Предохранительные клапаны для СУГ для систем пропана, бутана, хранения, налива и испарителей
Предохранительные клапаны для СУГ защищают системы, работающие на пропане, бутане и смесях СУГ, включая резервуары для хранения, сферические резервуары, резервуары терминалов, напорные линии насосов, транспортные установки, эстакады налива автотранспорта, установки слива с железнодорожных цистерн, испарители, станции редуцирования давления, системы наполнения баллонов, установки топливного газа и судовые системы СУГ, от превышения давления. Правильный выбор начинается с анализа состава СУГ, давления паров, максимального рабочего давления защищаемого оборудования (MAWP), давления настройки, пожарного случая, заблокированного выхода, теплового расширения запертой жидкости, режима остановки насоса, отказа испарителя, требуемой производительности, температуры сброса, противодавления, места сброса, совместимости материалов, герметичности седла, безопасного сброса и требуемых документов для инспекции.
Где используются предохранительные клапаны для СУГ
Сброс давления СУГ отличается от обычного сброса газа, поскольку система может содержать жидкие СУГ под давлением, насыщенный пар, двухфазный вскипающий поток и интенсивное парообразование при пожаре. Правильный выбор клапана должен учитывать, сбрасывает ли клапан жидкие СУГ, парообразные СУГ или вскипающую парожидкостную смесь.
Резервуары для хранения и сферические резервуары СУГ
Используются на наземных резервуарах, заглубленных резервуарах, сферических резервуарах, буферных емкостях и терминальных системах хранения. При выборе следует учитывать максимальное рабочее давление резервуара (MAWP), состав СУГ, воздействие огня, парообразование, расположение нескольких клапанов, политику изоляции и сброс в безопасный вентиляционный трубопровод или на факел.
Системы налива автотранспорта, железнодорожных цистерн и морских судов
Используются на погрузочных стрелах, линиях слива, транспортных шлангах, изолированных участках аварийного останова (ESD) и терминальных коллекторах. Термический сброс критически важен, когда жидкие СУГ могут быть заперты между закрытыми клапанами после налива, слива или аварийного останова.
Установки для перекачки и транспортировки СУГ
Используется на перекачивающих насосах, бустерных насосах, линиях рециркуляции, дозирующих установках и напорных трубопроводах насосов. Анализ сброса давления должен включать кривую насоса, максимальный напор, блокировку нагнетания, отказ минимального потока, вибрацию и противодавление в линии возврата.
Испарители СУГ и регуляторные станции
Используется на испарителях с водяной ванной, электрических испарителях, паровых испарителях, установках снижения давления и газовых топливных станциях. Выбор должен учитывать блокировку на выходе испарителя, отказ регулятора в открытом положении, унос жидкости и расчетное давление после регулятора.
Системы наполнения баллонов и автогазозаправочные системы
Используется на коллекторах наполнения баллонов, весовых установках, автогазозаправочных колонках, небольших резервуарах СУГ и промышленных топливных системах. Выбор клапана должен учитывать частую изоляцию, малые объемы запертой жидкости, воздействие на оператора и безопасное место сброса.
Промышленные системы газоснабжения и технологические системы СУГ
Используется на установках газоснабжения СУГ, горелках, нагревателях, сушилках, печах, духовках и системах технологического газа. Случаи сброса давления включают отказ регулятора, тепловое расширение жидкости, блокировку выхода газа, пожар и избыточное давление в испарителе.
Выбор предохранительного клапана для СУГ начинается с расчета на случай пожара, теплового сброса и фазового поведения
Системы СУГ могут подвергаться избыточному давлению из-за внешнего пожара, теплового воздействия, теплового расширения жидкости, остановки насоса, отказа регулятора, сбоя испарителя или блокировки выхода. Для одной и той же системы могут потребоваться как предохранительные клапаны большой производительности для сосудов, так и небольшие клапаны для теплового сброса для участков с запертой жидкостью.
Воздействие внешнего пожара
Резервуары для хранения СУГ и технологические сосуды могут требовать большой пропускной способности для сброса паров при воздействии внешнего пожара. Расчет на случай пожара должен учитывать смоченную поверхность сосуда, состав СУГ, давление сброса, парообразование, маршрут сброса и одновременные нагрузки сброса.
Тепловое расширение жидкости при блокировке
Жидкий СУГ, запертый между закрытыми клапанами, может быстро создавать давление при повышении температуры. Тепловой сброс должен рассматриваться для погрузочных стрел, перекачивающих шлангов, линий насосов, входных линий испарителей, линий отбора проб и байпасных участков.
