Укажите среду, давление настройки, температуру, размер, стандарт или техническую документацию, и наша команда рассмотрит ваш запрос и предложит дальнейшие шаги.
Руководство по расчету предохранительных клапанов и сертифицированной пропускной способности
Расчет размера предохранительного клапана отличается от выбора клапана с одинаковым размером входного и выходного присоединения. Предохранительный клапан может подойти к штуцеру оборудования, пройти базовое испытание давлением и все равно не защитить систему, если его сертифицированная пропускная способность ниже требуемой нагрузки сброса. В работе по защите от избыточного давления, …
Расчет размера предохранительного клапана отличается от выбора клапана с одинаковым размером входного и выходного присоединения. Предохранительный клапан может подойти к штуцеру оборудования, пройти базовое испытание давлением и все равно не защитить систему, если его сертифицированная пропускная способность ниже требуемой нагрузки сброса.
При работе по защите от избыточного давления вопрос не только в том, “Какой размер клапана подходит к этой линии?”. Более важный вопрос заключается в следующем: Может ли этот клапан сбросить достаточный поток при определяющем сценарии избыточного давления? Ответ зависит от требуемой пропускной способности, давления настройки, давления сброса, состояния среды, температуры, площади проходного сечения, коэффициента расхода, противодавления и основания для сертификации.
В данном руководстве объясняется, как следует рассматривать расчет размера предохранительного клапана с точки зрения инженерии и закупок. Оно фокусируется на требуемой пропускной способности, сертифицированной пропускной способности, площади проходного сечения, данных на табличке и распространенных ошибках при расчете размера. Оно не заменяет расчеты сброса для конкретного проекта, сертифицированные производителем данные, обзор применимых норм или одобрение местных регулирующих органов. Для полного описания типа клапана, материалов, установки и процесса закупки ознакомьтесь с нашим Руководство по выбору предохранительных клапанов.
Инженерный вывод: Предохранительный клапан с правильным давлением настройки не обязательно имеет правильный размер. Давление настройки только указывает, когда клапан начинает открываться. Сертифицированная пропускная способность указывает, может ли клапан сбросить достаточный поток для защиты оборудования во время определяющего случая сброса.
Расчет размера следует начинать с определяющего случая сброса, а не с каталога клапанов.
Почему расчет размера предохранительного клапана отличается от выбора размера присоединения
Размер входного и выходного патрубков предохранительного клапана — это детали механического соединения. Они показывают, можно ли установить клапан на существующий штуцер и трубопровод сброса. Они не доказывают, что клапан имеет достаточную площадь потока или сертифицированную пропускную способность.
На фактическую пропускную способность предохранительного клапана влияет:
площадь сечения
подъем клапана
сертифицированный коэффициент расхода
давление настройки
давление сброса
состояние среды
температура
противодавление
потеря давления на входе
данные о производительности, сертифицированные производителем
основа применимого кода и сертификации
Два предохранительных клапана могут иметь одинаковое присоединение входного патрубка 2 дюйма, но их внутренние площади сечения и сертифицированные производительности могут существенно различаться. Именно поэтому выбор сменного предохранительного клапана только по размеру фланца является распространенной и серьезной ошибкой при закупках.
Типичный пример из практики: сосуд с газом, оснащенный предохранительным клапаном 2″ × 3″. При замене покупатель запросил одинаковые размеры входного и выходного патрубков. Новый клапан подошел к трубопроводу без каких-либо проблем при установке, но сертификат производительности показал меньшую сертифицированную производительность по воздуху, чем требовалось для расчетной нагрузки сброса в случае пожара. Проблема была не в номинальном давлении. Проблема заключалась в том, что сменный клапан имел меньшее эффективное сечение и не мог обеспечить требуемую производительность. Корректировкой стало пересчет требуемой производительности сброса и выбор сертифицированного клапана с подходящей площадью сечения.
Одинаковый размер фланца не всегда означает одинаковую сертифицированную производительность сброса.
