Расчет размера предохранительного клапана — это процесс определения того, какой поток должен быть сброшен во время вероятного события повышения давления, и выбора клапана с достаточной подтвержденной пропускной способностью для защиты оборудования. Это не то же самое, что выбор клапана с одинаковым размером входного и выходного присоединения. Клапан может подходить к патрубку, соответствовать классу фланца…
Расчет размера предохранительного клапана — это процесс определения того, какой поток должен быть сброшен во время вероятного события повышения давления, и выбора клапана с достаточной подтвержденной пропускной способностью для защиты оборудования. Это не то же самое, что выбор клапана с одинаковым размером входного и выходного присоединения.
Клапан может подходить к патрубку, соответствовать классу фланца и открываться при правильном давлении срабатывания, но все равно быть недостаточного размера, если его сертифицированная пропускная способность ниже требуемой нагрузки сброса. Поэтому правильный расчет размера начинается с защищаемого оборудования и определяющего сценария сброса, а не с готовой модели клапана.
Инженерный вывод: Давление срабатывания указывает, когда клапан начинает открываться. Требуемая пропускная способность сброса указывает, какой поток должна сбрасывать система. Сертифицированная пропускная способность сброса показывает, может ли выбранная конструкция клапана обеспечить достаточный подтвержденный поток в соответствии с заявленными условиями.
Область применения данного руководства: Эта страница посвящена входным данным для расчета нагрузки сброса, рабочему процессу расчета размера, выбору проходного сечения и проверке сертифицированной пропускной способности. Для более широкого решения, охватывающего тип клапана, материалы, конструкцию седла, установку и закупку, используйте Руководство по выбору предохранительных клапанов. Для требований, специфичных для API 520, и интерпретации запросов на коммерческое предложение используйте Руководством по расчету предохранительных клапанов API 520.
Как подобрать размер предохранительного клапана?
На практическом уровне подбор предохранительных клапанов выполняется в следующей последовательности:
Защищаемое оборудование → достоверные сценарии сброса → определяющая нагрузка сброса → давление и температура сброса → свойства среды → требуемая площадь проходного сечения → следующий подходящий проходной клапан → сертифицированная производительность → анализ условий эксплуатации
- Определите защищаемое оборудование. Подтвердите обозначение оборудования, максимальное допустимое рабочее давление (MAWP), расчетное давление, рабочее давление и применимый нормативный документ.
- Определите все достоверные сценарии превышения давления. Примеры включают: заблокированный выход, внешний пожар, отказ регулятора, разрыв трубы, тепловое расширение и потерю охлаждения.
- Определите определяющую требуемую производительность сброса. Наихудший сценарий не всегда является определяющим; контролирующий сценарий зависит от полного основания для расчета и допустимых условий.
- Подтвердите условия сброса. Укажите давление сброса, температуру сброса, состав среды и фазовое состояние среды.
- Рассчитайте требуемую площадь проходного сечения. Используйте применимый метод расчета по нормативному документу, данные процесса и коэффициенты коррекции.
- Выберите производитель или стандартизированное проходное сечение. Выберите проходное сечение, соответствующее требуемой площади и ограничениям эксплуатации.
- Проверьте сертифицированную производительность. Выбранное устройство должно обеспечивать достаточную сертифицированную или документально подтвержденную производительность для указанных условий эксплуатации.
- Проверьте установленную систему. Проверьте потери на входе, противодавление, сопротивление на выходе, маршрутизацию сброса и условия одновременного сброса.
Не используйте эту статью в качестве окончательного расчетного листа. Окончательный расчет размеров должен использовать требуемую редакцию кода проекта, проверенные данные процесса, текущие сертифицированные производителем коэффициенты и информацию о производительности, а также одобрение ответственного инженера.
Почему расчет размера предохранительного клапана отличается от выбора размера присоединения
Размеры входа и выхода описывают, как клапан подключается к оборудованию и системе сброса. Они не определяют внутреннюю площадь потока и не доказывают, что клапан может обеспечить требуемую нагрузку сброса.
Фактическая производительность сброса зависит от:
- эффективной или фактической площади сброса;
- хода клапана и внутреннего пути потока;
- сертифицированный коэффициент расхода;
- давление настройки и абсолютное давление срабатывания;
- фаза и свойства рабочей среды;
- температура сброса давления;
- наложенное и нарастающее противодавление;
- факторы вязкости, сжимаемости или поправочные коэффициенты для пара;
- коэффициенты для комбинации с разрывными дисками, где применимо;
- сертифицированная производителем производительность и основа для сертификации.
