Soupapes de sûreté pour GPL (Propane, Butane) pour systèmes de stockage, de chargement et de vaporisation
Les soupapes de sûreté pour GPL protègent les systèmes de propane, de butane et de services mixtes GPL, y compris les ballons de stockage, les sphères, les réservoirs de terminaux, les conduites de refoulement de pompes, les skids de transfert, les quais de chargement de camions, les postes de déchargement de wagons-citernes, les vaporiseurs, les postes de réduction de pression, les systèmes de remplissage de bouteilles, les skids de carburant GNV, les unités de gaz combustible et les systèmes GPL marins contre la surpression. La sélection correcte commence par la composition du GPL, la pression de vapeur, la PSMP de l'équipement protégé, la pression de tarage, le cas d'incendie, la sortie bloquée, la dilatation thermique du liquide piégé, le refoulement de pompe bloqué, la défaillance du vaporiseur, la capacité requise, la température de décharge, la contre-pression, la destination de la décharge, la compatibilité des matériaux, l'étanchéité du siège, la ventilation sécurisée et les documents d'inspection requis.
Où les soupapes de sûreté pour GPL sont utilisées
Le service de décharge GPL est différent du service de gaz ordinaire car le système peut contenir du liquide sous pression, de la vapeur saturée, un flux diphasique flash et une génération de vapeur importante en cas d'incendie. Une sélection correcte de la soupape doit déterminer si la soupape décharge du GPL liquide, du GPL vapeur, ou un mélange liquide-vapeur flash.
Ballons de stockage et sphères GPL
Utilisées sur les ballons hors sol, les réservoirs enterrés, les sphères, les réservoirs tampons et les systèmes de stockage de terminaux. La sélection doit examiner la PSMP du réservoir, la composition du GPL, l'exposition au feu, la génération de vapeur, la disposition de plusieurs soupapes, la politique d'isolement et la décharge vers une ventilation sécurisée ou une torche.
Systèmes de chargement pour camions, wagons-citernes et navires
Utilisées sur les bras de chargement, les conduites de déchargement, les tuyaux de transfert, les sections isolées par ESD et les collecteurs de terminaux. La décharge thermique est critique lorsque du GPL liquide peut être piégé entre des vannes fermées après le chargement, le déchargement ou un arrêt d'urgence.
Skids de pompage et de transfert GPL
Utilisé sur les pompes de transfert, les pompes de suralimentation, les lignes de recirculation, les skids de dosage et les collecteurs de refoulement de pompe. L'examen des soupapes de décharge doit inclure la courbe de la pompe, la hauteur manométrique d'arrêt, le refoulement bloqué, la défaillance du débit minimum, la vibration et la contre-pression de la ligne de retour.
Vaporiseurs et stations de régulation GPL
Utilisé sur les vaporiseurs à bain d'eau, les vaporiseurs électriques, les vaporiseurs chauffés à la vapeur, les skids de réduction de pression et les stations de gaz combustible. La sélection doit examiner le blocage de la sortie du vaporiseur, la défaillance du régulateur en position ouverte, le transport de liquide et la pression de conception en aval.
Systèmes de remplissage de bouteilles et de distribution GPL
Utilisé sur les manifolds de remplissage de bouteilles, les skids de pesage, les distributeurs GPL, les petites cuves GPL et les systèmes de carburant commerciaux. La sélection de la soupape doit tenir compte de l'isolement fréquent, des petits volumes de liquide piégés, de l'exposition de l'opérateur et de l'emplacement de décharge sûr.
Systèmes industriels de gaz combustible et de GPL de procédé
Utilisé sur les unités de gaz combustible GPL, les brûleurs, les réchauffeurs, les séchoirs, les fours, les étuves et les systèmes de gaz de procédé. Les cas de décharge comprennent la défaillance du régulateur, la dilatation thermique du liquide, le blocage de la sortie vapeur, le cas d'incendie et la surpression du vaporiseur.
