应用 FINEKAY WITS OFTWARE软件进行“储罐常规泄放量与紧急泄放量计算”

本文讨论了适用于常规泄放、紧急泄放以及火灾情景下泄压计算的公式。所有计算均基于API 2000/ISO 28300标准。

1.常规泄放公式

升温（热呼气）或降温（热吸气）的热速率会受到隔热层的抑制。WITS oftware通过公式（1），计算了全隔热储罐的折减系数。

对于局部隔热储罐，其折减系数应根据公式（2）计算

双壁隔热折减系数通过公式（3）计算

在公式（3）中，规定了非封闭面积分数fc。在本研究中，储罐为全隔热型，因此可使用公式（1）。储罐壳体外表面的热呼气（由于大气加热引起的最大升温热流量）和热吸气（由于大气冷却引起的最大降温热流量）应通过公式（4）和公式（5）计算

储罐的容积等于πDH。公式（4）中纬度的Y系数取自附录A。油箱的纬度在42°至58°之间，所以，Y系数是0.25。

C是蒸汽压力、平均储存温度和纬度的一个函数。在使用API 2000第7版——附录A时，如附录B所示，热吸气要求取决于储罐容积和吸气量的插补值。根据附录B，C系数等于5。

呼气体积流量应根据公式（6）计算，其值等于最大体积填充率。最大体积填充率则是根据API2000第7版标准计算得出。

针对易挥发成分或溶解气体，WITS oftware会通过闪蒸计算提高呼气排气要求。针对储存温度在40℃以上或蒸汽压力高于5 kPa的产品，呼气速率会随蒸发速率的增大而提高。如公式（7）所示，吸气排气要求是储罐的最大规定液体排放量，其值等于最大液体排放率。

排气量（即Vpf和Vpe）的计算应基于API 2000第7版标准。HYSYS使用了公式（8）计算排放系数K。

测试流量和理论流量用测试介质的流量值来表示。一般情况下，测试介质为纯空气。

理论流量应通过公式（9）计算。

2.紧急泄放公式

储罐的湿润暴露表面积应使用等式（11）计算。在立式储罐的暴露表面积计算公式中，需要用到湿润高度。湿润高度应通过公式（10）计算。

若H + E> FG，或W = H，则公式（10）有效。

所需的排气量的计算应基于湿润面积、设计压力和环境系数F。如果储罐面积<2800 ft2，则根据公式（12）计算所需的排气量。

在火灾Q情况下，热量输入的计算应基于湿润面积和设计压力。附录D中列出了热量输入值。附录E中列出了基于湿润面积的所需排气量。

储罐的容积取决于储罐的类型。储罐类型为立式无底封头储罐。储罐容积应根据等式（13）计算，其中D是储罐的直径，“H”是储罐的高度。

附录F中列出了非冷冻地上储罐的环境系数。在设计准则中，规定了各类储罐的环境系数值。所有计算均基于API 2000/ISO 28300第7版标准。针对火灾泄压情景，储罐湿润表面积的计算亦是如此。其他排气要求包括：己烷的蒸发潜热，在大气压力下，其值等于334,900 J/kg；以及己烷的相对分子质量（86.17），并应假设蒸汽温度为15.6℃。该方法得出的结果是准确的，适用于多种具有类似特性的液体。附录G中列出了储罐在火灾下的紧急排气要求。

3.泄压公式

FINEKAY&#174;WITS oftware安全分析环境提供了内置工具，可在遇到火灾、炉管爆裂、控制阀故障、热膨胀、回流故障和风扇故障等超压突发事件时，计算所需的释放载荷。本研究主要针对的是火灾情景。在火灾情景下，应根据公式（14）和公式（15）计算泄压载荷。

公式（16）和公式（17）分别给出了在消防排水充足或不充足情况下储罐内容物所受到的热负荷率。

如果排水充足，则Qfire = 21000FAe0.82（16）

如果排水不充足，则Qfire = 34500FAe0.82（17）

环境系数需要考虑到防火隔热层的存在，其值等于1。环境系数由公式（18）计算得出。

如果总背压（喷嘴的下游压力）大于临界流压力，则会产生亚临界流。临界流压力由公式（19）给出

根据API 520第8版标准，可使用公式（20）计算亚临界流情况下的PSV孔口尺寸。

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