Остановка насоса или заблокированный напорный трубопровод
Насосы перекачки СУГ могут создавать избыточное давление в трубопроводе после насоса при закрытой выходной задвижке или заблокированном минимальном пути отвода. Расчет размера клапана должен производиться на основе кривой насоса, напора при закрытой задвижке, максимального расхода и давления в линии возврата.
Блокировка на выходе испарителя
Испаритель может продолжать генерировать пар при ограничении выхода газа. Анализ сброса давления должен включать тепловую мощность, скорость подачи жидкости, давление на выходе, номинальное давление газового коллектора и возможное унос жидкости.
Регулятор давления вышел из строя в открытом положении
При отказе регулятора давления СУГ в открытом положении оборудование после него может подвергаться более высокому давлению, чем в линии до него. Предохранительный клапан после регулятора должен быть рассчитан на расход при отказе в открытом положении, а не только на нормальное потребление газа.
Сброс давления при вскипании жидкости и двухфазном потоке
Жидкие СУГ могут вскипаться при падении давления в предохранительном клапане. Поведение при вскипании влияет на производительность клапана, выходной трубопровод, противодавление, образование холодного шлейфа, шум и конструкцию безопасного сброса.
Примеры применения предохранительных клапанов для СУГ с типичными данными для запроса коммерческого предложения
Эти примеры показывают, как обычно описываются требования к предохранительным клапанам для СУГ перед выбором модели. Окончательный расчет размера должен быть подтвержден составом СУГ, техническим паспортом защищаемого оборудования, сценарием сброса, требуемой производительностью, анализом системы сброса и применимым стандартом проекта.
Пример 1: Предохранительный клапан для резервуара хранения СУГ при пожаре
Резервуар хранения или сосуд под давлениемСброс при пожаре резервуара СУГ может определять размер клапана. Система сброса должна справляться с полной нагрузкой сброса, не создавая опасного противодавления или опасности образования парового облака.
Случай 2: Термо предохранительный клапан линии загрузки СУГ с блокировкой
Термический сбросПоток при термическом расширении может быть небольшим, но повышение давления может быть значительным. Каждый заблокированный участок сжиженного углеводородного газа (СУГ) должен иметь проверенный путь сброса.
Пример 3: Предохранительный клапан на нагнетании насоса СУГ
Работа насоса в режиме тупикового режима (deadhead)Предохранительные клапаны для насосов СУГ должны выбираться на основе фактической рабочей характеристики насоса. Перед окончательным определением размера следует проверить противодавление в линии возврата и поведение при продувке.
Пример 4: Предохранительный клапан на выходе испарителя СУГ
Защита испарителяСброс давления испарителя может включать пар, унос жидкости или двухфазный поток в зависимости от аварийной ситуации. Клапан не следует выбирать только по нормальному потреблению топливного газа.
Пример 5: Несколько предохранительных клапанов на терминале СУГ
Крупнотоннажный терминалКрупные резервуары СПГ могут потребовать установки нескольких предохранительных клапанов. Общая сертифицированная производительность, политика изоляции и пропускная способность напорного коллектора должны рассматриваться как единая система.
Случай 6: Предохранительный клапан для установки заправки баллонов СУГ
Установка заправки / Автогазовая установкаЗаполнение баллонов и установки для автогаза требуют четкой маршрутизации сброса, поскольку операторы могут находиться близко к предохранительным устройствам во время заполнения и технического обслуживания.