La sélection des soupapes de sûreté GPL commence par le cas d'incendie, la décharge thermique et le comportement de phase
Les systèmes GPL peuvent subir une surpression due à un incendie externe, un apport de chaleur, une dilatation thermique du liquide, un blocage de pompe, une défaillance de régulateur, un dysfonctionnement de vaporiseur ou un blocage de sortie. Le même système peut nécessiter à la fois des soupapes de sûreté de cuve de grande capacité pour les cas d'incendie et de petites soupapes de décharge thermique pour les sections de liquide bloquées.
Exposition au feu externe
Les réservoirs de stockage GPL et les cuves de procédé peuvent nécessiter une grande capacité de décharge vapeur lors d'une exposition au feu externe. Le dimensionnement pour le cas d'incendie doit examiner la surface mouillée de la cuve, la composition du GPL, la pression de décharge, la génération de vapeur, le routage de la décharge et les charges de décharge simultanées.
Dilatation thermique de liquide bloqué dans une conduite
Le GPL liquide piégé entre des vannes fermées peut rapidement augmenter la pression lorsque la température monte. La décharge thermique doit être examinée sur les bras de chargement, les flexibles de transfert, les lignes de pompe, les lignes d'entrée de vaporiseur, les lignes d'échantillonnage et les sections de dérivation.
Calage de pompe ou refoulement bloqué
Les pompes de transfert GPL peuvent surpressuriser la tuyauterie en aval lorsque la sortie est fermée ou que le chemin de débit minimum est bloqué. Le dimensionnement de la soupape doit utiliser la courbe de la pompe, la pression d'arrêt, le débit maximum et la pression de la ligne de retour.
Blocage de sortie de vaporiseur
Un vaporiseur peut continuer à générer de la vapeur lorsque la sortie de gaz est restreinte. L'analyse de décharge doit inclure l'apport de chaleur, le débit d'alimentation liquide, la pression de sortie, la classification de l'en-tête de gaz en aval et le possible entraînement de liquide.
Régulateur de pression en position ouverte suite à une défaillance
Lorsqu'un régulateur de pression GPL se défausse en position ouverte, l'équipement en aval peut être exposé à une pression amont plus élevée. La soupape de sûreté en aval doit être dimensionnée pour le débit en cas de défaillance ouverte, et non uniquement pour la consommation de gaz normale.
Décharge de liquide flash et biphasique
Le GPL liquide peut se vaporiser (flash) lorsque la pression chute à travers la soupape de décharge. Le comportement de vaporisation affecte la capacité de la soupape, la tuyauterie de sortie, la contre-pression, la formation de panache froid, le bruit et la conception de la décharge sécuritaire.
Cas d'application de soupapes de sûreté pour GPL avec données RFQ typiques
Ces cas montrent comment les exigences des soupapes de décharge GPL sont couramment décrites avant la sélection du modèle. Le dimensionnement final doit être confirmé par la composition du GPL, la fiche technique de l'équipement protégé, le scénario de décharge, la capacité requise, l'analyse du système de décharge et la norme de projet applicable.
Cas 1 : Soupape de sûreté pour cas d'incendie sur réservoir de stockage GPL
Cas d'incendie sur réservoir de stockageLe décharge pour cas d'incendie de stockage GPL peut contrôler la taille de la soupape. Le système de décharge doit gérer la pleine charge de décharge sans créer de contre-pression dangereuse ou de risques de nuages de vapeur.
Cas 2 : Soupape de décharge thermique de ligne de chargement GPL bloquée
Décharge thermiqueLe débit de décharge thermique peut être faible, mais l'augmentation de pression peut être sévère. Chaque section de GPL liquide bloquée doit avoir un chemin de décharge vérifié.
Cas 3 : Soupape de décharge de pompe GPL
Pompe en charge bloquéeLes soupapes de décharge de pompe GPL doivent être sélectionnées à partir de la courbe réelle de la pompe. La contre-pression de la ligne de retour et le comportement de vaporisation doivent être vérifiés avant de finaliser la taille.
Cas 4 : Soupape de sûreté de sortie de vaporiseur GPL
Protection du vaporiseurLa décharge du vaporiseur peut impliquer de la vapeur, un entraînement de liquide ou un flux diphasique selon le dérangement. La soupape ne doit pas être sélectionnée uniquement en fonction de la demande normale de gaz combustible.
