Как выбрать пружину предохранительного клапана

Выбор номера пружины, устанавливаемой в предохранительных клапанах

12.6.1 Выбор номера и настройка пружины осуществляется перед установкой предохранительного клапана в узел на давление (Рнп), рассчитываемое по формуле:

Как выбрать пружину предохранительного клапана. Смотреть фото Как выбрать пружину предохранительного клапана. Смотреть картинку Как выбрать пружину предохранительного клапана. Картинка про Как выбрать пружину предохранительного клапана. Фото Как выбрать пружину предохранительного клапана(12.16)

12.6.2 Номер пружины предохранительного клапана выбирается по значению давления настройки пружины (Pнп) по каталогам (справочникам) заводов изготовителей. Пружинные предохранительные клапаны, устанавливаемые в одном узле, должны иметь одинаковый номер пружины.

Пример расчета

Определение требуемого количества предохранительных клапанов, устанавливаемых в узле № 1.

Исходные данные:

Схема установки предохранительных клапанов в узле № 1 приведена на рисунке 12.1, исходные данные для расчета числа клапанов приведены в таблице 12.1.

Наименование параметраУсловное обозначениеРазмерностьЧисленное значение
Номер узла предохранительных клапановУзел предохранительных клапанов № 1
Параметры предохранительных клапанов:СППК 4 200-16М
— номинальный диаметрDNмм
— номинальное давлениеPNМПа1,6
— коэффициент расходаa0,53
— диаметр седлаDcмм
— проходная площадь в седлеFмм 215836,8

Окончание таблицы 12.1

Расчет

Для определения расхода через предохранительный клапан (Qкл) необходимо рассчитать давление за предохранительным клапаном (Р2).

1) Определим гидростатическое давление столба жидкости на закрытый предохранительный клапан в трубопроводе сброса по формуле (12.7):

Рст = [0,098· (Z2 – Z1)·ρ]/10 4 = [0,098· (68 – 53)·860]/10 4 = 0,13 МПа

2) Давления за предохранительным клапаном Р2:

Методика расчета гидравлических потерь в трубопроводе сброса см. раздел 5.6.

В первом приближении величина давления за предохранительным клапаном (Р2) в соответствии с таблицей 12.2 составит:

Р’2 = ∑Рпот5-8 + Рст = 0,03 + 0,13= 0,16 МПа

3) Расход через предохранительный клапан в первом приближении определится как:

Как выбрать пружину предохранительного клапана. Смотреть фото Как выбрать пружину предохранительного клапана. Смотреть картинку Как выбрать пружину предохранительного клапана. Картинка про Как выбрать пружину предохранительного клапана. Фото Как выбрать пружину предохранительного клапана1316,3 м 3 /час.

4) Требуемая производительность узла предохранительных клапанов (формула 12.3):

Как выбрать пружину предохранительного клапана. Смотреть фото Как выбрать пружину предохранительного клапана. Смотреть картинку Как выбрать пружину предохранительного клапана. Картинка про Как выбрать пружину предохранительного клапана. Фото Как выбрать пружину предохранительного клапанам 3 /час

5) Предварительное минимальное количество предохранительных клапанов будет соответственно равно:

Как выбрать пружину предохранительного клапана. Смотреть фото Как выбрать пружину предохранительного клапана. Смотреть картинку Как выбрать пружину предохранительного клапана. Картинка про Как выбрать пружину предохранительного клапана. Фото Как выбрать пружину предохранительного клапанашт

С учетом неучтенных потерь напора на участках 1–5 принимается n’пр = 7 шт.

Для уточнения выбранного количества предохранительных клапанов, необходимо рассчитать потери напора в обвязке предохранительных клапанов на участках 1–5 (∑Рпот1-5)
при n = 7 шт. Результаты данного расчета представлены в таблице 12.3.

