對多組分液體容器安全閥火災工況下泄放量計算的幾點分析

徐晨

摘要：本文首先分析了安全閥火災工況下泄放量計算，同時闡述了多組分液體容器安全閥火災工況下泄放量計算的幾點分析，最后總結了全文，僅供參考。

關鍵詞：多組分液體容器;安全閥;火災工況;泄放量計算

1 安全閥火災工況下泄放量計算

化工系統裝置具備高操作壓力、易燃、易爆的特點，化工設備泄露出來的可燃物質，一旦遇到明火，將會出現火災。火災內釋放出的熱量、輻射，會被容器所吸收，以此促使容器與管道內的物料增加，導致系統出現超壓、爆炸事故。為避免超壓事故的發生，在容器安全閥設計階段，應當依據容器內汽化產生量開展計算，明確容器安全閥的泄放量，在API-520，API-521規定基礎上，容器泄放量：

在火災工況下，安全閥計算應當考慮其液體類型，若為多組份液體，則計算程序較為復雜。主要是因為多組份液體容器安全閥泄放過程，本身屬于一個寬沸點的油品蒸餾過程。在此過程中，氣相組份、液相組份下，物料溫度、汽化會隨著時間出現變化。為保障火災工況下，多組分液體容器安全閥的穩定泄放，需要選擇科學的計算方式。

2 多組分液體容器安全閥火災工況下泄放量計算的幾點分析

2.1 計算方式

2.1.1 多級閃蒸模擬安全閥泄放

就多組分液體容器，如下圖1所示，本文介紹了一種多級連續性的閃蒸方式，以此計算火災工況下，安全閥的泄放量。這類計算方式可將連續性的閃蒸，拆分為多級閃蒸，并得出每一級的熱量吸收與氣體量比值，且將其作為一級氣體氣化潛熱。在工程設計階段，就窄餾分認為液相溫度無變化，因此，必須要考慮混合效應。

2.1.2 時間變量動態模型

容器內總熱量的不斷吸收，會引起汽化現象，可實現容器內殘留液體溫度的提升，促使液體始終保持在沸點溫度。在此階段，溶解后的蒸汽一旦受熱，將會借助液體釋放，實現分離、脫氣，若此部分將熱量計入到潛熱效應內，難以保障計算的合理性。就一些寬沸點多元混合物，必須要建設時間模型，才可保障最大泄放量計算的精準性。

2.2 復雜組安全閥計算

為實現上述兩種計算方式的對比，選擇現存堆放雜質物、復雜物流的緩沖罐，開展其安全法設計。假設緩沖罐屬于立式容器，容器高度為6200mm，高液位為4500mm，容器直徑為2400mm。容器在工作內不進行保溫，周圍也不存在噴淋、防火設施。為實現兩種計算方式的深入分析，本文選取兩種物料，分析不同罐安全閥火災工況下的泄放量，如下表1所示。

2.1汽化潛熱修正計算

2.2 Aspen動態模擬計算

Aspen動態模擬如下圖2所示，應用該軟件，首先需要模擬容器的正常運行，在靜態模型下，建設氣液分離罐模型，在液相物流設置調節閥，實現液位控制，設定罐體積參數、液位控制值，確保罐可在動態模擬基礎上，正常運行。

將罐進料與液相的出料流量設置為0，增加熱量的輸入，參照API520規定，合理設定罐濕潤面積函數。就氣相物流設置，應當強化壓力控制，將目標值視作火炬總管的定壓值，確保運行模型可達到罐內的壓力設定值。

最終結果顯示，由于輕組分含量較高，泄放量一般在安全閥開啟階段達到最大值。上述兩種計算方式得到的結論一致。就重組分含量，由于數值較高，需要明確餾程范圍，在多級閃蒸模型中獲取最小的蒸發焓，合理應用動態模擬，以此保障計算結果的精準性。

3結束語

綜上所述，借助相應軟件分析多組分液體容器安全閥火災工況下泄放量，借助相應的計算式，開展系統模擬，可保障計算結果的可靠性，模擬安全閥泄放。

參考文獻

[1]高桐，王增輝.多組分液體容器安全閥火災工況下泄放量的計算[J].山東化工，2017，46（23）：157-159.

[2]羅娜.多組分液體容器安全閥外部火災工況下釋放量的計算[J].化工設計，2014，24（02）：8-11+1.

（作者單位：揚子石化-巴斯夫有限責任公司）