Cas 5 : Soupapes de sûreté multiples pour sphère de terminal GPL
Terminal de grande capacitéLes sphères GPL de grande taille peuvent nécessiter plusieurs soupapes de sûreté. La capacité certifiée totale, la politique d'isolement et la capacité du collecteur de décharge doivent être examinées comme un seul système.
Cas 6 : Soupape de sûreté pour unité de remplissage de cylindres GPL
Unité de remplissage / Unité AutogazLe remplissage des bouteilles et les skids de GPL nécessitent un routage de décharge clair car les opérateurs peuvent se tenir près des dispositifs de décharge pendant le remplissage et la maintenance.
Matrice de données des soupapes de sûreté GPL
| Service GPL | Milieu typique | Cause courante de décharge | Vérification technique requise | Revue recommandée de la soupape | Risque en cas d'omission |
|---|---|---|---|---|---|
| Bouteille / sphère de stockage | Espace vapeur de propane, butane, mélange GPL, gaz | Exposition au feu, sortie bloquée, génération de vapeur d'urgence | Pression maximale de service de la cuve (MAWP), cas d'incendie, génération de vapeur, capacité du système de décharge et de décharge simultanée | PSV à ressort ou pilotée de grande capacité avec capacité certifiée | Décharge incendie sous-dimensionnée, surpression de la cuve ou rejet de nuage de vapeur non sécurisé |
| Ligne de liquide bloquée | GPL liquide et vapeur flash | Dilatation thermique entre les vannes fermées | Volume piégé, augmentation de température, pression nominale, trajet de décharge et comportement de flash | Soupape de sûreté thermique pour GPL avec siège étanche et trajet de retour ou de ventilation sécurisé | Surpression rapide de ligne, rupture de flexible ou fuite répétée |
| Décharge de pompe | Propane liquide, butane liquide, GPL mélangé | Pompe en tête de courbe, décharge bloquée, défaillance de débit minimum | Courbe de pompe, hauteur de refoulement, débit maximal, pression de retour et vibrations | Soupape de décharge liquide ou soupape de sûreté à ressort pour service de transfert de GPL | Dommages à la pompe, rupture de tuyau, décharge de flash instable ou surcharge de ligne de retour |
| Sortie vaporiseur | Vapeur de GPL, gaz combustible, possible entraînement de liquide | Blocage de sortie de gaz, perturbation de l'apport de chaleur, défaillance du régulateur | Fonctionnement du vaporiseur, débit de gaz en sortie, entraînement de liquide, pression maximale de service aval (MAWP) et dispersion des évents | Soupape de sûreté gaz ou soupape pilotée pour service gaz propre | Surpression aval, rejet de vapeur dangereux ou dimensionnement de phase incorrect |
| Station de régulation | Vapeur GPL, vapeur de propane, gaz combustible | Régulateur en position ouverte, fuite de dérivation, blocage aval | Flux en position ouverte, pression amont, pression de conception aval et contre-pression de ventilation | Soupape de sûreté gaz aval pour GPL dimensionnée pour un flux en position ouverte | Surpression du système de gaz combustible basse pression ou décharge intempestive |
| Skid de chargement / remplissage | GPL liquide, vapeur de GPL, liquide en vaporisation | Isolation ESD, ligne de remplissage bloquée, dilatation thermique, surpression de pompe | Séquence ESD, volume piégé, débit de transfert, classification de tuyau et emplacement de l'opérateur | Disposition de soupape de sûreté pour arrangement de décharge thermique plus skid, le cas échéant | Exposition à la vapeur froide, défaillance du tuyau, danger pour l'opérateur ou chemin d'évacuation bloqué |
Comment spécifier correctement une soupape de sûreté pour GPL
1. Confirmer la composition du GPL et la base de la pression de vapeur
Les GPL riches en propane, les GPL riches en butane et les GPL mixtes ont un comportement de pression de vapeur différent. La composition, la plage de température, la pression de fonctionnement et la pression de décharge doivent être fournies avant le dimensionnement de la soupape et la sélection des matériaux.
