響，設備和流體的溫降由泄壓導致，適用于壓縮機在緊急工況下的泄壓計算。

2.2 應用負荷方程

該方程用于模擬火災工況下的泄放過程，考慮外部熱源對泄放計算的影響，方程如下所示：

此方程也可用于海底管線的泄壓模擬計算。

2.3 API 521火災方程

該方程是API 521含液設備吸熱方程[1]的擴展。

含液設備的火災工況泄放計算通常選用此方程。

2.4 火災-Stefan Boltzmann方程此方程使用Boltzmann常數，考慮熱輻射、強制對流、火焰溫度和環境溫度，該方程可作為API方程的替代方程。

2.5 表格計算方程

工程師可以在計算模塊內修改默認方程參數，自主修改計算方程。

3 熱損失計算方程

3.1 無熱損失

不考慮熱損失

3.2 簡單方程

3.3 復雜方程

該方程考慮設備內介質與設備壁之間對流傳熱、設備壁與保溫層之間的熱傳導以及保溫層與環境之間的對流傳熱。復雜方程又分為三個選項：通用方程、傳導方程和對流方程。

（1）通用方程

設定環境溫度和外界進入壓力容器或者管道的熱量。

（2）傳導方程

設定壓力容器器壁和保溫層的傳導系數。

（3）對流方程

設定容器內部和外部傳熱系數，以及容器內氣體和液體的傳熱系數。

在模擬火災事故下的緊急放空工況，通常不使用簡單方程和復雜方程，因為API 521火災方程已經考慮外部熱量的影響。

4 泄放閥計算方程

4.1 通用氣體計算方程

該方程使用HYSYS的閥門計算模塊，可以給定閥門的流量系數和閥門開度，也可以計算指定流量下閥門流量系數。

4.2 泄放閥計算方程

該方程使用HYSYS的動態泄放閥門計算模塊，計算前需要規定泄放孔徑（或直徑）、泄放壓力和排放系數等參數。

4.3 超音速閥門計算方程

當缺乏泄放閥門工藝參數時，可用該方程。

Application of HYSYS in Calculation of Fire Condition

Xu Yi，Dong Jing

Blow-down Valve（hereinafter referred to as BDV）is a pressure relief valve used in f re conditions of oil and gas f eld facilities.Because the discharge under f re conditions is the key factor to determine the load of the venting system，BDV venting is the venting of oil and gas f elds System design of the necessary process.BDV vent is a dynamic process，which can be used to calculate the BDV release process more accurately，determine the discharge amount and discharge temperature，and provide guidance for venting pipeline design and venting system accounting.This paper introduces the application of HYSYS in BDV vent calculation.

HYSYS；emergency relief；dynamic simulation；BDV

TQ053.5

A

1003-6490（2016）11-0083-02

2016-10-15

徐屹（1982—），男，河南洛陽人，工程師，主要從事油氣集輸、天然氣處理等油氣田地面工程設計工作。