Najlepsze rozwiązanie dla przemysłu naftowego i gazowego

Obsługujemy imponującą listę długoterminowych klientów z doświadczeniem i wiedzą w branżach.

Zawór bezpieczeństwa – urządzenie sterujące i zabezpieczające kotły i zbiorniki ciśnieniowe

Zawory bezpieczeństwa to układ lub mechanizm uwalniający substancję z danego układu w przypadku przekroczenia określonej wartości granicznej ciśnienia lub temperatury. Systemami w kontekście mogą być kotły, kotły parowe, zbiorniki ciśnieniowe lub inne powiązane systemy. Zgodnie z układem mechanicznym, ten pasuje do większego obrazu (część większego układu) zwanego PSV lub PRV, czyli ciśnieniowymi zaworami bezpieczeństwa lub nadmiarowymi.

Ten rodzaj mechanizmu bezpieczeństwa został w dużej mierze wdrożony w celu przeciwdziałania problemowi przypadkowego wybuchu kotłów parowych. Zapoczątkowane w pracy komory fermentacyjnej z parą wodną, istniało wiele metodologii, które zostały następnie dostosowane w fazie rewolucji przemysłowej. Od tego czasu ten mechanizm bezpieczeństwa przeszedł długą drogę i obejmuje teraz różne inne aspekty.

Te aspekty, takie jak zastosowania, kryteria wydajności, zakresy, normy krajowe (kraje takie jak Stany Zjednoczone, Unia Europejska, Japonia, Korea Południowa mają różne normy) itp. umożliwiają zróżnicowanie lub kategoryzację tego segmentu zaworów bezpieczeństwa. Tak więc może istnieć wiele różnych sposobów różnicowania tych zaworów bezpieczeństwa, ale wspólny zakres bifurkacji jest następujący:

• JAK JA
• Winda
• Kontrolowany przepływ
• Zrównoważony
• Zasilany
• Pełna linia ciągła
• Bezpośrednie ładowanie bezpieczeństwa
• Gospodarz

Amerykańskie Towarzystwo Inżynierów Mechaników (ASME) I kran jest rodzajem zaworu bezpieczeństwa, który otwiera się w odniesieniu do ciśnienia 3% i 4% (kod ASME dla zastosowań w zbiornikach ciśnieniowych), podczas gdy zawór ASME VIII otwiera się przy nadciśnieniu 10% i zamyka się przy 7%. Zawory bezpieczeństwa podnoszenia są dalej klasyfikowane jako niskie i pełne. Zawory sterujące przepływem regulują ciśnienie lub przepływ płynu, podczas gdy zawór odciążony jest stosowany w celu zminimalizowania wpływu ciśnienia na charakterystykę działania zaworu w danym kontekście.

Zawór sterowany mechanicznie to rodzaj zaworu bezpieczeństwa, w którym zewnętrzne źródło zasilania służy również do zmniejszenia ciśnienia. Proporcjonalny zawór upustowy otwiera się stosunkowo stabilnie w porównaniu ze wzrostem ciśnienia. Istnieją 2 typy zaworów bezpieczeństwa z obciążeniem bezpośrednim, pierwszy to membrany, a drugi to mieszki. membrany to zawory, które sprężynują w celu ochrony przed działaniem membrany cieczy, podczas gdy mieszki zapewniają układ, w którym części elementów wirujących i źródeł są chronione przed działaniem cieczy za pośrednictwem mieszków.

W zaworze głównym działanie, a nawet inicjacja jest kontrolowana przez płyn, który jest odprowadzany przez zawór pilotowy. Teraz, przechodząc do szerszego obrazu, segment oparty na ciśnieniowych zaworach bezpieczeństwa zostaje sklasyfikowany w następujący sposób:

• Termiczne zawory ciśnieniowe (stosowane w celu zapewnienia ochrony przed nadciśnieniem w przypadku wzrostu temperatury urządzenia).
• Zawory przepływowe (pojawiają się tam, gdzie trzeba szybko uwolnić większe ilości gazów lub cieczy, aby ponownie przeżyć rosnące ciśnienie).
• Zawory odcinające (stosowane do zamykania rurociągu opartego na płynie lub gazie oraz do zatrzymywania przepływu materiałów).

Podsumowując, ciśnieniowe zawory bezpieczeństwa, ciśnieniowe zawory nadmiarowe, zawory nadmiarowe, zawory nadmiarowe sterowane pilotem, niskociśnieniowe zawory bezpieczeństwa, podciśnieniowe zawory bezpieczeństwa itp. uzupełniają zakres środków bezpieczeństwa w kotłach i związanych z nimi urządzeniach.

