بهترین راه حل برای صنعت نفت و گاز

ارائه فهرستی چشمگیر از مشتریان بلندمدت با تجربه و تخصص در صنایع.

شیر ایمنی -- یک دستگاه کنترل و ایمنی برای بویلرها و مخازن تحت فشار

سوپاپ های ایمنی آرایش یا مکانیسمی برای رهاسازی یک ماده از سیستم مربوطه در صورت فراتر رفتن فشار یا دما از یک حد از پیش تعیین شده خاص هستند. سیستم های موجود در زمینه ممکن است بویلر، دیگ بخار، مخازن تحت فشار یا سایر سیستم های مرتبط باشند. مطابق با آرایش مکانیکی، این یکی در تصویر بزرگتر (بخشی از آرایش بزرگتر) که به عنوان PSV یا PRV نامیده می شود، قرار می گیرد که دریچه های ایمنی فشار یا کاهش فشار است.

این نوع مکانیزم ایمنی تا حد زیادی برای مقابله با مشکل انفجار تصادفی دیگهای بخار اجرا شد. با شروع کار یک هاضم بخار، روش‌های بسیاری وجود داشت که سپس در مرحله انقلاب صنعتی به کار گرفته شدند. و از آن زمان این مکانیسم ایمنی راه طولانی را پیموده است و اکنون جنبه های مختلف دیگری را در خود جای داده است.

این جنبه‌ها مانند کاربردها، معیارهای عملکرد، محدوده‌ها، استانداردهای ملی (کشورهایی مانند ایالات متحده، اتحادیه اروپا، ژاپن، کره جنوبی استانداردهای متفاوتی ارائه می‌کنند) و غیره موفق می‌شوند این بخش سوپاپ ایمنی را متمایز یا دسته‌بندی کنند. بنابراین، راه‌های مختلفی می‌تواند وجود داشته باشد که در آنها این سوپاپ‌های ایمنی متمایز می‌شوند، اما محدوده مشترک دو شاخه شدن به شرح زیر است:

• مثل من
• بلند کردن
• جریان کنترل شده
• متعادل
• برق کار می کند
• خط جامد بالابر کامل
• ایمنی مستقیم بارگذاری شده است
• استاد

I tap انجمن مهندسین مکانیک آمریکا (ASME) نوعی شیر ایمنی است که با توجه به فشار 3% و 4% (کد ASME برای کاربردهای مخازن تحت فشار) باز می شود در حالی که شیر ASME VIII با فشار 10% بر روی فشار باز می شود و در 7% بسته می شود. شیرهای ایمنی بالابر بیشتر به عنوان بالابر پایین و بالابر کامل طبقه بندی می شوند. دریچه های کنترل جریان فشار یا جریان سیال را تنظیم می کنند در حالی که یک شیر متعادل برای به حداقل رساندن اثرات ناشی از فشار بر ویژگی های عملکرد شیر در زمینه استفاده می شود.

شیر برقی نوعی شیر فشار شکن است که از منبع تغذیه خارجی نیز برای کاهش فشار استفاده می شود. یک دریچه تسکین تناسبی در مقایسه با افزایش فشار به روشی نسبتاً پایدار باز می شود. 2 نوع شیر اطمینان با بار مستقیم وجود دارد که اول دیافراگمی و دومی دمنده است. دیافراگم‌ها دریچه‌هایی هستند که برای محافظت از اثرات غشای مایع بهار می‌شوند، در حالی که دم‌ها آرایشی را فراهم می‌کنند که در آن قسمت‌های عناصر و منابع دوار از طریق دم در برابر تأثیرات مایع محافظت می‌شوند.

در شیر اصلی، عملکرد و حتی شروع کار توسط سیالی که از طریق شیر پایلوت تخلیه می شود، کنترل می شود. اکنون که به تصویر بزرگتر می رسیم، بخش مبتنی بر شیرهای ایمنی فشار به شرح زیر طبقه بندی می شود:

• دریچه های فشار حرارتی (در صورت افزایش دما در دستگاه برای محافظت در برابر فشار اضافی استفاده می شود).
• دریچه‌های جریان (در جایی که مقادیر بیشتری از گازها یا مایعات باید به سرعت آزاد شوند تا فشار رو به رشد را زنده کنند، وارد تصویر می‌شوند).
• شیرهای خاموش (برای بستن یک خط سیال یا گاز و برای توقف جریان مواد استفاده می شود).

بنابراین در مجموع، شیرهای اطمینان فشار، شیرهای فشار شکن، شیرهای تخلیه، شیرهای خلبانی، شیرهای ایمنی فشار پایین، شیرهای ایمنی فشار خلاء و غیره طیف اقدامات ایمنی در بویلرها و دستگاه‌های مرتبط را کامل می‌کنند.

