Soupapes de sûreté et évents de réservoir pour réservoirs atmosphériques, basse pression et sous pression
La décharge de pression des réservoirs de stockage protège les réservoirs à toit fixe, les réservoirs sous couverture d'azote, les réservoirs basse pression, les réservoirs de solvants, les réservoirs chimiques, les réservoirs de pétrole brut, les réservoirs de diesel, les réservoirs GPL, les unités de stockage cryogénique et les réservoirs journaliers de procédé contre la surpression, les dommages dus au vide, l'exposition au feu et les rejets de vapeur dangereux. La sélection correcte commence par l'identification du type d'équipement : réservoir atmosphérique, réservoir basse pression ou récipient sous pression, puis par la confirmation de la ventilation normale, de la ventilation d'urgence, de la protection contre le vide, de la pression de conception du réservoir, de la pression de couverture, du débit de remplissage/vidange du liquide, des propriétés de la vapeur, du risque de corrosion, de la protection contre les flammes, de la destination de la décharge et de la documentation requise.
Où les soupapes de sûreté et les évents de réservoir sont utilisés sur les réservoirs de stockage
La protection des réservoirs de stockage n'est pas un seul type de soupape. Les réservoirs atmosphériques nécessitent généralement des soupapes de décharge pression/vide, des évents d'urgence, des pare-flammes ou des évents de conservation. Les réservoirs basse pression peuvent nécessiter une ventilation de plus grande capacité et une révision de la couverture de gaz. Les réservoirs sous pression nécessitent des soupapes de sûreté certifiées dimensionnées selon les cas de décharge des récipients sous pression.
Réservoirs atmosphériques à toit fixe
Utilisé pour le pétrole brut, le diesel, le fioul, les solvants, les produits chimiques de traitement de l'eau et les liquides en vrac. La protection comprend généralement une ventilation normale pression/vide, une ventilation de secours, une protection contre les flammes et un accès pour inspection.
Réservoirs de stockage sous atmosphère d'azote
Utilisé pour les solvants, les monomères, les liquides sensibles à l'oxygène, les intermédiaires API et les produits chimiques de spécialité. L'examen de la soupape doit inclure la défaillance du régulateur de couverture, le débit d'alimentation en gaz inerte, le retour de vapeur, la protection contre le vide et le contrôle des émissions.
Réservoirs de stockage basse pression
Utilisé lorsque la pression de service est supérieure à la simple ventilation atmosphérique mais inférieure au service de récipient sous pression. La sélection de la soupape doit confirmer la pression de conception, la capacité de vide, la plage de fonctionnement, la capacité de ventilation et la destination de la décharge.
Stockage de GPL et d'hydrocarbures sous pression
Utilisé sur les réservoirs GPL, le stockage de propane, le stockage de butane et les récipients d'hydrocarbures sous pression. Ces applications nécessitent un dimensionnement de soupape de sûreté pour le cas d'incendie, l'augmentation de la pression de vapeur, le remplissage excessif et le routage de décharge sûr.
Réservoirs de stockage de produits chimiques et de liquides corrosifs
Utilisé pour les acides, les alcalis, les chlorures, les solvants, les amines et les produits chimiques agressifs. La compatibilité des matériaux, la toxicité des vapeurs, la contre-pression du laveur, la protection contre les flammes et la corrosion de la ligne de ventilation doivent être examinées.
Stockage cryogénique et réfrigéré
Utilisé pour le GNL, le service réfrigéré de GPL, l'azote liquide, l'oxygène liquide et le stockage de gaz industriels. Les matériaux à basse température, le gaz d'évaporation, la dilatation thermique et la protection de la veste de vide doivent être examinés.
La protection des réservoirs de stockage commence par les cas de ventilation normale, de ventilation de secours et de vide
Les réservoirs de stockage échouent différemment des récipients sous pression. Un réservoir peut être endommagé par une simple pression positive ou un vide s'il n'est pas conçu pour cela. Le dispositif de protection doit correspondre à la pression de conception du réservoir, au vide de conception, au taux de mouvement du liquide, à la génération de vapeur, à l'exposition au feu et au chemin de ventilation.
