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船用空气瓶安全泄压装置的
通径计算 ,| , |?
o 江阴船检局 包 国桢
船用空气瓶安全泄压装置 (安全阀、易熔塞、爆破片等)的主要功能之一是防止瓶内压
缩空气因机仓失火而温度升高,导致空气瓶超压爆炸。为了及时排放气体,迅速降压 ,要求
安全泄压装置能按规定的压力 (或温度)值准确、灵敏地动作,除排放气体外,还要求它具
有足够的泄放面积 因此,中国船级社在船用产品审图须知中规定要审查安全阀图及通径计
算
,并且要盖批准章。
对于空气瓶安全装置泄放面积,即通径的计算,《钢质海船入级与建造
》和 《内河钢
船建造规范》都没有具体的规定。审图验船师审查该项 目的依据是 《船用锅炉和受压容器 》验
船师须知中的附录 6—— 《安全阀和爆破片的计算 》(以下简称须知)。但是,该附录对于计算
安全阀和爆破片的泄放面积的基础,即空气瓶的安全泄放量 (安全装置的额定排放量必须大
于或等于气瓶的安全泄放量)是:“(1)对于压缩机贮气罐和汽包等容器的安全泄放量应取
设备的量大生产能力 (产气量)。(2)对于气体贮槽等容器的安全泄放量 ,由进气管直径和气
体流速决定 ,⋯⋯”也就是说,计算的基础是每小时进入空气瓶的空气量,投有考虑空气瓶
因火灾而引起的瓶内压缩空气吸收热量、温度升高而导致的压力升高 。这个问
始终困惑着
设计人员和审图验船师。
笔者在 《中国锅炉压力容器安全》第 1o卷第 1期看到 《论气瓶的安全泄压装置》一文 ,
其中的第三部分 “如何确定气瓶安全泄压装置 的泄放面积”(以下简称
)深受启发 ,研读
多遍 ,与验船师须知,GB1 50—89《钢制压力容器 》(以下简称 GB1 5O一89)的有关部分作了
比较 。
该论文第三部分的要点是:1.在既定的环境条件下,气瓶受火焰加热所吸收的热量与它
的外表面全面积成正比。就气瓶而言,瓶的长度与瓶的直径之比值一般都在一定的范围内,所
以也可简单地认为气瓶的吸热量与其容积成线性关系。2.美国气体协会 (CGA)对气瓶处于
周围着火情况进行过大量试验 ,提出了一个实用经验数据,即每磅水容积的永久气体瓶,若
装设非重复闭合的泄压装置 (易熔塞、爆破片),其最低要求泄放面积为 0.00012平方英寸
(泄放压力平均为 lO01b/in。,装置的排放系数按 0.7考虑)。换算成国际单位为每升容积需要
的泄放面积为 0、17ram 3、介质为常用的二原子气体 (绝热指数k一1.4),泄放温度取为
. .
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· 检验经验 ·
60'C,额定排量系数为 0 7时,装设爆破片、易熔塞的永久气瓶 ,安全泄放量为W 一0 176P
v,MV,装设安全阀的为 w 。一0 1215 v,MV。安全泄压装置的额定排量为 w,一1_48CPA
/M。将 w 与 w 联解则可得最低要求泄放面积 。
但是该论文没有介绍美国气体协会如何确定全启式安全阀、平面型密封或锥型密封的微
启式安全阀的排气截面积 ,这样仍然不能通过上述公式联解得到通径计算。(笔者查阅了美国
ASME
,在其压力容器的安全装置要求 uG一125至UG一136及强翩要求 l1中也没有
发现 )
笔者为了解决船用空气瓶安全泄压装置的通径计算及其审核 ,设想将 W 一1|48GPA
/丽即泄压装置的额定排放量 (单位为kg/h)与须知中规定的计算公式 G=A ·P·C·X
/M/ZT(单位亦为kg/h)对比计算,如果W 一G,则说明两者要求的气瓶安全泄放量相同,
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进而可以得到须知中的 “A值;对全启式安全阀,即h>~T。d 时,A:÷丌d ;对微启式安全
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阀,即 h