Scopri come la pulsazione del compressore, il sensing del pilota, il remote sensing e il blowdown influenzano la stabilità, il riposizionamento e la revisione tecnica/RFQ delle POSRV.
Una valvola di sfioro pilotata può essere un candidato per la protezione dalla sovrapressione dei compressori, ma il servizio su compressori solleva questioni a cui una scheda tecnica statica non risponde. La più importante è spesso semplice da enunciare:
Quale pressione vede effettivamente il pilota quando il sistema del compressore è pulsante, la valvola di sfioro sta scaricando o la pressione si sta ripristinando dopo un evento di sfioro?
Questa domanda collega tre aspetti—dinamica della pressione, sensing e blowdown/ritorno in sede.
Una valvola può avere una base di pressione di taratura appropriata e la capacità di scarico richiesta e necessitare comunque di un ulteriore esame ingegneristico se il pilota riceve un segnale di pressione non rappresentativo, se la configurazione di ingresso crea una perdita di pressione problematica o se il comportamento di chiusura della valvola non si adatta all'inviluppo di pressione di esercizio del compressore.
Per questo motivo, un esame POSRV per compressori non dovrebbe iniziare chiedendo quale progetto di pilota sia il “migliore”. Occorre innanzitutto identificare il fenomeno di pressione, poi tracciare il segnale di pressione fino al pilota, esaminare il percorso di flusso della valvola principale e infine verificare come l'architettura selezionata apre e ritorna in sede.
Separare la pulsazione del compressore dal ciclaggio indotto dalla valvola
Non ogni traccia di pressione instabile attorno a una valvola di sfioro di un compressore è lo stesso problema. La pulsazione generata dal compressore, un breve picco di pressione e il ciclaggio associato alla configurazione di ingresso o di sensing della valvola di sfioro possono apparire simili pur richiedendo verifiche diverse.
I compressori alternativi possono creare pulsazioni di pressione nei sistemi di aspirazione e mandata collegati. Un breve picco di pressione è diverso: può essere un'escursione transitoria verso la condizione di taratura anziché un andamento di pressione ripetitivo.
Un meccanismo separato può manifestarsi dopo che una valvola di sfioro inizia a scaricare. Nei progetti pilotati applicabili, una perdita di pressione significativa all'ingresso può ridurre la pressione all'ingresso della valvola o nel punto di sensing locale. Se tale variazione di pressione locale altera il comportamento del pilota, la valvola può chiudersi o ridurre l'alzata, dopodiché la pressione si ripristina e il ciclo può ripetersi.
Questo è ciclaggio della valvola/del sistema, non automaticamente prova che la pulsazione del compressore sia la causa principale.
| Cosa si osserva | Prima domanda da verificare |
|---|---|
| Una variazione di pressione ripetitiva è già presente durante il funzionamento del compressore | La pulsazione proviene dal compressore o dalla tubazione collegata? |
| Una breve escursione si avvicina alla condizione di taratura della valvola | Si tratta di un transitorio o di un picco di pressione? |
| Il ciclaggio compare principalmente dopo che la valvola di sfioro inizia a scaricare | Interagiscono perdita di carico in ingresso, sensing e risposta della valvola? |
| L'origine della variazione non è chiara | Caratterizzare il comportamento della pressione prima di modificare la configurazione della valvola. |
Questa distinzione cambia la risposta ingegneristica.
Una linea di rilevamento remota può essere rilevante quando il pilota risponde a una pressione locale non rappresentativa. Non è automaticamente una soluzione per la pulsazione di pressione generata altrove nel sistema del compressore. Allo stesso modo, un dispositivo destinato a smorzare un rapido picco di pressione non deve essere considerato in grado di correggere un problema di perdita di carico in ingresso.
La documentazione tecnica Anderson Greenwood di Emerson descrive uno smorzatore di picchi di pressione per applicazioni su compressori a gas pulsante separatamente dal rilevamento remoto di pressione utilizzato per gestire una pressione locale fuorviante associata alle perdite in ingresso. Vedi i dati tecnici della valvola di sfioro pilotata Anderson Greenwood.