Respiration normale (évacuation) lors du remplissage ou du chauffage
Lorsque du liquide entre dans un réservoir ou que le contenu du réservoir se réchauffe, la vapeur et le gaz doivent quitter le réservoir. La capacité de décharge de pression doit tenir compte du débit de remplissage, de la respiration thermique, de la pression de vapeur et du comportement du gaz de couverture.
Respiration normale (admission) lors du vidage ou du refroidissement
Lorsque le liquide est pompé ou que le contenu du réservoir se refroidit, l'air ou un gaz inerte doit entrer dans le réservoir. La protection contre le vide doit être dimensionnée à partir du débit de pompage, de la respiration thermique et de la capacité de vide du réservoir.
Exposition d'urgence au feu
Un incendie externe peut chauffer le contenu du réservoir et générer rapidement de la vapeur. La ventilation d'urgence doit être examinée en fonction de la surface mouillée du réservoir, des propriétés du liquide, de l'isolation, de la base d'exposition au feu et de la direction de décharge.
Défaillance du régulateur de couverture
La couverture d'azote protège les produits mais peut surpressuriser un réservoir si le régulateur est défaillant en position ouverte. La capacité de décharge doit tenir compte de l'alimentation maximale en gaz inerte et des équipements de contrôle de vapeur en aval.
Vent bloqué, encrassement du pare-flammes ou ligne de ventilation gelée
Les pare-flammes, les lignes de récupération de vapeur, les évents de conservation et les collecteurs de décharge peuvent être restreints par l'encrassement, la corrosion, la glace, les polymères ou l'isolement de maintenance. Une ventilation bloquée peut surpressuriser ou effondrer un réservoir.
Cas d'incendie sur récipient de stockage sous pression
Les réservoirs de stockage de GPL et autres récipients sous pression sont généralement protégés par des soupapes de sûreté certifiées plutôt que par des évents de réservoir basse pression. Le cas d'incendie, la pression de vapeur, la MAWP et le routage vers la torche ou l'évent doivent être examinés conjointement.
Cas d'application de soupape de sûreté et d'évent pour réservoir de stockage avec données RFQ typiques
Ces cas montrent comment les exigences de décharge des réservoirs de stockage sont couramment décrites avant la sélection du modèle. Le dimensionnement final doit être confirmé par la fiche technique du réservoir, les propriétés du liquide, les taux de remplissage/vidange, la norme applicable, le calcul de ventilation vérifié et l'examen de sécurité du site.
Cas 1 : Soupape de décharge pression/vide pour réservoir diesel à toit fixe
Ventilation normaleUne ventilation de réservoir à toit fixe doit être dimensionnée pour les services sous pression et sous vide. Le dispositif correct protège la paroi et le toit du réservoir contre une pression de respiration excessive tout en limitant les pertes de vapeur pendant le fonctionnement normal.
Cas 2 : Vent de conservation pour réservoir de solvant sous couverture d'azote
Réservoir sous couvertureLes réservoirs de solvant sous couverture d'azote nécessitent une séparation minutieuse entre la pression de couverture, le réglage de la soupape de conservation et le réglage de la soupape de décharge d'urgence. Si les réglages se chevauchent incorrectement, une consommation d'azote, une oxydation du produit ou une surpression du réservoir peuvent survenir.
Cas 3 : Évent résistant à la corrosion pour réservoir d'acide chimique
Vapeur corrosiveLa ventilation des réservoirs corrosifs ne doit pas être sélectionnée uniquement sur la base de la pression de tarage. La corrosion des vapeurs, la perte de charge du laveur, la condensation, l'entraînement de brouillard et le matériau de la ligne de ventilation peuvent déterminer la configuration correcte.
