海洋石油工程股份有限公司设计院

安全阀作为石油化工设备最后一级安全保护设施，其泄放量的大小往往决定火炬管网和火炬系统的设计能力。通常情况下，需要考虑在火灾事故下对石油化工设备进行安全保护，因此石化设备的安全阀设计和使用要考虑火灾事故的泄放工况并对泄放量进行精确计算。

三相分离器处理的原油是一种多沸点的多元混合物，发生火灾时，原油中组分由沸点从低到高逐渐气化[1]，汽化潜热不断变化，需要建立汽化潜热与泄放时间的模型进行计算。其安全阀定尺模拟常用方法有稳态迭代模拟计算法，PSV Plus 半动态（Semi-Dynamic）闪蒸法。由于这两种方法采用近似动态模拟方法，存在迭代次数限制，可能出现泄放峰值错峰和削峰现象，为此，本文基于HYSYS动态模拟技术[1-8]，开发出一种三相分离器安全阀动态模拟方法，该方法无迭代步长限制，可实时记录安全阀泄放量、压力、液位等参数随时间的变化趋势，模拟结果更接近于实际情况。

1 采油平台工况

某海上采油平台三相分离器直径为5.5 m，长度为14 m，操作温度56 ℃，操作压力1 100 kPa(G)，设计温度90 ℃，设计压力1 550 kPa(G)。原油处理量为130 m3/h，含水率为95%(体积分数)，气油比11，根据气液分离要求，分离器内液相液位比例为50%，考虑油水停留时间要求，水相液位比例为10%。当火灾工况发生时，设备周围的火气探头将触发报警并进行生产关停，关闭分离器进出口关断阀，所以火灾工况下模拟考虑对该设备隔离并持续加热。……