Prima di modificare la configurazione della valvola, determinare:
Da dove ha origine la perturbazione di pressione e questa esiste prima dell'apertura della valvola di sfioro o solo dopo l'inizio del flusso di scarico?
Quale pressione rileva effettivamente il pilota?
Una valvola di sfioro pilotata non risponde a un valore astratto chiamato “pressione di sistema”.” Risponde alla pressione fornita al pilota attraverso il suo effettivo percorso di rilevamento.
Nelle comuni architetture POSRV a rilevamento interno, la pressione viene prelevata dall'ingresso della valvola principale e comunicata attraverso il circuito pilota/controllo. In condizioni di ingresso adeguate, questa può rappresentare il sistema protetto in modo sufficientemente accurato perché la valvola funzioni come previsto.
Ma tre pressioni non dovrebbero essere automaticamente considerate identiche in tutte le condizioni installate:
pressione del sistema protetto → pressione nel punto di rilevamento → pressione fornita al pilota
Durante il flusso di scarico, la perdita di pressione tra l'apparecchiatura protetta e l'ingresso della valvola può far sì che la pressione locale all'ingresso della valvola differisca dalla pressione del sistema a monte. Se il pilota rileva localmente, tale differenza può diventare parte del comportamento di controllo della valvola.
Un ingegnere che esamina il servizio del compressore deve quindi identificare tre aspetti.
Dove viene rilevata la pressione?
Il pilota rileva internamente vicino all'ingresso della valvola principale, oppure la pressione viene prelevata da un'altra posizione?
Cosa succede in quel punto quando inizia il flusso di scarico?
Una posizione che appare rappresentativa prima dell'apertura della valvola può presentare una pressione diversa una volta che si sviluppa un flusso significativo.
Come arriva il segnale al pilota?
Un collegamento per il rilevamento a distanza fa parte del sistema di controllo della valvola, non è semplicemente una comodità strumentale. La sua disposizione deve seguire il progetto effettivo del pilota e i requisiti del fornitore.
Ciò non rende il rilevamento integrale intrinsecamente inadatto per i compressori, né rende il rilevamento a distanza intrinsecamente superiore.
Quindi la domanda ingegneristica diventa:
La pressione che raggiunge questo pilota rappresenta il sistema protetto in modo sufficientemente fedele nelle condizioni per cui la valvola viene valutata?
Per la sequenza operativa completa generica pilota/valvola principale, vedere come funziona una valvola di sicurezza pilotata. Quella pagina tratta il principio di funzionamento più ampio delle POSRV, mentre questo articolo resta focalizzato sul rilevamento nel sistema del compressore e sul comportamento dinamico.
Rilevamento remoto: cosa può correggere e cosa no
Il rilevamento remoto è utile quando corregge un problema definito di riferimento di pressione. Non deve essere considerato una funzione generica anti-pulsazione.
Cosa può correggere il rilevamento remoto
Quando la perdita di pressione in ingresso diventa significativa durante lo sfioro, un pilota che rileva direttamente all'ingresso della valvola principale può vedere una pressione inferiore rispetto a quella presente più a monte nel sistema protetto.
Per le architetture POSRV applicabili, il rilevamento remoto sposta il riferimento di pressione del pilota in un'altra posizione del sistema. Ciò può impedire che il pilota reagisca alla pressione locale depressa all'ingresso della valvola e può risolvere il ciclaggio o il battito associati a tale meccanismo di rilevamento.
Il Pressure Relief Valve Engineering Handbook di Emerson descrive questa funzione di riferimento di pressione per i progetti pilotati applicabili. Vedi il Pressure Relief Valve Engineering Handbook di Emerson.
Cosa non può correggere il rilevamento remoto
La portata principale di sfioro continua a passare attraverso la tubazione di ingresso installata.
