- Наложенное противодавление существует до открытия клапана и может быть постоянным или переменным.
- Накопленное противодавление возникает после открытия из-за сопротивления в выпускном тракте.
- Общее противодавление при сбросе является комбинацией наложенных и накопленных компонентов.
- Уравновешивающие сильфоны снижают силовое воздействие давления на выходе, но не устраняют автоматически ограничения по производительности, устойчивости или выпускной системе.
››› Обзор проектирования
Противодавление должно быть определено до окончательного выбора типа клапана
Давление на выходе клапана может исходить от факельного коллектора, закрытой вентиляции, скруббера, глушителя, системы рекуперации, общего коллектора сброса или потери давления, создаваемой собственным потоком сброса клапана. Эти источники влияют на каждый клапан по-разному.
Обзор должен различать давление, которое уже существует до открытия, и давление, генерируемое после открытия. Он также должен определять минимальные, нормальные и максимальные достоверные значения, а не использовать одно неуточненное число противодавления.
Инженерные ограничения
Данное руководство поддерживает подготовку запросов коммерческого предложения и технический обзор. Окончательные пределы зависят от выбранной конструкции клапана, данных, сертифицированных производителем, применимых норм, фазы рабочей среды, условий сброса и полной выпускной системы.
››› Определения противодавления
Используйте правильные термины в расчетах, спецификациях и запросах на коммерческое предложение
Постоянное и переменное описывают поведение наложенного противодавления; они не являются отдельными от него. Нарастающее противодавление генерируется потоком сброса, а общее противодавление — это давление на выходе, возникающее во время события сброса.
01
Наложенное противодавление
Давление, присутствующее на выходе клапана до его открытия. Оно может быть постоянным, например, стабильное давление в downstream-ресивере, или переменным, например, изменяющееся давление в магистрали сброса.
02
Развивающееся противодавление
Давление, которое развивается после открытия клапана, поскольку поток сброса проходит через хвостовую трубу, фитинги, коллекторы, глушители, скрубберы или другое downstream-сопротивление.
03
Общее противодавление
Давление на выходе, действующее во время сброса. Оно объединяет наложенную составляющую с нарастающей составляющей для соответствующего рабочего или одновременного случая сброса.
››› Влияние на характеристики
Давление на выходе может влиять на баланс сил, поток и поведение при закрытии
В обычном пружинном клапане давление на выходе может действовать на внутренние поверхности и изменять результирующую силу, необходимую для открытия или удержания клапана в открытом состоянии. Направление и величина эффекта зависят от геометрии клапана, является ли давление наложенным или нарастающим, и является ли давление постоянным или переменным.
Противодавление также может снизить соотношение давлений на сопле и изменить сертифицированную основу производительности. Сбалансированная конструкция не отменяет необходимости использования правильной коррекции производительности или сертифицированной производителем кривой.
Что необходимо проверить
- Влияние на давление открытия или испытательное давление в холодном состоянии
- Доступный подъем и стабильное действие клапана
- Коррекция производительности для газа, пара или жидкости
- Поведение при сбросе давления и повторном закрытии
- Риск дребезга из-за взаимодействия входа и выхода
- Температурно-напорные характеристики выходного фланца и корпуса
- Случаи одновременного сброса давления через общий коллектор
- Реактивная сила на выходе и поддержка трубопровода
>>> Конструкция с уравновешивающим сильфоном
Уравновешивающий сильфон снижает силу, действующую на держатель тарелки из-за давления
Сильфон расположен таким образом, что его эффективная площадь компенсирует площадь, на которую в противном случае действовало бы выходное давление. Это делает поведение при открытии менее чувствительным к противодавлению, чем у традиционной пружинной конструкции. Сильфон также отделяет камеру крышки и пружины от выхода клапана при нормальной работе.
01
Давление действует на клапан с выходной стороны
Давление существует в выходном отверстии корпуса из-за нижестоящей системы или потока сброса.
02
Силовой дисбаланс может возникнуть при обычной конструкции клапана
Давление на выходе, действующее на внутренние поверхности, может изменять результирующую силу, действующую на подвижную часть.
03
Площадь сильфона обеспечивает компенсацию
Сбалансированная геометрия снижает передачу силы от давления на пружинный механизм.
04
Остальные ограничения по-прежнему проверяются
Корректировка производительности, температурные пределы сильфона, вентиляция и давление в напорной системе остаются частью процесса выбора.