Матрица данных предохранительных клапанов для СУГ
| Применение для СУГ | Типичная среда | Распространенная причина срабатывания клапана | Необходимая инженерная проверка | Рекомендуемый обзор клапанов | Риск при упущении |
|---|---|---|---|---|---|
| Накопительная емкость / сфера | Пропан, бутан, смесь СУГ, газовая фаза | Воздействие огня, заблокированный выход, аварийное парообразование | Максимальное допустимое рабочее давление сосуда, пожарный случай, парообразование, одновременная производительность сброса и система сброса | Пружинный или пилотный предохранительный клапан большой производительности с сертифицированной пропускной способностью | Недостаточно рассчитанный пожарный сброс, превышение давления в сосуде или небезопасный выброс пара в атмосферу |
| Заблокированная линия жидкости | Жидкий СУГ и испаряющийся пар | Тепловое расширение между закрытыми клапанами | Запертый объем, повышение температуры, номинальное давление, маршрут сброса и поведение испарения | Термозапорный клапан СУГ с плотным уплотнением и безопасным обратным или выпускным маршрутом | Быстрое превышение давления в линии, разрыв шланга или повторная утечка |
| Напор насоса | Жидкий пропан, жидкий бутан, смешанный СУГ | Застойный режим насоса, заблокированный напор, отказ минимального расхода | Рабочая характеристика насоса, напор при закрытой задвижке, максимальный расход, давление возврата и вибрация | Клапан сброса жидкости или пружинный предохранительный клапан для перекачки СУГ | Повреждение насоса, разрыв трубопровода, нестабильный сброс с испарением или перегрузка обратной линии |
| Выход испарителя | Пар СУГ, топливный газ, возможный унос жидкости | Блокировка выхода газа, нарушение теплового режима, отказ регулятора | Производительность испарителя, расход газа на выходе, унос жидкости, допустимое максимальное рабочее давление на выходе и рассеивание в вентиляционном отверстии | Газовый ПСК или пилотный клапан для чистых газовых сред | Повышение давления в линии после клапана, небезопасный выброс паров или неправильный расчет фазового состояния |
| Регуляторный узел | Пары СУГ, пары пропан-бутана, топливный газ | Отказ регулятора в открытом положении, утечка байпаса, блокировка линии после регулятора | Поток при отказе в открытом положении, давление до клапана, расчетное давление после клапана и противодавление на выходе | Газовый предохранительный клапан для СУГ после регулятора, рассчитанный на поток при отказе в открытом положении | Повышение давления в системе топливного газа низкого давления или ложные срабатывания |
| Установка для налива/загрузки | Жидкие СУГ, пары СУГ, вскипающая жидкость | Изоляция системой ESD, блокировка наливной линии, тепловое расширение, перепад давления насоса | Последовательность ESD, запертый объем, скорость перекачки, класс прочности шланга и расположение оператора | Компоновка предохранительного клапана (PSV) для термосифонного сброса с системой СПГ, где это требуется | Воздействие холодного пара, отказ шланга, опасность для оператора или заблокированный путь сброса |
Как правильно подобрать предохранительный клапан для СУГ
1. Подтвердите состав СУГ и базовое давление паров
СУГ, богатые пропаном, СУГ, богатые бутаном, и смешанные СУГ имеют разное поведение давления паров. Состав, температурный диапазон, рабочее давление и давление сброса должны быть предоставлены до расчета размера клапана и выбора материала.
2. Определите, сбрасывает ли клапан пар, жидкость или флэш-поток
Сброс при пожаре может быть преимущественно паровым, сброс насоса может быть жидкостным, а термосифонный сброс может флэшировать при выходе. Фактическая фаза сброса определяет производительность, конструкцию выхода и безопасную схему сброса.
3. Отделяйте предохранительные клапаны сосудов от клапанов термосифонного сброса
Резервуары для хранения требуют предохранительных клапанов большой производительности для защиты от пожара и аварийного сброса. Заблокированные жидкостные линии требуют клапанов термосифонного сброса. Оба важны, но их размеры рассчитываются исходя из разных сценариев и часто используются разные конфигурации клапанов.
4. Проверьте противодавление и место назначения сброса
Сброс СУГ может осуществляться в атмосферу, на вентиляционную трубу, на факел, в закрытый коллектор сброса, на возврат в резервуар или в систему рекуперации. Необходимо учитывать противодавление, рассеивание паров, источники воспламенения, поведение холодного шлейфа и воздействие на персонал.
5. Выберите седло и материалы для герметичного закрытия
Утечки СУГ могут создавать опасные ситуации с легковоспламеняющимися парами. Материал седла, ограничения по мягкому седлу, допустимость металлического седла, температурный диапазон, совместимость с СУГ и испытания на герметичность седла должны быть подтверждены в запросе на коммерческое предложение (RFQ).
6. Определить политику проведения инспекций, испытаний и изоляции
Системы хранения и терминалы СУГ часто используют несколько клапанов, запорные клапаны и схемы обслуживания. Доступ для инспекции, калибровка, стратегия использования запасных клапанов, блокировка запорных устройств в открытом положении и документация по испытаниям должны быть определены до заказа.
Предохранительные клапаны СУГ должны рассматриваться с учетом безопасного сброса, теплового расширения, изоляции и рассеивания легковоспламеняющихся паров
Почему контроль установки предохранительного клапана СУГ обеспечивает реальную безопасность
Эффективность работы предохранительного клапана СУГ зависит от полной установки, а не только от клапана. Правильно подобранный клапан все еще может создавать риск, если сброс направлен в сторону операторов, выход слишком близко к источникам воспламенения, газовый коллектор создает чрезмерное противодавление, обратная линия заблокирована или жидкостная секция изолирована без термозащиты.
