容器内液位和流体温度的变化火灾工况下,容器内液位和流体温度的变化趋势见。在达到最高蓄积压力之前,随热量的输入,组分不断蒸发,容器内压力逐渐升高,流体温度持续上升,液体由于受热膨胀,液位也可能不降反升;泄放的蒸气是泄放条件下与液相平衡的蒸气,因此在液相中某组分蒸发完之前,容器内流体温度和压力维持不变,但随液相的蒸发和流体的泄放,液位不断下降;某一组分蒸发完之后,流体温度快速升高,更高沸点的组分依次蒸发。
受火31h后容器内流体最高温度可达801。在138MPa应力下,ASTMA515Grade70碳钢容器在649下破裂时间仅为0.1h,在长时间受火条件下容器很可能损毁。当然,仅反映了一种趋势,是否破损还要看该温度下容器内压力是否高于材料的屈服应力。容器吸收热的变化泄放过程中,容器的吸收热随时间的变化趋势,泄放过程中,容器的吸收热出现了两个峰值,分别为2373kW和2414kW,相差不大。按吸热公式,容器吸收的热量取决于容器内液体湿润的表面积,而湿表面积与液位直接相关,因此暴露于火灾中的容器吸收的热量应与容器内的液位同向变化。向变化,液位增高吸收热增大,液位下降吸收热也下降。安全阀泄放量的变化火灾工况下,容器泄放量的变化见。可以看出,质量流率出现了四个峰值,最高的第三个峰值为10828kg/h,约为第一个峰值4539kg/h的24倍;实际体积流率出现了三个峰值,最高的第一个峰值为625m3/h;与最高质量流率对应的实际体积流率仅为172m3/h,此时泄放的为重组分物质,密度很高。
除第一个峰值之外,其它峰值均出现在24h之后,此时内流体温度已高达620以上,高温可能已损毁容器,此时的保护已无实际意义,因此设计时可按第一个峰值来进行PSV的选取。但需特别注意的是,此泄放量是容器对PSV的最低要求,实际选取的PSV的泄放能力应高于此值。泄放物质的特性容器内的各组份并不是同时泄放的,而是随着流体温度的逐渐升高,按沸点由低到高的顺序依次泄放,因此泄放物质的特性也不是恒定的,而是随着时间在变化。从中可以查出,泄放物系为单气相,与最大质量流率泄放工况对应的泄放物系的物性参数如下:Cp/Cv为13359,密度为72743kg/m3。