氨水儲(chǔ)罐呼吸閥通氣量計(jì)算的探討

2023-09-11 01:22:14張士玲徐金永

石化技術(shù) 2023年8期

張士玲徐金永

1. 中國(guó)化學(xué)工程第十四建設(shè)有限公司江蘇南京 210000

2. 通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)（青島）有限公司山東青島 266000

1 呼吸閥結(jié)構(gòu)及工作原理

呼吸閥是儲(chǔ)罐的一個(gè)重要安全附件，當(dāng)罐內(nèi)氣體的壓力超過呼吸閥的整定壓力值時(shí)，壓力閥頂開，真空閥仍處于關(guān)閉狀態(tài)，罐內(nèi)上部氣體從罐內(nèi)呼出，使罐內(nèi)的壓力不再繼續(xù)增高；而當(dāng)罐內(nèi)氣體的真空度超過儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)真空度時(shí)，真空閥開，壓力閥仍處于關(guān)閉狀態(tài)，吸入新鮮惰性氣體維持儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力平衡。

2 呼吸閥超壓/真空工況計(jì)算原理

2.1 超壓/真空的原因

在確定儲(chǔ)罐超壓或真空的可能原因時(shí)，應(yīng)考慮以下因素：

（1）由于液體從罐中最大流出速率而導(dǎo)致的正常吸入（液體轉(zhuǎn)移效應(yīng)）；

（2）由于蒸汽空間溫度的最大降低量（熱效應(yīng)）引起的蒸汽收縮或冷凝而導(dǎo)致的正常吸入；

（3）因液體流入罐內(nèi)最大速率而導(dǎo)致的正常呼氣，以及由此產(chǎn)生的最大汽化量（液體轉(zhuǎn)移效應(yīng)）；

（4）由于蒸汽空間溫度的最大增加量（熱效應(yīng)）引起的膨脹和汽化而導(dǎo)致的正常呼氣；

（5）火災(zāi)暴露引起的緊急排放。

在確定總的正常吸氣或呼氣時(shí)，至少應(yīng)考慮液體轉(zhuǎn)移效應(yīng)和熱效應(yīng)所導(dǎo)致的正常排氣的組合。

2.2 進(jìn)液和出液所需的流通能力

（1）呼氣

在儲(chǔ)罐蒸汽空間的實(shí)際壓力和溫度條件下，呼出的體積流量Vop應(yīng)通過以下公式給出：

式中：Vpf是揮發(fā)性液體的最大體積填充率，單位為m3/h。

（2）吸氣

吸氣通風(fēng)要求Vip（單位：m3/h），應(yīng)為儲(chǔ)罐的最大規(guī)定液體排放量，應(yīng)通過以下公式給出：

式中：Vpe是液體排出的最大速率，單位為m3/h。

3 因熱呼氣和熱吸入所需的流通能力

（1）熱呼氣

計(jì)算熱呼出量（即加熱時(shí)的最大熱流量）Vot，用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位表示：m3/h。

式中：

Y是緯度的一個(gè)因子（見表1）；

表1 不同緯度的Y系數(shù)

Vtk為儲(chǔ)罐容積，m3；

R i是保溫的降低因子（如果儲(chǔ)罐無(wú)保溫Ri＝1；如果儲(chǔ)罐部分保溫Ri=Rinp；如果儲(chǔ)罐全保溫Ri=Rin）；

式中：

ATTS是儲(chǔ)罐總表面積（外殼和頂部），m2；

Ainp是儲(chǔ)罐保溫表面積，m2。

式中：

h為內(nèi)部傳熱系數(shù)，單位為W/(m2·K)（典型儲(chǔ)罐此值可取通用數(shù)據(jù)4）；

lin為保溫層的壁厚，m；

λin為是保溫層的熱導(dǎo)率，W/(m2·K)。

（2）熱吸氣

計(jì)算熱吸入量（即冷卻時(shí)的最大熱流量）Vit，用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位表示：m3/h。

式中：

C是一個(gè)取決于蒸汽壓、平均儲(chǔ)存溫度和緯度的系數(shù)（見表2）；

表2 C系數(shù)

Vtk為儲(chǔ)罐容積，m3；

Ri是保溫的降低因子。

4 氨水儲(chǔ)罐呼吸閥PSV01 通氣量詳細(xì)計(jì)算

4.1 氨水儲(chǔ)罐流程簡(jiǎn)述

氨水回收系統(tǒng)的25%氨水經(jīng)母液泵P01送至氨水儲(chǔ)罐，氨水儲(chǔ)罐內(nèi)的氨水經(jīng)氨水泵P02送至下游使用單元；氨水儲(chǔ)罐常壓操作，物料溫度為50℃；氨水儲(chǔ)罐設(shè)有一個(gè)呼吸閥PSV01，維持罐內(nèi)壓力的穩(wěn)定。