Cas 4 : Évent de secours pour réservoir de stockage de liquide inflammable
Exposition au feuLa ventilation d'urgence est distincte de la respiration normale. Un évent P/V normal peut ne pas avoir une capacité suffisante pour une exposition au feu, par conséquent, la capacité de l'évent d'urgence doit être examinée indépendamment.
Cas 5 : Soupape de sûreté pour réservoir de stockage GPL
Stockage sous pressionLe stockage de GPL sous pression n'est pas protégé par un simple évent de réservoir. Il nécessite une sélection de soupape de sûreté pour récipient sous pression basée sur le PSAM, le cas d'incendie et la capacité de décharge certifiée.
Cas 6 : Système de décharge pour réservoir de stockage de liquide cryogénique
Stockage cryogéniqueLa décharge du stockage cryogénique doit tenir compte du matériau basse température, de la dispersion des vapeurs froides et du risque de blocage de la ventilation. Le givrage de la sortie et la gestion des vannes d'isolement sont importants pour un fonctionnement sûr.
Matrice de données de décharge et de ventilation des réservoirs de stockage
| Type de réservoir | Milieu typique | Cas courant de décharge / ventilation | Vérification technique requise | Examen de l'appareil recommandé | Risque en cas d'omission |
|---|---|---|---|---|---|
| Réservoir à toit fixe atmosphérique | Gazole, pétrole brut, fioul, eau, liquides à faible volatilité | Remplissage, vidange, respiration thermique et cas d'incendie d'urgence | Taux de remplissage, taux de pompage, pression/vide du réservoir et surface mouillée | Soupape de décharge/sûreté pression/vide plus évent d'urgence si nécessaire | Dommages au toit du réservoir, déformation de la coque ou perte de vapeur excessive |
| Réservoir sous atmosphère d'azote | Solvant, monomère, intermédiaire API, liquide sensible à l'oxygène | Défaillance du régulateur d'inertage, respiration thermique et aspiration sous vide | Pression d'inertage, capacité d'alimentation en azote, contrôle des COV et réglage de l'évent | Examen de la soupape de conservation, du déchargeur de vide et de la décharge d'urgence | Surpression du réservoir, oxydation du produit ou consommation excessive d'azote |
| Réservoir de stockage chimique | Vapeur d'acide, d'alcali, d'amine, de chlorure, de solvant ou toxique | Remplissage, pompage, respiration thermique et restriction du laveur | Compatibilité des matériaux, contre-pression du laveur, corrosion et toxicité | Vent de réservoir résistant à la corrosion, pare-flammes ou évent connecté à un laveur | Corrosion de l'évent, rejet toxique ou ligne d'évent bloquée |
| Réservoir de stockage basse pression | Liquide volatil, liquide réfrigéré, vapeur d'hydrocarbure | Respiration thermique, génération de vapeur, exposition au feu et défaillance du contrôle de pression | Pression de conception, vide de conception, taux de génération de vapeur et chemin de décharge | Soupape de décharge basse pression, purgeur de vide et système d'évent d'urgence | Flambage du réservoir, surpression ou rejet de nuage de vapeur |
| Récipient de stockage sous pression | GPL, propane, butane, ammoniac, gaz comprimé | Exposition au feu, surremplissage, défaillance du régulateur et augmentation de la pression de vapeur | Pression maximale de service (MAWP), capacité requise, surface mouillée, pression de vapeur et réaction de décharge | Soupape de sûreté certifiée dimensionnée pour la protection de récipient sous pression | Dépassement de capacité de la soupape de décharge, surpression du récipient ou décharge inflammable dangereuse |
| Réservoir de stockage cryogénique | GNL, LN₂, LOX, LAr, vapeur cryogénique | Gaz d'évaporation (BOG), fuite thermique, sortie bloquée et dilatation du liquide piégé | Matériau basse température, capacité BOG, givrage de la ventilation et acheminement sûr des vapeurs froides | Soupape de sûreté cryogénique, soupape de décharge thermique et dispositif de décharge double | Fragilisation à froid, surpression ou décharge glacée bloquée |
Comment spécifier correctement une soupape de sûreté ou une ventilation de réservoir de stockage
1. Identifier la catégorie de conception du réservoir
Confirmez d'abord si l'équipement est un réservoir atmosphérique, un réservoir basse pression, un réservoir réfrigéré, un ensemble de stockage cryogénique ou une cuve de stockage sous pression. Cette décision modifie la méthode de ventilation applicable, le type de dispositif et la base de dimensionnement.