6) Величина давления за предохранительным клапаном Р2 в соответствии с таблицами 12.2 и 12.3 будет равна:

7) С учетом потерь напора в обвязке предохранительных клапанов, расход через предохранительный клапан определится как:

Как выбрать пружину предохранительного клапана. Смотреть фото Как выбрать пружину предохранительного клапана. Смотреть картинку Как выбрать пружину предохранительного клапана. Картинка про Как выбрать пружину предохранительного клапана. Фото Как выбрать пружину предохранительного клапана

8) Полученное значение Qкл соответствует количеству предохранительных клапанов:

Как выбрать пружину предохранительного клапана. Смотреть фото Как выбрать пружину предохранительного клапана. Смотреть картинку Как выбрать пружину предохранительного клапана. Картинка про Как выбрать пружину предохранительного клапана. Фото Как выбрать пружину предохранительного клапанашт

Полученное значение количества предохранительных клапанов отличается от предварительного минимального количество клапанов, требуется проведение повторного расчета потерь напора в обвязке предохранительных клапанов с учетом установки 8-ми клапанов. Результаты данного расчета представлены в таблице 12.4.

9) Величина давления за предохранительным клапаном Р2 в соответствии с таблицами 12.2 и 12.4:

10) Общие потери давления в трубопроводе сброса от точки 1 до точки 8 (Рпот) в соответствии с таблицами 12.2, 12.4:

11) При этом расход через предохранительный клапан:

Как выбрать пружину предохранительного клапана. Смотреть фото Как выбрать пружину предохранительного клапана. Смотреть картинку Как выбрать пружину предохранительного клапана. Картинка про Как выбрать пружину предохранительного клапана. Фото Как выбрать пружину предохранительного клапанам 3 /час

12) В этом случае необходимое количество предохранительных клапанов

Как выбрать пружину предохранительного клапана. Смотреть фото Как выбрать пружину предохранительного клапана. Смотреть картинку Как выбрать пружину предохранительного клапана. Картинка про Как выбрать пружину предохранительного клапана. Фото Как выбрать пружину предохранительного клапанашт.

Таким образом, в соответствии с представленными расчетами (см. таблицу 12.3 и 12.4) число рабочих предохранительных клапанов должно быть принято равным 8 шт.

13) Общее количество предохранительных клапанов с учетом резерва равно:

N = n + 2 = 8 + 2 = 10 шт.

14) Давление начала открытия предохранительного клапана (Рно):

Рно = Рраб + 0,2 = 0,34 + 0,2 = 0,54 МПа.

15) Давление полного открытия предохранительного клапана:

Рпо = 1,15·Рно = 1,15·0,54 = 0,62 МПа.

Величина давления Рпо удовлетворяет условию Рпо £ Рmax (0,62 0,43 МПа, что больше РРАБ = 0,34 МПа

18) Потери давления в трубопроводе сброса (Рпот) не должны превышать величины:

При подстановке в данное неравенство числовых значений получим

0,07 £ (0,98 – 0,62) или 0,07 £ 0,36 МПа,

что удовлетворяет требованиям по допустимым потерям в трубопроводе сброса.

Исходные данныеРасчетные значения
ПараметрыСкорость движения нефти (формула 5.5), м/секЧисло Re, (формула 5.35)Коэффициент гидравлического сопротивления (см. раздел 5.6)Потери напора (см. раздел 5.6), мПотери давления (формула 5.10), МПа
Участок трубопровода от точки 5 до точки 6 (см. рисунок 12.1)
Трубо-проводДиаметр D=1000 мм Длина L=50 м Расход Qт=1·Qн=9183 м 3 /час=2,55 м 3 /сек3,2480,01630,4390,0037
Отвод 90°Количество – 4 шт.0,51,0750,0091
Участок трубопровода от точки 6 до точки 7 (см. рисунок 12.1)
Трубо-проводДиаметр D=1000 мм Длина L=30 м Расход Qт=1/2·Qн=4592 м3/час=1,28 м3/сек1,6240,01870,0760,0006
Тройник вытяжнойQвх/Qвых=1/2 Dвх/Dвых=1000/1000 Количество – 1 шт4,30,5780,0049
Участок трубопровода от точки 7 до точки 8 (см. рисунок 12.1)
Трубо-проводДиаметр D=704 мм Длина L=30 м Расход Qт=1/2·Qн=4592 м3/час=1,28 м3/сек3,2770,01740,4060,0034
Отвод 90°Количество – 5 шт.0,51,3680,0115
Переходник (конфузор)Dвх/Dвых=1000/704 Количество – 1 шт0,10,0550,0005
ИТОГО: Гидравлические параметры трубопроводов сброса на участке 5 – 85-8 = 4,00 м∑Рпот5-8 = 0,03 МПа
Исходные данныеРасчетные значения
ПараметрыСкорость дви-жения нефти по формуле (5.5), м/секЧисло Re, по формуле (5.35)Коэффициент гидравлического сопротивления (см. раздел 5.6)Потери напора (см. раздел 5.6), мПотери давления по формуле (5.10), МПа
Участок трубопровода от точки 1 до точки 2 (см. рисунок 12.1)
Трубо-проводДиаметр D=313 мм Длина L=2,0 м Расход Qт=1/7·Qн=1312 м3/час=0,36 м3/сек4,7360,02090,1530,0013
Тройник приточныйQвх/Qвых=1/7 Dвх/Dвых=1000/313 Количество – 1 шт2,663,040,0256
ЗадвижкаКоличество – 1 шт.0,20,2280,0019
Участок трубопровода от точки 2 до точки 4 (см. рисунок 12.1)
Переходник (конфузор)Qвх/Qвых=1/7=1312 м 3 /час=0,36 м 3 /сек Dвх/Dвых=313/200 Количество – 1 шт11,60,10,6860,0058

