丙烯、丁二烯球罐如何确定工作压力、设计压力、安全阀整定压力、最高允许工作压力

如何确定球罐工作压力、设计压力、安全阀整定压力、最高允许工作压力。

新容规把以前对球罐设计压力的规定调整为对工作压力的规定，
常温储存液化气体，临界温度>=50度的，无保冷措施的，取50度
的饱和蒸汽压作为工作压力；有可靠保冷措施的，取可能达到的最
高工作温度下的饱和蒸汽压作为工作压力。

P设计=1.05P工作，P安全阀整定=1.05P设计，P最高允许=1.05P安全阀整定吗

丙烯球罐操作温度是常温或40度，按新容规工作压力取50度饱和蒸汽压的话，
应该是2.05-0.1=1.95MPa吧，为什么好多都取40度饱和蒸汽压1.5几MPa呢。

丁二烯宜聚合，储存温度<=27度，有外冷冻机控制操作温度在10度左右，那
丁二烯可能达到的最高工作温度是取<=27度或30度，还是取环境温度40度呢，
40度下丁二烯就聚合了呀，超过27度就开始发生聚合了。丁二烯的工作压力又
取多少比较合适呢，40度下的饱和蒸汽压为0.33MPa（表压），30度下为0.22MPa（表压）。

这就是我们公司的丙烯球罐。

回复 2# 深蓝依盼


    版主
    可以把這張P&ID圖提供給我參考嗎?
    skoog.chen@gmail.com
    先拜謝了!

flute6 您好，首先欢迎您到我们这里做客。就您的问题我做个解答。仅是个人意见不负任何法律责任。
首先我们所说的工作压力通俗讲是正常允许出现的压力。
由于工艺送料一般都是40℃，所以我们一般定义操作温度一般为40℃有时说常温。
但降温储存的物料我们一般先确定一个最大正常操作压力，然后定义操作温度。
要文字表达起来很难，也很费时间，我给你留个电话你打电话我们探讨吧

回复 4# 储运工程师


    现在的条件是丙烯：操作压力：1.5MPa（g），操作温度：常温
                  丁二烯：操作压力：0.28MPa(g)，操作温度：10度

                  丙烯 50度饱和蒸汽压是2.05MPa(A)，即2.05-0.1＝1.95MPa(g)，
                  新容规规定工作压力取50度饱和蒸汽压力：
                  初定：设计温度50度
                          设计压力P取1.05X1.95＝2.05MPa，安全阀整定压力取2.15MPa，
                          最高允许工作压力取2.25MPa，先按2.05MPa算球罐体强度，
                          最后按2.25MPa再校核球罐体强度。

                  若按以前做法，设计温度50度，设计压力2.16MPa，则安全阀整定压力为2.21MPa，
                  最高允许工作压力为2.26MPa，安全阀整定压力与最高允许工作压力档次没拉开，靠的太近。

                  丁二烯设计压力还不晓得定多少合适。如果按您讲的工艺送料40度的话，
                  40度饱和蒸汽压为0.43MPa(A)，即0.43-0.1＝0.33MPa（g）,
                  30度饱和蒸汽压为0.32MPa（A），即0.32-0.1＝0.22MPa（g）。
                  现在提的操作压力为0.28MPa（g），设计压力、设计温度定多少合适呢?

                  有的条件丁二烯定设计温度50度，设计压力定0.79MPa(g), 安全阀整定压力和最高允许工作压力定0.83MPa(g)

                   固容规规定：8.3.2条安全阀的整定压力在图样上标注有最高允许工作压力的，可以采用最高允许工作压力
                   确定安全阀的整定压力。
                  新旧容规对比如下：框里的是老容规

如何确定球罐工作压力、设计压力、安全阀整定压力、最高允许工作压力。

P设计=1.05P工作，P安全阀整定=1.05P设计，P最高允许=1.05P安全阀整定吗flute6 发表于 2011-9-4 04:33

                               
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P设计=1.05~1.1P工作
注:赞成！不过液化烃储罐的设计压力取值，参考NBT47001四档取值即可。此为常温液化烃储罐的经验取值，多年实践证明无误了。