››› Анализ применения
Когда следует рассматривать клапан с сильфонным уравновешиванием
Конструкция с сильфоном рассматривается, когда давление на выходе может существенно повлиять на обычный клапан, когда общий коллектор создает переменное наложенное давление или когда изоляция пружинной камеры от рабочей среды на выходе дает преимущество в эксплуатации.
Его не следует выбирать только на основе общего процентного правила. Допустимый диапазон противодавления зависит от конструкции клапана, условий эксплуатации, проходного сечения, давления настройки и сертификации производителя.
Типичные причины для рассмотрения
- Сброс в факельную систему или общий коллектор сброса
- Переменное давление существует до открытия клапана
- Длинный или ограничивающий выходной трубопровод создает нарастающее давление
- Может повлиять на открытие обычного клапана или сброс давления
- Коррозионноактивная или загрязняющая среда на выходе должна быть изолирована от пружинной камеры
- Спецификация проекта явно требует сбалансированной конструкции
- Необходимо проверить сертифицированные пределы противодавления выбранного клапана
››› Сравнение типов клапанов
Выберите конструкцию исходя из фактического профиля давления и рабочих требований
Обычные, сильфонные уравновешенные и клапаны с пилотным управлением решают разные комбинации проблем, связанных с давлением, производительностью, герметичностью, рабочим запасом и системой сброса.
01
Пружинный клапан
Наиболее подходит, когда противодавление низкое, стабильное и находится в пределах проверенных ограничений конкретного клапана. Более простая конструкция и меньше проблем с обслуживанием, связанных с сильфоном.
02
Сильфонный уравновешенный
Уменьшает влияние выходного давления на баланс сил пружинного клапана и может изолировать крышку от среды на выходе. Требует проверки сильфона и вентиляционного отверстия.
03
С пилотным управлением
Может обеспечивать более высокий запас рабочего давления и различные возможности по противодавлению, но требует чистых, надежных пилотных и чувствительных устройств, подходящих для данного применения.
››› Ограничения и отказы сильфона
Уравновешенный не означает неограниченный или не требующий обслуживания
Сильфон является подвижным компонентом, содержащим давление, с конечными пределами по давлению, температуре, коррозии и усталости. Его состояние и расположение вентиляционного отверстия должны учитываться на всех этапах проектирования, монтажа и технического обслуживания.
01
Пределы давления и температуры сильфона
Проверьте максимальное давление и температуру, допустимые для сильфона, с учетом конкретного материала и конструкции.
02
Коррекция производительности все еще применяется
Противодавление может изменять пропускную способность даже при сбалансированном механическом воздействии.
03
Вентиляционное отверстие в крышке должно оставаться функциональным
Не заглушайте вентиляционное отверстие, если только утвержденная конструкция специально не требует другого решения. Вентиляционное отверстие может указывать на утечку сильфона и предотвращать повышение давления в крышке.
04
Коррозия и загрязнение
Отложения, коррозия или кристаллизация в процессе эксплуатации могут повредить гофры сильфона или ограничить его подвижность.
05
Усталость и вибрация
Частые циклы, пульсации и механические вибрации могут сократить срок службы сильфона.
06
Необходимо оценить случай отказа
Система должна определять, как обнаруживается отказ сильфона и создает ли возникающее давление в крышке или сброс опасность для персонала или окружающей среды.
››› Рабочий процесс выбора
Практический рабочий процесс для выбора противодавления и типа клапана
Начните с системы сброса и профиля давления, затем проверьте выбранный клапан на соответствие сертифицированным производителем пределам. Не начинайте с выбора модели сильфона, основываясь только на размере присоединения.
01
Определите место сброса
Укажите атмосферу, газовый коллектор, вентиляционную трубу, скруббер, глушитель, систему рекуперации или закрытый сосуд.
02
Количественно определите наложенное давление
Запишите минимальное, нормальное и максимальное давление перед открытием и укажите, является ли оно постоянным или переменным.
03
Расчет избыточного давления
Используйте расчетный расход, хвостовую трубу, фитинги и общий коллектор.
04
Определение полного профиля давления
Объедините применимые наложенные и избыточные компоненты для каждого достоверного случая сброса.
05
Сравнение конструкций клапанов
Рассмотрите варианты с обычной конструкцией, сильфонным уравновешиванием и пилотным управлением применительно к условиям эксплуатации.
06
Проверка сертифицированных пределов
Проверьте коэффициент коррекции производительности, допустимое противодавление, запас по давлению и данные производителя.