Окончание таблицы 12.3

Участок трубопровода от точки 4 до точки 5 (см. рисунок 12.1)
Трубо-проводДиаметр D=313 мм Длина L=2,0 м Расход Qт=1/7·Qн=1312 м3/час=0,36 м3/сек4,7360,02090,1530,0013
ЗадвижкаКоличество – 1 шт.0,20,2280,0019
Отвод 90°Количество – 1 шт.0,50,5720,0048
Тройник вытяжнойDвх/Dвых=313/1000 Количество – 7 шт1,5440,0130
ИТОГО: Гидравлические параметры трубопроводов сброса на участке 1 – 51-5 = 6,60м∑Рпот1-5 = 0,06МПа
Исходные данныеРасчетные значения
ПараметрыСкорость движения нефти по формуле (5.5), м/секЧисло Re, по формуле (5.35)Коэффициент гидравлического сопротивления (см. раздел 5.6)Потери напора (см. раздел 5.6), мПотери давления по формуле (5.10), МПа
Участок трубопровода от точки 1 до точки 2 (см. рисунок 12.1)
Трубо-проводДиаметр D=313 мм Длина L=2,0 м Расход Qт=1/8·Qн=1148 м3/час=0,32 м3/сек4,1440,02140,1200,0010
Тройник приточный, боковое ответвлениеQвх/Qвых=1/8 Dвх/Dвых=1000/313 Количество – 1 шт2,301,9550,0165
ЗадвижкаКоличество – 1 шт.0,20,1750,0015
Участок трубопровода от точки 2 до точки 4 (см. рисунок 12.1)
Переходник (конфузор)Qвх/Qвых=1/8=1148 м 3 /час=0,32 м 3 /сек Dвх/Dвых=313/200 Количество – 1 шт10,150,10,5250,0044
Участок трубопровода от точки 4 до точки 5 (см. рисунок 12.1)
Трубо-проводДиаметр D=313 мм Длина L=2,0 м Расход Qт=1/8·Qн=1148 м3/час=0,32 м3/сек4,1440,02140,1200,0010
ЗадвижкаКоличество – 1 шт.0,20,1750,0015
Отвод 90°Количество – 1 шт.0,50,4380,0039
Тройник вытяжной (соединение потоков)Dвх/Dвых=313/1000 Количество – 8 шт1,2840,0108
ИТОГО: Гидравлические параметры трубопроводов сброса на участке 1 – 51-5 = 4,80 м∑Рпот1-5 = 0,04 МПа

Как выбрать пружину предохранительного клапана. Смотреть фото Как выбрать пружину предохранительного клапана. Смотреть картинку Как выбрать пружину предохранительного клапана. Картинка про Как выбрать пружину предохранительного клапана. Фото Как выбрать пружину предохранительного клапана

Источник

Для сброса избыточного давления в атмосферу применяются клапаны предохранительные пружинные, которые представляют собой специальную трубопроводную арматуру, обеспечивающую надежную защиту трубопровода от возникновения неполадок и механических повреждений. Устройство отвечает за автоматический сброс избытка жидкостей, пара и газа из сосудов и систем до того момента, пока давление не будет нормализовано.