通常情况下：P安全阀整定≤P设计  在设计图样给出最高允许工作压力的情况下：P安全阀整定≤P最高允许——《固容规》3.9.2
注：在设备需要进行气密试验时，设计者应给出最高允许工作压力。——《固容规》3.24 此举可保证，气密性试验时安全附件装配齐全，且试验时安全阀不起跳。

最高允许工作压力是根据设备各部件有效厚度反算可承载的压力极限，且取各值中的最小值。它不是给定的，而是反算得出。
可以根据壳体有效厚度反算结果作为最高允许工作压力值，然后以此值对接管、法兰、开孔补强等处进行校核。

以上为个人观点，敬请指教。

下午还要出差，比较忙。
简单说下，你严格按照新容规没有问题，这在某一程度上增加了设备专业的的责任。
其实我认为新老容规没有本质冲突。
说说以前的做法，工艺根据工艺状况去顶安全阀的整定压力（也就是你说的根据最高操作压力）
按后根据整定压力去定设计压力（注意整定压力≤设计压力），但我们为了保护自己设备一般不取等于
全压力是储罐安全阀的整定压力我取50℃对应的饱和蒸汽压2.05。
我们设计压力一般去1.05倍的整定压力也就是2.05*1.05=2.152取整2.16
正常操作温度为40℃
所以对于不带制冷设备的丙烯储罐参数如下
设计温度50℃（有事会把常压的低温写进去，开车是会出现，采取一定的措施可以避免）
操作温度40℃
设计压力2.16
正定压力2.05
新容规有了设备的最高允许工作压力这个压力是可能高于设计压力的如果明确了这个压力，你就可以把原来的设计压力换为现在的最高允许工作压力，回推安全阀正定压力
假如设备确定了最高需要共组压力为2.27
你可以回退2.27/1.05=2.16（通过这个反算就可以知道为什么我们可以把设计压力定为安全阀的整定压力，就是最高工作压力的存在）

丁二烯设计压力还不晓得定多少合适。如果按您讲的工艺送料40度的话，
40度饱和蒸汽压为0.43MPa(A)，即0.43-0.1＝0.33MPa                  
30度饱和蒸汽压为0.32MPa（A），即0.32-0.1＝0.22MPa（g  ）               
现在提的操作压力为0.28MPa（g），设计压力、设计温度定多少合适呢?"
对于丁二烯首先要确定最高工作压力，你已经清楚了要限制温度。限定了温度就限定了了压力。也就是说不发生事故的情况下你可以通过工艺手段（可以通过制冷达到或其他办法）控制住压力，这个压力就是你的最高操作压力，假如说是0.32.
P设计=1.05P安全阀整定，P安全阀整定=1.05P工作，P最高允许为设备专业确定的（P工作即为0.32）
有一点安全阀的整定压力一定要≤最高允许工作压力（如果没有这个值就是设计压力）
我说的只是一个大原则，各个人，各个院处理都不一样
不管对不对反正我是这么做的，呵呵

之所以引入了最高工作压力来确定安全阀的整定压力，就是因为设备计算时元整的原因导致设备具备的能力高于了设计的能力，如果安全阀不翻过来修改，导致了有一部分能力浪费了。就是这个原因，我认为。

回复 7# 储运工程师

  感谢您在百忙之中帮我解疑！
  2.05MPa是丙烯在50度饱和蒸汽压，是绝压，设备计算使用的表压应为2.05-0.1＝1.95MPa
  设计压力为1.95X1.05＝2.05MPa，不过和以前的做法2.16MPa相比，确实
  增加了设备专业的责任，设计压力按2.16MPa算时，混合3带壁厚取48，50，50mm
  的话，反算最高允许工作压力为2.26MPa。
  Q370R [σ]=193MPa   焊缝系数φ=1 负偏差C1=0.3 腐蚀裕量C2=1.5mm 2000m3球罐直径D=15700mm
  上极带球心角20°X5＝100°，赤道带80°，充装系数0.9，最高液位在赤道带区域12626mm。
  设计压力p=2.16MPa 时，计算厚度t=pD/(4[σ]φ-p)＝2.16x15700/(4x193x1-2.16)=44.05mm
  设计厚度td=44.05+C1+C2=44.05+0.3+1.5=45.85mm，圆整取48mm，
  则较薄板板厚有效厚度te=48-C1-C2=48-0.3-1.5=46.2mm     
  反算最高允许工作压力py=4[σ]φte/(te+D)=4x193x1x46.2/(46.2+15200)=2.26MPa

