张宇剑

    (中石化上海工程有限公司，上海 200120)

    1 引言

    安全阀在系统中起安全保护作用，其设定压力一般小于或者等于系统的设计压力。当系统压力达到安全阀的设定压力时，安全阀打开，将系统中的一部分物料排出，从而保证系统不因压力过高而发生事故(比如压力容器因压力过高而破裂后，其中有毒有害、易燃易爆的工艺物料外泄而引起爆炸、中毒等危害)。当系统通过安全阀排出一定量的物料之后，系统内的压力开始降低，直至降低到安全阀的回坐压力时安全阀关闭，以避免因过多的物料排出而造成不必要的浪费。

    安全阀所需泄放量一般按照API 521 对各种工况进行分析而得到。在API 521-2007 的表格“Table 2 – Guidance for required relieving rates under selected conditions”中，简要罗列了各工况下液相及气相所需泄放量的确定[1]。

    塔系统，一般包括塔、塔顶回流罐、塔顶冷凝器、塔釜再沸器、进料泵、回流泵、出料泵等设备，属于较复杂的系统。塔系统安全阀的工况分析不同于一般单元操作设备，有一些其特有的超压工况，比如塔顶气相出口阀门关闭、塔顶冷凝器冷却水故障、回流故障、塔釜过度热量输入等，这些工况的分析均需要结合整个塔系统进行分析，而不能只局限于塔本体这个设备。为了更直观地探讨塔系统的这些超压工况，本文将结合笔者在具体工程项目中遇到的一个塔系统，对塔系统相关的工况进行分析与探讨，给出可行的分析思路与计算方法。

    2 塔系统安全阀若干工况的分析

    2.1 流程简介

    该塔系统的主要流程详见图1，主要包括塔T01、进料泵P01、塔顶冷凝器E01、回流罐V01、回流泵P02、塔釜再沸器E02、塔釜出料泵P03 等。

    进料物流01 由P01 泵送进塔，控制方案是流量控制(调节阀FV-01，失气时状态为FC)。在该塔系统的工艺流程中，塔顶和回流罐顶设有气相平衡线，整个塔顶气相部分的压力由分程调节控制，压力低时PV-01B 打开补氮增压，压力高时PV-01A 打开卸压。回流罐V01 内的物料由泵P02 送出，一部分由流量控制(调节阀FV-03，失气时状态为FO)回流至塔；另一部分送往下游，其流量与V01 的液位串级控制(调节阀FV-02，失气时状态为FC)。塔釜出料经P03 送出至下游，其流量与塔的液位串级控制(调节阀FV-04，失气时状态为FC)。塔釜再沸器E02 中，热源蒸汽走壳程，工艺物料走管程 ......