Выбор вакуумного предохранительного клапана для резервуаров

Начните с границы резервуара и вакуумной нагрузки

Определите защищаемый резервуар и его допустимый вакуумный предел

Защищаемое оборудование задает отправную точку для выбора вакуумной защиты. Прежде чем выбирать вакуумный клапан, проект должен установить применимые границы давления и вакуума для конкретного резервуара на основе его проектной основы, утвержденной документации или других руководящих проектных данных.

Точка срабатывания клапана не заменяет границу резервуара. Они связаны при проектировании системы защиты, но не являются взаимозаменяемыми данными. Выбор устройства в первую очередь, а затем попытка подогнать его характеристики под резервуар, обращает требуемую последовательность решений.

Это различие особенно важно для атмосферных резервуаров и резервуаров низкого давления, потому что фраза “резервуар для хранения” не устанавливает единую универсальную вакуумную способность. Конструкция резервуара, проектная основа, применимая нормативная база, условия эксплуатации и требования проекта могут различаться. Поэтому допустимая граница должна оставаться проектным входным параметром, а не общим значением, взятым из другого резервуара или каталога поставщика.

Применимая нормативная база для резервуара также должна быть подтверждена. Публичные руководства по вентиляции резервуаров имеют определенные области применения и ограничения, поэтому руководство, написанное для одного класса резервуаров, не должно автоматически распространяться на все резервуары, сосуды или оборудование под давлением.

Перед окончательным выбором: Если утвержденная документация проекта не устанавливает границу резервуара, которую необходимо защищать, окончательный выбор клапана еще не обоснован. Получите или подтвердите эту границу оборудования, прежде чем назначать требование к срабатыванию устройства.

Определите рабочие причины, создающие потребность во вдохе (притоке газа)

После определения границ резервуара выявите возможные условия, которые могут снизить давление в паровом пространстве и, следовательно, потребовать притока газа внутрь.

Для требований США к резервуарам с легковоспламеняющимися жидкостями OSHA определяет операции наполнения и опорожнения, а также изменения атмосферной температуры как нормальные источники давления или вакуума в резервуаре. Соответствующие нормальные причины для данной статьи включают:

• Отбор или опорожнение жидкости. При выходе жидкости из резервуара может потребоваться замещающий газ, чтобы предотвратить падение давления в паровом пространстве ниже заданной рабочей или защитной границы.
• Температурное дыхание резервуара. Изменения атмосферных условий или условий в резервуаре могут снизить давление в паровом пространстве и создать потребность во вдохе.

Эти причины следует рассматривать как инженерные сценарии, а не как способ быстрого подбора размера клапана. Требуемая пропускная способность на приток все равно должна быть установлена на основе применимого проектного базиса. Если возможно несколько условий, проект должен определить, какие сценарии являются реальными, могут ли они происходить одновременно, и какой случай или комбинация определяет требуемую защиту.

Другие предлагаемые сценарии, вызывающие вакуум, следует включать только в том случае, если они подтверждены фактическим технологическим процессом, процедурой эксплуатации или проектной документацией. Руководство по выбору не должно выдумывать дополнительные нагрузки только для создания большего расчетного случая.

Правило выбора: Сначала определите границы резервуара, затем выявите реальные сценарии, вызывающие вакуум, и только после этого количественно определите требуемую пропускную способность на вдох.

Пропускная способность остается открытой: Если сценарий вакуумирования правдоподобен, но проект не установил основу для внутреннего потока для этого сценария, функция устройства может быть определена, но окончательный выбор пропускной способности остается незавершенным.

Выберите функцию защиты перед выбором клапана

Когда релевантным маршрутом является функция только вакуумного сброса

Вакуумный предохранительный клапан защищает от чрезмерного отрицательного давления, обеспечивая путь для внутреннего потока при достижении соответствующего вакуумного условия. Если назначенная функция защиты специально предназначена для внутреннего сброса для резервуара, функция только вакуумного сброса может быть подходящей категорией устройства для оценки.

Этот вывод определяет функцию, а не конечный продукт. Пригодность по-прежнему зависит от задокументированных границ резервуара, требуемой пропускной способности для внутреннего потока, впускаемого газа, условий эксплуатации, схемы установки и доказательств того, что предлагаемая конфигурация может выполнять назначенную функцию.

Полезное различие, следовательно, проводится между функцией устройства и выбором продукта. Установление того, что применение требует вакуумного сброса, определяет направление защиты. Это не устанавливает окончательное устройство, пропускную способность или пригодность установленной системы.

Когда также необходимо учитывать комбинированный предохранительно-вакуумный клапан

Если тот же резервуар также требует контролируемого сброса наружу при нормальных условиях, создающих давление, сторона давления не может быть проигнорирована просто потому, что в описании закупки указано “вакуумный клапан”.”

