混合物系安全阀泄放过程的HYSYS模拟

王鲁杰

(中石化宁波工程有限公司，浙江 宁波 315103)

1 概述

在石油化工行业生产装置中，安全阀是装置安全系统中最常见的重要组成部分，通常会在压力容器或管道上设置安全阀，以防止系统压力超过承压设备的设计压力而发生事故。在安全阀设计选型过程中，超压工况的分析、计算是其中的重要组成部分，而火灾工况超压是其最常见工况之一。

混合物系火灾工况下泄放量的确定是工程计算中的难题。在外部火灾情况下，不同于单一介质，在混合物系火灾工况泄放中，容器内的蒸汽及液相组成是变化的，温度和气化潜热也不是单一值，尤其是多组分宽沸点混合物，火灾工况下，容器持续受热，温度升高，安全阀在达到设定压力后开始泄放，液相各组分按照沸点不同，由低到高逐步气化，随着系统中蒸汽的泄放，蒸汽和液相的组成不断变化，其它物性参数也随之改变。综上，混合物系的安全阀泄放过程是一个复杂的非稳态过程。

对于多组分混合物系的计算，在API 521未明确计算方法。本文基于API 521和设计经验，利用HYSYS软件，分别采用稳态及动态模型模拟物料的泄放过程，并对计算结果进行对比分析。稳态模拟采用HYSYS软件中自带的Safety Analysis模块进行计算；而动态模拟则是通过建立与时间有关的模型，对整个泄放过程进行模拟，计算出最大泄放量与最高泄放温度，对安全阀进行合理选型。

2 设计基础

2.1 火灾工况下的吸收热

根据API RP 521标准，当容器表面暴露于火灾中时，容器内液体湿润的表面是产生蒸汽的有效面积。……