Предназначение пружинного клапана

Опасное превышения давления в системе возникает в результате внешних и внутренних факторов. К повышению приводит как неправильный сбор тепломеханических схем, вызывающий сбои в функционировании оборудования, попадание тепла в систему от посторонних источников, так и внутрисистемные физические процессы, которые не предусматриваются стандартными условиями эксплуатации, периодически возникающими в системе.

Устройство и принцип работы пружинных клапанов

Клапан состоит из стального корпуса, нижний штуцер которого используется в качестве соединительного элемента между ним и трубопроводом. Если в системе повышается давление, сброс среды происходит через боковой штуцер. Отрегулированная в зависимости от давления в системе пружина обеспечивает прижимание золотника к седлу. Регулировка пружины происходит посредством специальной втулки, которая вкручена в верхнюю крышку, расположенную на корпусе устройства. Размещенный в верхней части колпак предназначен для защиты втулки от разрушения в результате механических воздействий. Наличие специального ушка для пломбировки позволяет предохранить систему от постороннего вмешательства.

Для клапанов, в которых уравновешивающим механизмом выступает пружина, подбирается усилие рабочего органа. Если параметры подобраны правильно, при нормальном состоянии системы золотник, отвечающий за выпуск излишнего давления из трубопровода, должен быть прижат к седлу. Когда рабочие показатели увеличивается до критического уровня в зависимости от типа пружинного устройства золотник отходит вверх на определенную высоту.

Предохранительный пружинный клапан, обеспечивающий своевременный сброс давления, изготавливают из разных материалов:

Классификация и характеристики пружинных клапанов

Клапан предохранительный пружинный выпускается в трех исполнениях:

Известна классификация клапанов исходя из способа их открывания:

Выделяют клапаны открытого и закрытого типа. В случае использования устройства прямого типа при открывании клапана среда сбрасывается прямо в атмосферу. Клапаны закрытого типа остаются полностью герметичными по отношению к окружающей среде, сбрасывая давление в специальный трубопровод.

Преимущества

Выделяют различные виды оборудования, обеспечивающего сброс избыточного давления из системы, но клапаны предохранительные пружинные пользуются популярностью благодаря наличию важных преимуществ:

К минусам предохранительных клапанов относят наличие ограничений в высоте подъема золотника, повышенные требования к качеству изготовления пружины для предохранительных клапанов, которая может выйти из строя при работе в условиях агрессивной среды или постоянном воздействии высоких температур.

Как выбрать пружинный клапан?

При выборе предохранителя стоит основываться на нескольких важных принципах, от учета которых зависит бесперебойная работа системы и возможность выполнения предохранителем необходимых функций:

Нюансы монтажа

Предохранительный клапан пружинного типа устанавливают в любой точке системы, которая подвергается повышенному давлению и находится под угрозой получить механические повреждения. Устройство не требует наличия большого свободного пространства, что является значительным преимуществом по сравнению с другими типами предохранительных устройств.

С целью избежания неполадок в работе перед предохранительным клапаном не следует устанавливать любую запорную арматуру. Для сброса газообразной среды устанавливаются специальные устройства или же сброс происходит непосредственно в атмосферу. Для оповещения персонала вместе с пружинными клапанами монтируют специальный свисток, который размещают на сбросном патрубке. При срабатывании клапана будет поступать сигнал свистка, означающий, что в системе повысилось давление и клапан открылся для сброса среды.

Возможные причины поломок предохранительного клапана

Клапаны предохранительные – это прочные и надежные устройства, обеспечивающие постоянную защиту систем от превышения давления. Прямой или обратный пружинный клапан выходят из строя по нескольким причинам:

С целью избегания аварий и неисправностей в функционировании систем предохранительные клапаны проходят периодические проверки на наличие неполадок. Клапаны тестируют на прочность и плотность перед введением в эксплуатацию. Также периодические проверки проводятся с целью определения герметичности уплотнительных поверхностей и сальниковых соединений.

При правильном выборе предохранительных устройств с учетом параметров системы, проведении периодических проверок и своевременном устранении неисправностей предохранительные пружинные клапаны обеспечат надежное функционирование системы и безотказную защиту от превышения давления на протяжении длительного времени.