Два клапана могут иметь одинаковое обозначение 2 × 3 дюйма, но при этом иметь разные обозначения проходного сечения, подъема, коэффициенты расхода и сертифицированную производительность. Поэтому замена клапана того же размера не является автоматически эквивалентной по производительности.
Предупреждение о замене: Не утверждайте замену только по внешнему виду модели, размеру фланца или классу давления. Сравните исходные данные для расчета, обозначение проходного сечения, основу расчета производительности, сертифицированную производительность, давление настройки, условия противодавления и информацию на паспортной табличке.
Чек-лист для расчета предохранительного клапана за 60 секунд
Перед началом расчета или рассмотрения поставщиком убедитесь в наличии следующей информации. Отсутствующие данные должны быть явно указаны, а не заменены неявными предположениями.
Защищаемое оборудование: сосуд, котел, теплообменник, компрессор, трубопровод или установка
Предельное давление: Максимальное допустимое рабочее давление (MAWP), расчетное давление и предельное значение по применимому кодексу
Рабочие параметры: нормальное давление и температура
Давление настройки: включая любую конфигурацию с несколькими устройствами
Сценарии сброса давления: все возможные причины повышения давления
Требуемый расход: массовая или объемная скорость с единицами измерения и основанием
Среда: состав, молекулярная масса, плотность или состояние пара
Фаза среды: газ, пар, пар, жидкость, флэш-пар или двухфазная среда
Условия сброса: давление и температура на входе клапана
Противодавление: наложенное, нарастающее и общее
Монтаж: потери на входе, напорные трубопроводы, коллекторы, глушители и точка сброса
Соответствие: редакция кода, сертификация, инспекция и документация
Когда эти входные данные неполны, отправьте доступный паспорт, P&ID, чертеж оборудования, шильдик старого клапана и эскиз выходного трубопровода через Задать вопрос инженеру чтобы недостающая информация могла быть определена до выставления счета.
Расчет, выбор и стандарты API для предохранительных клапанов: какую страницу использовать?
Владение контентом страницы предотвращает техническую путаницу и каннибализацию ключевых слов. Эти ресурсы ZOBAI служат разным целям:
| Ресурс | Основной вопрос | Основная область применения |
|---|---|---|
| Руководство по расчету предохранительных клапанов | Какая производительность и площадь проходного сечения требуются? | Нагрузка сброса, требуемая площадь, сертифицированная производительность, входные данные для расчета и проверки утверждений. |
| Руководство по выбору предохранительных клапанов | Какой тип клапана и конфигурация должны быть выбраны? | Тип клапана, среда, противодавление, материалы, седло, установка и закупка. |
| Руководство по API 520 | Как API 520 используется при расчете размеров в перерабатывающей промышленности и при составлении запросов на коммерческое предложение (RFQ)? | Контекст API 520 Часть I, входные факторы, данные RFQ и ссылки на обзор установки. |
| Руководство по API 521 | Какие сценарии сброса и условия системы утилизации должны быть оценены? | Пожарный случай, проектирование системы сброса, газовые коллекторы, снижение давления и нагрузки на уровне системы. |
| Руководство по API 526 | Как стандартизированные фланцевые проходные сечения и размеры предохранительных клапанов (PSV) передаются? | Обозначения проходных сечений, размеры фланцев, номинальные давления, размеры и детали закупки. |
Что такое требуемая производительность сброса?
Требуемая пропускная способность это поток, который должен быть сброшен во время определяющего достоверного события повышения давления, чтобы защищаемое оборудование оставалось в пределах допустимого предела давления.
Это значение берется из системы и сценария сброса, а не из каталога клапанов. Поставщик может помочь подобрать устройство после получения расчетной базы, но модель продукта сама по себе не может определить нагрузку сброса.
Требуемая производительность определяется сценарием сброса давления
| Сценарий сброса давления | Типичный механизм нагрузки | Ключевые данные для рассмотрения |
|---|---|---|
| Заблокированный выход | Входящий поток продолжается, в то время как нормальный сброс предотвращен. | Максимальный достоверный приток, давление в верхнем потоке и поведение системы управления. |
| Внешний пожар | Тепловая нагрузка вызывает парообразование, расширение газа или повышение давления. | Площадь смачиваемой поверхности, основа тепловой нагрузки, учет теплоизоляции или огнезащиты и свойства рабочей среды. |
| Термическое расширение | Запертая жидкость расширяется при повышении температуры. | Заблокированный объем, источник тепла, расширение жидкости и место сброса. |
| Отказ регулирующего клапана или регулятора | Более высокое давление или расход на входе достигает оборудования с более низким классом прочности. | Источник на входе, положение отказа, максимальный перепад давления и пропускная способность на выходе. |
| Разрыв трубки теплообменника | Высоконапорная среда поступает в зону более низкого давления. | Размер трубы, разность давлений, фазовое поведение и реакция на выходе. |
| Прорыв газа | Газ поступает в сосуд с более низким давлением или в жидкостную систему. | Геометрия сужения, условия на входе и фазовое поведение на выходе. |
| Потеря охлаждения или вспомогательной системы | Прекращение отвода тепла или потеря управления процессом. | Скорость реакции или парообразования, подводимая теплота и время нарастания. |
| Химическая реакция | Теплота реакции или газовыделение увеличивают давление. | Кинетика, тепловыделение, газовыделение, двухфазное поведение и аварийное реагирование. |
Может потребоваться документирование более чем одного сценария. Сценарий, требующий наибольшего номинального расхода, не является автоматически единственным, имеющим значение, поскольку фаза среды, противодавление, допустимое избыточное давление, правила использования нескольких устройств и поведение разгрузочной системы могут изменять управляющий клапан или требования к установке.