Для инженеров-закупщиков это означает, что предложение не должно быть одобрено только потому, что размер присоединения, класс фланца и класс давления выглядят правильно. Необходимо также проверить основу расчета производительности. Сменный клапан следует сравнивать с исходной базой расчета, а не только с внешним видом.
Что такое требуемая производительность сброса?
Требуемая пропускная способность это количество среды, которое должно быть сброшено предохранительным клапаном, чтобы предотвратить превышение допустимого предельного давления защищаемого оборудования во время вероятного сценария повышения давления.
Это значение должно исходить из расчетного случая, а не из каталога клапанов. Поставщик может помочь выбрать клапан после получения данных процесса, но требуемая нагрузка сброса должна основываться на защищаемой системе и определяющем сценарии сброса.
При эксплуатации на объекте самой большой ошибкой при расчете является не всегда формула. Это выбор неправильного сценария сброса давления. Идеально рассчитанный клапан может оказаться неверным, если был упущен определяющий случай.
Требуемая производительность определяется сценарием сброса давления
Предохранительному клапану может потребоваться сброс очень разных расходов в зависимости от причины повышения давления. Нормальный рабочий расход обычно не совпадает с расходом сброса. Заблокированный выход, внешний пожар, разрыв теплообменника или отказ регулятора давления могут привести к гораздо большей нагрузке сброса, чем нормальная работа процесса.
Типичные сценарии сброса давления включают:
Сценарий сброса давления
Почему это меняет требуемую производительность
Заблокированный выход
Поток не имеет выхода, поэтому давление в защищаемом оборудовании может быстро повыситься.
Внешний пожар
Тепловое воздействие может привести к испарению жидкости, расширению газа или повышению внутреннего давления.
Термическое расширение
Заблокированная жидкость может генерировать высокое давление при небольшом увеличении температуры.
Отказ регулирующего клапана
Давление или расход на входе могут превысить расчетные параметры оборудования на выходе.
Отказ регулятора давления
Система с более низким давлением может подвергнуться воздействию более высокого давления на входе.
Разрыв трубки теплообменника
Высоконапорная среда может попасть на сторону низкого давления и вызвать его превышение.
Прорыв газа
Попадание газа в последующую жидкостную или низконапорную систему может привести к увеличению нагрузки на сброс.
Отказ системы подачи или охлаждения
Потеря охлаждения или управления может увеличить парообразование или рост давления.
Различные сценарии сброса могут привести к различным требуемым нагрузкам на сброс.
При проверке сосуда под давлением существующий клапан может показаться приемлемым, поскольку он редко срабатывает во время нормальной эксплуатации. Однако, если при пожаре или при заблокированном выходе требуется большая нагрузка на сброс, чем сертифицированная производительность клапана, клапан имеет недостаточный размер для реальной защитной функции. Именно поэтому требуемая производительность сброса должна быть пересмотрена перед выбором модели клапана.
API 520 Часть I является ключевым стандартным направлением для расчета размеров и выбора устройств сброса давления в нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности. API 521 применяется, когда необходимо рассматривать случай сброса давления на уровне системы сброса и снижения давления, такой как факельная система, система снижения давления пара или общезаводская система сброса.
Что такое сертифицированная пропускная способность?
Сертифицированная пропускная способность это значение производительности, подтвержденное принятой основой сертификации и связанное с конкретной конструкцией устройства сброса давления. Это значение позволяет инженерам, закупщикам, инспекторам и владельцам установок проверить, может ли клапан удовлетворить требуемую нагрузку по сбросу.
Сертифицированная производительность обычно связана с данными производителя, маркировкой на шильдике, сертификатом производительности, кодовым штампом или сертификационными записями. В терминологии National Board, NB-18 предоставляет информацию о сертификации устройств сброса давления, включая сертификаты производителя и сборщика, а также типы сертифицированных устройств по производителям.
