如何确定压力容器的设计压力

huanghong · 发表于 2023-3-4 10:58:31

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设计压力

我们先看一下设计压力的定义：“设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为容器的基本设计载荷条件，其值不低于工作压力。”

--引用于GB150.1 《压力容器》

用符号P表示设计压力，Pw表示工作压力。

压力单位：一般为MPa，除注明外压力均指表压力（高于大气压力为正值，低于大气压力为负值）。

确定设计压力的时候可以分为以下几种情况：

内压容器

（1）无安全泄放装置时

也就是设备上没有安全阀也没有爆破片，安全装置在管道上考虑。设计压力取值不低于工作压力。一般情况下都是设计压力比工作压力稍高，但也不要超过太多，太多的话留的设计裕量比较大，不经济。尽量不超过1.1倍的工作压力。比如工作压力1.0Mpa，则设计压力可以在1.0~1.1MPa之间取值，比如取中间值1.05Mpa。当然也需要综合考虑后面法兰选取的时候相应的压力等级问题；比如工作压力3.7Mpa，取工作压力的1.1倍之后设计压力为4.07Mpa，需要选用PN63的法兰，如果取1.05倍左右的工作压力则设计压力为3.9Mpa；可以选用PN40的法兰。

（2）装有安全阀时

首先确定安全阀的整定压力Pz，一般取1.05~1.1倍的工作压力；当Pz＜0.18MPa时，可以适当提高整定压力Pz相对于工作压力Pw的比值，也就是超过1.1倍的工作压力；

然后取设计压力不小于安全阀的整定压力Pz，一般情况下可以取设计压力稍高于整定压力。

比如工作压力0.6Mpa，整定压力取0.66Mpa，设计压力取0.7Mpa。

（3）装有爆破片时

先确定爆破片的最低标定爆破压力Psmin，不同结构金属爆破片会有不同

普通正拱形承受静载荷：Psmin≥1.43Pw；开缝正拱形承受静载荷：Psmin≥1.25Pw ；正拱形承受脉动载荷：Psmin≥1.7Pw ；反拱形承受静、脉动载荷：Psmin≥1.1Pw

这里面反拱形爆破片需要的爆破压力是最低的，也就是我们可以取相对低的设计压力。

然后选定爆破片的制造范围，如下表：

图片

之后确定爆破片的设计爆破压力Pb，爆破压力Pb等于最低标定爆破压力Psmin加上所选爆破片制造范围的下限（取绝对值。）

最后确定设计压力P，设计压力P大于或等于设计爆破压力Pb加上所选爆破片制造范围的上限。

比如工作压力0.6mpa，选用全范围反拱形爆破片。最低标定爆破压力Psmin取0.66mpa，设计爆破压力Pb取0.73Mpa，设计压力P取0.75Mpa。

（4）出口管线上装有安全阀时

不低于安全阀的整定压力加上流体从容器流至安全阀处的压力降。

（5）容器位于泵进口侧，且无安全泄放装置

设计压力P取1.0~1.1倍工作压力Pw，且以-0.1MPa外压进行校核。

（6）容器位于泵出口侧，且无安全泄放装置

工作压力P不低于下面二者中的最大值:

1 )泵的正常入口压力加1.2倍泵的正常工作扬程；

2 )泵的最大入口压力加泵的正常工作扬程；

3 )泵的正常入口压力加关闭扬程(即泵出口全关闭时的扬程)

（7）容器位于压缩机进口侧，且无安全泄放装置

工作压力P取1.0~1.1倍工作压力，且以-0.1MPa 外压进行校核。

（8）容器位于压缩机出口侧，且无安全泄放装置

工作压力P取值不低于压缩机出口压力。

（9）液化气体临界温度大于或等于50℃时

有可靠保冷设施时为可能达到的最高工作温度下的饱和蒸汽压；

无保冷设施为50℃饱和蒸汽压。

（10）液化气体临界温度小于50℃时

有可靠保冷设施取试验实测最高工作温度下的饱和蒸汽压；

无保冷设施为设计所规定的最大充装量时温度为50℃的气体压力。

（11）小于或等于异丁烷50℃饱和蒸汽压力的混合液化石油气时

有可靠保冷设施取可能达到的最高工作温度下异丁烷的饱和蒸汽压力；

无保冷设施为50℃异丁烷的饱和蒸汽压力。

（12）大于异丁烷50℃饱和蒸汽压力的混合液化石油气时

有可靠保冷设施取可能达到的最高工作温度下丙烷的饱和蒸汽压力。

（13）小于或等于丙烷50℃饱和蒸汽压力的混合液化石油气时

无保冷设施为50℃丙烷的饱和蒸汽压力。

（14）大于丙烷50℃饱和蒸汽压力的混合液化石油气时

有可靠保冷设施取可能达到的最高工作温度下丙烷的饱和蒸汽压力；

无保冷设施为50℃丙烷的饱和蒸汽压力

真空容器

（1）有安全泄放装置

设计外压P取1.25 倍最大内外压力差或-0.1MPa 两者中的小值；

（2）无安全泄放装置

设计外压P取-0.1MPa

其它

由两室或两个以上压力室组成的容器，如夹套压力容器，根据各自的工作压力确定各自腔的设计压力。

计算压力指在相应设计温度下用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力。通常情况下计算压力等于设计压力加上液柱静压力。当元件所承受的液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略不计。