2. Confirmer la pression de conception et le taux de vide du réservoir
Les réservoirs de stockage peuvent être sensibles aux petites variations de pression ou de vide. Confirmez la pression de conception, le vide de conception, la pression de fonctionnement normale, la pression de mise sous couverture, la limite de pression d'urgence et la conception du toit avant de choisir les réglages.
3. Définir la demande de ventilation normale
La respiration normale (extraction et introduction d'air) est déterminée par le débit de remplissage, le débit de pompage, la dilatation thermique, les changements de température, la pression de vapeur et le gaz de mise sous couverture. Les deux directions, pression et vide, doivent être vérifiées.
4. Définir la demande de ventilation d'urgence
L'exposition au feu, la défaillance d'un régulateur, le blocage de la récupération des vapeurs, le remplissage excessif ou la génération de vapeurs peuvent dépasser la demande de respiration normale. Les évents d'urgence ou les soupapes de sûreté certifiées doivent être examinés séparément des évents de conservation.
5. Examiner les matériaux, la protection contre les flammes et les émissions
Les liquides inflammables, corrosifs, toxiques, sensibles à l'oxygène et volatils nécessitent un examen des pare-flammes, de la compatibilité des matériaux, des sièges souples, des revêtements, du contrôle des COV, de la connexion au laveur et de la contre-pression de récupération des vapeurs.
6. Confirmer les exigences d'installation et de documentation
Les évents de réservoir et les soupapes de sûreté doivent être spécifiés avec la taille de connexion, la pression de tarage, le réglage du vide, la capacité, le matériau, le joint, le tamis, le capot de protection contre les intempéries, l'interface du pare-flammes, le rapport de test et la documentation de l'étiquette.
Les dispositifs de décharge pour réservoirs de stockage doivent être examinés avec les circuits de récupération des vapeurs, de laveur et de ventilation d'urgence
Pourquoi l'installation de la mise à l'air d'un réservoir modifie les performances de protection
La protection d'un réservoir de stockage dépend de l'ensemble du chemin de mise à l'air. Un dispositif correctement dimensionné peut toujours échouer à protéger le réservoir si un pare-flamme est encrassé, une ligne de récupération de vapeur est bloquée, un laveur crée une contre-pression excessive, un écran anti-oiseaux gèle, ou une buse de toit est isolée pendant la maintenance.
L'installation doit examiner l'emplacement de la buse du réservoir, la verticalité de la mise à l'air, la protection contre les intempéries, la perte de charge du pare-flamme, le chemin du vide, l'accessibilité de la mise à l'air d'urgence, le drainage du condensat, la marge de corrosion, la charge du toit, l'accès pour inspection et la direction de décharge loin du personnel, des sources d'inflammation et des prises d'air.
Vérifications d'installation sur site
- Confirmer la pression de conception et la capacité de vide du réservoir avant de sélectionner le réglage.
- Dimensionner la capacité de décompression (pression) et d'admission (vide).
- Vérifier la capacité de la mise à l'air d'urgence séparément de la capacité de respiration normale.
- Examiner la perte de charge du pare-flamme, le risque d'encrassement et l'intervalle d'inspection.
- Diriger les vapeurs inflammables, toxiques ou corrosives vers une mise à l'air sûre, un laveur ou un système de récupération.