С точки зрения покупателя, сертифицированная производительность защищает от простой, но опасной ошибки: покупки клапана, который подходит к трубопроводу, но не имеет достаточной подтвержденной пропускной способности.
Требуемая производительность против номинальной производительности против сертифицированной производительности
Эти термины связаны, но их не следует использовать так, как будто они означают одно и то же.
Term
Значение при проверке расчетов
Требуемая пропускная способность
Расход, который должна сбрасывать защищаемая система при расчетном случае повышения давления.
Расчетная производительность
Значение производительности, определенное на основе инженерных расчетов или преобразования в соответствии с условиями процесса.
Номинальная производительность
Заявленное производителем значение производительности для данной конструкции клапана и условий эксплуатации.
Сертифицированная пропускная способность
Значение производительности, подтвержденное на основании применимого сертификата или стандарта и прослеживаемое до конструкции клапана.
Установленная производительность
Фактическая эффективная производительность с учетом потерь на входе, сопротивления на выходе, противодавления и условий установки.
Сертифицированная Национальным советом производительность определяет ключевые переменные, такие как сертифицированная производительность сброса, фактическая площадь сброса, сертифицированный коэффициент расхода и абсолютное давление сброса. Эти термины показывают, почему значение производительности — это больше, чем маркетинговая цифра; оно связано с геометрией, давлением, средой и основанием для сертификации.
Почему сертифицированная производительность защищает покупателя
Сертифицированная производительность сброса помогает покупателю и инженеру убедиться, что клапан соответствует фактическим требованиям по защите от давления. Это поддерживает:
техническую оценку предложения
проверку производительности перед покупкой
рассмотрение инспекции третьей стороной
одобрение владельцем
проверки при техническом обслуживании и замене
рассмотрение ремонта и повторной сертификации
сравнение между оригинальным и замещающим клапаном
Когда сертифицированная производительность отсутствует, неясна или не соответствует спецификации, выбор должен быть приостановлен для уточнения. Предохранительный клапан не должен быть одобрен только потому, что поставщик утверждает, что он “подходит”, не предоставляя обоснования расчета или сертифицированной производительности.
Ключевые термины, используемые при расчете предохранительных клапанов
Перед рассмотрением листа расчета предохранительного клапана покупатели и инженеры должны понимать основные термины, используемые при расчете производительности и сертификации.
Давление настройки
Давление настройки это давление на входе, при котором предохранительный клапан настроен на начало открытия в заданных условиях испытаний. Оно влияет на момент начала сброса давления клапаном, но не доказывает, что клапан обладает достаточной пропускной способностью.
Клапан может иметь правильное установочное давление, но при этом быть недостаточного размера. Это происходит, когда клапан открывается при правильном давлении, но не может сбросить достаточный поток для контроля события превышения давления.
Давление сброса
Давление сброса это давление, используемое для определения пропускной способности, когда клапан осуществляет сброс. Это не просто нормальное рабочее давление. Оно обычно включает установочное давление плюс допустимое превышение давления, используемое для соответствующей службы и нормативной базы.
Сертифицированный Национальным советом материал пропускной способности определяет абсолютное давление сброса как ключевой термин, используемый при определении пропускной способности. Это одна из причин, по которой данные о размерах должны четко указывать основу давления, а не только установочное давление.
Площадь проходного сечения
Площадь проходного сечения это эффективная площадь потока, через которую происходит сброс среды. Это одно из наиболее важных геометрических значений для определения пропускной способности клапана.
Размер присоединения и площадь проходного сечения – это не одно и то же. Клапан может иметь большое входное присоединение, но меньшую площадь проходного сечения. Другой клапан того же входного размера может иметь большее внутреннее проходное сечение и более высокую сертифицированную пропускную способность.
API 526 часто используется в качестве ориентира для размеров фланцевых стальных клапанов сброса давления и стандартных обозначений проходных сечений. Однако одного обозначения проходного сечения недостаточно для одобрения; сертифицированная пропускная способность по-прежнему должна быть проверена на соответствие требуемой пропускной способности сброса и основе службы.