Что такое сертифицированная пропускная способность?
Сертифицированная пропускная способность является проверенным значением производительности, связанным с определенной конструкцией и сертификацией устройства сброса давления. Это позволяет инженерам, закупщикам, инспекторам и владельцам оборудования сравнивать выбранное устройство с требуемой производительностью сброса.
В применимых контекстах ASME и National Board информация о сертифицированном устройстве может быть проверена через официальный ресурс сертификации устройств сброса давления National Board NB-18. National Board также управляет программами сертификации производительности устройств сброса давления через свою лабораторию сброса давления.
Требуемая производительность, Расчетная производительность, Номинальная производительность и Сертифицированная производительность
| Term | Значение | Вопрос об утверждении |
|---|---|---|
| Требуемая пропускная способность | Поток, который должна сбрасывать защищаемая система во время расчетного режима. | Что требуется для процесса или оборудования? |
| Расчетная производительность | Результат, полученный из уравнения подбора, преобразования или инструмента производителя для заданных условий. | Были ли использованы правильные входные данные, уравнение и корректирующие коэффициенты? |
| Номинальная производительность | Номинальная производительность клапана при определенных условиях. | Какие условия и факторы подтверждают номинальные характеристики? |
| Сертифицированная пропускная способность | Производительность, подтвержденная в рамках применимой системы сертификации для конструкции устройства. | Является ли значение прослеживаемым до конкретной модели, прохода, давления настройки и основы производительности? |
| Эксплуатационные характеристики в реальных условиях | Поведение клапана после учета потерь на входе, противодавления и эффектов системы сброса. | Будет ли сертифицированное устройство подходить для реальной трубопроводной системы? |
Основа определения производительности имеет значение: Сертифицированная производительность по воздуху, насыщенному пару или воде не должна рассматриваться как взаимозаменяемая для технологических сред без соответствующего преобразования, коррекции или подтверждения производителем.
Ключевые термины, используемые при расчете предохранительных клапанов
Давление настройки
Давление на входе, при котором клапан демонстрирует заданную характеристику открытия в определенных условиях испытаний. Правильное давление настройки не гарантирует достаточную производительность.
Давление сброса
Давление, используемое для определения производительности во время сброса. Основа расчета должна указывать, являются ли значения давления избыточными или абсолютными.
Перенаддув
Повышение давления выше давления настройки во время сброса. Допустимое значение зависит от оборудования, сценария, кода и конфигурации устройства.
Накопление давления
Повышение давления выше максимально допустимого рабочего давления защищаемого оборудования или применимого допустимого предела во время сброса. Это не то же самое, что перегрузка.
Площадь проходного сечения
Площадь потока, используемая в качестве основы для расчета или сертификации. Не следует предполагать, что она равна номинальной площади входа.
Коэффициент расхода
Коэффициент производительности, связывающий фактический поток устройства с теоретическим потоком. Используйте значение, сертифицированное в соответствии с кодом или производителем, требуемое основой расчета.
Противодавление
Давление на выходе, действующее на клапан до или во время сброса. Оно может влиять на требуемые коэффициенты коррекции, баланс сил, производительность и стабильность.
Запас производительности
Разница между доступной подтвержденной производительностью и требуемой производительностью. Нет универсального дополнительного процента, подходящего для каждого проекта.
Для более полного объяснения установочного давления, избыточного давления, накопления и сброса давления (blowdown) прочитайте Давление срабатывания, перепад давления и закрытие предохранительного клапана: подробное объяснение.