07
Проверка сильфона и вентиляции
Подтвердите материал сильфона, пределы температуры и давления, маршрутизацию вентиляционного отверстия крышки и индикацию отказа.
08
Заблокировать запрос ценового предложения и пакет расчетов
Документируйте профиль давления, выбранную конструкцию, корректирующие факторы, трубопроводы и необходимые отчеты.
Данные для запроса предложения
Информация, необходимая для анализа противодавления и сильфона
Предоставьте данные клапана вместе с данными системы, расположенной ниже по потоку. Анализ противодавления не может быть выполнен только на основе давления настройки и размера фланца.
Рекомендуемые инженерные данные
- Защищаемое оборудование и управляющий сценарий сброса
- Состав среды, фазовое состояние и температура сброса
- Давление настройки, допустимое избыточное давление и требуемая производительность
- Минимальное, нормальное и максимальное наложенное противодавление
- Расчетное противодавление, возникающее при максимальном расходе
- Размер, длина, фитинги и место сброса выходного трубопровода
- Предположения о одновременном сбросе при общем коллекторе
- Требования к материалам корпуса, седла, сильфона и уплотнения
- Обработка вентиляционных отверстий и требования к выбросу опасных веществ в корпусе клапана
- Применимые спецификации API, ASME, ISO, EN или проектные спецификации
››› Связанные продукты и инжиниринг
Продолжить обзор системы сброса давления
Существующие внутренние страницы используют проверенные активные пути. Запланированная страница глоссария остается в метаданных аудита ссылок, но не требуется для навигации до публикации.
01
Сильфонные уравновешенные предохранительные клапаны
Рассмотрите семейство продуктов, варианты конструкции и информацию для запроса коммерческого предложения для уравновешенных сильфонных конструкций.
02
Применение предохранительных клапанов высокого противодавления
Рассмотрите факторы на уровне применения для газовых факелов, систем с закрытым сбросом и переменного давления на выходе.
03
Установка предохранительного клапана
Свяжите выбор противодавления с выходным трубопроводом, реактивной силой, опорами и дренажом.
04
Расчет предохранительных клапанов по API 520
Рассмотрите расчет размера, выбор устройства и сертифицированные данные, необходимые после установления основы для сброса.
05
Системы сброса давления API 521
Рассмотрите сценарии сброса, системы утилизации, газовые факелы и условия снижения давления пара.
06
Руководство по выбору предохранительных клапанов
Сравните типы клапанов по среде, давлению, температуре, производительности, герметичности и условиям установки.
>>> Часто задаваемые вопросы
Общие вопросы о клапанах с противодавлением и балансировкой сильфоном
Противодавление — это давление на выходе предохранительного клапана. Оно включает наложенное давление, существующее до открытия, и нарастающее давление, создаваемое потоком сброса через систему downstream.
Наложенное противодавление существует до открытия клапана и может быть постоянным или переменным. Накопленное противодавление возникает после открытия из-за сопротивления потоку в выходном трубопроводе, фитингах, коллекторе или оборудовании сброса.
В зависимости от конструкции клапана и условий давления противодавление может изменять баланс сил, поведение при открытии, подъем, производительность, стабильность, сброс давления и повторное закрытие. Конкретное влияние должно быть проверено по сертифицированным данным клапана.
Уравновешенный сильфон использует эффективную площадь, которая уменьшает силу от выходного давления, действующую на подвижную сборку. Он также может изолировать пружинную камеру от выходного отверстия клапана во время нормальной работы.
Необходимо дополнительно проверить коррекцию производительности, стабильность потока, температурные пределы сильфона, давление в выходной системе и сертифицированные производителем пределы противодавления.
В нормальном режиме он должен оставаться открытым или отводиться в соответствии с утвержденной конструкцией. Его заглушка может привести к повышению давления в корпусе клапана при утечке сильфона и лишить полезного индикатора отказа сильфона. Опасный сброс должен безопасно отводиться.
Отправьте сценарий сброса, среду, давление настройки, требуемую производительность, температуру, минимальное и максимальное наложенное противодавление, нарастающее противодавление, выходной трубопровод, место сброса, материалы, стандарты и необходимые документы.
Нужен анализ противодавления для существующего или нового предохранительного клапана?
Отправьте расчет сброса давления, спецификацию клапана, данные по давлению в выходном трубопроводе и на свече или коллекторе. ZOBAI может определить недостающие входные данные и определить следующий шаг по выбору, документации или запросу ценового предложения.