Коэффициент расхода
Это коэффициент расхода отражает соотношение между теоретическим расходом и фактической производительностью клапана. Он зависит от конструкции клапана, пути потока, подъема и основы сертификации.
Покупатели не должны самостоятельно предполагать коэффициент расхода при утверждении предохранительного клапана. Следует использовать сертифицированные производителем данные или применимый метод, основанный на нормах. Определения производительности, сертифицированные Национальным советом (National Board), включают сертифицированный коэффициент расхода как один из ключевых терминов, используемых при определении производительности.
Противодавление
Противодавление это давление на выходном патрубке клапана. Оно может снизить эффективную производительность или повлиять на стабильность клапана, особенно когда клапан сбрасывает поток в длинную трубу, глушитель, общий коллектор или факельную систему.
Состояние среды в условиях сброса имеет решающее значение. Газ, пар, жидкость и двухфазный поток требуют различных подходов к расчету размеров. Нормальные рабочие условия могут не отражать фактическое условие сброса.
Жидкость может вскипать при падении давления. Газ может содержать капли жидкости. Насыщенный пар может стать перегретым при определенных условиях. Эти изменения влияют на плотность, поведение потока, напорный трубопровод и интерпретацию сертифицированной производительности.
Пошаговый процесс расчета размеров предохранительного клапана
Расчет размеров предохранительного клапана должен следовать четкой последовательности. Модель клапана должна выбираться после того, как будут поняты условия сброса и требуемая производительность, а не до этого.
Шаг 1: Определите защищаемое оборудование
Начните с защищаемого оборудования, а не с каталога клапанов. Подтвердите идентификатор оборудования, тип оборудования, максимальное допустимое рабочее давление, расчетное давление, рабочее давление, расчетную температуру, нормальную рабочую температуру и подключенный источник давления.
Необходимо также заблаговременно определить применимый кодекс. Для котла, сосуда под давлением, резервуара СУГ, компрессорной установки или технологического сосуда могут предъявляться различные требования к защите от избыточного давления. ASME BPVC является распространенной системой кодексов для котлов и сосудов под давлением, но точные требования должны быть подтверждены проектной спецификацией, юрисдикцией и основой проектирования оборудования.
Шаг 2: Определение управляющего случая сброса давления
Перечислите все достоверные сценарии сброса давления и определите, какой из них определяет размер клапана. Во многих системах наибольшая требуемая производительность не связана с нормальным рабочим потоком. Она может быть вызвана воздействием огня, блокировкой выходного патрубка, отказом регулятора, разрывом трубы или потерей охлаждения.
На практике расчет размера предохранительного клапана редко бывает ошибочным из-за того, что кто-то забыл слово “производительность”. Чаще он ошибочен из-за того, что случай сброса давления, состояние среды, температура сброса или противодавление были определены слишком рано и больше не пересматривались.
Шаг 3: Определение требуемой производительности сброса давления
Требуемая производительность сброса давления должна быть указана с единицами измерения и обоснованием. В зависимости от среды производительность может выражаться как:
кг/ч или фунт/ч для массового расхода пара и газа
SCFM или Нм³/ч для стандартного расхода газа
GPM или м³/ч для расхода жидкости
кг/ч или фунт/ч для двухфазного массового расхода, где применимо
В документе по расчету размера клапана должны быть четко показаны основа расчета, сценарий сброса, свойства среды, давление, температура и любые использованные корректирующие коэффициенты.
Шаг 4: Подтверждение давления и температуры сброса давления
Давление сброса и температура сброса должны соответствовать фактическому сценарию перегрузки. Их не следует копировать из условий нормальной эксплуатации без проверки.
