Válvulas de seguridad para GNL y GLP para sistemas criogénicos, de almacenamiento y de vaporización
Las válvulas de seguridad para GNL y GLP protegen líneas de transferencia criogénicas, recipientes de almacenamiento, vaporizadores, patines de carga, sistemas de acumulación de presión, bombas de transferencia, líneas de retorno de vapor, paquetes de compresores y secciones de líquido bloqueadas contra sobrepresión. El servicio de GNL está dominado por la temperatura criogénica, el gas de ebullición y la expansión del líquido atrapado, mientras que el servicio de GLP está dominado por la presión de vapor, la exposición al fuego, el comportamiento del líquido-vapor saturado y el enrutamiento seguro de la descarga.
Dónde se utilizan las válvulas de seguridad en sistemas de GNL y GLP
Las aplicaciones de GNL y GLP son ambos servicios de alivio de presión de hidrocarburos, pero no deben especificarse como el mismo tipo de servicio de válvula. El GNL es un servicio de líquido criogénico a aproximadamente -162 °C, mientras que el GLP generalmente involucra propano, butano o GLP mixto almacenado a presión como un sistema de líquido-vapor saturado.
Sistemas de almacenamiento de GNL y BOG
Utilizado en paquetes relacionados con el almacenamiento de GNL, líneas de gas de ebullición, sistemas de acumulación de presión, patines de manejo de vapor y líneas de envío de gas. Las comprobaciones clave incluyen materiales para bajas temperaturas, generación de vapor, salida bloqueada y ventilación segura.
Líneas de transferencia de GNL
Se utiliza en líneas de transferencia de líquidos, brazos de carga, líneas de descarga, cajas frías y secciones criogénicas bloqueadas. La expansión térmica del líquido atrapado es a menudo el caso de alivio más importante.
Vaporizadores de GNL
Se utiliza en vaporizadores ambientales, vaporizadores de baño de agua, vaporizadores calentados por vapor y skids de envío. La revisión del alivio debe considerar la entrada de calor, el bloqueo de salida, la falla del regulador aguas abajo y la generación de vapor.
Tanques y esferas de GLP
Se utiliza en recipientes de almacenamiento de propano, butano y mezclas de GLP. La exposición al fuego, la presión de vapor, la condición de llenado, la expansión del líquido y la dirección segura de descarga son fundamentales para la selección.
Skids de carga y descarga de GLP
Se utiliza en skids de carga de camiones, carga de vagones cisterna, bombas de transferencia, líneas de retorno de vapor y skids de medición. Los casos de alivio incluyen el bloqueo de la bomba, la expansión térmica, el bloqueo de salida y el aislamiento de la manguera.
Vaporizadores de GLP y sistemas de gas combustible
Se utiliza en vaporizadores de GLP, estaciones de reducción de presión, skids de suministro de gas combustible y trenes de quemadores. La válvula debe coincidir con la capacidad del vaporizador, la falla del regulador y los límites de presión aguas abajo.
La selección de VSP de GNL y GLP comienza con la causa de sobrepresión
Una válvula de seguridad para GNL o GLP solo debe seleccionarse después de definir el escenario de sobrepresión creíble. La expansión del líquido criogénico, la generación de vapor, la exposición al fuego y el bloqueo de salida pueden crear capacidades de alivio requeridas muy diferentes.
Expansión de líquido criogénico atrapado
El GNL atrapado entre válvulas cerradas puede calentarse y expandirse. Incluso una sección de líquido bloqueada corta puede producir un aumento de presión severo. Se deben instalar válvulas de alivio térmico donde el líquido criogénico pueda aislarse.
Gas de evaporación y fuga de calor
Los sistemas de almacenamiento y transferencia de GNL siempre reciben calor del entorno. La generación de gas de evaporación puede aumentar la presión cuando los sistemas de manejo de vapor, ventilación o envío están restringidos.
Bloqueo de salida del vaporizador
Los vaporizadores de GNL o GLP pueden continuar generando vapor cuando el flujo aguas abajo está restringido. La revisión del alivio debe incluir la carga del vaporizador, la entrada de calor, el límite de presión de salida y la disposición del regulador aguas abajo.