Modificare il punto in cui il pilota rileva la pressione non prescrive elimina la perdita di pressione fisica in quel percorso di flusso principale. Anche quando il rilevamento remoto consente al pilota di vedere correttamente la pressione del sistema a monte, la capacità erogata dalla valvola principale può comunque essere influenzata dalle perdite della linea di ingresso.
Ciò produce una delle distinzioni più importanti in questo articolo:
Correggere il riferimento di pressione del pilota non è la stessa cosa che correggere il percorso di flusso di sfioro installato.
Consideriamo un semplice esempio di screening. Se la pressione del sistema a monte rimane elevata durante lo sfioro mentre la pressione locale all'ingresso della valvola diminuisce a causa della configurazione dell'ingresso, spostare il riferimento di sensing del pilota può risolvere il problema del segnale di controllo. Lo stesso cambiamento non elimina la restrizione all'ingresso.
Il sensing remoto introduce anche questioni progettuali specifiche del fornitore. La lunghezza della linea di sensing, i raccordi, la quota e i requisiti del tubo possono essere rilevanti, ma tali requisiti devono provenire dal produttore effettivo della valvola anziché essere copiati da un'altra famiglia di POSRV.
Prima di specificare il sensing remoto, verificare quattro punti:
- Identificare la fonte della perturbazione di pressione.
- Identificare quale pressione vede attualmente il pilota.
- Determinare se la modifica della fonte di sensing risolve tale meccanismo.
- Verificare separatamente l'ingresso della valvola principale e il percorso del flusso di sfioro.
Un POSRV per compressore non dovrebbe superare la revisione dell'installazione semplicemente perché al suo pilota è stato fornito un segnale di pressione più rappresentativo.
Azione a scatto vs pilota modulante: adattare la risposta alla dinamica di pressione
“Pilotata” non indica un unico comportamento di apertura. I piloti ad azione a scatto e quelli modulanti possono controllare diversamente l'alzata della valvola principale, quindi l'architettura del pilota rientra nella revisione del servizio dinamico.
In un'architettura ad azione a scatto o a scatto rapido, il pilota può comandare una transizione relativamente rapida verso la condizione di sfioro della valvola principale. Un'architettura modulante può invece variare l'alzata della valvola principale in base alla richiesta di sfioro nei progetti applicabili.
La documentazione tecnica Consolidated POSRV di Baker Hughes distingue le configurazioni a pop-action e modulanti. Consulta la specifica tecnica Consolidated 2900-40 POSRV.
Queste differenze sono importanti, ma non prescrive stabiliscono un vincitore universale per i compressori.
| Punto di verifica | pilota ad azione rapida | Pilota modulante |
|---|---|---|
| Risposta della valvola principale | Transizione più discreta o rapida nei progetti applicabili | L'alzata della valvola principale può variare in base alla richiesta di sfioro |
| Questione di servizio dinamico | Il progetto effettivo rimarrà stabile per il comportamento di pressione definito e la configurazione dell'ingresso? | La risposta modulante è adatta al comportamento di pressione definito e al servizio di sfioro richiesto? |
| Comportamento di richiusura | Deve essere verificato per lo specifico design del pilota/della valvola principale | Deve essere verificato anche per lo specifico design |
| Evidenza di selezione | Dati del produttore per il pilota effettivo e il servizio | Dati del produttore per il pilota effettivo e il servizio |
Un pilota modulante non deve essere descritto come dispositivo anti-pulsazione. Un pilota a scatto non deve essere scartato solo perché il compressore produce pressione dinamica.
Porre al fornitore una domanda più concreta:
Come si comporta questa esatta architettura pilota/valvola principale quando la pressione si avvicina alla condizione di taratura, cambia durante lo scarico e diminuisce verso la richiusura?
Ciò mantiene il confronto legato al servizio effettivo del compressore invece di trasformarlo in una classifica generica di caratteristiche.