Предохранительно-вакуумный клапан объединяет функции сброса давления и вакуумного сброса в одной конструкции устройства. Поэтому он может быть актуален, когда как нормальное дыхание наружу, так и нормальное дыхание внутрь требуют контролируемой защиты в рамках одной системы вентиляции резервуара.

Из этого не следует, что каждый резервуар для хранения должен использовать комбинированный PVRV. Устройство только для вакуума и комбинированное P/V устройство — это отдельные функциональные пути. Правильный путь зависит от функций, назначенных резервуару, и от того, как остальная часть системы вентиляции обеспечивает нормальную защиту от давления и вакуума.

Вопрос маршрутизации: Требуется ли этому резервуару только функция впуска вакуума, или проект также требует скоординированного сброса нормального давления из той же архитектуры защиты?

Детальный расчет PVRV, расчет пропускной способности по стороне давления и полный выбор PVRV остаются отдельными инженерными задачами.

Почему предохранительные клапаны для оборудования под давлением относятся к другой системе защиты

Предохранительный клапан или устройство сброса давления, используемое на оборудовании под давлением, защищает от чрезмерного положительного давления. Это другая функция, чем впуск газа для предотвращения чрезмерного вакуума в атмосферном или низкодавленческом резервуаре для хранения.

Различие важно, потому что аналогичные термины, такие как клапан сброса давления, предохранительный клапан, вакуумный клапан и клапан давления-вакуума не устанавливают эквивалентность защищаемого оборудования, направления сброса, основы сценария или основы пропускной способности.

Метод расчета предохранительного клапана для оборудования под давлением не следует напрямую переносить на вакуумную защиту резервуара для хранения только потому, что оба устройства описываются как “сбросные” устройства.

Граница области применения: Если защищаемое оборудование не относится к атмосферным или низконапорным резервуарам, рассматриваемым в данной статье, вернитесь к выбору на основе применимых требований по защите от избыточного давления или вакуума для конкретного оборудования, а не распространяйте данную логику вентиляции резервуаров по аналогии.

Разделяйте нормальное дыхание резервуара и аварийную защиту

Нормальный рабочий и термический вдох

Нормальный вдох связан с рабочими и окружающими условиями, которые система вентиляции резервуара должна обеспечивать в ходе определенного нормального режима.

Отбор жидкости является одним из таких условий. Изменения температуры — другим. Точное требование по нормальному вдоху должно определяться на основе рабочего режима проекта, а не из общих таблиц клапанов.

Именно поэтому вопрос “Какой размер вакуумного клапана подходит для этого резервуара?” неполон без сценариев эксплуатации. Резервуары с одинаковым размером присоединения могут иметь разные требования по вдоху, поскольку размер присоединения не определяет governing расход.

Нормальная защита должна быть задокументирована в терминах:

• рассматриваемые сценарии эксплуатации;
• границы резервуара, которые должны быть защищены;
• требуемая пропускная способность по входящему потоку, установленная для этих сценариев;
• уровень устройства или системы, назначенный для обеспечения этой защиты.

Аварийные условия и ответственность за защиту

Нормальная вентиляция и аварийная защита — это разные инженерные задачи.

Наличие нормального вакуумного вентиляционного отверстия само по себе не доказывает, что все аварийные условия учтены. И наоборот, наличие аварийной защиты от избыточного давления не означает, что отдельный аварийный сценарий вакуума покрыт.

Аварийная вентиляция в системах защиты резервуаров может включать аварийные режимы избыточного давления, которые принципиально отличаются от нормального вдоха. Эти режимы со стороны давления не следует переименовывать в вакуумные сценарии только для того, чтобы они соответствовали статье о вакуумной защите.

Если проект выявляет реальный аварийный сценарий, который может привести к чрезмерному вакууму, этот сценарий требует отдельного назначения защиты в соответствии с применимой проектной основой. Будет ли он обработан нормальной системой вакуумной защиты, другим уровнем защиты, средствами управления или отдельным инженерным предохранительным устройством, нельзя определить только по термину “вакуумный предохранительный клапан”.

Правило принятия решения: Сначала классифицируйте каждый реальный сценарий, затем назначьте обязанности по нормальной и аварийной защите, и только потом проверьте, что каждое устройство имеет подтверждение для той задачи, которую оно должно выполнять.

Фактическая аварийная нагрузка, требуемая пропускная способность и соответствующая документация зависят от конкретного проекта. Эта статья не заменяет эти расчеты.

Граница покрытия: Не рассматривайте успешную нормальную защиту от вдоха как доказательство того, что аварийный или чрезвычайный сценарий покрыт, если только проектная основа явно не назначает этот сценарий тому же пути защиты и не проверяет требуемую нагрузку.

