一种用于火灾安全阀的性能检测方法技术

本发明专利技术公开了一种用于火灾安全阀的性能检测方法，包括JMP模拟：运用JMP软件的实验设计功能，以安全阀的泄放面积作为响应变量，研究火灾工况下环境因子、湿润面积、安全阀开启压力，安全阀开启时温度等因素对泄放面积的影响；Aspen plus模拟：使用Aspen plus软件对火灾工况下储罐超压情景初步进行静态模拟；HYSYS动态模拟：使用HYSYS软件模拟火灾工况下储罐泄压的动态过程；VSP2实验测试：通过VSP2进行实验室规模的同体系的泄压过程模拟。该用于火灾安全阀的性能检测方法，将统计学软件JMP与化工安全领域的实际问题相结合，并通过改装VSP2对非反应体系下火灾工况的压力泄放情景进行模拟，得出实验室规模与工厂规模泄放量之间的关系。量之间的关系。量之间的关系。

【技术实现步骤摘要】
一种用于火灾安全阀的性能检测方法


[0001]本专利技术属于火灾安全阀
，具体涉及一种用于火灾安全阀的性能检测方法。

技术介绍

[0002]随着社会经济不断的发展，我国的化工企业相比之前也取得了飞速的进步。但是由于化工产品的特殊性，化工安全事故仍然时有发生，这不仅影响了企业的正常生产，更是对企业员工以及附近居民的生命安全带来了严重的威胁。常见的化工安全事故有污染、燃烧、爆炸等。其中爆炸事故的发生造成的后果尤为严重。安全阀是通过向系统外排放介质来防止设备超压的一种特殊阀门，是独立运行保证设备安全的最后一道措施。因此，安全阀的性能检测必不可少。
[0003]安全阀每种不同的超压情况对应所需安全阀的泄放面积的大小不同，然而目前无法将最危险的超压情景作为泄放系统设计的依据，这也是导致设计出的泄放装置存在不合理的原因之一。基于以上讨论，本专利技术将以外部火灾作为超压情况进行研究，提出一种用于火灾安全阀的性能检测方法，解决火灾工况下安全阀泄放的参数敏感性难以准确的鉴别工艺中的安全问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种用于火灾安全阀的性能检测方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于火灾安全阀的性能检测方法，包括以下步骤：
[0006]S1、JMP模拟：运用JMP软件的实验设计功能，以安全阀的泄放面积作为响应变量，研究火灾工况下环境因子、湿润面积、安全阀开启压力，安全阀开启时温度等因素对泄放面积的影响；
[0007]S2、Aspen plus模拟：使用Aspen plus软件对火灾工况下储罐超压情景初步进行静态模拟；
[0008]S3、HYSYS动态模拟：使用HYSYS软件模拟火灾工况下储罐泄压的动态过程；
[0009]S4、VSP2实验测试：通过VSP2进行实验室规模的同体系的泄压过程模拟，得到实验室规模与工业规模下泄放量之间的关系。
[0010]优选的，步骤S1中采用JMP软件中DOE定制设计模块。设计中所涉及的参数有6个，分别是环境因子F、湿润面积A、安全阀开启压力P1、安全阀开启温度T1、泄放物相对分子质量M以及该物质当前状况下汽化潜热λ。
[0011]优选的，步骤S2中用Aspen plus软件中的safety analysis安全分析模块模拟泄压容器或者核算安全阀的泄放过程。
[0012]优选的，步骤S2中safety analysis安全分析模块需要先构建一个模拟环境，其中
Pressure relief使用的物性模型和数据与模拟环境下的相同。
[0013]优选的，步骤S3中首先建立静态模型，然后将模型由静态转为动态。
[0014]优选的，步骤S3中在物料进口加上流量控制器，容器气相出口加上压力控制器。
[0015]优选的，步骤S3中调节控制阀的Cv值，使得动态模型在运行稳定时达到静态的效果。
[0016]优选的，步骤S3中在动态分析图表中增加参数，用于分析整个安全阀泄放过程。
[0017]本专利技术的技术效果和优点：该用于火灾安全阀的性能检测方法，针对火灾工况下安全阀泄放的参数敏感性进行分析，通过四种不同的方法，JMP、Aspen plus、HYSYS和VSP2分别进行模拟与实验，得出在不同的外部火灾工况以及设定压力下，实际通过安全阀泄放的物质质量流量的大小。并计算出所需安全阀的尺寸，为化工生产过程对安全阀进行设计及改进时提供一定的指导意义。本专利技术将统计学软件JMP与化工安全领域的实际问题相结合，并通过改装VSP2对非反应体系下火灾工况的压力泄放情景进行模拟，得出实验室规模与工厂规模泄放量之间的关系。后期如有新的安全阀设计需要，可先进行实验室规模的验证，再行放大，保证了设计的安全阀的适用性。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的酒精储罐Aspen模型示意图；