Карта входных данных для расчета предохранительного клапана
Точное уравнение зависит от стандарта, среды и режима потока. Таблица ниже показывает типы входных данных, которые обычно контролируют расчет, без воспроизведения защищенного авторским правом стандартного уравнения или замены одобренного программного обеспечения.
| Среда эксплуатации | Типичные основные входные данные | Общие корректировки / проверки |
|---|---|---|
| Газ / пар | Требуемый массовый расход, молекулярный вес, абсолютное давление срабатывания, температура срабатывания, коэффициент сжимаемости и показатель адиабаты. | Коэффициент расхода, коррекция противодавления, коэффициент комбинации с разрывной мембраной и основание для критического/подкритического потока. |
| Насыщенный пар | Требуемый расход пара, абсолютное давление срабатывания и применимое основание для расчета производительности по пару. | Коэффициент расхода, противодавление, коэффициенты стандарта и основание для сертификации. |
| Перегретый пар | Входные данные для насыщенного пара плюс фактическая температура срабатывания. | Коррекция перегрева, предельные температуры материала, противодавление и данные производителя. |
| Жидкость | Требуемый объемный расход, плотность или удельный вес, входное и выходное/обратное давление. | Коррекция вязкости, коррекция противодавления, коэффициент разрывной мембраны, анализ вскипания и кавитации. |
| Двухфазный поток / вскипание | Массовый расход, состав, состояние на входе, изменение фазы, термодинамический путь и условия на выходе. | Проверенный двухфазный метод, сила реакции, поведение разгрузочной системы и обзор безопасности производителя/процесса. |
API заявляет, что API 520 Часть I, 10-е издание предоставляет процедуры подбора для выбора устройств сброса давления в нефтеперерабатывающих установках. Применимый стандарт и редакция должны быть подтверждены в спецификации проекта, а не предполагаться из данной статьи.
Пошаговый процесс расчета размеров предохранительного клапана
Шаг 1: Определите защищаемое оборудование
Запишите тег оборудования, тип оборудования, максимальное допустимое рабочее давление (MAWP), расчетное давление, рабочее давление, расчетную температуру, рабочую температуру, подключенные источники давления и применимый строительный код. Котел, сосуд под давлением, теплообменник, компрессорный блок, емкость для СУГ и линия заблокированной жидкости не имеют одинаковой основы защиты.
Шаг 2: Определите все возможные сценарии сброса давления
Составьте список случаев сброса давления перед расчетом расхода. Список должен учитывать отказы в эксплуатации, отказы вспомогательных систем, внешний пожар, источники давления на входе, положения регулирующих клапанов, тепловую нагрузку, условия реакции и взаимодействие с разгрузочной системой. API 521 часто используется на этом системном уровне в применимых нефтеперерабатывающих и технологических установках. См. Руководство по системам сброса давления API 521 и официальную страницу API 521.
Шаг 3: Определите требуемую нагрузку сброса
Определите или рассчитайте поток, генерируемый каждым вероятным сценарием. Четко укажите единицы измерения потока и основу расчета. Например, стандартный объем газа отличается от фактического объема при температуре и давлении сброса. Расчет по массовому расходу часто проще отслеживать при изменяющихся условиях.
Шаг 4: Подтверждение давления и температуры сброса давления
Не копируйте нормальные рабочие условия в лист расчета. Давление сброса должно быть установлено исходя из давления настройки, допустимого избыточного давления и конфигурации защитных устройств. Температура сброса должна соответствовать определяющему сценарию и может существенно отличаться от нормальной температуры.
Шаг 5: Подтвердите состояние и свойства рабочей среды
Определите, поступает ли среда в клапан в виде газа, пара, насыщенного пара, перегретого пара, жидкости, вскипающей жидкости или двухфазной смеси. Подтвердите состав, молекулярную массу, сжимаемость, плотность, вязкость, давление насыщенного пара и другие необходимые свойства при указанных условиях.
Шаг 6: Рассчитайте требуемую площадь проходного сечения
Примените требуемый для проекта метод расчета и текущие корректирующие коэффициенты. Документируйте каждое предположение, источник и версию программного обеспечения. Результатом должна быть минимальная требуемая площадь проходного сечения для указанного случая, а не номинальный размер трубы.
Шаг 7: Выберите подходящее проходное сечение и конструкцию клапана
Выберите стандартное проходное сечение или проходное сечение от производителя, которое соответствует или превышает требуемую площадь, оставаясь пригодным для рабочей среды, давления настройки, температуры и противодавления. Следующее большее проходное сечение не является автоматически окончательным ответом, если стабильность клапана, минимальный расход, перепад давления при закрытии (blowdown) или механические ограничения неприемлемы.
Шаг 8: Проверьте сертифицированную или документированную производителем производительность
Сравните требуемую нагрузку сброса с сертифицированной или документированной производительностью для точной модели, проходного сечения, давления настройки, основы рабочей среды и применимых коррекций. Техническое предложение должно явно показывать это сравнение.