Проверьте систему подпора газа и другие вентиляционные отверстия резервуара как единую систему защиты

Управление подпором газа и независимая вакуумная защита

Система подпора газа и вакуумный предохранительный клапан могут оба подавать газ в резервуар, но это сходство не делает их защитные функции эквивалентными.

Подпор газа является частью системы управления давлением в резервуаре. Проект может использовать подаваемый газ для поддержания желаемого состояния парового пространства во время эксплуатации. Вакуумная защита, напротив, является функцией защиты, предназначенной для предотвращения чрезмерного вакуума.

Поскольку обе системы могут реагировать на падение давления в резервуаре, их взаимосвязь должна быть определена проектом. Соответствующие вопросы включают:

• Какое состояние должна контролировать система поддува?
• От какого состояния должно защищать устройство вакуумного сброса?
• Предполагается ли, что какая-либо часть требуемого расхода на впуск будет обеспечиваться поддувом?
• Какова основа защиты, если система поддува не может обеспечить этот расход или недоступна?
• Какая документация устанавливает предполагаемую иерархию эксплуатации и защиты?

Прикладные данные Emerson по управлению резервуарами рассматривают поддув как релевантную прикладную информацию для выбора системы управления давлением в резервуаре. Они не устанавливают универсального правила, согласно которому расход поддува может засчитываться в требуемую пропускную способность вакуумного сброса.

Поэтому на зачет поддува полагаться не следует. Если основа защиты relies на поддуве для удовлетворения части требуемого расхода на впуск, эта зависимость должна быть явно подтверждена проектной инженерной обоснованностью и соответствующей документацией.

Граница поддува: Если выбранная основа вакуумного сброса зависит от поддержки поддува, но проект не задокументировал эту зависимость и ее доступность, не уменьшайте и не переопределяйте независимую функцию вакуумного сброса на основе одних предположений.

P/V-клапаны, аварийные клапаны, паровые системы и интерфейсы пламезащиты

Устройство вакуумного сброса также следует рассматривать в контексте остальной системы вентиляции резервуара.

В зависимости от проекта резервуар может включать комбинированный клапан P/V, отдельный аварийный клапан, оборудование для улавливания паров, пламезащитное оборудование или другие компоненты в линии дыхания. Эти элементы могут иметь разные назначенные функции, и не следует предполагать, что один заменяет другой без определенной основы системы.

Вопрос по системе: Какая защитная функция относится к каждому устройству, и обеспечивает ли полная компоновка доступный путь для требуемого входящего потока в применимом сценарии?

Наличие пути сброса давления не доказывает автоматически способность к вакуумному сбросу. Аналогично, отдельное вакуумное устройство не доказывает, что нормальное дыхание или аварийная защита от избыточного давления были учтены.

Если несколько компонентов используют общий путь вентиляции, установленная компоновка в конечном итоге должна оцениваться как система. Любое ограничение, точка изоляции или защитный аксессуар, которые могут повлиять на фактический путь потока, должны быть включены в основу окончательной проверки.

Проверьте установленный путь потока и условия эксплуатации

Ограничения в установленном пути вентиляции

Заявление о пропускной способности для отдельного клапана не является автоматическим доказательством того, что полный установленный путь вентиляции обеспечит такую же пропускную способность для входящего потока.

Окончательный выбор должен определять полный путь между источником подпиточного газа и паровым пространством резервуара. В зависимости от фактической установки этот анализ может включать подключенные трубопроводы, изоляционные устройства, аксессуары, пламезащитное оборудование и другие компоненты, установленные последовательно с линией дыхания.

Данные по управлению резервуаром Emerson определяют схему установки, пламезащитное оборудование и другие детали системы как соответствующую информацию о применении. Их гидравлический эффект зависит от проекта и установки, поэтому его не следует предполагать без соответствующего расчета или документации.

Если ограничения установки имеют значение, окончательная проверка требует соответствующего расчета проекта, документации производителя или инженерного анализа. Цель состоит в том, чтобы продемонстрировать, что установленная система, а не только сам клапан, может обеспечить заданную пропускную способность при входящем потоке.

Именно поэтому только размера присоединения недостаточно. Номинальный проход не описывает сопротивление или пропускную способность полного пути дыхания.

Граница установленной системы: Если предлагаемое устройство имеет подтверждение пропускной способности, но фактический подключенный путь потока не определен, окончательная пригодность установленной системы остается неподтвержденной.

Входные данные о технологической среде и совместимости материалов

Технологический процесс также влияет на выбор.

Проект должен определить хранимый продукт или паровую среду, газ, который, как ожидается, поступит в резервуар при вакуумном сбросе, соответствующие температурные условия и требования к совместимости материалов. Эти данные необходимы, поскольку пригодность устройства может быть оценена только с учетом фактической среды, в которой будут работать его открытые и смачиваемые компоненты.