Источник

Клапаны предохранительные. Выбор, установка и расчет

Руководящий документ распространяется на клапаны предохранительные для сосудов и аппаратов, трубопроводов, предназначенных для работы в нефтяной и газовой промышленности. Руководящий документ устанавливает требования к выбору, установке и расчету предохранительных клапанов

Выбор, установка и расчет

Выбор, установка и расчет

Дата введения 01 .09.93

Руководящий документ распространяется на клапаны предохранительные для сосудов и аппаратов (в дальнейшем сосудов), трубопроводов, предназначенных для работы в нефтяной и газовой промышленности.

Руководящий документ устанавливает требования к выбору, установке и расчету предохранительных клапанов.

Руководящий документ разработан с учетом требований « Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением », утвержденных Госгортехнадзором СССР 27.11.87 г., ГОСТ 12.2.085-82 «Сосуды, работающие под давлением. Клапаны предохранительные», ГОСТ 14249-89 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность».

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Предохранительные клапаны предназначены для защиты сосудов и трубопроводов от аварийного повышения давления сверх допустимой величины.

1.2. Защите предохранительными клапанами подлежат сосуды и трубопроводы, в которых возможно повышение давления от питающего источника, от химической реакции, от обогрева подогревателя, от солнечной радиации, в случае возникновения пожара рядом с сосудом или трубопроводом.

1.3. Предохранительные клапаны не могут быть использованы для регулирования давления в сосудах или в группе сосудов.

2. РАБОЧЕЕ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ, РАСЧЕТНОЕ, РАЗРЕШЁННОЕ ДАВЛЕНИЕ, ДАВЛЕНИЕ НАСТРОЙКИ И ДАВЛЕНИЕ ПОЛНОГО ОТКРЫТИЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО КЛАПАНА

2.1. В настоящем руководящем документе принята следующая терминология давлений:

*) Под нормальным протеканием рабочего процесса следует понимать условия (давление, температуру и др.), при сочетании которых обеспечивается безопасная работа сосуда.

2.2.1. Для сосудов с технологическим давлением ниже или равным 0,05 МПа принимается равным 0,06 МПа.

2.2.2. Для сосудов с технологическим давлением от 0,05 до 0,07 МПа включительно принимается равным 0,1 МПа.

В технически обоснованных случаях рабочее давление для этих сред может быть увеличено согласно действующим отраслевым нормам, что оговаривается при осуществлении разработки техдокументации или освидетельствования сосуда.

2.2.5. Для сосудов, предназначенных для применения в холодильных установках, рабочее давление во всех случаях должно приниматься:

Для смеси углеводородов С3, С4, С5 рабочее давление следует принимать равным упругости паров с учетом состава смеси. Если разница между упругостью паров и технологическим давлением меньше указанной в п. 2.2.3, то рабочее давление следует принимать в соответствии с п. 2.2.3.

2.3. Рабочее давление для сосудов, работающих под вакуумом, принимается по максимальному вакууму.

2.6. Давление полного открытия для клапанов, приведенных в табл. 1 приложения, должно быть не выше:

2.6.1. При рабочем давлении от 0,06 до 0,3 МПа

2.6.2. При рабочем давлении от 0,3 до 6,0 МПа

2.6.3. При рабочем давлении свыше 6,0 МПа

2.7. Расчетное давление Рр определяется следующим образом:

2.7.1. При рабочем давлении от 0,06 до 0,3 МПа

2.7.2. При рабочем давлении от 0,3 до 6,0 МПа

2.7.3. При рабочем давлении свыше 6,0 МПа

3. ВЫБОР ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ

3.2. Для пожаровзрывоопасных веществ и веществ 1 и 2 классов опасности по ГОСТ 12.1.007-76 следует предусматривать систему предохранительных клапанов, состоящую из рабочего и резервного клапанов, независимо от сроков ревизии предохранительных клапанов.

В технически обоснованных случаях допускается установка группы рабочих и резервных клапанов, при этом количество клапанов в группе должно быть минимальным и рассматривается индивидуально в каждом конкретном случае.

Резервный предохранительный клапан должен быть в исправном состоянии, готовым к немедленному включению.