[0019]图2为本专利技术的实际泄放质量流量G与安全阀开启压力关系示意图。
具体实施方式
[0020]结合附图，对本专利技术作详细说明，但本专利技术的保护范围不限于下述实施例，即但凡以本专利技术申请专利范围及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本专利技术专利涵盖范围之内。
[0021]本专利技术包括以下步骤：
[0022]S1、JMP模拟：运用JMP软件的实验设计功能，以安全阀的泄放面积作为响应变量，研究火灾工况下环境因子、湿润面积、安全阀开启压力，安全阀开启时温度等因素对泄放面积的影响。
[0023]采用JMP软件中DOE定制设计模块。设计中所涉及的参数有6个，分别是环境因子F、湿润面积A、安全阀开启压力P1、安全阀开启温度T1、泄放物相对分子质量M以及该物质当前状况下汽化潜热λ。
[0024]各影响因素取值范围
[0025][0026][0027]为方便分析，其中湿润面积A，用物料装填率进行表示。并假设压力容器位于地面高度7.62m之下。
[0028]该理论模型的响应变量为安全阀泄放面积S。偏最小二乘回归是工业中常用的建模方法，当因变量及多个自变量之间存在多重相关时，使用此建模方法预测模型比较有效。本专利技术采取偏最小二乘回归的方法得到响应变量S的模型参数。
[0029]安全阀泄放面积S参数筛选结果
[0030][0031][0032]通过上述数据得知，对安全阀泄放面积S可能产生影响的因素里，单因素影响程度从大到小排列依次为环境因子F＞安全阀开启压力P1＞泄放物相对分子质量M＞湿润面积A＞汽化潜热λ。达到P1时温度T1由模拟结果以及统计学知识可以认为对泄放面积S的影响相对其他因素可忽略不计。
[0033]S2、Aspen plus模拟：使用Aspen plus软件对火灾工况下储罐超压情景初步进行静态模拟。用Aspen plus软件中的safety analysis安全分析模块模拟泄压容器或者核算安全阀的泄放过程。
[0034]safety analysis安全分析模块需要先构建一个模拟环境，其中Pressure relief使用的物性模型和数据与模拟环境下的相同。
[0035]以酒精为例，酒精储罐的Aspen模型如图1所示：
[0036]取其中一种情况举例，假设设定压力为5.5bar，储罐直径为5.2m，容器切线到切线距离6.2m,液位高度为4m，则暴露在火灾中的面积经计算为86.58m2,此时得到的容器的吸收热量为9.908x106kJ/h。所需泄放的质量流量为1.402x106kg/h,泄放时的临界压力为4.511bar(A),泄放温度为140.1℃。其中实际泄放质量流量G与安全阀开启压力关系，如图2所示。
[0037]S3、HYSYS动态模拟：使用HYSYS软件模拟火灾工况下储罐泄压的动态过程；(1)建立静态模型；
[0038](2)将模型由静态转为动态；
[0039](3)在物料进口加上流量控制器，容器气相出口加上压力控制器；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于火灾安全阀的性能检测方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、JMP模拟：运用JMP软件的实验设计功能，以安全阀的泄放面积作为响应变量，研究火灾工况下环境因子、湿润面积、安全阀开启压力，安全阀开启时温度等因素对泄放面积的影响；S2、Aspen plus模拟：使用Aspen plus软件对火灾工况下储罐超压情景初步进行静态模拟；S3、HYSYS动态模拟：使用HYSYS软件模拟火灾工况下储罐泄压的动态过程；S4、VSP2实验测试：通过VSP2进行实验室规模的同体系的泄压过程模拟，得到实验室规模与工业规模下泄放量之间的关系。2.根据权利要求1所述的一种用于火灾安全阀的性能检测方法，其特征在于：步骤S1中采用JMP软件中DOE定制设计模块。设计中所涉及的参数有6个，分别是环境因子F、湿润面积A、安全阀开启压力P1、安全阀开启温度T1、泄放物相对分子质量M以及该物质当前状况下汽化潜热λ。3.根据权利要求1所述的一种用于火灾安全阀的性能检测方法，其特征在于：步骤S2中...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢祚，叶启亮，董泽，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：