对多组分液体容器安全阀火灾工况下泄放量计算的几点分析

徐晨

摘要：本文首先分析了安全阀火灾工况下泄放量计算，同时阐述了多组分液体容器安全阀火灾工况下泄放量计算的几点分析，最后总结了全文，仅供参考。

关键词：多组分液体容器;安全阀;火灾工况;泄放量计算

1 安全阀火灾工况下泄放量计算

化工系统装置具备高操作压力、易燃、易爆的特点，化工设备泄露出来的可燃物质，一旦遇到明火，将会出现火灾。火灾内释放出的热量、辐射，会被容器所吸收，以此促使容器与管道内的物料增加，导致系统出现超压、爆炸事故。为避免超压事故的发生，在容器安全阀设计阶段，应当依据容器内汽化产生量开展计算，明确容器安全阀的泄放量，在API-520，API-521规定基础上，容器泄放量：

在火灾工况下，安全阀计算应当考虑其液体类型，若为多组份液体，則计算程序较为复杂。主要是因为多组份液体容器安全阀泄放过程，本身属于一个宽沸点的油品蒸馏过程。在此过程中，气相组份、液相组份下，物料温度、汽化会随着时间出现变化。为保障火灾工况下，多组分液体容器安全阀的稳定泄放，需要选择科学的计算方式。

2 多组分液体容器安全阀火灾工况下泄放量计算的几点分析

2.1 计算方式

2.1.1 多级闪蒸模拟安全阀泄放

就多组分液体容器，如下图1所示，本文介绍了一种多级连续性的闪蒸方式，以此计算火灾工况下，安全阀的泄放量。这类计算方式可将连续性的闪蒸，拆分为多级闪蒸，并得出每一级的热量吸收与气体量比值，且将其作为一级气体气化潜热。在工程设计阶段，就窄馏分认为液相温度无变化，因此，必须要考虑混合效应。

2.1.2 时间变量动态模型

容器内总热量的不断吸收，会引起汽化现象，可实现容器内残留液体温度的提升，促使液体始终保持在沸点温度。在此阶段，溶解后的蒸汽一旦受热，将会借助液体释放，实现分离、脱气，若此部分将热量计入到潜热效应内，难以保障计算的合理性。就一些宽沸点多元混合物，必须要建设时间模型，才可保障最大泄放量计算的精准性。

2.2 复杂组安全阀计算

为实现上述两种计算方式的对比，选择现存堆放杂质物、复杂物流的缓冲罐，开展其安全法设计。假设缓冲罐属于立式容器，容器高度为6200mm，高液位为4500mm，容器直径为2400mm。容器在工作内不进行保温，周围也不存在喷淋、防火设施。为实现两种计算方式的深入分析，本文选取两种物料，分析不同罐安全阀火灾工况下的泄放量，如下表1所示。

2.1汽化潜热修正计算

2.2 Aspen动态模拟计算

Aspen动态模拟如下图2所示，应用该软件，首先需要模拟容器的正常运行，在静态模型下，建设气液分离罐模型，在液相物流设置调节阀，实现液位控制，设定罐体积参数、液位控制值，确保罐可在动态模拟基础上，正常运行。

将罐进料与液相的出料流量设置为0，增加热量的输入，参照API520规定，合理设定罐湿润面积函数。就气相物流设置，应当强化压力控制，将目标值视作火炬总管的定压值，确保运行模型可达到罐内的压力设定值。

最终结果显示，由于轻组分含量较高，泄放量一般在安全阀开启阶段达到最大值。上述两种计算方式得到的结论一致。就重组分含量，由于数值较高，需要明确馏程范围，在多级闪蒸模型中获取最小的蒸发焓，合理应用动态模拟，以此保障计算结果的精准性。

3结束语

综上所述，借助相应软件分析多组分液体容器安全阀火灾工况下泄放量，借助相应的计算式，开展系统模拟，可保障计算结果的可靠性，模拟安全阀泄放。

参考文献

[1]高桐，王增辉.多组分液体容器安全阀火灾工况下泄放量的计算[J].山东化工，2017，46（23）：157-159.

[2]罗娜.多组分液体容器安全阀外部火灾工况下释放量的计算[J].化工设计，2014，24（02）：8-11+1.

（作者单位：扬子石化-巴斯夫有限责任公司）