火災工況厚壁容器減壓時間計算

鄭海敏，黃喆，劉向東，陳子婧

（中海油研究總院有限責任公司， 北京 100028）

在海洋石油工程中，壓力容器的減壓系統應有足夠的處理能力，以應對其壓力在受到火災或其他原因時，容器內壓力快速升高到使其破壞的壓力。當發生火災或其他原因時，設備金屬材料溫度升高，并可能出現使其達到破裂的程度。因此，對含有天然氣或蒸氣的設備或容器，需進行有控制地降壓，以降低設備內部壓力，避免設備發生破裂或破損[1]。

海洋石油工程設計標準APIStandard521 中，對氣體（或蒸汽）減壓系統的設計能力有這樣的描述：在火災工況下，對于壁厚等于或大于25.4mm（1in）的碳鋼容器，要求在15min內設備內壓力由最初的壓力降低到容器設計壓力的50%。通過計算和分析容器壁溫隨時間的變化，要求在火災工況下，對于壁厚大約等于或大于25.4mm（1in）的容器，要求在15min內將設備內的壓力由最初壓力降到容器設計壓力的一半。而對于壁厚更薄一點的容器，則通常需要略大一些的減壓速度，即更短的減壓時間[2]。

理論上，容器減壓速率越?。礈p壓時間越長）越危險，反之，容器減壓速率越大，其發生破裂的可能性就越小。但減壓速率越大，容器的泄放量也會隨之增大，并加重火炬系統的負荷，造成火炬設計的浪費，不滿足設計的經濟性原則。

因此，對于壁厚大于25.4mm的容器，仍要求在15min將設備內的壓力降到容器設計壓力的一半則過于保守。若能準確分析并計算出厚壁（壁厚大于25.4mm）容器的臨界減壓時間，將能更好地服務于平臺的設計，以減小平臺資源浪費。……