公海(555000)-官方网站

火灾事故安全泄放量计算综述（续：压缩气体）

压缩气体，是指在－50℃下加压时完全是气态的气体，包括临界温度低于或者等于－50℃的气体，即我们通常说的永久气体。介质为压缩气体承压设备在火灾时安全泄放量计算是工程中经常碰到的问题。

一、安全泄放量的计算

介质为压缩气体承压设备（无湿润表面的设备或者说内壁仅暴露于气体、蒸气、超临界流体的设备）在外部火灾情况下，其超压机理与液化气体不同，主要是由于气体膨胀导致超压，因此计算公式也和液化气体不一样。

遗憾的是，即使在GB150.1附录B这个公认度比较高的标准中也未对火灾时压缩气体介质安全泄放量的计算给出公式，难免给广大工程人员造成不便。本篇对国内外相关内容进行了总结比较，并汇总列出火灾工况下压缩气体介质安全泄放量的计算公式（见表1）。

几点说明：

1、  对于气瓶安全泄放量计算公式可采用GB/T 33215-2016，该标准中计算公式与CGA S-1.1一致。个人认为，对于长管拖车气瓶仅取3m长度的气瓶容积还有待试验验证。

2、  对于固定式压力容器安全泄放量计算公式可采用HG/T20570.1，该标准中计算公式与API521-2014一致。要注意其边界条件，比如公式中假设容器没有隔热，忽略容器本身热容且容器壁温达不到破裂应力，而且流体的温度没有变化。

二、超压泄放装置的选择

盛装压缩气体的承压设备一旦遭遇火灾，由于从设备壁到流体介质的传热非常有限，其外裸表面自明火中吸收的热量将使设备壁达到一个足以损坏设备的高温，设备可能在短时间内由于金属材料的软化而发生破坏，因此单独设置超压泄放装置将不能完全保护这类设备不受损坏，仅能在短时间内（金属软化之前）起作用，应采取其它的办法如外保温、水喷淋或自动／手动泄压系统来共同保护设备。

对于盛装压缩气体的设备，考虑火灾情况下泄压过程要持续很长一段时间，而安全阀会有回座问题，反复开启，正如API521所说“在火灾引起的超压泄放工况，压力泄放阀不可能起减压作用，它仅仅能在紧急情况下将压力限定到给定值”，如果火灾延续时间足够长，必将因瓶壁温度升高而导致材料在内压作用下失效破裂。因此，应尽量考虑采用能一次性泄放干净的爆破片装置（相当于API521所说的蒸气减压措施），或安全阀与爆破片并联组合泄放装置，这样即使火灾延续，因设备内已没有压力，设备基本可保证安全。