Температура влияет на плотность, давление паров, состояние пара, вязкость, выбор материала и пригодность седла. Клапан, рассчитанный на насыщенный пар, может не подходить для перегретого пара без корректировки. Жидкость, которая вскипает во время сброса, может вести себя не как простая жидкость.
Шаг 5: Выбор площади проходного сечения и модели клапана
После определения требуемой производительности и условий сброса, проходное сечение и модель клапана можно выбрать, используя сертифицированные производителем данные по производительности и применимый метод расчета.
Выбор не следует принудительно подгонять под существующую модель со склада, если производительность не проверена. Если требуемая производительность близка к сертифицированной, следует тщательно проверить основу расчета, противодавление и условия установки. Небольшой запас по производительности может быть приемлем в некоторых задокументированных случаях, но он не должен быть результатом упущенных предположений или неполных данных.
Выбранный клапан должен иметь сертифицированную производительность сброса, равную или превышающую требуемую производительность сброса для соответствующей основы обслуживания.
Проверьте, основана ли производительность на воздухе, насыщенном паре, воде или другой среде. Если сертифицированная производительность основана на воздухе, а фактическая среда — технологический газ, может потребоваться инженерный пересчет или подтверждение производителя. Производительность на воздухе не следует слепо считать производительностью для технологического газа.
Шаг 7: Анализ условий установки
Производительность — это не только лабораторные условия. Условия установки могут изменить характеристики клапана. Анализ расчета должен включать:
потеря давления на входе
сопротивление на выходе
возникающее противодавление
наложенное противодавление
давление в напорном коллекторе
шумоглушитель или сопротивление глушителя
одновременные случаи сброса
место сброса
Типичный случай в отрасли возникает после модификации напорного коллектора. Исходный предохранительный клапан мог быть правильно рассчитан, но добавленное сопротивление на выходе увеличивает накопленное противодавление. Клапан может начать вибрировать или не обеспечить ожидаемую установленную производительность. Корректирующим действием является повторная проверка выходной системы, пересчет противодавления и подтверждение того, остается ли исходная сертифицированная производительность действительной при новой установке.
Это типичный пункт инженерной проверки, зависящий от среды, давления, температуры, конструкции клапана, противодавления, установки и применимых требований норм.
Соображения по расчету размеров для парового, газового, жидкостного и двухфазного потоков
Расчет размеров предохранительного клапана должен соответствовать состоянию среды при условиях сброса. Одна и та же модель клапана может вести себя по-разному при работе с паром, газом, жидкостью или в двухфазном режиме. ".
Расчет размеров предохранительного клапана для пара
Работа с паром требует четкого определения давления и температуры. Насыщенный пар и перегретый пар не следует рассматривать одинаково. Пар высокого давления также может потребовать корректирующих коэффициентов в зависимости от применимого стандарта и основания для сертификации.
Сертифицированный Национальным советом материал производительности идентифицирует производительность насыщенного пара в фунтах в час и включает специальные соображения для пара высокого давления и перегретых условий. Для систем с высокотемпературным паром обзор размеров также должен подтверждать материал седла, воздействие пружины, напорный трубопровод и дренаж.
При проверке парового коллектора новый клапан может соответствовать старому размеру входного патрубка и давлению настройки, но все же быть непригодным, если сертифицированная паропроизводительность была рассчитана на другое давление или если фактическое условие сброса — перегретый пар. Для предотвращения этого необходимо совместно проверить состояние пара, температурную базу, сертифицированную производительность и схему сброса.
Расчет производительности газовых предохранительных клапанов включает расчет для сжимаемых сред. Молекулярный вес, температура, сжимаемость, давление настройки, давление сброса и противодавление могут влиять на рассчитанную производительность.
Сертифицированная производительность для воздуха полезна, но ее нельзя напрямую использовать для каждого технологического газа. Состав газа, молекулярный вес, температура и сжимаемость могут потребовать пересчета или подтверждения производителем.