Exposición al fuego de GLP
Los recipientes de GLP contienen hidrocarburos líquidos-saturados y de vapor. La exposición al fuego externo puede aumentar rápidamente la generación de vapor y la presión del recipiente. La capacidad de alivio en caso de incendio y la dirección de descarga deben revisarse conjuntamente.
Cabeza muerta de bomba o salida bloqueada
Las bombas de transferencia de GLP, las bombas de envío de GNL y los patines de carga pueden sobrepresurizar las líneas si las válvulas aguas abajo están cerradas. Se deben verificar la curva de la bomba, la presión máxima de descarga y la clasificación de la línea protegida.
Fallo del regulador o alteración de la reducción de presión
Los vaporizadores de GLP, los patines de gas combustible y los sistemas de envío de GNL a menudo incluyen reguladores. El fallo del regulador puede exponer la tubería aguas abajo o a los usuarios a una presión mayor de la prevista.
Casos de aplicación de válvulas de seguridad para GNL y GLP con datos típicos de RFQ
Estos casos muestran cómo se describen comúnmente los requisitos de las válvulas de seguridad para GNL y GLP antes de la selección del modelo. El dimensionamiento final debe ser confirmado por la hoja de datos del proyecto, el código aplicable, el cálculo de alivio verificado y la revisión de seguridad del sitio.
Caso 1: Válvula de alivio térmico para línea de transferencia de GNL
Alivio térmico criogénicoLas válvulas de alivio térmico para GNL suelen ser compactas, pero el servicio es severo. La válvula debe permanecer adecuada a temperatura criogénica y debe descargar a un lugar seguro donde el vapor frío, la escarcha o la acumulación de gas inflamable no creen un riesgo secundario.
Caso 2: Válvula de seguridad de salida de vaporizador de GNL
Protección de vaporizadorLas válvulas de salida del vaporizador deben seleccionarse según la generación máxima de gas del vaporizador y el límite de presión aguas abajo. La válvula puede encontrarse con gas frío durante el arranque o una perturbación, por lo que se deben confirmar el rango de temperatura y la idoneidad del material.
Caso 3: PSV de línea de gas de evaporación de GNL
Control de presión de BOGEl alivio de BOG no debe tratarse como servicio ordinario de gas natural sin verificar la temperatura, la presión de operación y el sistema de descarga. La contrapresión y el enrutamiento del venteo son críticos cuando la válvula descarga a un sistema de antorcha o recuperación.
Caso 4: PSV para caso de incendio en tanque de almacenamiento de GLP
Exposición al fuegoEl alivio de almacenamiento de GLP generalmente se rige por la exposición al fuego o el aumento de la presión de vapor. La solicitud de cotización (RFQ) debe incluir la condición de almacenamiento, la composición, la presión de ajuste, la base de capacidad requerida, la dirección de descarga y los requisitos de documentación.
Caso 5: Alivio de descarga de bomba de transferencia de GLP
Estancamiento de bombaEl alivio de transferencia de GLP debe evitar la descarga de líquido o vapor inflamable a un área insegura. La ruta de retorno, el comportamiento de vaporización y la presión de estancamiento de la bomba deben revisarse antes de seleccionar la válvula.
Caso 6: Válvula de seguridad de salida de vaporizador de GLP
Suministro de gas combustibleLas Válvulas de Seguridad (PSV) de salida del vaporizador de GLP deben basarse en la capacidad máxima del vaporizador y los límites de presión aguas abajo. La válvula debe proteger a los usuarios de baja presión en casos de fallo del regulador y bloqueo de salida.