3.4. Для защиты сосудов и трубопроводов следует применять пружинные и импульсные предохранительные клапаны.

Площади проходных сечений седел пружинных предохранительных клапанов приведены в приложении,

4. УСТАНОВКА И ОБВЯЗКА ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ

4. 1. Предохранительные клапаны должны быть размещены в местах, доступных для их обслуживания, монтажа и демонтажа.

4.4. На аппаратах колонного типа с большим числом тарелок (40 и более), при возможности резкого увеличения их сопротивления за счет нарушения технологического режима, что может привести к значительной разности между давлениями в кубовой и верхней частях аппарата, предохранительные клапаны следует устанавливать в кубовой части колонны (в зоне паровой фазы куба) согласно черт. 3.

4.5. В ректификационных аппаратах с выносными кипятильниками предохранительные клапаны должны устанавливаться преимущественно на колоннах.

В аппаратах с отключаемыми от колонны рабочими и резервными кипятильниками предохранительные клапаны должны устанавливаться также и на кипятильниках.

4.6. Если предохранительный клапан по конструктивным соображениям нельзя разместить на верхнем днище колонны, то допускается устанавливать его на шлемовой трубе (при условии соблюдения требований, изложенных в пунктах 4.1 и 4.3 настоящего стандарта).

4.7. Предохранительные клапаны должны устанавливаться на патрубках или трубопроводах, непосредственно присоединенных к сосуду.

Присоединительные трубопроводы предохранительных клапанов должны быть защищены от замерзания в них рабочей среды.

При установке на одном патрубке (трубопроводе) нескольких предохранительных клапанов площадь поперечного сечения патрубка (трубопровода) должна быть не менее 1,25 суммарной площади сечения клапанов, установленных на нем (черт. 4).

При определении сечения присоединительных трубопроводов длиной более 1000 мм необходимо также учитывать величину их сопротивлений.

Величина падения давления перед клапаном в подводящем трубопроводе при максимальной пропускной способности не должна превышать 3 % от Рн.

Отбор рабочей среды из патрубков (и на участках присоединительных трубопроводов от сосуда до клапанов), на которых установлены предохранительные клапаны, не допускается.

4.8. Если разрешенное давление сосуда равно или больше давления питающего источника и в сосуде исключена возможность повышения давления от химической реакции или обогрева, то установка на нем предохранительного клапана и манометра не обязательна.

4.9. Если разрешенное давление сосуда, полностью заполненного жидкостью, равно или больше давления питающего источника, то установка предохранительного устройства на нем обязательна в случае возможности повышения давления за счет теплового расширения жидкости от солнечной радиации.

4.10. Сосуд, рассчитанный на давление меньше давления питающего его источника, должен иметь на подводящем трубопроводе автоматическое редуцирующее устройство с манометром и предохранительным клапаном, установленными на стороне меньшего давления после редуцирующего устройства.

В случае установки обводной линии (байпаса) она также должна быть оснащена редуцирующим устройством.

4.11. Для группы сосудов, работающих при одном и том же давлении, допускается установка одного редуцирующего устройства с манометром и предохранительным клапаном на общем подводящем трубопроводе до первого ответвления к одному из сосудов.

В этом случае установка предохранительных клапанов на самих сосудах не обязательна, если в них исключена возможность повышения давления.

4.12. В случае, когда автоматическое редуцирующее устройство вследствие физических свойств рабочей среды не может надежно работать, допускается установка регулятора расхода. При этом должна предусматриваться защита от повышения давления.

4.13. Установочное положение предохранительных клапанов должно соответствовать указаниям документации на соответствующие клапаны.

4.14. Диаметр штуцера, предназначенного для установки предохранительного клапана, должен быть не менее диаметра входного патрубка предохранительного клапана.

4.15. Установка арматуры между сосудом и предохранительным клапаном, а также за предохранительным клапаном, не допускается, за исключением случаев, предусмотренных п. 3.3.

4.16. Конструкция пружинного клапана должна предусматривать устройство для проверки исправности действия клапана в рабочем состоянии путем принудительного открывания его во время работы.