  若设计压力p=2.05MPa，计算厚度t=pD/(4[σ]φ-p)＝2.05x15700/(4x193x1-2.05)=41.8mm
  设计厚度td=41.8+C1+C2=41.8+0.3+1.5=43.6mm，圆整取46mm，
  则较薄板板厚有效厚度te=46-C1-C2=46-0.3-1.5=44.2mm
  反算最高允许工作压力py=4[σ]φte/(te+D)=4x193x1x44.2/(44.2+15200)=2.23MPa   

丙烯饱和蒸气压

是说错了，P设计=1.05P安全阀整定，P安全阀整定=1.05P工作，P最高允许为设备专业确定的
P工作=1.95  P安全阀整定=1.05*1.95=2.05  P设计=2.05*1.05=2.16
所以之前那个2.16就是这么来的。
抱歉刚才说的不对

回复 11# 储运工程师


    可目前按新容规做过的球罐，标注的安全阀整定压力比设计压力高，
    如：丁二烯：P设计0.79MPa ，P安全阀整定0.83MPa， P最高允许工作压力0.83MPa
     丙烯工作压力1.95MPa ，其P设计压力＝1.1XP工作＝1.1X1.95＝2.15，取2.16MPa
    好像更说的通些。

    不过按HG20580表4-1设计压力选取表，装有安全阀的，设计压力不低于（等于或稍大于）
    安全阀开启压力（安全阀开启压力取1.05～1.10倍工作压力）的话，也讲得通。
    这样工作压力1.95MPa，先初定安全阀开启压力P安全阀1.05X1.95＝2.05MPa，
    再定设计压力1.05XP安全阀＝1.05X2.05＝2.16MPa，计算球罐强度，选取设计名义厚度48mm，
    算得有效厚度46.2mm，反算最高允许工作压力2.26MPa，在最终定安全阀整定压力差不多介于
    2.16～2.26之间就可以了，最早定的是2.21MPa，又嫌2.21与2.26太接近，怪哉！

丁二烯：
    现在提的操作压力为0.28MPa（g），操作温度10度，

40度饱和蒸汽压为0.43MPa(A)，即0.43-0.1＝0.33MPa（g）,

则设计压力＝0.33x1.05X1.05=0.36MPa、设计温度取40度

（HG20580表5-1，介质工作温度>15度，设计温度取介质最高工作温度，

或介质工作温度+15～30度。

丁二烯储存温度小于等于27度，操作温度在10～15度左右，不往下减了，

往上靠，取设计温度为介质最高工作温度，或10+30＝40度）

以前丁二烯定设计温度50度，设计压力定0.79MPa(g), 安全阀整定压力和最高允许工作压力定0.83MPa(g)（貌似最小名义厚度22mm，有效厚度20.2mm反算的）

Q345R [σ]=185MPa   焊缝系数φ=1 负偏差C1=0.3 腐蚀裕量C2=1.5mm 3000m3球罐直径D=18000mm
上极带球心角20°X5＝100°，赤道带80°，充装系数0.9，最高液位在赤道带区域14476mm。

设计压力p=0.79MPa 时，

计算厚度t=pD/(4[σ]φ-p)＝0.79x18000/(4x185x1-0.79)=19.5mm
设计厚度td=19.24+C1+C2=19.5+0.3+1.5=21.3mm，圆整取24mm，
则较薄板板厚有效厚度te=24-C1-C2=48-0.3-1.5=22.2mm   

反算最高允许工作压力

py=4[σ]φte/(te+D)=4x185x1x22.2/(22.2+18000)=0.9MPa

现在，若选取

设计压力p=0.36MPa 时，Q345R

计算厚度t=pD/(4[σ]φ-p)＝0.36x18000/(4x185x1-0.36)=8.76mm
设计厚度td=8.76+C1+C2=8.76+0.3+1.5=10.56mm，圆整取14mm，