2. Identifier si la soupape décharge de la vapeur, du liquide ou un flux flash
La décharge en cas d'incendie peut être dominée par la vapeur, la décharge de pompe peut être liquide, et la décharge thermique peut flasher lors de l'évacuation. La phase de décharge réelle contrôle la capacité, la conception de la sortie et l'arrangement de décharge sécurisé.
3. Séparer les soupapes de sûreté des réservoirs des soupapes de décharge thermique
Les réservoirs de stockage nécessitent des soupapes de sûreté de grande capacité pour la décharge en cas d'incendie et d'urgence. Les conduites de liquide bloquées nécessitent des soupapes de décharge thermique. Les deux sont importantes, mais elles sont dimensionnées à partir de scénarios différents et utilisent souvent des configurations de soupape différentes.
4. Examiner la contre-pression et la destination de décharge
La décharge de GPL peut être dirigée vers l'atmosphère, une cheminée de ventilation, une torche, un collecteur de décharge fermé, un retour de réservoir ou un système de récupération. La contre-pression, la dispersion des vapeurs, les sources d'inflammation, le comportement du panache froid et l'exposition du personnel doivent être examinés.
5. Sélectionner le siège et les matériaux pour une étanchéité parfaite
Les fuites de GPL peuvent créer des risques de vapeurs inflammables. Le matériau du siège, les limites d'étanchéité douce, l'acceptation des sièges métalliques, la plage de température, la compatibilité GPL et les tests d'étanchéité du siège doivent être confirmés dans la demande de devis.
6. Définir la politique d'inspection, de test et d'isolement
Les systèmes de stockage et les terminaux GPL utilisent souvent plusieurs vannes, des vannes d'isolement et des dispositifs de maintenance. L'accès pour inspection, l'étalonnage, la stratégie de vannes de rechange, l'isolement en position ouverte et la documentation des tests doivent être définis avant la commande.
Les soupapes de décharge GPL doivent être examinées en tenant compte de la ventilation sécurisée, de la dilatation thermique, de l'isolement et de la dispersion des vapeurs inflammables
Pourquoi les contrôles d'installation des soupapes de décharge GPL sont une réelle sécurité
La performance de la soupape de décharge GPL dépend de l'installation complète, pas seulement de la soupape. Une soupape correctement dimensionnée peut toujours créer un risque si la décharge est dirigée vers les opérateurs, si la ventilation est trop proche des sources d'inflammation, si le collecteur de torche crée une contre-pression excessive, si la conduite de retour est bloquée ou si une section liquide est isolée sans décharge thermique.
L'installation doit examiner la perte de charge à l'admission, l'orientation de la vanne, la politique des vannes d'isolement, les exigences de verrouillage en position ouverte, les sections de liquide bloquées, le support de sortie, la hauteur de la cheminée de ventilation, la contre-pression de la torche ou de la récupération des vapeurs, la séquence ESD, le drainage de la décharge, la protection contre les intempéries, les vibrations, la dilatation thermique, l'accès pour les tests et si la route de sortie peut gérer en toute sécurité les vapeurs, les liquides ou le GPL en phase flash.
Vérifications d'installation sur site
- Confirmer la pression de tarage, la composition du GPL et la MAWP de l'équipement protégé.
- Vérifier toutes les sections de liquide GPL isolées pour la couverture de décharge thermique.
- Maintenir la perte de pression d'admission dans la limite de conception du projet.
- Diriger le décharge de vapeur ou de liquide GPL vers un système de ventilation, de torche, de retour ou de récupération approuvé et sécurisé.
- Examiner la contre-pression à la sortie de la torche, de la cheminée de ventilation, de la ligne de retour ou de l'en-tête de décharge fermé.
- Maintenir la décharge à l'écart des opérateurs, des plateformes, des prises d'air, des sources d'inflammation et des zones confinées.
- Assurer un accès sécurisé pour l'étalonnage, l'inspection, les tests d'étanchéité du siège et le remplacement de la soupape.
Normes et documents à confirmer avant la commande
Références courantes pour les soupapes de sûreté GPL
Les spécifications des soupapes de sûreté GPL peuvent faire référence aux réglementations NFPA, ASME, API, ISO, EN, GB, aux réglementations locales sur le GPL, aux exigences de protection incendie, aux spécifications du terminal du propriétaire et à la philosophie de décharge du projet. La base de conception applicable doit être confirmée avant la cotation.