Шаг 9: Проверьте условия на входе и выходе
Проверьте потери давления на входе, сопротивление на выходе, наложенное и развивающееся противодавление, общие коллекторы, глушители, выкидные трубы, реактивные силы, опоры и дренаж. API отмечает, что API 520 Часть II, 7-е издание включает руководство по инженерному анализу для надлежащей установки устройств сброса давления.
Шаг 10: Утверждение пакета отслеживаемой документации
Окончательный файл должен связывать оборудование, сценарий сброса, расчет, выбранное проходное сечение, сертифицированную производительность, модель производителя, паспортную табличку и инспекционные документы. Неотслеживаемое заявление из каталога не является полным протоколом расчета. .
Соображения по расчету размеров для парового, газового, жидкостного и двухфазного потоков
Пар
Укажите, является ли пар насыщенным или перегретым. Подтвердите давление сброса, температуру, требуемый массовый расход, применимое повышение температуры, сертифицированную основу для пара, предельные температуры материала и силы реакции на выходе.
Газ и пар
Подтвердите молекулярную массу, сжимаемость, показатель адиабаты, температуру сброса и то, является ли поток критическим или докритическим. Производительность по воздуху не может автоматически рассматриваться как производительность по технологическому газу.
Жидкость
Подтвердите плотность, вязкость, перепад давления, противодавление и потенциал вскипания. Небольшой поток терморегулирующего сброса все еще может защитить от быстрого повышения давления в запертом объеме жидкости.
Двухфазный поток / Вскипание
Используйте проверенный специализированный метод. Фазовое изменение через клапан и выходную систему может повлиять на требуемую площадь, силу реакции, противодавление и конструкцию системы утилизации.
Расчет размеров предохранительного клапана для пара
Клапан, сертифицированный для насыщенного пара при одном давлении, не должен быть одобрен для другого перегретого состояния без применения требуемой основы и проверки данных производителя. Расчет производительности для пара также должен быть согласован с подъемом клапана, сбросом, требованиями к рычагу, дренажом и напорным трубопроводом. Для сопутствующих продуктов см. Предохранительные клапаны для пара и Полноподъемные предохранительные клапаны.
Расчет производительности газовых предохранительных клапанов
Расчет производительности для газа зависит от фактических свойств газа и условий сброса. Когда сертифицированное значение указано для воздуха, задокументируйте преобразование в фактический газ или получите подтверждение от производителя. Для систем с чистым газом высокой производительности предохранительным клапаном с пилотным управлением может рассматриваться после рассмотрения чистоты среды, противодавления и требований к техническому обслуживанию.
Расчет производительности клапанов сброса жидкости
Расчет производительности для жидкости требует четкой основы перепада давления и проверки вязкости, вскипания и давления на выходе. Приложения терморегулирующего сброса могут требовать ограниченной производительности, но им все равно требуется документированный источник тепла, запертый объем, место сброса и основа для установки давления.
Двухфазные и реактивные системы
Двухфазные, вскипающие и реактивные случаи сброса должны рассматриваться как специализированные расчеты. Они могут потребовать методов технологической безопасности, термодинамического моделирования, данных о реакциях, динамического анализа и анализа системы сброса, выходящих за рамки обычного однофазного уравнения.
Как противодавление влияет на расчет размера и установленную производительность
Противодавление — это не окончательное число, добавляемое после выбора клапана. Оно может влиять на требуемый коэффициент коррекции, тип устройства, сертифицированную производительность, поведение при открытии, стабильность и повторное закрытие.
- Наложенное противодавление существует на выходе до открытия клапана и может быть постоянным или переменным.
- Накопленное противодавление возникает после открытия из-за прохождения потока через выходной трубопровод и систему утилизации.
- Общее противодавление при сбросе объединяет применимые наложенные и созданные компоненты.
Источником может быть факельный коллектор, закрытая вентиляционная линия, скруббер, линия рекуперации, глушитель, длинная напорная труба или одновременный сброс от других устройств. Выбранная коррекция и допустимый предел должны соответствовать применимому методу расчета и сертифицированным данным производителя.
Триггер управления изменениями: Повторно проверьте расчет размера и пригодность установки всякий раз, когда изменяется выходной трубопровод, глушитель, вентиляционная труба, факельный коллектор или общая система сброса — даже если корпус клапана и установочное давление остаются неизменными.
Используйте Руководство по противодавлению и балансировочным сильфонам для выбора силового баланса и типа клапана, а также Руководство по установке предохранительных клапанов для потерь на входе, отвода потока, поддержки и дренажа.