则较薄板板厚有效厚度te=14-C1-C2=14-0.3-1.5=12.2mm 反算最高允许工作压力py=4[σ]φte/(te+D)=4x185x1x12.2/(12.2+18000)=0.5MPa   

设计压力p=0.36MPa 时，Q245R

计算厚度t=pD/(4[σ]φ-p)＝0.36x18000/(4x145x1-0.36)=11.2mm
设计厚度td=11.2+C1+C2=11.2+0.3+1.5=13mm，圆整取16mm，

则较薄板板厚有效厚度te=16-C1-C2=16-0.3-1.5=14.2mm 反算最高允许工作压力py=4[σ]φte/(te+D)=4x145x1x14.2/(14.2+18000)=0.45MPa   

     球罐为满足焊接变形要求，最小厚度要求多厚呢，16mm算薄吗。感觉设计压力还是要再多取些比较合适.

回复 6# zhuj0631


最高允许工作压力不可能无限大吧，这样壁厚富裕量就比较多。总该有个限定吧，
如像老容规第146条规定的，安装多个安全阀时，其余安全阀的开启压力可适当
提高，但不得超过设计压力的1.05倍。
设计压力2.16MPa时，最高允许工作压力取2.16X1.05=2.26MPa。
若设计压力取2.05MPa，最高允许工作压力/设计压力=2.26/2.05=1.1倍，
是不是有些大了呢？

簡單一點
设计压力與耐壓力的厚度有關,高一點材料多一點
整体重量增加,也安全一點

回复  zhuj0631


最高允许工作压力不可能无限大吧，这样壁厚富裕量就比较多。总该有个限定吧，
如像老 ...
flute6 发表于 2011-9-5 20:30

                               
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我不是很明白你的意思。
最高允许工作压力是设计完成后，根据实际壁厚反算出的，而不是根据 设计压力*倍数 得出的。
例如一台空气储罐，计算厚度可能只需要4mm，但罐体用8mm钢板制成。由此反算出的最高允许工作压力不止是设计压力的1.1倍，会更高。
你可能要问我为什么要用这么厚的材料，原因可能有很多，例如用厂内余料加工，减少采购周期；也可能是因为甲方要求……

计算厚度——满足了设计压力对强度的要求。
设计厚度=计算厚度+腐蚀裕量——满足了强度要求和使用寿命的要求。
有效厚度=名义厚度-钢板负偏差-腐蚀裕量=计算厚度+圆整值——可反算出最高允许工作压力，是设备实际承载能力的体现。

最高工作压力之所以比设计压力高，就是因为圆整值的存在，也可称之为设计余量。
各部件的设计余量不同，所以设备整体的最高允许工作压力要取各部件反算结果的最小值。

因安全阀有延迟性，故P最高允许工作压力与P安全阀整定压力之间留有5%的裕量，
这样比较安全，最高允许工作压力的确定还要看a点的应力，看a点应力达最大时的
工作压力为多少。

我们现在还是在按老《容规》的内容，确定上述压力。这样做比较安全保守可靠。

今天,
我又重新看了一遍本文(真的精辟),有个小疑问??给大家在此讨论一下
如果丙烯球罐实际操作的压力大约小于1.5MPa,且温度均小于40度C
我想确认一下,在增加新球槽时可不可以依此数据
请设计院依此实际工况进行设计,还是得照下述的:
"常温储存液化气体，临界温度>=50度的，无保冷措施的，取50度
的饱和蒸汽压作为工作压力；有可靠保冷措施的，取可能达到的最高工作温度下的饱和蒸汽压作为工作压力"

PCMA 发表于 2011-9-21 11:53

                               
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今天,
我又重新看了一遍本文(真的精辟),有个小疑问??给大家在此讨论一下
如果丙烯球罐实际操作的压力大约 ...

如果有实际的经验，能保证确实温度不超过40度，那可能还可以这样设计，不然很难。