Для технологического газа, содержащего капли жидкости, частицы или коррозионные компоненты, основу расчета производительности следует также пересматривать с учетом типа клапана, состояния уплотнений и ожидаемых условий эксплуатации. Значение производительности полезно только тогда, когда клапан может оставаться стабильным и достаточно чистым, чтобы обеспечить эту производительность в эксплуатации.
При эксплуатации клапанов сброса жидкости необходимо учитывать плотность, вязкость, перепад давления и возможное вскипание. Жидкостные системы могут создавать высокое давление из-за теплового расширения, даже если требуемый расход сброса невелик.
Типичные случаи расчета для жидкостей включают тепловое расширение в заблокированной системе, работу насоса в режиме закрытой задвижки, перелив жидкости, отказ регулирующего клапана и гидравлический скачок давления. Метод расчета должен соответствовать фактическому состоянию жидкости, а не предположениям для газа или пара.
Частая ошибка — считать случай теплового сброса жидкости в заблокированной системе неважным из-за малого расхода. В действительности давление может быстро расти, когда жидкость заперта и нагревается. Клапан может быть небольшим, но основу расчета все равно необходимо документировать.
Двухфазный сброс или сброс с вскипанием
Двухфазный сброс и сброс с вскипанием являются областями расчета с высоким риском. Жидкость может поступать в клапан в жидком состоянии и частично испаряться по мере падения давления. Затем газ и жидкость могут проходить вместе через клапан и напорный трубопровод.
Эта эксплуатация не должна выполняться с простым предположением только для газа или только для жидкости, если это не подтверждено квалифицированным инженерным расчетом. Может потребоваться проверка производителем или специализированный расчет безопасности технологических процессов.
Это типичный пункт инженерной проверки, зависящий от среды, давления, температуры, конструкции клапана, противодавления, установки и применимых требований норм.
Сертифицированная производительность против размера присоединения: распространенная ошибка при закупках
Размер присоединения легко увидеть. Сертифицированную производительность легко упустить из виду. Именно поэтому многие недоразмеренные предохранительные клапаны попадают в закупки по простой заявке на замену.
Следующие предположения небезопасны:
одинаковый размер входа означает одинаковую производительность
одинаковый класс фланца означает одинаковое проходное сечение
одинаковый размер корпуса означает одинаковую сертифицированную производительность
одинаковое давление настройки означает одинаковую защитную способность
одинаковое изображение продукта означает одинаковый внутренний поток
Распространенный случай проверки закупок EPC — это замена PSV, выбранного по размеру входного и выходного фланца. Клапан подходит к трубопроводу, но обозначение проходного сечения и сертифицированная производительность не совпадают с исходной базой проектирования. В ходе технической экспертизы клапан отклоняется, поскольку сертифицированная пропускная способность ниже расчетной нагрузки при пожаре.
Профилактика проста: требуйте от поставщика предоставления сертифицированной производительности, обозначения проходного сечения, давления настройки, основы для расчета производительности и данных таблички перед техническим утверждением.
Данные таблички и сертификата должны соответствовать базе расчета перед утверждением.
Данные таблички и сертификата для проверки перед утверждением
Перед утверждением предохранительного клапана необходимо совместно изучить техническую спецификацию, информацию на шильдике и сертификат производительности. Любые несоответствия должны быть устранены до покупки или установки.
Данные для проверки
Почему это важно
Производитель и модель
Подтверждает конструкцию клапана и прослеживаемость.
Серийный номер
Связывает физический клапан с сертификатом и записями об испытаниях.
Давление настройки
Подтверждает давление, при котором клапан начинает открываться.
Обозначение или площадь прохода
Связывает внутреннюю геометрию потока с производительностью сброса.
Сертифицированная пропускная способность
Подтверждает, что клапан может обеспечить требуемую нагрузку сброса.
Рабочая среда для расчета производительности
Показывает, основана ли производительность на воздухе, паре, воде или другой среде.
Температурная база
Влияет на плотность, состояние пара, вязкость и корректирующие факторы.