ظرفیت تخلیه یک شیر ایمنی چقدر باید باشد؟

شیرهای ایمنی دارای ظرفیت تخلیه متفاوتی هستند. این ظرفیت ها بر اساس ناحیه هندسی نشیمنگاه بدنه در بالادست و پایین دست سوپاپ است. قطر جریان حداقل قطر هندسی بالادست و پایین دست صندلی بدنه است. 

تعیین اندازه اسمی به قطر دهانه ورودی اشاره دارد. ظرفیت جریان تئوری شیر ایمنی، جریان جرمی از روزنه ای با سطح مقطع یکسان با سطح جریان شیر است. این ظرفیت تلفات جریان ناشی از شیر را در نظر نمی گیرد. ظرفیت واقعی اندازه گیری می شود و ظرفیت جریان تایید شده ظرفیت جریان واقعی کاهش یافته به میزان 10% است.

ظرفیت تخلیه شیر اطمینان به فشار و موقعیت تنظیم شده در یک سیستم بستگی دارد. پس از محاسبه فشار تنظیم شده، ظرفیت تخلیه باید تعیین شود. دریچه های ایمنی بسته به توان جریان و/یا فشار تنظیم شده شیر ممکن است بزرگ یا کم اندازه باشند.

ظرفیت تخلیه واقعی یک شیر اطمینان به نوع سیستم تخلیه مورد استفاده بستگی دارد. در سرویس مایع، شیرهای اطمینان عموماً اتوماتیک و با فشار مستقیم فعال می شوند. 

اگر می خواهید در مورد ظرفیت تخلیه شیر اطمینان بیشتر بدانید، به خواندن این مقاله ادامه دهید.

شیرهای ایمنی چیست؟

یک شیر اطمینان برای محافظت در برابر فشار بیش از حد در یک سیستم سیال استفاده می شود. طراحی آن امکان بالا بردن دیسک را فراهم می کند که نشان می دهد دریچه در شرف باز شدن است. هنگامی که فشار ورودی از فشار تنظیم شده بالاتر می رود، راهنما به حالت باز حرکت می کند و رسانه از طریق لوله پیلوت به سمت خروجی جریان می یابد. هنگامی که فشار ورودی به زیر فشار تنظیم شده می رسد، شیر اصلی بسته می شود و از فشار بیش از حد جلوگیری می کند. پنج معیار برای انتخاب سوپاپ اطمینان وجود دارد.

اولین و اساسی ترین نیاز یک شیر اطمینان، توانایی آن در کنترل ایمن جریان گاز است. از این رو، شیر باید بتواند جریان گاز و آب را کنترل کند. شیر باید بتواند فشارهای بالای سیستم را تحمل کند. زیرا گاز یا بخار خروجی از دیگ متراکم شده و لوله را پر می کند. سپس بخار، نشیمنگاه دریچه ایمنی را خیس می کند.

نیاز اصلی دیگر برای شیرهای ایمنی، توانایی آنها در جلوگیری از افزایش فشار است. آنها با اجازه دادن به مایع یا گاز از شرایط فشار بیش از حد جلوگیری می کنند. شیرهای ایمنی در کاربردهای مختلفی استفاده می شوند. برای مثال خطوط گاز و بخار می توانند از آسیب فاجعه بار به کارخانه جلوگیری کنند. آنها همچنین به عنوان شیرهای ایمنی شناخته می شوند. در مواقع اضطراری، یک شیر اطمینان به طور خودکار باز می شود و فشار گاز یا مایع را از یک سیستم تحت فشار تخلیه می کند و از رسیدن آن به سطوح خطرناک جلوگیری می کند.

ظرفیت تخلیه یک شیر ایمنی چقدر باید باشد؟

ظرفیت تخلیه یک شیر اطمینان بر اساس سطح دهانه، فشار تنظیم شده و موقعیت آن در سیستم است. ظرفیت تخلیه یک شیر اطمینان باید بر اساس حداکثر جریان در نواحی دهانه ورودی و خروجی آن محاسبه شود. اندازه اسمی آن اغلب با مشخصات سازنده تعیین می شود. 

ظرفیت تخلیه آن حداکثر جریانی است که می تواند بر اساس حداکثر جریان از طریق هر مسیر جریان مجزا یا مسیر جریان ترکیبی آن را کاهش دهد. فشار تخلیه شیر اطمینان باید بیشتر از فشار عملکرد سیستم باشد. به عنوان یک قانون انگشت شست، فشار تخلیه باید 10% بالاتر از فشار کاری سیستم باشد.