Допускается установка предохранит ельных клапанов без приспособления для принудительного открывания, если последнее нежелательно по свойствам среды (взрывоопасная, горючая, а также вещества 1 и 2 классов опасности) или по условиям технологического процесса. В этом случае проверка срабатывания клапанов должна осуществляться на стендах. Периодичность этой проверки устанавливается главным инженером предприятия, исходя из обеспечения надежности срабатывания клапанов между их проверками.

4.17. Сбросы газов и паров от предохранительных клапанов, установленных на сосудах с пожаровзрывоопасными средами, где при сбросах возможен унос жидкости, следует направлять в закрытую систему (сепаратор, дренажную емкость и т.п.) и далее на факел.

Если унос жидкости с парами или газами исключается, то сбросы от предохранительных клапанов следует направлять на факел.

4.18. Запрещается направлять в факельную систему:

— продукты, склонные к самовозгоранию;

— продукты, склонные к разложению с выделением тепла;

— продукты, способные вступать в реакцию с другими веществами, которые могут направляться в факельную систему;

— продукты, содержащие кислые или щелочные агрессивные примеси.

4.19. Во всех случаях, когда это возможно по условиям технологического процесса, сбросы от предохранительных клапанов, установленных на сосудах с пожаровзрывоопасными средами, рекомендуется направлять в сосуды этой же системы, но работающие под меньшим рабочим давлением и снабженные предохранительными клапанами.

4.20. Сброс газов и паров от предохранительных клапанов, установленных на складских емкостях товарно-сырьевых и промежуточных складов для хранения сжиженных углеводородных газов (СУГ) и ЛВЖ под давлением, направлять на факельную систему установки или отдельную факельную систему.

При этом на складских емкостях должны быть установлены рабочие и резервные клапаны.

4.21. Трубопроводы большой протяженности (например, на эстакадах материалопроводов), полностью заполненные СУГ с температурой перекачиваемой среды ниже 50 °С, имеющие отключающую арматуру на концевых участках, в которых возможно превышение давления за счет теплового расширения находящейся в них жидкости от солнечной радиации или обогрева, должны быть защищены перепускными клапанами. Трубопроводы с горючими жидкостями и ЛВЖ подлежат такой защите только при наличии на них обогревающих спутников.

Сбросы от перепускных предохранительных клапанов, как правило, следует направлять в жидкостной трубопровод этой же системы, связанный с емкостным аппаратом, имеющим паровую фазу над жидкостью.

4.22. Непосредственно в атмосферу следует направлять сбросы газов и паров от предохранительных клапанов, установленных на сосудах и аппаратах с невзрывоопасными и невредными веществами (сжатый воздух, инертный газ, водяной пар и т.п.)

4.23. При направлении выбросов в атмосферу допускается установка между сосудом (аппаратом) и предохранительными клапанами трехходового переключающего крана или вентиля при обязательном условии, что переключающий кран или вентиль монтируется на штуцере или трубопроводе, соединяющем сосуд с двумя предохранительными клапанами, и что при любом положении пробки крана или золотника вентиля с сосудом будут соединены оба или один из двух предохранительных клапанов.

4.24. В обоснованных случаях, при проектировании и технической невозможности выполнения требований по сбросу в закрытую систему или факельную систему, допускается выполнять эти сбросы на «свечу» в атмосферу.

4.25. Допускается сброс от предохранительных клапанов легких (плотностью менее 0,8 по воздуху) углеводородных газов, не содержащих сероводород, с температурой ниже минус 30 °С направлять непосредственно в атмосферу.

4.26. Сбросные трубы в атмосферу от предохранительных клапанов с пожароопасными веществами и веществами 1 и 2 кл ассов опасности по ГОСТ 12.1.007-76 должны выводиться на высоту, определяемую расчетом на рассеивание выбросов, но не менее 5 м от наиболее высокой точки здания или обслуживающих площадок аппаратов наружной установки и размещаться по периметру в безопасном месте на максимально возможном расстоянии от воздухозаборных труб вентсистем, 30 м от вспомогательных помещений, а также с учетом ветров преимущественного направления, и должны находиться в зоне грозозащиты.

4.27. Сбросные трубы от предохранительных клапанов, установленные на водяном паре, сжатом воздухе, азоте, допускается располагать на любой высоте, обеспечивающей безопасность обслуживающего персонала.

