วาล์วระบายความร้อน (Thermal Relief — API 521)

คำนวณอัตราระบายและขนาด orifice ของ PSV สำหรับ ท่อ/ถังที่ถูกปิดกั้น และเต็มไปด้วยของเหลว เมื่อถูกความร้อน (แสงอาทิตย์, exchanger, เพลิงไหม้) ตามมาตรฐาน API 521 §4.4.13 — ของเหลวขยายตัวเล็กน้อย แต่สร้างความดันมหาศาลในระบบที่ปิดแน่น. เลือกขนาด letter ตาม API 526.

แหล่งความร้อน (Heat source)

Solar gain — H = α·I·A_proj

หน่วยแสดงผล (Display units) — SI หลัก

Pressure

ของเหลวที่ถูกปิดกั้น (Trapped liquid)

ของเหลว (Liquid)✓ ตาราง β

ไฮโดรคาร์บอนเบา β สูงกว่าน้ำ ~4-5 เท่า → ขยายตัวมากเมื่อร้อน. ค่านามรอบ ~20°C. (ref T = 20 °C)

Demo: น้ำ + แนฟทาเบา. ตาราง B เต็ม + custom β/G/Cp อยู่ในแพ็กทั้งคลัง.

β (volumetric expansion)1/K

Specific gravity G—

Specific heat C_pJ/(kg·K)

ความร้อนจากแสงอาทิตย์ (Solar heat input)

พื้นที่ฉาย A_projm²

Solar flux IW/m²

Absorptivity α—

Demo: flux ตรึงที่ 1000 W/m², α ตรึงที่ 0.9. ปรับเองได้เมื่อ subscribe.

พารามิเตอร์วาล์ว (Valve params)

Set pressure (gauge)

Overpressure fraction—

Back pressure (gauge)

Density (ที่ relief T)

Discharge coeff Kd—

Demo: Kd ตรึงที่ 0.65 (liquid PSV มาตรฐาน). ปรับเองได้เมื่อ subscribe.

สรุปผล Thermal Relief (Result summary)

Heat input H

4.500kW

อัตราระบาย Q (relief rate)

0.1651L/min

= 0.1651 L/min = 0.0436 gpm

พื้นที่ orifice ที่ต้องการ

0.07759mm²

ขนาด API 526 (letter)

70.97 mm² — API 526

การตีความ: อัตราระบายที่ต้องการเล็กมาก (0.165 L/min) → orifice ที่ต้องการ ≈ 0.0776 mm² ≪ ขนาด D (70.97 mm²). PSV มาตรฐานที่เล็กที่สุด D จึงใหญ่เกินความต้องการมาก แต่ ถูกต้องตาม spec — นี่คือบทเรียนหลักของ API 521 §4.4.13.

ความไว Q ต่อ Heat input (Q-vs-H)

ความไวของ Q ต่อ H — Q = (β·H) / (ρ_water·G·Cp) เป็นเส้นตรงผ่านจุดกำเนิด (linear). จุดทำงาน: H = 4.50 kW, Q = 0.1651 L/min

วิธีคำนวณทีละขั้น (Step-by-step)

Heat input H จากแหล่งที่เลือก

H = α \cdot I \cdot A_{p r o j} = 0.9 \times 1000 W/ m^{2} \times 5.000 m^{2}

= 4500.0 W = 4.500 kW

อัตราระบาย Q — รูป US และ SI วางคู่กัน

รูป US (API 521 §4.4.13):

Q [USgpm] = \frac{B \cdot H}{500 \cdot G \cdot C _{p}}

รูป SI (constant = ρ_water = 1000, ไม่มีเลขวิเศษ):

Q [m^{3} /s] = \frac{β \cdot H}{1000 \cdot G \cdot C _{p}} = \frac{9.50 e - 4 \times 4500.0}{1000 \times 0.74 \times 2100}

= 2.751e-6 m³/s = 0.1651 L/min = 0.0436 USgpm

ขนาด orifice — API 520 Part I §5.8 (liquid)

A [m m^{2}] = \frac{11.78 \cdot Q _{L / min}}{K _{d} \cdot K _{w} \cdot K _{c} \cdot K _{v}} \frac{S G}{Δ P _{k P a}}

ΔP = 1100.0 kPa; Kd = 0.65 → A_req = 0.0776 mm² → เลือก API 526 ขนาด D (70.97 mm²).