Matriz de datos de válvulas de seguridad para GNL y GLP
| Servicio | Medio típico | Preocupación de temperatura / fase | Causa común de alivio | Verificación de ingeniería requerida | Riesgo si se omite |
|---|---|---|---|---|---|
| Línea de transferencia de GNL | Gas natural licuado | Aprox. -162°C / -260°F líquido criogénico | Expansión térmica de líquido atrapado | Material a baja temperatura, comportamiento del asiento, ruta de descarga y congelación de salida | Rotura de línea, fragilización o liberación insegura de vapor frío |
| Vaporizador de GNL | GNL y vapor de gas natural | Transición de líquido criogénico a gas | Bloqueo de salida, fallo del regulador, entrada de calor excesiva | Capacidad del vaporizador, rango de temperatura, límite de presión aguas abajo | Alivio de gas de tamaño insuficiente o material incorrecto para baja temperatura |
| Sistema BOG (gas de ebullición) | Gas de evaporación rico en metano | Vapor inflamable frío | Parada del compresor, salida bloqueada, fuga de calor | Capacidad de gas, clasificación a baja temperatura, contrapresión y seguridad de ventilación | Aumento de presión, acumulación de gas inflamable o alivio inestable |
| Almacenamiento de GLP | Propano, butano, mezcla de GLP | Hidrocarburo líquido-vapor saturado | Exposición al fuego, aporte de calor, sobrellenado | Capacidad en caso de incendio, presión de vapor, dirección de descarga y documentos de certificación | Alivio de capacidad insuficiente en caso de incendio o descarga inflamable insegura |
| Transferencia de GLP | GLP líquido | Líquido presurizado con potencial de vaporización | Cabeza de bomba, salida bloqueada, expansión de líquido atrapado | Curva de bomba, presión de tarado, enrutamiento de retorno y comportamiento de vaporización | Sobrepresión de línea o liberación incontrolada de inflamables |
| Vaporizador de GLP | GLP vapor / propano vapor | Sistema de suministro de líquido a vapor | Fallo del regulador, bloqueo de salida, generación excesiva de vapor | Capacidad del vaporizador, límite de presión aguas abajo y venteo seguro | Sobredepresión del equipo aguas abajo o riesgo en el tren de quemadores |
Cómo especificar correctamente las válvulas de seguridad para GNL y GLP
1. Identificar claramente el servicio de GNL o GLP
Indicar si la válvula es para GNL, BOG, vapor de gas natural, propano, butano o mezcla de GLP. El GNL requiere revisión de materiales criogénicos; el GLP requiere revisión de la presión de vapor, el caso de incendio y el comportamiento del líquido-vapor saturado.
2. Confirmar la fase del fluido en la condición de alivio
La válvula puede aliviar líquido criogénico, gas frío, líquido de GLP, vapor de GLP, líquido en expansión o flujo bifásico. La condición de fase afecta el dimensionamiento, la reacción de descarga, el material y la disposición de la salida.
3. Definir el equipo protegido
Confirmar si la válvula protege un recipiente de almacenamiento, una línea de transferencia, un vaporizador, la descarga de una bomba, un skid de carga, una cabecera de BOG, un skid de gas combustible o una sección de líquido bloqueada. La presión de diseño del equipo define el límite de presión de ajuste.
4. Definir el escenario de alivio dominante
El alivio de GNL puede estar gobernado por la expansión de líquido atrapado, la fuga de calor o la perturbación del sistema BOG. El alivio de GLP puede estar gobernado por exposición al fuego, parada de bomba (deadhead), sobrellenado, fallo del regulador o salida bloqueada.
5. Revisar destino de descarga
Las corrientes de alivio de GNL y GLP son inflamables. La descarga debe dirigirse a un venteo seguro, antorcha, línea de recuperación o sistema de retorno según el diseño del sitio. Se deben verificar la ubicación del venteo, la dispersión de vapor frío, la exposición al fuego y la seguridad del operador.
6. Confirmar pruebas y documentos
Los proyectos de GNL y GLP comúnmente requieren hojas de datos, calibración de la presión de tarado, registros de prueba de presión, prueba de estanqueidad del asiento, certificados de material, confirmación de material para bajas temperaturas, marcado de placa de características y documentos de inspección.
Las válvulas de seguridad para GNL y GLP deben revisarse junto con los sistemas de venteo, retorno y antorcha.
Por qué la ruta de descarga es parte de la selección de la válvula.