Площадь сечения, размер клапана и обозначения по API 526
Требуемая площадь сброса является результатом расчета. Выбранное сечение клапана является обозначением расхода производителя или стандартизированным обозначением. Входные и выходные соединения являются механическими интерфейсами. Эти значения связаны, но не взаимозаменяемы.
| Элемент | Что описывает | Что не доказывает |
|---|---|---|
| Требуемая площадь сброса | Минимальная площадь, рассчитанная для определенного случая и метода сброса. | Пригодность конечного продукта или сертифицированная производительность. |
| Обозначение проходного сечения | Стандартизированный идентификатор или идентификатор производителя, связанный с номинальной или сертифицированной площадью потока. | Производительность для каждого давления, среды и противодавления. |
| Входной размер | Соединение между защищаемым оборудованием и клапаном. | Внутренняя площадь потока или требуемая производительность. |
| Размер выходного патрубка | Подключение к выпускной системе. | Допустимое противодавление или характеристики выпускной системы. |
| Класс давления | Основа для определения давления и температуры в зависимости от типа присоединения и корпуса. | Производительность сброса или точность установки давления. |
API 526 часто используется в качестве спецификации для закупки стандартизированных фланцевых стальных клапанов сброса давления. Он поддерживает передачу данных об обозначении прохода, размере входа и выхода, классе давления, материалах, пределах температуры и давления, а также размерах. Он не заменяет расчет нагрузки сброса или проверку сертифицированной производительности. См. Руководство по фланцевым предохранительным клапанам API 526.
Для путей продуктов, ориентированных на производительность, ознакомьтесь с Предохранительные клапаны с большим проходным сечением, Полноподъемные предохранительные клапаны и Фланцевые предохранительные клапаны.
Иллюстративный пример: Правильная установка давления, но недостаточная сертифицированная производительность
Иллюстративный технический обзор тендерной документации
Этот пример является вымышленным и предназначен только для проверки логики. Это не расчет размера или таблица производительности производителя.
10 бар изб.Давление настройки
3 800 кг/чТребуемая производительность сброса воздуха
3 250 кг/чПредлагаемая сертифицированная производительность
4 150 кг/чАльтернативная сертифицированная производительность
Ресивер сжатого воздуха защищен от возможного случая блокировки выходного патрубка. Утвержденный расчет требует 3 800 кг/ч воздуха при указанных условиях сброса. Поставщик предлагает замену клапана размером 2" × 3" с правильным давлением настройки и классом фланца, но его сертификат показывает только 3 250 кг/ч при применимых условиях.
Предлагаемый клапан имеет недостаток 550 кг/ч, или примерно 14,51% от требуемой производительности. Он открывается при правильном давлении, но не обеспечивает достаточной подтвержденной производительности. Техническое предложение отклоняется, несмотря на соответствие размера присоединения.
Альтернативный клапан с большим сертифицированным проходным сечением обеспечивает 4 150 кг/ч при тех же условиях. Он может перейти на следующий этап рассмотрения, который по-прежнему должен подтвердить потери на входе, противодавление на выходе, материалы, размеры, стабильность и проектную документацию.
Урок: Положительное сравнение производительности необходимо, но это не единственный критерий одобрения. Клапан гораздо большего размера не следует выбирать вслепую, поскольку чрезмерное увеличение размера может создать проблемы в эксплуатации или стабильности в некоторых применениях.
Какой запас по производительности требуется?
Выбранная сертифицированная или документированная производительность должна соответствовать требуемой производительности на основе утвержденных данных. Нет универсального дополнительного процента, который следует применять к каждому клапану. Любой запас по производительности должен соответствовать спецификации проекта, методу расчета, анализу неопределенностей и одобрению ответственного инженера. Запас не должен использоваться для сокрытия отсутствующих данных процесса, и следует избегать чрезмерного завышения размеров.