- Éviter les grilles d'aération bloquées, les conduites de ventilation gelées et les poches de condensat.
- Prévoir un accès pour l'inspection, le nettoyage, les tests et la maintenance des évents d'urgence.
Normes et documents à confirmer avant la commande
Références courantes pour les réservoirs de stockage
Les spécifications de décharge pour réservoirs de stockage peuvent faire référence aux normes API, ISO, EN, NFPA, ASME, GB, aux réglementations environnementales locales, aux codes incendie, aux spécifications du propriétaire et aux normes des parcs de stockage. L'ensemble des documents applicables doit être confirmé avant la cotation.
- API 2000 pour la ventilation des réservoirs de stockage atmosphériques et à basse pression.
- API 650 pour les réservoirs soudés de stockage de pétrole où le réservoir est conçu selon cette norme.
- API 620 pour les grands projets de réservoirs de stockage soudés à basse pression lorsque spécifié.
- API 653 lorsque les exigences d'inspection, de réparation ou de modification des réservoirs hors sol en service font partie du contexte du projet.
- NFPA 30 où sont spécifiées les exigences de stockage des liquides inflammables et combustibles.
- ASME Section VIII où l'équipement de stockage est un récipient sous pression plutôt qu'une cuve atmosphérique.
- Spécifications du propriétaire pour la mise sous couverture d'azote, le contrôle des COV, les pare-flammes, la ventilation de secours, les épurateurs et le service de vapeurs corrosives.
Dossier documentaire type
La documentation doit être convenue avant la fabrication, en particulier pour les parcs de stockage, le stockage de produits chimiques, les cuves de solvants, le stockage GNL/GPL, la ventilation de secours, les interfaces de pare-flammes et les systèmes d'émission réglementés.
- Fiche technique avec type de dispositif, taille, raccordement, pression de tarage et pression de vide de consigne.
- Confirmation de la capacité de ventilation normale et de secours.
- Certificat matière pour le corps, la garniture, la palette, le siège, le ressort et les fixations lorsque spécifié.
- Rapport de test de pression de tarage et de vide de consigne si requis.
- Rapport de test de débit, de fuite ou de banc d'essai si spécifié.
- Compatibilité du pare-flamme ou données de perte de charge si requis.
- Dessin d'ensemble, dimensions, poids et orientation de la tuyauterie.
- Numéro d'étiquette, plaque signalétique, revêtement, emballage et marquage du projet.
Liste de contrôle des données pour demande de devis de soupape de sûreté et évent pour réservoir de stockage
| Données requises | Pourquoi c'est important | Exemple d'entrée |
|---|---|---|
| Type de réservoir | Définit si l'appareil est un évent de réservoir, un évent de secours ou une soupape de sûreté certifiée (PSV). | Réservoir API 650, réservoir API 620, réservoir à couverture, réservoir GPL, réservoir cryogénique |
| Pression de conception / vide du réservoir | Définit les limites de pression et de vide à protéger. | +20 mbar / -5 mbar, +56 mbar / -6 mbar, Pression maximale de service (MAWP) 16 barg |
| Pression de tarage et réglage du vide | Définit les points d'ouverture de l'appareil et la plage de fonctionnement. | Pression 15 mbar, vide -3 mbar, soupape de sûreté (PSV) 10 barg |
| Propriétés du fluide et de la vapeur | Affecte la capacité, les matériaux, la protection contre les flammes et le contrôle des émissions. | Vapeur de diesel, vapeur de solvant, azote, GPL, vapeur de HCl, gaz d'évaporation de GNL |
| Taux de remplissage et taux de pompage | Détermine la demande normale de respiration (évents de remplissage et de vidange). | Remplissage de 300 m³/h, pompage de 250 m³/h, débit de chargement de camion |
| Base de respiration thermique | Détermine la demande de ventilation due aux changements de température ambiante et au chauffage solaire. | Parc de réservoirs extérieur, climat tropical, service hivernal, réservoir isolé |