Jaka powinna być wydajność rozładowania zaworu bezpieczeństwa?

Zawory bezpieczeństwa mają różne przepustowości. Te wydajności są oparte na powierzchni geometrycznej gniazda korpusu przed i za zaworem. Średnica przepływu to minimalna średnica geometryczna przed i za gniazdem korpusu. 

Oznaczenie rozmiaru nominalnego odnosi się do średnicy otworu wlotowego. Teoretyczna przepustowość zaworu bezpieczeństwa to masowy przepływ przez kryzę o takim samym polu przekroju poprzecznego jak powierzchnia przepływu zaworu. Wydajność ta nie uwzględnia strat przepływu powodowanych przez zawór. Rzeczywista przepustowość jest mierzona, a certyfikowana przepustowość to rzeczywista przepustowość pomniejszona o 10%.

Przepustowość zaworu bezpieczeństwa zależy od ustawionego ciśnienia i pozycji w instalacji. Po obliczeniu ustawionego ciśnienia należy określić wydajność tłoczenia. Zawory bezpieczeństwa mogą być przewymiarowane lub niedowymiarowane w zależności od przepustowości i/lub ustawionego ciśnienia zaworu.

Rzeczywista przepustowość zaworu bezpieczeństwa zależy od rodzaju zastosowanego systemu odprowadzania. W cieczach zawory bezpieczeństwa są na ogół automatyczne i uruchamiane bezpośrednio ciśnieniem. 

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o przepustowości zaworu bezpieczeństwa, czytaj dalej ten artykuł.

Czym są zawory bezpieczeństwa?

Zawór bezpieczeństwa służy do ochrony przed nadciśnieniem w układzie płynowym. Jego konstrukcja pozwala na uniesienie dysku, wskazując, że zawór ma się otworzyć. Gdy ciśnienie wlotowe wzrośnie powyżej ustawionego ciśnienia, prowadnica przesuwa się do pozycji otwartej, a medium przepływa do wylotu przez rurkę pilotową. Gdy ciśnienie wlotowe spadnie poniżej ustawionego ciśnienia, główny zawór zamyka się i zapobiega powstawaniu nadciśnienia. Istnieje pięć kryteriów wyboru zaworu bezpieczeństwa.

Pierwszym i najbardziej podstawowym wymogiem zaworu bezpieczeństwa jest jego zdolność do bezpiecznego kontrolowania przepływu gazu. Dlatego zawór musi być w stanie kontrolować przepływ gazu i wody. Zawór powinien być w stanie wytrzymać wysokie ciśnienie w systemie. Dzieje się tak, ponieważ gaz lub para wydobywająca się z kotła ulegnie skropleniu i wypełni rurę. Para zwilży wówczas gniazdo zaworu bezpieczeństwa.

Innym ważnym wymogiem stawianym zaworom bezpieczeństwa jest ich zdolność do zapobiegania wzrostowi ciśnienia. Zapobiegają nadciśnieniu, umożliwiając ucieczkę cieczy lub gazu. Zawory bezpieczeństwa są używane w wielu różnych zastosowaniach. Na przykład przewody gazowe i parowe mogą zapobiec katastrofalnym uszkodzeniom instalacji. Są one również znane jako zawory bezpieczeństwa. W sytuacji awaryjnej zawór bezpieczeństwa otworzy się automatycznie i uwolni ciśnienie gazu lub cieczy z układu pod ciśnieniem, zapobiegając osiągnięciu przez nie niebezpiecznego poziomu.

Jaka powinna być wydajność rozładowania zaworu bezpieczeństwa?

Przepustowość zaworu bezpieczeństwa zależy od jego powierzchni otworu, ustawionego ciśnienia i pozycji w systemie. Przepustowość zaworu bezpieczeństwa należy obliczyć na podstawie maksymalnego przepływu przez jego otwory wlotowe i wylotowe. Jego rozmiar nominalny jest często określany przez specyfikacje producenta. 

Jego zdolność rozładowania to maksymalny przepływ przez zawór, który może uwolnić, w oparciu o maksymalny przepływ przez każdą pojedynczą ścieżkę przepływu lub połączoną ścieżkę przepływu. Ciśnienie wylotowe zaworu bezpieczeństwa powinno być wyższe niż ciśnienie robocze instalacji. Zasadniczo ciśnienie upustowe powinno być o 10% wyższe od ciśnienia roboczego układu.