- NFPA 58 où les exigences de stockage, de manipulation, de transport ou d'utilisation de gaz de pétrole liquéfié (GPL) sont spécifiées par le projet.
- API 520 pour le dimensionnement et la sélection des dispositifs de décharge de pression de référence lorsque requis.
- API 521 pour l'examen des systèmes de décharge de pression et de dépressurisation, y compris les cas d'incendie, les torches et les cas de décharge au niveau du système.
- ASME BPVC Section VIII lorsque les réservoirs de GPL, les sphères, les vaporiseurs, les récepteurs ou les récipients de procédé sont des récipients sous pression.
- ASME B31.3 lorsque la tuyauterie de procédé GPL, la tuyauterie de terminal ou la tuyauterie de skid est spécifiée selon les règles de tuyauterie de procédé.
- API 526 lorsque les dimensions et les classes de pression des soupapes de décharge en acier à brides sont spécifiées.
- API 527 lorsque des tests d'étanchéité du siège sont requis par les spécifications du projet.
Dossier type de documentation des soupapes GPL
La documentation doit être approuvée avant la fabrication, en particulier pour les terminaux GPL, les réservoirs de stockage, les sphères, les racks de chargement de camions, les skids de vaporisation, les systèmes de gaz combustible et les projets d'exportation EPC.
- Fiche technique avec numéro d'identification, modèle, taille, orifice, pression de tarage et raccordement.
- Calcul de dimensionnement ou confirmation de capacité de décharge certifiée.
- Composition du GPL, phase de décharge et base du scénario de décharge.
- Certificats matière pour le corps, le chapeau, la tuyère, le disque, la garniture, le ressort et les pièces retenant la pression.
- Certificat d'étalonnage de la pression de tarage, rapport d'épreuve hydraulique et rapport de test d'étanchéité du siège.
- Base de calcul du cas d'incendie ou de la décharge thermique si spécifié.
- Dessin d'ensemble avec poids, dimensions, orientation de la sortie et dégagement de maintenance.
- Plaque signalétique, liste des étiquettes, liste des pièces de rechange, enregistrement des inspections et enregistrement de l'emballage si requis.
Liste de contrôle des données pour demande de devis (RFQ) de soupape de sûreté pour GPL
| Données requises | Pourquoi c'est important | Exemple d'entrée |
|---|---|---|
| Équipement protégé | Définit la frontière de pression, la base du code et la limite de pression de tarage. | Bille GPL, sphère, ligne de chargement, décharge de pompe, vaporiseur, skid de remplissage de bouteilles |
| PSMP / pression de conception | Définit la pression maximale que la soupape doit protéger. | 10 barg, 16 barg, 25 barg, tuyauterie Classe 150/300, valeur MAWP de la cuve |
| Pression de tarage | Définit la pression d'ouverture de la soupape et la base de capacité. | Point de consigne de la cuve de stockage, valeur de protection de la décharge de pompe, pression de consigne de décharge thermique |
| Composition du GPL | Affecte la pression de vapeur, le poids moléculaire, la densité et le calcul de décharge. | Propane, butane, mélange propane-butane, GPL commercial, GPL odorisé |
| Scénario de décharge | Détermine la capacité requise et le type de soupape. | Cas d'incendie, liquide bloqué, calage de pompe, blocage de sortie de vaporiseur, PRV ouvert par défaillance |
| Milieu et phase | Affecte le dimensionnement, la sélection du siège, le routage de décharge et l'analyse de sécurité. | Vapeur de GPL, GPL liquide, liquide flash, vapeur saturée, écoulement diphasique |
| Température de décharge | Contrôle la pression de vapeur, la capacité, le matériau et la performance du siège. | Ambiant, bas ambiant, température de conception estivale, température de décharge en cas d'incendie |
| Capacité requise | Confirme si la soupape peut protéger le système. | kg/h, Nm³/h, SCFM, courbe de pompe, charge en cas d'incendie, base d'expansion thermique |
| Contre-pression et circuit de refoulement | Influence la capacité, la stabilité, la charge de torche et la ventilation sécurisée. | Vent atmosphérique, ligne de torche, retour réservoir, retour aspiration pompe, récupération de vapeur, ligne de décharge fermée |