Данные таблички и сертификата для проверки перед утверждением
| Данные для проверки | Цель утверждения | Распространенное несоответствие |
|---|---|---|
| Производитель, модель и конструкция | Связывает физический клапан с сертифицированным семейством устройств. | Модель в коммерческом предложении отличается от модели в сертификате. |
| Серийный номер или прослеживаемая идентификация | Связывает клапан, шильдик и протоколы испытаний. | Общий сертификат, поставляемый без прослеживаемости клапана. |
| Давление настройки | Подтверждает требуемое условие открытия. | Давление в сертификате или на табличке отличается от утвержденного паспорта. |
| Обозначение и площадь прохода | Соединяет выбранную геометрию с производительностью. | Тот же размер корпуса предлагается с меньшим внутренним проходным сечением. |
| Сертифицированная пропускная способность | Демонстрирует производительность относительно требуемой нагрузки. | Поставщик указывает “подходит” без указания прослеживаемого значения производительности. |
| Среда и основа производительности | Показывает, относится ли производительность к воздуху, пару, воде или другому условию. | Значение для воздуха сравнивается напрямую с технологическим газом без пересчета. |
| Основа давления и температуры | Подтверждает, что производительность применима к утвержденному условию сброса. | Используются нормальные условия вместо условий сброса. |
| Условие противодавления | Подтверждает корректность и соответствие типа клапана. | Сертификат предполагает атмосферный выход, в то время как проект использует закрытый коллектор. |
| Маркировка кода или сертификации | Поддерживает соответствие проекта требованиям. | Маркетинговый логотип показан вместо требуемой основы сертификации. |
| Протоколы испытаний и калибровки | Подтверждает давление настройки, испытание давлением и указанное испытание седла. | Протоколы не соответствуют серийному номеру или конечному давлению настройки. |
Для полного коммерческого пакета и пакета документов используйте Чек-лист по закупке предохранительных клапанов для инженеров и покупателей.
Когда расчет требует специализированного инжиниринга или рассмотрения производителем
Следующие условия не должны сводиться к простому сравнению по каталогу:
1
Двухфазный или вскипающий поток
Изменение фазы может влиять на требуемую площадь, реактивную силу и поведение системы сброса.
2
Реактивные или неуправляемые системы
Нагрузка сброса может зависеть от кинетики, тепловыделения, газовыделения и аварийного реагирования.
3
Высоковязкая жидкость
Коррекция вязкости может быть итеративной и связана с выбранным проходным сечением.
4
Переменное противодавление
Изменение давления на выходе может влиять на производительность, открытие и закрытие клапана.
5
Общий факел или коллектор сброса
Одновременные события и давление в сети требуют анализа на уровне системы.
6
Несколько предохранительных устройств
Ступенчатые давления срабатывания и суммарная производительность должны соответствовать нормативной базе.
7
Комбинация разрывных мембран
Необходимо рассмотреть коэффициенты комбинации, потери давления и риски фрагментации или утечки.
8
Высокое давление или экстремальные температуры
Поведение реального газа, материалы, коэффициенты коррекции и сертифицированные пределы могут влиять на выбор.
9
Грязные, кристаллизующиеся или полимеризующиеся среды
Номинальная производительность не имеет значения, если проточная часть или система датчиков не могут оставаться работоспособными.
Типичные ошибки при расчете предохранительных клапанов
- Выбор по размеру впускного и выпускного патрубков. Механическая совместимость не доказывает площадь проходного сечения или производительность.
- Использование нормального технологического потока в качестве нагрузки сброса. Управляющий аварийный случай может существенно отличаться.
- Проверка давления срабатывания, но не производительности. Клапан может открыться правильно, но все равно не сможет контролировать событие.
- Прямое использование производительности для воздуха для другого газа. Молекулярная масса, температура, сжимаемость и базисное давление могут потребовать преобразования.
- Игнорирование пульсирующего или двухфазного потока. Уравнение для однофазного потока может занизить требуемую площадь или исказить характеристики сброса.
- Игнорирование противодавления. Закрытые коллекторы, глушители и выходные трубопроводы могут влиять как на расчетную, так и на фактическую пригодность.
- Использование предполагаемого коэффициента расхода. Требуемый коэффициент должен соответствовать утвержденной базе расчета и сертификации.
- Добавление произвольного коэффициента безопасности. Чрезмерное завышение размеров не является заменой правильного анализа нагрузки сброса.
- Невыполнение перерасчета после изменений процесса. Увеличение производительности, изменение состава, новый подвод тепла или модификация выходных трубопроводов могут сделать старую базу недействительной.
- Принятие общего сертификата. Документы должны быть прослеживаемы до предлагаемого устройства, проходного сечения, давления и базы расчета производительности.