مهم است که ظرفیت تخلیه شیر اطمینان را بر اساس اندازه لوله های ورودی و خروجی انتخاب کنید. در حالت ایده آل، ظرفیت تخلیه باید برابر یا بیشتر از حداکثر خروجی سیستم باشد. یک شیر اطمینان نیز باید به صورت عمودی و در یک اتصالات تمیز نصب شود. هنگام نصب شیر، استفاده از آچار مناسب برای نصب مهم است. لوله تخلیه باید به سمت پایین شیب داشته باشد تا هرگونه میعانات تخلیه شود.

ظرفیت تخلیه یک شیر اطمینان به چند روش مختلف اندازه گیری می شود. اولین مورد فشار تست است. این فشار گیج فشاری است که در آن شیر باز می شود، در حالی که فشار دوم فشاری است که در آن دوباره بسته می شود. هر دو در یک پایه تست تحت شرایط کنترل شده اندازه گیری می شوند. یک شیر اطمینان با فشار آزمایشی 10000 psi در 10000 psi (طبق ASME PTC25.3) درجه بندی شده است.

ظرفیت تخلیه یک شیر اطمینان باید به اندازه ای باشد که حجم زیادی از فشار را از بین ببرد. یک دریچه کوچک ممکن است برای یک سیستم کوچکتر کافی باشد، اما یک شیر بزرگتر می تواند باعث انفجار شود. در یک کارخانه تولیدی در مقیاس بزرگ، شیرهای ایمنی برای ایمنی پرسنل و تجهیزات حیاتی هستند. انتخاب اندازه شیر مناسب برای یک سیستم خاص برای کارایی آن ضروری است.

چگونه می توان ظرفیت تخلیه یک شیر اطمینان را محاسبه کرد؟

قبل از استفاده از شیر اطمینان، باید ظرفیت تخلیه آن را بدانید. در اینجا مراحلی وجود دارد که باید برای محاسبه ظرفیت تخلیه یک شیر اطمینان انجام دهید.

• مراحل تست

برای بررسی ظرفیت تخلیه یک شیر اطمینان، شیر اطمینان باید در محل مناسب نصب شود. لوله های ورودی و خروجی آن باید قبل از نصب کاملا تمیز شوند. اجتناب از استفاده بیش از حد از نوار PTFE و اطمینان از محکم بودن نصب بسیار مهم است. شیر اطمینان نباید در معرض ارتعاش یا استرس بی مورد قرار گیرد. هنگام نصب شیر اطمینان باید به صورت عمودی و با اهرم تست در بالا نصب شود. اتصال ورودی شیر اطمینان باید به مخزن یا خط لوله با کمترین طول لوله متصل شود. نباید توسط هیچ دریچه ایزوله قطع شود. افت فشار در ورودی یک شیر اطمینان نباید از 3% فشار تنظیم شده تجاوز کند. 

• محاسبه ظرفیت تخلیه یک شیر ایمنی

اندازه یک شیر اطمینان بستگی به مقدار سیالی دارد که برای کنترل آن لازم است. ظرفیت تخلیه نامی تابعی از ناحیه دهانه شیر اطمینان، فشار تنظیم شده و موقعیت در سیستم است. با استفاده از مشخصات سازنده برای سطح دهانه و اندازه اسمی شیر می توان ظرفیت شیر اطمینان را تعیین کرد. جریان تخلیه را می توان با استفاده از حداکثر جریان از طریق شیر یا جریان های ترکیبی چندین مسیر محاسبه کرد. هنگام اندازه گیری یک شیر اطمینان، لازم است هم ظرفیت تخلیه نظری و هم ظرفیت تخلیه واقعی آن در نظر گرفته شود. در حالت ایده آل، ظرفیت تخلیه برابر با حداقل منطقه خواهد بود.

• تنظیم حداکثر فشار کاری مجاز

برای تعیین فشار تنظیم شده صحیح برای شیر اطمینان، معیارهای زیر را در نظر بگیرید. باید کمتر از MAAP سیستم باشد. تنظیم فشار 5% بیشتر از MAAP منجر به فشار بیش از حد 10% می شود. اگر فشار تنظیم شده بالاتر از MAAP باشد، شیر اطمینان بسته نمی شود. MAAP هرگز نباید از فشار تنظیم شده تجاوز کند. فشار تنظیم شده بیش از حد بالا منجر به خاموشی ضعیف پس از تخلیه می شود. بسته به نوع سوپاپ، تغییر فشار برگشتی 10% تا 15% فشار تنظیم شده توسط یک شیر معمولی قابل کنترل نیست.