При установке следует учитывать: потери давления на входе, ориентацию клапана, политику использования запорных клапанов, требования к блокировке в открытом положении, заблокированные жидкостные секции, опору на выходе, высоту вентиляционной трубы, противодавление на факельном коллекторе или системе рекуперации паров, последовательность ESD, дренаж на выходе, защиту от погодных условий, вибрацию, тепловое расширение, доступ для тестирования и возможность безопасной обработки паров, жидкости или испаряющихся СУГ на выходном маршруте.
Проверки при монтаже на объекте
- Подтвердите давление настройки, состав СУГ и максимальное допустимое рабочее давление (MAWP) защищаемого оборудования.
- Проверьте все изолированные жидкостные секции СУГ на наличие термозащиты.
- Удерживайте потери давления на входе в пределах проектного лимита.
- Направлять сброс паров или жидкости СУГ в утвержденную безопасную систему вентиляции, на факел, в систему возврата или рекуперации.
- Проверить противодавление на выходе от факела, вентиляционной трубы, линии возврата или закрытого коллектора сброса.
- Держать зону сброса вдали от операторов, площадок, воздухозаборников, источников воспламенения и закрытых помещений.
- Обеспечить безопасный доступ для калибровки, инспекции, проверки герметичности седла и замены клапана.
Стандарты и документы для подтверждения перед заказом
Общие ссылки по предохранительным клапанам СУГ
Спецификации предохранительных клапанов СУГ могут ссылаться на стандарты NFPA, ASME, API, ISO, EN, GB, местные нормы для СУГ, требования пожарной безопасности, спецификации терминалов владельца и философию сброса проекта. Применимая основа проектирования должна быть подтверждена до выставления коммерческого предложения.
- NFPA 58 где требования к хранению, обращению, транспортировке или использованию СУГ указаны в проекте.
- API 520 для определения размеров и выбора устройства сброса давления, где это требуется.
- API 521 для обзора систем сброса давления и разгрузки, включая случаи пожара, факельные и системные случаи сброса.
- ASME BPVC Раздел VIII где резервуары СУГ, сферы, испарители, ресиверы или технологические сосуды являются сосудами под давлением.
- ASME B31.3 где технологические трубопроводы СУГ, трубопроводы терминалов или трубопроводы на раме (скиде) указаны в соответствии с правилами для технологических трубопроводов.
- API 526 когда указаны размеры и классы давления фланцевых стальных клапанов сброса давления.
- API 527 когда требуется тестирование герметичности седла согласно спецификации проекта.
Типовой пакет документов для клапанов СУГ
Документация должна быть согласована до начала производства, особенно для терминалов СУГ, резервуаров хранения, сфер, эстакад налива автоцистерн, испарительных установок, систем топливного газа и экспортных EPC-проектов.
- Технический паспорт с номером позиции, моделью, размером, проходным сечением, давлением настройки и типом присоединения.
- Расчет размера или подтверждение сертифицированной пропускной способности.
- Состав СУГ, фаза сброса и основа сценария сброса.
- Сертификаты на материалы корпуса, крышки, сопла, диска, седла, пружины и деталей, работающих под давлением.
- Сертификат калибровки давления срабатывания, протокол испытаний под давлением и протокол испытаний герметичности седла.
- Основа расчета для случая пожара или теплового сброса, если указано.
- Общий вид с указанием веса, размеров, ориентации выходного патрубка и зазора для обслуживания.
- Паспортная табличка, перечень маркировки, перечень запасных частей, акт освидетельствования при инспекции и акт упаковки, если требуется.