Il blowdown e la pressione di richiusura devono rientrare nell'inviluppo operativo del compressore
In questo articolo, blowdown indica la differenza di pressione tra la pressione di taratura della valvola e la sua pressione di richiusura. Baker Hughes utilizza questa definizione nella sua terminologia Consolidated POSRV. Vedere il manuale Consolidated 2900-40 POSRV.
Questo è diverso dal “blowdown” del pacchetto compressore o dalla depressurizzazione del sistema.
Questo confine terminologico è importante perché la domanda ingegneristica utile non è:
“Quale percentuale di blowdown ha questa valvola?”
È:
Di quanto deve scendere la pressione prima che questa valvola si richiuda, e questo comportamento di chiusura è compatibile con la pressione normale e di ripristino del sistema del compressore?
Considera la sequenza come un campo di funzionamento:
funzionamento normale → aumento di pressione → condizione di apertura/set → sfioro → caduta di pressione → richiusura
I piloti a scatto e modulanti possono avere caratteristiche di apertura e chiusura diverse. La documentazione di prodotto mostra inoltre che il comportamento del blowdown è specifico della configurazione, non un singolo valore universale del compressore.
Ad esempio, Baker Hughes elenca il blowdown come parametro POSRV definito per specifiche famiglie di prodotto. Consulta la specifica tecnica Consolidated 2900/2900 TM. Tali valori specifici del prodotto non devono essere convertiti in una regola industriale generale per i compressori.
Esamina questi quattro punti insieme:
- pressione di esercizio normale e massima prevista;
- comportamento rilevante in caso di pulsazioni o transitori;
- la base della pressione di taratura della valvola;
- il comportamento effettivo di richiusura della valvola.
documentazione Baker Hughes Consolidated 2900-40 rileva che le linee di scarico di pompe e compressori possono richiedere un differenziale aggiuntivo tra pressione di esercizio e pressione di taratura, poiché possono essere presenti pulsazioni di pressione dovute a pistoni alternativi. Ciò supporta la verifica dell'effettivo profilo di pressione invece di basarsi solo su una pressione di esercizio media.
Ciò non giustifica un margine o una percentuale di blowdown univoci e universali. Il rapporto accettabile dipende dall'effettiva architettura della valvola, dal servizio, dalla base di progetto applicabile e dalle evidenze del produttore.
Se tali relazioni non sono definite in modo sufficientemente chiaro da sapere se la valvola può chiudersi e rimanere chiusa come previsto, il candidato deve rimanere in esame anche se la sua classe di pressione nominale e la capacità sembrano adeguate.
POSRV per compressore: verificare il sistema installato, non solo la valvola
Una richiesta di offerta utile per un POSRV per compressore richiede più di mezzo, temperatura, pressione e dimensione della connessione. Richiede informazioni sufficienti per definire il servizio di sfioro, comprendere il segnale di pressione del pilota e verificare il sistema di ingresso e scarico installato.
La ISO 4126-4 è utile per comprendere la categoria di prodotto, ma la ISO la descrive come norma di prodotto e dichiara che non fornisce indicazioni applicative per le valvole di sicurezza pilotate. Vedi ISO 4126-4.
La struttura delle norme API separa analogamente le responsabilità della protezione contro la sovrapressione tra dimensionamento/selezione, installazione e il più ampio contesto del sistema di scarico/depressurizzazione. Vedi il piano normativo attuale API.
Per una revisione POSRV di un compressore, organizzare i dati di input in sei gruppi.
Base di servizio di sfioro
Confermare:
- l'apparecchiatura o il limite di pressione da proteggere;
- lo scenario credibile di sovrapressione;
- capacità di sfioro richiesta;
- la base di progetto o normativa applicabile.
Il tipo di valvola non deve essere utilizzato per inventare il caso di sfioro.
Condizioni di processo
Fornire, ove applicabile:
- fluido e fase/stato;
- pressione di esercizio normale;
- base della pressione di taratura;
- temperatura di esercizio;
- temperatura di scarico;
- capacità richiesta e relativi dati di dimensionamento.