Ważne jest, aby wybrać przepustowość zaworu bezpieczeństwa w oparciu o rozmiary rur wlotowych i wylotowych. W idealnym przypadku wydajność rozładowania powinna być równa lub większa niż maksymalna moc wyjściowa systemu. Zawór bezpieczeństwa powinien być również zainstalowany pionowo iw czystej złączce. Podczas montażu zaworu ważne jest użycie odpowiedniego klucza do montażu. Rurociąg odprowadzający powinien być nachylony w dół, aby odprowadzać kondensat.

Przepustowość zaworu bezpieczeństwa jest mierzona na kilka różnych sposobów. Pierwszym z nich jest ciśnienie próbne. To ciśnienie manometryczne to ciśnienie, przy którym zawór się otwiera, a drugie to ciśnienie, przy którym ponownie się zamyka. Oba są mierzone na stanowisku badawczym w kontrolowanych warunkach. Zawór bezpieczeństwa o ciśnieniu próbnym 10 000 psi jest oceniany na 10 000 psi (zgodnie z ASME PTC25.3).

Przepustowość zaworu bezpieczeństwa powinna być wystarczająco duża, aby rozproszyć dużą objętość ciśnienia. Mały zawór może być odpowiedni dla mniejszego systemu, ale większy może spowodować wybuch. W zakładzie produkcyjnym na dużą skalę zawory bezpieczeństwa mają kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa personelu i sprzętu. Wybór odpowiedniego rozmiaru zaworu dla konkretnego systemu ma zasadnicze znaczenie dla jego wydajności.

Jak obliczyć wydajność tłoczenia zaworu bezpieczeństwa?

Zanim użyjesz zaworu bezpieczeństwa, musisz znać jego przepustowość. Oto kilka kroków, które należy wykonać, aby obliczyć przepustowość zaworu bezpieczeństwa.

• Procedury testowe

Aby sprawdzić wydajność zaworu bezpieczeństwa, zawór bezpieczeństwa powinien być zainstalowany w odpowiednim miejscu. Rurociągi wlotowe i wylotowe powinny być dokładnie oczyszczone przed montażem. Ważne jest, aby unikać nadmiernego używania taśmy PTFE i upewnić się, że instalacja jest solidna. Zawór bezpieczeństwa nie powinien być narażony na wibracje lub nadmierne naprężenia. Montując zawór bezpieczeństwa, należy go zamontować pionowo, z dźwignią probierczą skierowaną do góry. Króciec wlotowy zaworu bezpieczeństwa powinien być podłączony do naczynia lub rurociągu jak najkrótszą długością rury. Nie może być przerwany przez żaden zawór odcinający. Strata ciśnienia na wlocie zaworu bezpieczeństwa nie powinna przekraczać 3% ciśnienia nastawionego. 

• Obliczanie wydajności rozładowania zaworu bezpieczeństwa

Rozmiar zaworu bezpieczeństwa zależy od ilości płynu, który ma kontrolować. Znamionowa wydajność tłoczenia jest funkcją powierzchni kryzy zaworu bezpieczeństwa, ustawionego ciśnienia i pozycji w systemie. Korzystając ze specyfikacji producenta dotyczących powierzchni kryzy i nominalnego rozmiaru zaworu, można określić przepustowość zaworu bezpieczeństwa. Przepływ tłoczny można obliczyć na podstawie maksymalnego przepływu przez zawór lub połączonych przepływów z kilku ścieżek. Przy doborze zaworu bezpieczeństwa należy wziąć pod uwagę zarówno jego teoretyczną, jak i rzeczywistą przepustowość. Idealnie, wydajność rozładowania będzie równa minimalnej powierzchni.

• Ustawianie maksymalnego dopuszczalnego ciśnienia roboczego

Aby określić prawidłowe ciśnienie zadane dla zaworu bezpieczeństwa, należy wziąć pod uwagę następujące kryteria. Musi być mniejsza niż MAAP systemu. Ustawione ciśnienie o 5% większe niż MAAP spowoduje nadciśnienie o wartości 10%. Jeśli ustawione ciśnienie jest wyższe niż MAAP, zawór bezpieczeństwa nie zamknie się. MAAP nigdy nie może przekraczać ustawionego ciśnienia. Ustawione ciśnienie, które jest zbyt wysokie, spowoduje słabe odcięcie po rozładowaniu. W zależności od typu zaworu, zmiana ciśnienia wstecznego od 10% do 15% ustawionego ciśnienia nie może być obsługiwana przez konwencjonalny zawór.