Никаких универсальных рекомендаций по материалам нельзя дать только на основе названия статьи. Материал, приемлемый для одного продукта или среды, не следует считать подходящим для другого.

То же ограничение относится и к впускаемому газу. Атмосферный воздух может быть приемлем в одних применениях, в то время как другой проект может потребовать контролируемого или инертного газа из-за требований к продукту, загрязнению, окислению, воспламеняемости или технологическим требованиям. Какой путь приемлем, должно определяться конкретным технологическим процессом и проектной базой резервуара.

Граница совместимости: Если хранимая среда, требование к впускаемому газу или основа совместимости неизвестны, оставьте решение по материалу изделия условным, а не делайте вывод о пригодности из общего описания конструкции.

Экологические, связанные с загрязнением и монтажом условия, которые могут изменить выбор

Экологические и площадочные условия должны быть включены в пакет выбора, если они значимы для установки.

Возможные вопросы по проекту могут включать воздействие погоды, загрязнения, отложений, коррозионных условий, условий замерзания, конденсата, пыли, уноса продукта, воздействия очистки или других механизмов, которые могут повлиять на путь сброса или состояние устройства.

Это скрининговые вопросы, а не утверждения, что каждое условие приведет к определенному режиму отказа. Если такое условие существует, проект должен проверить предлагаемую конструкцию устройства, ориентацию, защиту и требования к техническому обслуживанию на соответствие задокументированной информации производителя или проекта.

Детали установки также должны быть четко задокументированы. Ориентация, расположение, присоединенные трубопроводы и связанные аксессуары могут иметь значение для конечной пригодности, даже если выбранная функция самого устройства корректна.

Практическая проверка: Не останавливайтесь на том, что “клапан может пропустить требуемый поток”. Убедитесь, что фактическая среда эксплуатации и полная установленная компоновка задокументированы как пригодные для предполагаемой задачи.

Создайте пакет проектных данных, готовый к проверке

Данные о границах резервуара и сценариях эксплуатации

Поставщик или инженер не может сделать обоснованный окончательный выбор, имея только “вакуумный клапан для резервуара” и размер присоединения.

Пакет проектных данных должен идентифицировать защищаемый резервуар и предоставить достаточно информации для установления границ оборудования, правдоподобных сценариев создания вакуума и основы для требуемой пропускной способности по входящему потоку. Точные значения остаются специфичными для проекта.

Если проект ещё не определил требуемую пропускную способность на впуск, поставщик не должен определять её по размеру резервуара или штуцера. Применимая проектная методика или инженерный расчёт должны сначала установить требуемую величину.

Данные по системе вентиляции, системе подпора газа и монтажу

Комплект данных должен описывать полную схему управления давлением и дыхания, а не только предлагаемый вакуумный клапан.

Соответствующая информация может включать:

• используется ли азотная подушка и какую функцию она должна выполнять;
• предусмотрен ли обычный сброс давления отдельно или через комбинированное устройство P/V;
• как обеспечивается аварийная защита;
• имеется ли оборудование для улавливания паров или пламегасители;
• полный подключенный путь дыхания;
• арматура, точки изоляции или ограничения, последовательно установленные на этом пути;
• предлагаемая схема установки.

Если выбор зависит от другой системы, обеспечивающей часть требуемого притока, эта зависимость должна быть явной и подтвержденной проектной документацией. Она не должна скрываться в предполагаемой доступной производительности.

Данные об условиях эксплуатации и проверке поставщиком

Последняя группа входных данных описывает, чему устройство будет фактически подвергаться и какие доказательства ожидаются от поставщика.

Проект должен предоставить, в зависимости от применимости:

• информацию о хранимой среде и парах;
• требование по пропускной способности для газа;
• рабочие и окружающие температурные условия;
• требования к совместимости материалов;
• коррозия, загрязнение, засорение или погодные условия, требующие проверки;
• ограничения по установке и обслуживанию, влияющие на выбор;
• требуемая функция устройства: только вакуумная или комбинированная давление/вакуум;
• требования к документации, указанные в проекте;
• требуемые доказательства пропускной способности для предлагаемой конфигурации;
• любые дополнительные критерии приемки или проверки проекта.

Ответ поставщика следует проверить на соответствие тем же заявленным нагрузкам и условиям используется для определения основы выбора. Обозначение модели, размер присоединения или общее заявление из каталога не заменяют доказательства пропускной способности и пригодности, соответствующие требованиям проекта.

Полезным шагом проверки является прослеживание каждого заявления поставщика до исходных данных проекта, которым оно должно соответствовать: границы защищаемого резервуара, назначенный сценарий, требуемая функция защиты, установленный путь потока, совместимость с рабочей средой и требуемые доказательства пропускной способности. Если такую проверку невозможно выполнить, выбор должен оставаться условным.

Окончательный выбор продукции следует выполнять только после получения этих исходных данных.