| Base de ventilation d'urgence | Détermine la capacité de décharge en cas d'incendie ou d'urgence. | Diamètre du réservoir, hauteur de la virole, surface mouillée, propriétés du fluide, cas d'incendie |
| Données du système de mise sous couverture | Vérifie la défaillance du régulateur et le risque de consommation d'azote. | Pression d'alimentation en azote, capacité du régulateur, pression de consigne de mise sous couverture |
| Destination de la décharge | Détermine la contre-pression, le contrôle de la toxicité et la ventilation sécurisée. | Atmosphère, pare-flamme, récupération des vapeurs, lit de charbon, épurateur, torche |
| Exigence de matériau et de résistance à la corrosion | Prévient la corrosion, le grippage, les fuites et la contamination. | Aluminium, acier au carbone, 304SS, 316SS, siège PTFE, évent revêtu FRP/PVC |
| Raccordement et montage | Assure la compatibilité avec la bride du réservoir et l'accès pour la maintenance. | Bride, fileté, clamp, évent d'urgence de trou d'homme, orientation de la bride de toit |
| Documents requis | Évite les retards d'approvisionnement, d'inspection et de mise en service. | Fiche technique, dessin, enregistrement des matériaux, test de réglage, confirmation de capacité, liste de marquage |
La sélection finale doit être confirmée par la fiche technique du réservoir, la pression de conception, le vide de conception, les débits de remplissage et de vidange, les propriétés du fluide, la norme applicable, la base de ventilation vérifiée et l'examen technique.
Erreurs courantes dans la sélection des soupapes de décharge et de ventilation pour réservoirs de stockage
Traiter chaque réservoir de stockage comme un récipient sous pression
Les réservoirs atmosphériques nécessitent généralement une ventilation P/V et une ventilation d'urgence, tandis que les réservoirs de stockage sous pression nécessitent des soupapes de sûreté certifiées. Le type de dispositif doit correspondre à la catégorie de conception du réservoir.
Vérifier la décharge de pression mais ignorer le vide
Le pompage ou le refroidissement rapide peuvent effondrer un réservoir si l'entrée de vide est sous-dimensionnée. Le réglage du vide et la capacité d'entrée de vide doivent être examinés ensemble.
Utiliser la ventilation normale pour le cas d'incendie
La capacité de respiration normale n'est pas la même que la capacité de ventilation d'urgence. L'exposition au feu doit être examinée séparément avec les données du réservoir et du liquide.
Ignorer la perte de charge du pare-flammes
Un pare-flammes peut ajouter une perte de charge et s'encrasser en service. Il doit être inclus dans le circuit de ventilation et le plan de maintenance.
Oublier la défaillance du régulateur de mise sous couverture
La mise sous couverture d'azote peut protéger la qualité du produit mais peut surpressuriser un réservoir si la défaillance du régulateur n'est pas incluse dans l'examen de décharge.
Mauvais matériau pour vapeur corrosive
Les vapeurs acides, les vapeurs de chlorure, les vapeurs d'amine, caustiques et les vapeurs de solvant peuvent endommager les sièges, les ressorts, les tamis et les corps. Le matériau doit suivre la chimie de la vapeur, pas seulement le nom du liquide.
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FAQ sur les soupapes de sûreté et la ventilation des réservoirs de stockage
Préparez une fiche technique complète de ventilation de réservoir de stockage avant de demander un devis
Envoyez le type de réservoir, la pression de conception, le vide de conception, le réglage de pression, le réglage de vide, le fluide, le taux de remplissage, le taux de pompage, la base de la respiration thermique, la base de la ventilation d'urgence, les données de mise sous couverture, la destination de la décharge, les exigences matérielles, la norme de connexion et les documents requis. Une fiche technique complète permet d'éviter les hypothèses dangereuses et accélère l'examen technique.