Клеймо кода или знак NB
Обеспечивает соответствие требованиям, когда требуется сертификация по коду.
Тип седла
Влияет на ожидаемый уровень утечки и пригодность для эксплуатации.
Протокол испытаний
Подтверждает результаты испытаний на срабатывание, испытаний под давлением и испытаний на герметичность.
Сертификат на материал
Подтверждает совместимость с давлением, температурой и средой.
Административные требования National Board указывают, что аккредитованные организации могут применять символ “NB” к устройствам сертифицированных конструкций. Именно поэтому сертифицированная производительность и маркировка на паспортной табличке должны рассматриваться как элементы утверждения, а не как второстепенные детали.
Типичные ошибки при расчете предохранительных клапанов
Большинство ошибок при расчете возникают не из-за одной цифры. Они происходят из-за неполных предположений, отсутствия сценариев сброса или использования неправильной основы для утверждения производительности. .
Выбор по размеру входного патрубка
Это самая распространенная ошибка при закупках. Клапан с одинаковым входным патрубком может иметь разную площадь проходного сечения, разный подъем тарелки и разную сертифицированную производительность. Всегда проверяйте сертификат производительности и данные проходного сечения.
Использование нормального рабочего расхода вместо расхода при сбросе
Нормальный рабочий расход отличается от аварийного расхода при сбросе. Клапан должен быть рассчитан на доминирующий сценарий избыточного давления, а не на обычный технологический поток.
Игнорирование сценария пожара или заблокированного выходного патрубка
Воздействие внешнего пожара или заблокированный выходной патрубок могут потребовать большей производительности, чем при нормальной эксплуатации. Если эти сценарии вероятны, но игнорируются, клапан может быть недоразмерен, даже если выбранная модель выглядит разумной.
Использование производительности по воздуху напрямую для технологического газа
Сертифицированная производительность по воздуху не равна автоматически производительности по технологическому газу. Молекулярный вес газа, температура, сжимаемость и базовое давление должны быть рассмотрены перед применением значения производительности по воздуху к другому газу.
Игнорирование противодавления при расчете
Противодавление может влиять как на производительность, так и на стабильность работы. Если предохранительный клапан сбрасывает давление в общий коллектор, глушитель, длинную выходную трубу или систему факельной установки, установленная производительность может отличаться от простой лабораторной или каталожной.
Игнорирование двухфазного или парожидкостного потока
Условия двухфазного и парожидкостного потока не следует упрощать до расчета для однофазного газа или жидкости без надлежащей проверки. Это одна из областей, где проверка технологического процесса особенно важна.
Необновление расчета после изменений в процессе
Предохранительный клапан, который был правильно рассчитан в прошлом, может стать некорректным после изменений в процессе. Расчет следует пересматривать при изменениях давления, температуры, состава среды, максимального рабочего давления оборудования (MAWP), производительности, сценария сброса, основы пожарной защиты или системы сброса.
Например, завод может удлинить линию сброса или добавить глушитель в рамках проекта по снижению шума. Корпус клапана и давление настройки могут остаться неизменными, но возрастающее противодавление может увеличиться настолько, что снизит стабильность или доступную установленную производительность. Профилактикой является включение предохранительных устройств в процедуры управления изменениями всякий раз, когда модифицируется система сброса.
Инженерный пример: правильное давление настройки, но недостаточная производительность
Полезным примером инженерной проверки является сосуд под давлением, защищенный предохранительным клапаном с правильным давлением настройки. Клапан прошел проверку на стенде, и давление на заводской табличке соответствовало требованиям проекта. На бумаге это выглядело приемлемым.
Проблема возникла при рассмотрении сценария пожарного сброса. Сертификат производительности показал, что сертифицированная производительность клапана была ниже требуемой нагрузки при пожаре. Клапан мог открыться при правильном давлении, но не мог сбросить достаточный поток для защиты сосуда в соответствии с доминирующим аварийным сценарием.