API 526 standard orifice sizes (D–T2)

❌ ใช้ไม่ได้ (Inadequate)

พื้นที่ < A_required ระบายไม่ทันต้องการ — เลือกใช้ไม่ได้

✓ แนะนำ (Recommended)

ขนาดมาตรฐานถัดไปที่ ≥ A_required — ราคาเหมาะสม

⊕ ใช้แทนได้ (Acceptable upsize)

ใหญ่กว่าเกณฑ์ — ใช้ได้ถ้าต้องการ margin/future expansion

Letter	Area (mm²)	Area (in²)	Marginvs A_required	Status
D	70.97	0.110	+91371.8%	✓ แนะนำ (← Recommended)
E	126.5	0.196	+162878.8%	⊕ ใช้แทนได้
F	198.1	0.307	+255175.4%	⊕ ใช้แทนได้
G	324.5	0.503	+418154.2%	⊕ ใช้แทนได้
H	506.4	0.785	+652652.8%	⊕ ใช้แทนได้
J	830.3	1.287	+1070082.1%	⊕ ใช้แทนได้
K	1186	1.838	+1528265.8%	⊕ ใช้แทนได้
L	1841	2.853	+2372275.4%	⊕ ใช้แทนได้
M	2323	3.600	+2993412.0%	⊕ ใช้แทนได้
N	2800	4.340	+3608761.6%	⊕ ใช้แทนได้
P	4115	6.380	+5304256.3%	⊕ ใช้แทนได้
Q	7129	11.050	+9188345.1%	⊕ ใช้แทนได้
R	1.032e+4	16.000	+13304432.2%	⊕ ใช้แทนได้
T	1.677e+4	26.000	+21619764.9%	⊕ ใช้แทนได้
T2	2.581e+4	40.000	+33261230.6%	⊕ ใช้แทนได้

หน่วยพื้นที่:· อัตราไหล:· กำลัง:

ใบสเปก PSV ระบายความร้อน — API 521 / 520-I / 526 (ดาวน์โหลด PDF)

เอกสารมาตรฐานพร้อมออก RFQ — ผลคำนวณ Q + orifice ใส่ให้แล้ว, ช่องเอกสาร/วัสดุ/มอเตอร์แก้ไขได้

RevisionIssue

กด “ดาวน์โหลด PDF” แล้วเลือก Save as PDF — พิมพ์เฉพาะใบสเปกนี้ ขนาด A4

WORK PROJECT NAME:

Customer's Logo

(click to upload)

Customer's NAME

THERMAL-RELIEF PSV — EQUIPMENT DATASHEET

DOCUMENT NO. :

REVISION :

DEKENGINEER.COM

APPROVAL NOTE

APPROVEDAPPROVED WITH MINOR COMMENTSAPPROVED WITH MAJOR COMMENTSNOT APPROVED

RESUBMIT FOR APPROVAL BY

This approval does not relieve the contractor / vendor of his responsibility to meet the purchase-order conditions, referenced specifications, applicable codes and standards.

DATE

OWNER NAME

0					IFR


REVISION	ISSUE DATE	PREPARED BY	CHECKED BY	APPROVED BY	REVISION STATUS
Customer PROJECT NO. :			DEKEN PROJECT NO. :

Page 2 / 3	THERMAL-RELIEF PSV SPECIFICATION SHEET API STD 521 §4.4.13 / API STD 520 Part I §5.8 / API STD 526 (letter)		Rev.0
Customer		Job Name
Location		Job No.
Item Name	Thermal-Relief PSV	Item No.	TRV-xxxx
Type	Conventional spring-loaded liquid PSV (API 520-I)	No. of Req'd	1
Size	API 526 letter D	Manufacturer	(by vendor)
OPERATING CONDITION
Trapped Liquid	แนฟทาเบา (Light naphtha)	Operation	Standby (blocked-in)
Material Feature		Installed Place
Heat Source	Solar gain — H = α·I·A_proj	Heat Input H (kW)	4.50
Operating Temperature (°C)		Operating Pressure (kg/cm²G)	< 10.00 barg
β (1/K) · SG (–) · Cp (J/kg·K)	9.50e-4 · 0.740 · 2100	ρ (kg/m³)	740
Corr. / Eros. caused by
SPECIFICATION
Code Requirement	API STD 526 (dimensions); API STD 520-I (sizing); API STD 521 (thermal); ASME VIII Div.1 UG-125	Body — material	ASTM A216 WCB (CS) / A351 CF8M (SS) per service
Set Pressure (kg/cm²G)	10.20	Trim — material	SS 316 / SS 316 nozzle + disc
Overpressure (%)	10	Bonnet	Closed bonnet (low-emission service)
Back Pressure (kg/cm²G)	0.00	Cap	Plain cap (non-adjustable)
Discharge Coeff. Kd	0.650	Inlet Flange	½" × 1" 150# RF (API 526 letter D)
API 526 letter (selected)	D	Outlet Flange	1" × 2" 150# RF (API 526 letter D)
Required orifice (mm²)	0.08	Selected orifice (mm²)	70.97
Stress Relieved	YesNone	Radiograph	FullSpotNone
Accessories	Inlet block valve (CSO); discharge to header / safe location; vent tail-piece; isolation tag.
Spare Parts	Seat/disc kit; spring (set-point specific); gasket set.
Remarks