| Condition d'installation | Affecte l'orientation, l'accès de maintenance et la sécurité de décharge. | Terminal extérieur, rampe de chargement, unité Skid, sommet de réservoir de stockage, Skid de pompe, pont marin |
| Exigences relatives aux matériaux et au siège | Prévient les fuites, l'incompatibilité chimique et le rejet de documents. | Acier au carbone, garniture inox, siège souple, siège métallique, exigence basse température ambiante, élastomère compatible GPL |
| Documents requis | Évite les retards d'inspection, de FAT, d'expédition et de mise en service. | Fiche technique, dessin, MTC, rapport de dimensionnement, rapport de calibration, test de pression, test d'étanchéité |
La sélection finale doit être confirmée par la composition du GPL, la fiche technique de l'équipement protégé, le scénario de décharge, la capacité requise, la norme applicable, le calcul de la contre-pression, la philosophie de décharge, la capacité certifiée de la soupape et l'examen d'ingénierie.
Erreurs courantes dans la sélection des soupapes de sûreté pour GPL
Traiter le GPL comme un service gaz ordinaire
Le GPL peut se décharger sous forme de vapeur, de liquide ou de flux diphasique flash. Une hypothèse de gaz seul peut conduire à une capacité, une conception de sortie et une revue de sécurité de décharge incorrectes.
Oubli de la décharge thermique de liquide bloqué
Les bras de chargement, les flexibles de transfert, les conduites de pompe et les sections de tuyauterie GPL isolées peuvent subir une surpression due à la dilatation thermique. Chaque section piégée nécessite un chemin de décharge vérifié.
Utilisation du débit normal au lieu de la charge en cas d'incendie
La décharge en cas d'incendie d'une cuve GPL peut être beaucoup plus importante que le débit normal de transfert ou de vapeur. Le dimensionnement de la soupape de sûreté de stockage doit utiliser le cas de décharge déterminant.
Ignorer la contre-pression de la torche ou de la ventilation
La décharge du GPL vers une torche, une cheminée ou un collecteur de récupération peut créer une contre-pression. La contre-pression doit être prise en compte avant de sélectionner une conception conventionnelle, à soufflet ou pilotée.
Décharge près des opérateurs ou des sources d'inflammation
La vapeur de GPL est inflammable et peut se déplacer avec le vent. L'emplacement de la décharge, la hauteur de la ventilation, l'exposition de la plateforme, les entrées d'air et la distance des sources d'inflammation doivent être examinés.
Ignorer l'étanchéité du siège et l'accès à la maintenance
Une petite fuite de GPL peut créer un risque de vapeur inflammable. Les tests d'étanchéité du siège, l'accès à l'inspection et la stratégie de soupape de rechange doivent être définis avant l'achat.
Poursuivre votre examen de sélection de soupape de sûreté pour GPL
Ces pages connexes aident à passer des exigences de décharge GPL à la sélection détaillée des soupapes, au dimensionnement, à la décharge thermique, à l'examen de la contre-pression élevée, à la protection des réservoirs de stockage et à la préparation complète de la demande de devis (RFQ).
FAQ sur les soupapes de sûreté pour GPL
Préparer une fiche technique complète de soupape de sûreté GPL avant devis
Envoyer la fiche technique de l'équipement protégé, la pression maximale de service (MAWP) ou la pression de conception, la pression de tarage, la composition du GPL, le scénario de décharge, la capacité requise, la phase de décharge, la température de décharge, la courbe de pompe ou la base de cas d'incendie le cas échéant, la contre-pression, la voie de décharge, la condition d'installation, l'exigence de matériau, l'exigence de siège, la norme de raccordement et les documents requis. Une fiche technique complète permet de confirmer le dimensionnement de phase correct, la capacité certifiée, l'étanchéité du siège et la décharge sûre des vapeurs inflammables.