Dinamica della pressione nel compressore
Se pulsazioni, picchi o pressione instabile rientrano tra le problematiche, “servizio pulsante” non è un'informazione sufficiente.
Possibili dati utili per la revisione:
- tipo di compressore;
- quale variazione di pressione è prevista o osservata;
- dove è stata rilevata tale pressione;
- se si verifica durante il normale funzionamento del compressore o compare principalmente quando la valvola di sfioro scarica;
- una traccia di pressione o uno studio delle pulsazioni, quando disponibile.
Questi sono dati per la revisione ingegneristica, non un'affermazione che ogni progetto debba fornire lo stesso set di dati in base a una norma specifica.
Configurazione del pilota e del rilevamento
Identificare:
- pilota a scatto o modulante, quando noto;
- rilevamento interno/locale o remoto;
- posizione del rilevamento;
- informazioni sulla linea di rilevamento remoto, ove applicabile;
- eventuale filtro, smorzatore o altro accessorio proposto.
Se un accessorio è destinato a risolvere un problema di pressione dinamica, indicare quale meccanismo deve essere corretto.
Sistema di ingresso e scarico installato
Fornire informazioni sufficienti per la verifica:
- configurazione dell'ingresso della valvola e problematiche note di perdita di carico;
- destinazione dello scarico;
- contropressione accumulata o sovrapposta, ove pertinente;
- condizioni a valle che potrebbero influire sull'architettura della valvola selezionata.
Una linea di rilevamento remota non deve mai essere utilizzata come prova che un problema irrisolto all'ingresso della valvola principale non sia più rilevante.
Blowdown e campo di funzionamento
Confermare:
- intervallo di pressione di esercizio normale;
- comportamento dinamico della pressione rilevante;
- base di richiusura richiesta o accettabile;
- come si prevede che la pressione del sistema si ripristini dopo l'evento di sfioro.
Ciò consente all'ufficio tecnico del fornitore di confrontare il comportamento effettivo di richiusura della valvola con il servizio del compressore.
Decisione di preselezione dei candidati
I termini riportati di seguito costituiscono il quadro di valutazione tecnica di questo articolo, non classificazioni normative.
PROSEGUIRE CON INGEGNERIA / REVISIONE RFQ
Il servizio di sfioro è definito, la disposizione del rilevamento è chiara e le dinamiche di pressione rilevanti e le informazioni sull'impianto installato sono sufficienti per la valutazione del fornitore.
IN ATTESA
La perturbazione di pressione non è ancora definita; il punto di rilevamento è sconosciuto; si propone un rilevamento remoto o un altro accessorio senza un meccanismo chiaro; oppure le condizioni di ingresso, contropressione o riposizionamento restano irrisolte.
RIFIUTA IL CANDIDATO
Utilizzare solo quando è già stata stabilita una discrepanza nota e supportata da evidenze. La sola mancanza di dati è un motivo per sospendere la revisione, non per creare una regola di rifiuto.
Per i lettori che stanno ancora definendo il più ampio servizio di sfioro del compressore, vedere la guida applicativa ZOBAI per le valvole di sicurezza dei compressori.
Per i lettori che non hanno ancora scelto tra architetture a molla e pilotate, vedere il confronto tra valvole di sicurezza a molla e pilotate.
Se il servizio è già stato definito e occorre il contesto della relativa famiglia di prodotti, vedere le valvole di sicurezza pilotate ZOBAI. Le informazioni sulla famiglia di prodotti non sostituiscono la revisione ingegneristica specifica per l'applicazione.
Per una richiesta di offerta di POSRV per compressore, il passo successivo utile è fornire il servizio di sfioro definito insieme alle informazioni sulla dinamica di pressione, sul rilevamento, su ingresso/scarico e sul riposizionamento necessarie per esaminare il candidato effettivo. Una decisione finale su modello, capacità, materiale, certificazione e conformità alle norme dipende ancora dai dati di progetto e dalla base ingegneristica di riferimento.