Las corrientes de alivio de GNL y GLP son inflamables y pueden formar nubes de vapor peligrosas si se liberan incorrectamente. El alivio de GNL también puede crear vapor extremadamente frío, escarcha y exposición a bajas temperaturas. El alivio de GLP puede evaporarse de líquido a vapor y crear una alta fuerza de reacción de descarga, ruido y riesgo de incendio.
La selección de la válvula de seguridad debe incluir la pérdida de presión de entrada, la contrapresión de salida, la altura del venteo, la dirección de salida, el drenaje, la exposición al frío, la ubicación a prueba de llamas, el soporte de tuberías y el acceso de mantenimiento. Para sistemas de antorcha o cerrados, la contrapresión debe revisarse antes de finalizar la configuración de la válvula.
Comprobaciones de instalación en campo
- Instalar alivio térmico donde el líquido de GNL o GLP pueda quedar bloqueado.
- Confirmar material para bajas temperaturas para las partes a presión en contacto con GNL.
- Dirigir la descarga de GNL y GLP a un sistema seguro de ventilación, antorcha, retorno o recuperación.
- Verificar la contrapresión de salida cuando se conecta a cabezales de descarga cerrados o de antorcha.
- Evitar la descarga de vapor frío hacia personal, instrumentos o materiales frágiles.
- Soportar la tubería de salida sin cargar el cuerpo de la válvula.
- Proporcionar acceso para inspección, recalibración y reemplazo seguro de la válvula.
Normativas y Documentación a Confirmar Antes de Realizar el Pedido
Referencias de normativas comunes
Las especificaciones de alivio de presión para GNL y GLP pueden hacer referencia a estándares API, ASME, ISO, EN, GB, NFPA o del propietario, dependiendo del tipo de instalación, país, equipo a presión, configuración de almacenamiento y requisito de inspección. El estándar aplicable debe confirmarse antes de la cotización.
- API 520 para el dimensionamiento y la selección de dispositivos de alivio de presión, según lo requiera el proyecto.
- API 521 para la revisión de sistemas de alivio de presión y despresurización en instalaciones de GNL e hidrocarburos.
- API 526 cuando se especifican dimensiones y clasificaciones de válvulas de alivio de presión de acero con bridas.
- API 527 cuando se requiere la prueba de estanqueidad del asiento.
- Requisitos de ASME BPVC o de recipientes a presión locales para recipientes de almacenamiento y equipos a presión.
- Referencias a ISO 4126 cuando las especificaciones del proyecto requieran normas excesivas para válvulas de seguridad de protección contra sobrepresión.
- Especificaciones del propietario para materiales criogénicos, almacenamiento de GLP, alivio en caso de incendio y documentos de inspección.
Paquete de documentación típico
La documentación debe acordarse antes de la fabricación, especialmente para servicio criogénico de GNL, almacenamiento de GLP, vaporizadores, skids de carga, protección de tanques y aplicaciones conectadas a antorcha.
- Hoja de datos técnicos con modelo, tamaño, orificio, presión de tarado y conexión.
- Cálculo de dimensionamiento o confirmación de capacidad de alivio certificada.
- Registro de calibración de la presión de tarado.
- Informe de prueba de presión y de estanqueidad del asiento cuando sea requerido.
- Certificado de material para las partes que retienen presión y el asiento cuando se especifica.
- Confirmación de material a baja temperatura para servicio de GNL cuando sea necesario.
- Dibujo de disposición general, dimensiones, peso y orientación de descarga.
- Confirmación de placa de identificación, número de etiqueta y marcado del proyecto.