Чек-лист по расчету предохранительных клапанов для инженеров и закупщиков
| Шаг | Пункт проверки | Требуемые доказательства | Статус |
|---|---|---|---|
| 1 | Идентифицировано защищаемое оборудование | Маркировка, паспорт, чертеж или P&ID | ☐ |
| 2 | Максимальное рабочее давление и основание кода подтверждены | Документация по проектированию оборудования | ☐ |
| 3 | Уставка давления и схема подтверждены | Утвержденный паспорт или расчет | ☐ |
| 4 | Перечислены достоверные сценарии сброса давления | Исследование сброса давления или инженерный обзор | ☐ |
| 5 | Установлена расчетная требуемая производительность | Расчет с единицами измерения и ревизией | ☐ |
| 6 | Указано давление и температура сброса | Входной лист расчета | ☐ |
| 7 | Свойства рабочей среды и фазовое состояние проверены | Данные процесса или источник свойств | ☐ |
| 8 | Требуемая площадь проходного сечения рассчитана | Утвержденный метод или выход программного обеспечения | ☐ |
| 9 | Выбранное проходное сечение соответствует требованиям по площади | Соответствие производителю или стандарту API 526 | ☐ |
| 10 | Сертифицированная производительность соответствует требуемой нагрузке | Прослеживаемые данные о производительности | ☐ |
| 11 | Противодавление и потери на входе рассмотрены | Расчет трубопровода или инженерный анализ | ☐ |
| 12 | Паспортная табличка и сертификаты совпадают | Окончательный утвержденный пакет документов | ☐ |
| 13 | Проверка управления изменениями завершена | Текущая конфигурация процесса и сброса | ☐ |
Есть ли у вас лист расчета или табличка существующего клапана?
Отправьте данные оборудования, сценарий сброса, требуемую производительность, давление и температуру сброса, свойства рабочей среды, противодавление, табличку существующего клапана и стандарт проекта для инженерного рассмотрения запроса ценового предложения.
Загрузить технические данные для рассмотрения Запрос на предохранительный клапанЧасто задаваемые вопросы о расчете предохранительных клапанов и сертифицированной производительности
Как рассчитать предохранительный клапан?
Определите защищаемое оборудование и возможные сценарии сброса давления, рассчитайте требуемую пропускную способность, подтвердите давление, температуру и свойства рабочей среды для сброса, рассчитайте требуемую площадь проходного сечения, выберите подходящее проходное сечение и проверьте сертифицированную или документально подтвержденную производителем пропускную способность в утвержденных условиях.
Что такое сертифицированная пропускная способность?
Сертифицированная пропускная способность — это подтвержденное значение расхода, связанное с определенной конструкцией и базой сертификации устройства сброса давления. Оно используется для определения того, обеспечивает ли выбранное устройство достаточную пропускную способность для требуемой нагрузки сброса.
Соответствует ли размер предохранительного клапана размеру присоединения?
Размер присоединения № описывает механический вход и выход. Производительность сброса зависит от внутренней площади выпускного отверстия, конструкции клапана, подъема, коэффициента расхода, условий сброса, поправочных коэффициентов и сертифицированной производительности.
Размер проходного сечения такой же, как размер входа?
Нет. Проходное сечение или площадь сброса — это внутренняя площадь потока, используемая для расчета производительности. Размер входного патрубка — это присоединение к защищаемому оборудованию. Клапаны с одинаковым размером входного патрубка могут иметь разные проходные сечения и обеспечивать разную производительность.
Почему клапан с правильным давлением настройки может быть недоразмерен?
Уставка давления определяет условие открытия. Она не определяет, какой расход может сбрасывать клапан. Клапан может открываться при требуемом давлении и при этом иметь меньшую сертифицированную пропускную способность, чем расчетная нагрузка сброса.
Какую дополнительную производительность предохранительного клапана следует выбирать?
Выбранная проверенная производительность должна соответствовать требуемой нагрузке на основе утвержденного расчета. Универсального дополнительного процента для каждого проекта не существует. Любой запас должен соответствовать спецификации проекта и результатам ответственной инженерной проверки, при этом следует избегать чрезмерного завышения размеров.
Может ли сертифицированная производительность по воздуху использоваться для технологических газов?
Не напрямую без проверки. Фактическая молекулярная масса газа, температура, сжимаемость, базис давления и применимый метод расчета могут потребовать преобразования или подтверждения производителем.
Когда требуется двухфазный расчет предохранительного клапана?
Двухфазный расчет требуется, когда газ и жидкость могут течь вместе или когда жидкость может значительно вскипать при снижении давления. Эти случаи обычно требуют валидированного специализированного метода, а не простого уравнения для газа или жидкости.
Когда следует изменять размеры предохранительного клапана?
Повторно проверьте расчеты после изменений производительности, рабочего давления, температуры, состава среды, максимального рабочего давления оборудования, сценариев сброса, расчетных условий пожара, систем управления, входных трубопроводов, выходных трубопроводов, газоотводящих коллекторов или других условий разгрузочной системы.
Какие документы подтверждают производительность предохранительного клапана?
Типичные подтверждения включают утвержденный расчет размера, техническую документацию производителя, информацию о проходном сечении, сертифицированные или документированные данные о производительности, данные на табличке, информацию о сертификации по коду или Национальному совету, протоколы испытаний и документы технического одобрения.
