Upload
yohanes-rico
View
17
Download
0
Tags:
Embed Size (px)
DESCRIPTION
safety
Citation preview
BAB IX
RELIEF SIZING
CHEMICAL PROCESS SAFETY
FUNDAMENTAL WITH APPLICATIONS
RELIEF SIZING
Relief sizing digunakan untuk menentukan area lubang pengeluaran dari peralatan relief.
Langkah Sizing :
- Menentukan source model yang tepat
- Menentukan persamaan yang tepat berdasarkan fundamental hidrodinamisnya
Beberapa jenis Sizing :
(1) Conventional spring-operated reliefs (liquid or vapor-gas service)
(2) Rupture Disc in liquid or Vapor-gas service
(3) Two Phase Flow During Runaway Reactor Relief
(4) Relief For Dust And Vapor Explosion
(5) Relief For Fire External To Process Vessels
(6) Relief For Thermal Expansion Of Process Fluids
RELIEF SIZING
(1) Conventional spring-operated reliefs liquid service
- kecepatan melalui relief tipe ini :
C0 = koefisien discharge
- Luas Area : -->
API :
Kv = koreksi viskositas (atau figure 9-2)
Kp = koreksi overpressure (figure 9-3)
Kb = koreksi backpressure (figure 9-4)
2 cc
g Pu C
0 2
v
c
QA
PC g
1/ 22
0
/
38.0
refvin psi Q
Agpm C P
10.975
1700.98
Re
vK
1/ 22
0
/
38.0 1.25
refv
v p b s b
in psi QA
gpm C K K K P P
Relief Sizing
Gambar 9-2 Koreksi viskositas
Relief Sizing
Koreksi Overpressure
RELIEF SIZING
Koreksi Backpressure
RELIEF SIZING
(2) Conventional spring-operated reliefs vapor-gas service
- Laju Alir Vol. :
- Luas Area : untuk gas tidak ideal :
= rasio kapasitas panas, Kb = koreksi backpressure (fig 9-5 dan 9-6)
z = faktor kompresibilitas M = massa molekul rata-rata
P = Pmax + 14.7, Pmax = Pgauge maks dalam psig untuk relief vapor
rekomendasi nya :
Pmax = 1.1Ps untuk vessel bertekanan tanpa ada panas
Pmax = 1.2Ps untuk vessel exposed to fire
Pmax = 1.33 Ps untuk pipa
1 / 1
2
1
co
g
gQm C AP
R
M
T
PC
QA
o
m
M
T
PKC
QA z
bo
m
M
T
PKC
Q z
bo
m
Relief Sizing
Gambar 9-5 Koreksi Back Pressure
Relief Sizing
Gambar 9-6 Koreksi backpressure
RELIEF SIZING
(3) Rupture Disc in liquid service
Gunakan persamaan pada sistem Conventional spring-operated reliefs
(4) Rupture Disc in vapor-gas service
- Luas area :
(5) Two Phase Flow During Runaway Reactor Relief
- laju Alir Vol. :
- Flux massa :
lewat lubang :
lewat pipa : , ψ terdapat pada figure 9-8
v cm
fg s p
H A gQ
v T C
0.9 v cT
fg s p
H gQmG
A v T C
M
T
P
QA zm
sp
c
fg
vmT
TC
g
v
H
A
QG
RELIEF SIZING
RELIEF SIZING
Luas Area : atau
dimana q dihasilkan dari reaksi eksotermik yang dihitung mengunakan dasar
informasi kinetik atau dari DIERS VSP :
s = laju pemanasan pada set pressure dan derivatif
m = kenaikan temp. pada tek. maks yang dicapai.
Persamaan ini mengasumsikan :
1. Homogen atau seragam
2. Perubahan GT kecil sepanjang relief
3. q konstan
4. Sifat fisik Cv, ΔHv, dan vfg konstan
5. Sistem adalah sistem tempered reactor
2
o
T s v
o
m qA
V dPG T C T
m dT
2
TCv
H
m
VG
qmA
v
fg
v
o
T
o
ms
vdt
dT
dt
dTCq
2
1
Relief Sizing
Metode Nomograph Sederhana
Fauske mengembangkan pendekatan chart-driven sederhana untuk
kasus relief reaktor dua fasa. Persamaannya
A = luas area vent relief ; V = volume reaktor
ρ = densitas reaktan ; GT = fluks massa melalui relief (pers 9-15 atau 9-18)
Δtv = waktu venting
dimana :
Kombinasi pers 9-22, 9-14, dan 9-23 :
Dengan menganggap 20% absolut over pressure, asumsi Cp =2510 J/kg
dan asumsi hubungan saturated water :
vT tG
VA
s
p
vq
TCt
P
qCTgVA s
Psc
2/1
barP
Cdt
dT
kgmAs
o min/00208.0
1000/2
Relief Sizing
Nomograph hasil sederhana diplot pada fig 9-9
RELIEF SIZING
(6) Relief For Dust And Vapor Explosion
- Vent area untuk struktur tekanan rendah :
dengan berbagai asumsi, dapat disederhanakan :
1
max 1
1
s u u
o o
f
o
A S P
C G P
AP
P
vent sC AA
P
RELIEF SIZING
Table 9-1 Combustible Characteristic Constant for Swift Epstein
Equation
Combustible material Cvent Cvent
Anhydrous ammonia
Methane
Aliphatic gases (excluding methane) or
gases with fundamental burning velocity
less than 1.3 times that of propane
St-1 dusts
St-2 dusts
St-3 dusts
0.05
0.14
0.17
0.10
0.12
0.20
0.13
0.37
0.45
0.26
0.3
0.51
psi kPa
RELIEF SIZING
Vent untuk struktur Tekanan tinggi:
Area :
Combusting vapor discharging through a low inertial vent, L/D <2 :
Combusting vapor discharging through a low inertial vent ,L/D 2 - 5 :
Combusting dust discharging through a low inertial vent ,L/D <2 :
2 ≤ L/D < 6 dan Pred < 1.5 bar :
1/3
max
G St
dPK orK V
dt
2
2
750
v G
LA K
DA
3/2572.0582.0 .1.0175.00567.0log127.0 VPPPKA statredredGV
753.05.0569.0
max
5 .1.027.010264.3 VPPPKPA redstatredStV
D
LPAA redv log758.0log305.4
RELIEF SIZING
(7) Relief For Fire External To Process Vessels
Luas Area :
Vfg = perbedaan volume antara vapour dan liquid
GT = fluks massa melalui relief
Rekomendasi Crozier untuk Q :
Q = 20000 A (20<A<200) ; Q = 199300A0.566(200<A<1000)
Q = 936400A0.338 (1000<A<2800) ; Q = 21000A0.82 (A>2800)
Menurut API 520 :
Q = 21000FA0.82 (apabila pemadam kebakaran ada dan material mudah terbakar dapat
dibuang dari vessel)
Q = 34500FA0.82 (tidak tersedia pemadam kebakaran dan drainase)
o fg
T v
Qm vA
G V H
RELIEF SIZING
Tabel 9-2 Environment Factors F
Insulation Thickness (in) Environment Factor F
0
1
2
4
1.0
0.3
0.15
0.075
RELIEF SIZING
(8) Relief For Thermal Expansion Of Process Fluids
- laju alir volumetrik :
UA = Koefisien heat transfer
T = temperatur Fluida
Ta = temperatur ambient
β = thermal expansion
v a
p
Q UA T TC