Чек-лист данных для запроса ценового предложения на предохранительный клапан для СУГ
| Необходимые данные | Почему это важно | Пример ввода |
|---|---|---|
| Защищаемое оборудование | Определяет границу давления, нормативную базу и предел давления настройки. | Резервуар СУГ, сфера, линия налива, напорная линия насоса, испаритель, установка наполнения баллонов |
| Максимальное допустимое рабочее давление / расчетное давление | Определяет максимальное давление, от которого должен защищать клапан. | 10 бар изб., 16 бар изб., 25 бар изб., трубопровод Class 150/300, значение MAWP сосуда |
| Давление настройки | Определяет давление открытия клапана и базу производительности. | Уставка резервуара хранения, значение защиты напорной линии насоса, давление срабатывания при тепловом сбросе |
| Состав СУГ | Влияет на давление паров, молекулярный вес, плотность и расчет сброса. | Пропан, бутан, смесь пропан-бутан, коммерческий СУГ, одорированный СУГ |
| Сценарий сброса давления | Определяет требуемую производительность и тип клапана. | Пожар, заблокированная жидкость, остановка насоса, блокировка выхода испарителя, ПСК вышел из строя в открытом положении |
| Среда и фаза | Влияет на расчет размеров, выбор седла, маршрутизацию сброса и анализ безопасности. | Пары СУГ, жидкие СУГ, вскипающая жидкость, насыщенный пар, двухфазный поток |
| Температура сброса | Контролирует давление паров, производительность, материал и работу седла. | Температура окружающей среды, низкая температура окружающей среды, расчетная летняя температура, температура сброса при пожаре |
| Требуемая производительность | Подтверждает, может ли клапан защитить систему. | кг/ч, Нм³/ч, SCFM, кривая насоса, расчет при пожаре, основа теплового расширения |
| Противодавление и линия сброса | Влияет на производительность, стабильность, нагрузку на факел и безопасный сброс. | Атмосферный выброс, факельный коллектор, возврат в емкость, возврат на всасывание насоса, рекуперация паров, закрытый коллектор сброса |
| Условие установки | Влияет на ориентацию, доступ для обслуживания и безопасность сброса. | Наружный терминал, погрузочная эстакада, блочная установка, верх емкости хранения, насосный блок, палубный мостик |
| Материал и требования к седлу | Предотвращает утечки, химическую несовместимость и отказ в документации. | Углеродистая сталь, нержавеющая отделка, мягкое уплотнение, металлическое уплотнение, низкие температуры окружающей среды, эластомер, совместимый с СУГ |
| Необходимые документы | Избегает задержек при инспекции, заводских испытаниях (FAT), отгрузке и вводе в эксплуатацию. | Технический паспорт, чертеж, MTC, отчет о подборе размера, отчет о калибровке, испытание давлением, испытание седла |
Окончательный выбор должен быть подтвержден составом СУГ, данными защищаемого оборудования, сценарием сброса, требуемой производительностью, применимым стандартом, расчетом противодавления, философией сброса, сертифицированной производительностью клапана и инженерной оценкой.
Типичные ошибки при выборе предохранительных клапанов для СУГ
Рассмотрение СУГ как обычного газового сервиса
СУГ могут сбрасываться в виде пара, жидкости или двухфазного потока с вскипанием. Предположение о газовом потоке может привести к неправильному расчету производительности, проектированию выхода и оценке безопасности сброса.
Пропуск теплового сброса заблокированной жидкости
Загрузочные рукава, шланги для перекачки, насосные линии и изолированные участки трубопроводов СУГ могут подвергаться избыточному давлению из-за теплового расширения. Каждый изолированный участок требует проверенного пути сброса.
Использование нормального расхода вместо расчетного для случая пожара
Сброс СУГ при пожаре в емкости может быть значительно больше, чем при нормальной перекачке или сбросе пара. Расчет размера предохранительного клапана емкости должен основываться на определяющем случае сброса.
Игнорирование противодавления на свече или в системе вентиляции
Сброс СУГ на факел, вентиляционную трубу или рекуперационный коллектор может создавать противодавление. Противодавление должно учитываться перед выбором стандартной, сильфонной или пилотной конструкции.
Сброс вблизи операторов или источников воспламенения
Пар СУГ легко воспламеняется и может распространяться с ветром. Необходимо оценить место сброса, высоту вентиляционной трубы, воздействие на платформу, воздухозаборники и расстояние до источников воспламенения.
Игнорирование герметичности седла и доступа для обслуживания
Небольшая утечка СУГ может создать риск образования легковоспламеняющихся паров. Перед закупкой должны быть определены процедуры испытаний герметичности седла, доступ для инспекции и стратегия использования резервного клапана.
Продолжить подбор предохранительного клапана для СУГ
Эти связанные страницы помогут перейти от требований к сбросу давления для СУГ к детальному выбору клапана, расчету размеров, тепловому сбросу, анализу высокого противодавления, защите резервуаров для хранения и полной подготовке запроса на коммерческое предложение (RFQ).
Часто задаваемые вопросы о предохранительных клапанах для СУГ
Подготовьте полный паспорт предохранительного клапана для СУГ перед запросом стоимости
Предоставьте паспорт защищаемого оборудования, максимальное допустимое рабочее давление (MAWP) или расчетное давление, давление срабатывания, состав СУГ, сценарий сброса, требуемую производительность, фазу сброса, температуру сброса, кривую насоса или основу для расчета пожарного случая, где применимо, противодавление, маршрут сброса, условия установки, требования к материалам, требования к седлу, стандарт соединения и необходимые документы. Полный паспорт помогает подтвердить правильный расчет фазы, сертифицированную производительность, герметичность седла и безопасный сброс легковоспламеняющихся паров.