Page 3 / 3	THERMAL-RELIEF PSV SPECIFICATION SHEET API STD 521 §4.4.13 / API STD 520 Part I §5.8 / API STD 526 (letter)		Rev.0
HEAT INPUT (calculation basis)
Heat source	Solar gain — H = α·I·A_proj	Heat input H	4.50 kW
β (cubical expansion)	9.50e-4 1/K	Liquid SG (–) / ρ	0.740 · 740 kg/m³
Cp	2100 J/kg·K	Mode	Thermal expansion
RELIEF RATE & ORIFICE (computed — API 521 §4.4.13)
Relief volumetric flow Q	0.0099 m³/h	Q (L/min · USgpm)	0.165 · 0.044
Set / Back pressure	10.000 / 0.000 barg	Overpressure / Kd	10 % · 0.650
Required orifice A_req	0.078 mm²	API 526 letter	D
Selected orifice area	70.97 mm² (≥ A_req)	Margin vs A_req	91371.8 %
Sizing basis Thermal expansion: Q = β · H / (ρ · Cp · G_water) — closed-form from API 521 §4.4.13. Liquid orifice: A = (Q · √(SG)) / (1.61 · Kd · Kw · Kc · Kv · √(P_set − P_back)) per API 520-I §5.8. The required orifice for a typical thermal duty is sub-mm² — the smallest API 526 letter D (71 mm²) is the practical pick (grossly oversized but the correct spec).
TESTING & REFERENCES
Set / leak test	Set test on N₂ or water per API 527	Certification	ASME UV stamp; National Board certificate; API 527 seat-leak test
References API STD 521 §4.4.13 (thermal expansion + fire); API STD 520 Part I §5.8 (liquid orifice); API STD 526 (PSV dimensions); API STD 527 (seat-leak test); ASME VIII Div.1 UG-125. เครื่องคำนวณช่วยตั้งต้น — H/β/Cp และการเลือก letter เป็นค่าประมาณ; วิศวกรผู้ออกแบบและผู้ผลิตต้องตรวจสอบและรับรองก่อนออกเอกสาร.
Made by	Checked by	Apr'd by	Page
			1 / 1

ดูเวอร์ชันข้อความ (สำหรับวางในอีเมล)

=== THERMAL-RELIEF PSV DATASHEET (API 521 §4.4.13) ===
API STD 521 §4.4.13 / API STD 520 Part I §5.8 / API STD 526 (letter)

-- COVER --
PROJECT          : —
CUSTOMER         : —
DOC NO. / REV    : — / 0
BY DEKENGINEER.COM
RESUBMIT BY      : —
DATE / OWNER     : 2026-08-30 / —
CUSTOMER PROJ NO.: —
DEKEN PROJECT NO.: —


-- 1. OPERATING CONDITION --
Trapped Liquid                : แนฟทาเบา (Light naphtha)
Operation                     : Standby (blocked-in)
Material Feature              : —
Installed Place               : —
Heat Source                   : Solar gain — H = α·I·A_proj
Heat Input H (kW)             : 4.50
Operating Temperature (°C)    : —
Operating Pressure (kg/cm²G)  : < 10.00 barg
β (1/K) · SG (–) · Cp (J/kg·K): 9.50e-4 · 0.740 · 2100
ρ (kg/m³)                     : 740
Corr. / Eros. caused by       : —