Lista de verificación de datos para solicitud de cotización de válvulas de seguridad para GNL y GLP
| Datos Requeridos | Por qué es importante | Ejemplo de entrada |
|---|---|---|
| Tipo de servicio | Separa el servicio criogénico de GNL del servicio de GLP saturado. | GNL, BOG, vapor de gas natural, propano, butano, GLP mixto |
| Fase del fluido | Afecta el dimensionamiento, los materiales y el comportamiento de descarga. | Líquido criogénico, gas frío, líquido de GLP, vapor de GLP, líquido en ebullición |
| Equipo protegido | Define el límite de presión y la fuente de sobrepresión. | Recipiente de almacenamiento, línea de transferencia, vaporizador, descarga de bomba, skid de carga |
| Escenario de alivio | Determina la capacidad de alivio requerida. | Expansión térmica, caso de incendio, salida bloqueada, bloqueo de salida del vaporizador |
| Presión de tarado | Define la presión de apertura de la válvula. | Valor de hoja de datos del proyecto, valor basado en MAWP del recipiente, valor de protección de línea |
| Presión de operación | Confirma el margen operativo y el riesgo de fugas. | Presión de operación normal y máxima |
| Capacidad de alivio requerida | Confirma si la válvula seleccionada puede proteger el sistema. | kg/h, Nm³/h, SCFM, t/h, GPM, L/min |
| Temperatura de alivio | Afecta el material, los sellos y la clasificación de presión. | GNL a -162 °C, gas frío, GLP a temperatura ambiente, salida elevada del vaporizador |
| Contrapresión | Influye en la capacidad y estabilidad de la válvula. | Ventilación atmosférica, cabezal de antorcha, sistema de recuperación, línea de retorno |
| Requisito de material | Previene la fragilización, fugas y fallos de compatibilidad. | Acero inoxidable a baja temperatura, acero al carbono, acero inoxidable, trim especial |
| Conexión y clasificación | Asegura la compatibilidad mecánica con la tubería y el equipo. | Brida RF, brida RTJ, NPT, BW, Clase 150–2500 |
| Documentos requeridos | Evita retrasos después de la orden de compra. | Ficha técnica, plano, MTC, informe de calibración, prueba de presión, informe de estanqueidad del asiento |
La selección final debe ser confirmada por la hoja de datos del proyecto, la presión de diseño del equipo protegido, las propiedades del fluido, el código aplicable, la base de dimensionamiento verificada y la revisión de ingeniería.
Errores comunes en la selección de válvulas de seguridad para GNL y GLP
Tratar el GNL como gas natural normal
El servicio de GNL requiere revisión de materiales criogénicos y consideración de sellado a baja temperatura. Una válvula adecuada para gas natural ambiental puede no ser adecuada para las partes en contacto con GNL.
Falta de alivio de líquido bloqueado
El líquido de GNL o GLP atrapado entre válvulas cerradas puede sobrepresurizar a medida que cambian las temperaturas. Se debe revisar el alivio térmico para cada sección de líquido aislada.
Subestimación de la capacidad de GLP en caso de incendio
Los recipientes de almacenamiento de GLP pueden requerir una capacidad de alivio significativa durante la exposición a incendios externos. El caso de incendio debe revisarse a partir de la geometría de almacenamiento y la condición del fluido, no adivinarse por el tamaño de la boquilla.
Ignorar la contrapresión de la antorcha o el venteo
Los sistemas de descarga cerrada, antorcha o recuperación pueden crear contrapresión que afecta la capacidad y la estabilidad. La contrapresión debe revisarse antes de seleccionar la configuración de la válvula.
Dirigir vapor inflamable a áreas inseguras
El alivio de GNL y GLP puede formar nubes de vapor inflamables. La descarga debe dirigirse a un venteo seguro, antorcha, sistema de retorno o recuperación de acuerdo con los requisitos del sitio.
Reemplazo solo por clasificación de presión
El reemplazo debe confirmar el tipo de servicio, fase, presión de ajuste, capacidad, material, temperatura, disposición de descarga, estanqueidad del asiento y requisitos de documentación.
Continúe su revisión de alivio de presión para GNL y GLP
Estas páginas relacionadas ayudan a pasar de los requisitos de aplicación de GNL y GLP a la selección detallada de válvulas de seguridad, dimensionamiento, revisión de condiciones de servicio y confirmación de estándares.
Preguntas frecuentes sobre válvulas de seguridad para GNL y GLP
Prepare una hoja de datos completa de PSV para GNL o GLP antes de cotizar
Envíe el tipo de servicio, fase, equipo protegido, escenario de alivio, presión de tarado, presión de operación, capacidad requerida, temperatura, contrapresión, requisito de material, norma de conexión y documentos requeridos. Una hoja de datos completa ayuda a evitar suposiciones inseguras y acelera la revisión de ingeniería.