Основная причина заключалась в решении о замене, основанном на размере присоединения и номинальном давлении. Замененный клапан имел тот же входной и выходной размер, что и старый клапан, но его площадь проходного сечения и сертифицированная производительность были ниже первоначальной проектной базы.
Корректировка заключалась в пересчете сценария сброса, подтверждении требуемой производительности и замене клапана на сертифицированную модель с большим проходным сечением. Профилактикой было требование следующих документов перед утверждением:
основа расчета
требуемая производительность сброса
обозначение или площадь проходного сечения
сертифицированная пропускная способность
сертификат производительности
данные на шильдике
техническая документация производителя
Урок прост: правильное давление срабатывания не гарантирует правильную пропускную способность.
Чек-лист по расчету предохранительных клапанов для инженеров и закупщиков
Следующий чек-лист может быть использован при техническом обзоре, сравнении коммерческих предложений поставщиков или при утверждении заменяющего клапана.
Шаг
Пункт проверки
Подтверждено
1
Идентифицировано защищаемое оборудование
☐
2
Подтверждено максимальное допустимое рабочее давление / расчетное давление
☐
3
Подтверждено давление срабатывания
☐
4
Идентифицирован доминирующий случай сброса давления
☐
5
Рассчитана требуемая пропускная способность
☐
6
Подтверждено состояние среды в условиях сброса давления
☐
7
Подтверждены давление и температура сброса
☐
8
Выбрана площадь проходного сечения или обозначение
Часто задаваемые вопросы о расчете предохранительных клапанов и сертифицированной производительности
Как рассчитать предохранительный клапан?
Чтобы рассчитать предохранительный клапан, определите защищаемое оборудование, задайте управляющий сценарий сброса, рассчитайте требуемую производительность сброса, подтвердите состояние среды, давление сброса и температуру сброса, выберите площадь проходного сечения и модель клапана, а затем убедитесь, что сертифицированная производительность сброса равна или превышает требуемую производительность при заданных условиях.
Что такое сертифицированная пропускная способность?
Сертифицированная пропускная способность — это проверенное значение производительности, присвоенное конструкции предохранительного устройства при соответствующей сертификации или кодексе. Оно используется для подтверждения того, что предохранительный клапан может сбрасывать достаточный поток для защиты оборудования в случае критического режима сброса.
Соответствует ли размер предохранительного клапана размеру присоединения?
Нет. Размер присоединения описывает только механические входные и выходные соединения. Фактическая производительность сброса зависит от площади проходного сечения, подъема клапана, коэффициента расхода, давления настройки, давления сброса, состояния среды и сертифицированной производительности.
Почему предохранительный клапан с правильным давлением настройки может быть недостаточного размера?
Давление настройки определяет только момент начала открытия клапана. Оно не доказывает, что клапан может сбрасывать достаточный поток. Клапан может открываться при правильном давлении, но все равно иметь недостаточную сертифицированную пропускную способность для критического режима сброса.
Могу ли я использовать производительность для воздуха для работы с технологическим газом?
Производительность для воздуха не следует напрямую рассматривать как производительность для технологического газа без проверки. Молекулярный вес технологического газа, температура, сжимаемость, базис давления и применимый метод расчета могут потребовать преобразования или подтверждения производителем.
Какие документы подтверждают производительность предохранительного клапана?
Важные документы включают технический паспорт клапана, данные на шильдике, сертификат производительности, расчетный лист, сертифицированные производителем данные о производительности, информацию о сертификации по кодексу или NB, отчет об испытаниях и запись технического одобрения.
Когда следует повторно пересматривать расчет размера предохранительного клапана?
Расчет размера предохранительного клапана следует пересматривать при изменении рабочего давления, температуры, состава среды, максимального рабочего давления оборудования, сценария сброса, скорости производства, напорного трубопровода, системы сжигания, основы пожарной защиты или требований применимого кодекса.