-- 2. SPECIFICATION --
Code Requirement              : API STD 526 (dimensions); API STD 520-I (sizing); API STD 521 (thermal); ASME VIII Div.1 UG-125
Body — material               : ASTM A216 WCB (CS) / A351 CF8M (SS) per service
Set Pressure (kg/cm²G)        : 10.20
Trim — material               : SS 316 / SS 316 nozzle + disc
Overpressure (%)              : 10
Bonnet                        : Closed bonnet (low-emission service)
Back Pressure (kg/cm²G)       : 0.00
Cap                           : Plain cap (non-adjustable)
Discharge Coeff. Kd           : 0.650
Inlet Flange                  : ½" × 1" 150# RF (API 526 letter D)
API 526 letter (selected)     : D
Outlet Flange                 : 1" × 2" 150# RF (API 526 letter D)
Required orifice (mm²)        : 0.08
Selected orifice (mm²)        : 70.97
Stress Relieved               : [ ] Yes  [X] None
Radiograph                    : [ ] Full  [ ] Spot  [X] None
Accessories                   : Inlet block valve (CSO); discharge to header / safe location; vent tail-piece; isolation tag.
Spare Parts                   : Seat/disc kit; spring (set-point specific); gasket set.
Remarks                       : —

-- 3. HEAT INPUT (calculation basis) --
Heat source                   : Solar gain — H = α·I·A_proj
Heat input H                  : 4.50 kW
β (cubical expansion)         : 9.50e-4 1/K
Liquid SG (–) / ρ             : 0.740 · 740 kg/m³
Cp                            : 2100 J/kg·K
Mode                          : Thermal expansion

-- 4. RELIEF RATE & ORIFICE (computed — API 521 §4.4.13) --
Relief volumetric flow Q      : 0.0099 m³/h
Q (L/min · USgpm)             : 0.165 · 0.044
Set / Back pressure           : 10.000 / 0.000 barg
Overpressure / Kd             : 10 % · 0.650
Required orifice A_req        : 0.078 mm²
API 526 letter                : D
Selected orifice area         : 70.97 mm² (≥ A_req)
Margin vs A_req               : 91371.8 %
Sizing basis: Thermal expansion: Q = β · H / (ρ · Cp · G_water) — closed-form from API 521 §4.4.13. Liquid orifice: A = (Q · √(SG)) / (1.61 · Kd · Kw · Kc · Kv · √(P_set − P_back)) per API 520-I §5.8. The required orifice for a typical thermal duty is sub-mm² — the smallest API 526 letter D (71 mm²) is the practical pick (grossly oversized but the correct spec).

-- 5. TESTING & REFERENCES --
Set / leak test               : Set test on N₂ or water per API 527
Certification                 : ASME UV stamp; National Board certificate; API 527 seat-leak test
References: API STD 521 §4.4.13 (thermal expansion + fire); API STD 520 Part I §5.8 (liquid orifice); API STD 526 (PSV dimensions); API STD 527 (seat-leak test); ASME VIII Div.1 UG-125. เครื่องคำนวณช่วยตั้งต้น — H/β/Cp และการเลือก letter เป็นค่าประมาณ; วิศวกรผู้ออกแบบและผู้ผลิตต้องตรวจสอบและรับรองก่อนออกเอกสาร.

-- SIGNOFF --
Made by    : —
Checked by : —
Apr'd by   : —
Page       : 1 / 1

=== END ===

เกี่ยวกับ Thermal / Hydraulic Expansion Relief (API 521 §4.4.13)

Indicative engineering results — DekEn implements published methods but is not a substitute for a licensed Professional Engineer. Verify against project data and applicable codes before construction, procurement, or RFQ.

ผลการคำนวณเป็นค่าเบื้องต้น — DekEn ใช้วิธีมาตรฐานที่อ้างอิงได้ แต่ไม่ใช่สิ่งทดแทนวิศวกรวิชาชีพ (PE) โปรดตรวจสอบกับข้อมูลโครงการและมาตรฐานที่เกี่ยวข้องก่อนนำไปก่อสร้าง จัดซื้อ หรือออก RFQ

ตรวจสอบแล้ว · Validated

ระบบจริงของคุณไม่ได้มีท่อเดียว

ตัวจำลองเครือข่ายแก้ทั้งระบบพร้อมกัน — วงรอบปิด ปั๊ม วาล์ว แรงดันกระชาก และการจำลอง 24 ชั่วโมง เปิดตัวอย่างที่ตรวจสอบแล้ว กดรันดูผลจริงได้เลย ไม่ต้องสมัคร