4.28. Сбросы жидкостей от предохранительных клапанов, установленных на жидкостных трубопроводах или сосудах, полностью заполненных жидкостью, рекомендуется направлять в сосуды той же системы, но работающие под меньшими рабочими давлениями и снабженные предохранительными клапанами, установленными на этих сосудах в зоне паровой (газовой) фазы.

4.29. Диаметр сбросного трубопровода после предохранительного клапана должен быть не менее выходного патрубка клапана.

В случае объединения сбросных труб от нескольких предохранительных клапанов, установленных на одном сосуде (аппарате) и рассчитанных на одновременную параллельную работу, площадь сечения сбросного коллектора должна приниматься не менее суммы площадей выходных патрубков этих клапанов, т.е.

4.30. Сбросные трубы от рабочих предохранительных клапанов, установленных на аппаратах с нейтральными средами, не допускается объединять с выхлопными трубами от предохранительных клапанов, установленных на системах, содержащих вредные вещества или вещества, образующие реакционные смеси.

4.31. При разработке сбросных трубопроводов от предохранительных клапанов следует учитывать, что:

— при сбросах в атмосферу через стояки сопротивление сбросного трубопровода должно быть минимальным и, во всяком случае, не превышать 5 % от давления настройки клапана. При этом расчет следует производить по максимальному выбросу от одного предохранительного клапана или группы клапанов, если они установлены на одном аппарате;

— при сбросах в закрытую систему давление в сбросном трубопроводе должно быть практически постоянным; колебание давления в аппарате, куда направляется сброс, допускается в пределах минус 10 % плюс 5 % от давления в закрытой системе.

4.32. Сбросные трубы от каждого предохранительного клапана до коллектора, к которому они подключаются, при необходимости, должны быть теплоизолированы и обогреты, чтобы избежать конденсации, кристаллизации, застывания и забивания проходного сечения в зависимости от химического состава, физических свойств и температуры сбрасываемого продукта.

Стояки, отводящие сбросы от предохранительных клапанов в атмосферу, также при необходимости должны обогреваться и теплоизолироваться.

4.33. В целях предотвращения замерзания влаги, конструкция выхлопного стояка от предохранительных клапанов в атмосферу должна исключать возможность попадания в него атмосферных осадков и воздействия реактивных сил при срабатывании клапана.

Врезку сбросных трубопроводов от предохранительных клапанов в коллектор следует предусматривать сверху.

Гидравлические мешки на этих трубопроводах не допускаются.

4.34. Крепления подводящих и отводящих трубопроводов предохранительных клапанов должны быть рассчитаны с учетом статических нагрузок и динамических воздействий, возникающих при срабатывании предохранительного клапана.

5. РАСЧЕТ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ

5.1. Задачей расчета предохранительных клапанов является определение пропускной способности, типа и количества клапанов, подбор пружины к ним, динамических усилий, возникающих при срабатывании предохранительного клапана.

5.2. Необходимыми исходными данными для расчета предохранительных клапанов при выполнении проектов отдельных аппаратов являются:

— место установки предохранительного клапана;

— избыточное технологическое давление в сосуде или трубопроводе, P т, МПа;

— расчетное давление, Рр, МПа;

— фазовое состояние среды;

— состав среды, сбрасываемой через клапан, % мол. или % мас.

5.4. Требуемая пропускная способность предохранительного клапана определяется из следующих условий:

(в случае наличия на подаче питания подогревателя с регулированием температуры питания на выходе или в случае отсутствия подогревателя на подаче питания)

(в случае наличия на подаче питания подогревателя без регулирования температуры питания или в случае использования в качестве подогревателя трубчатой печи);

Расчет предохранительных клапанов «на пожар» производится при условии полного отключения аппарата и прекращения подачи в него предусмотренного технологическим процессом продукта.

Подземные емкости и теплообменные аппараты на пожар не рассчитываются.

Для сосудов, полностью заполненных жидкой фазой или содержащих жидкую и паровую фазу, количество выбросов через предохранительный клапан определяется по формуле:

Смоченная поверхность F сп. аппарата определяется при максимальном уровне заполнения аппарата.

Для ректификационных колонн смоченная поверхность определяется при максимальном уровне жидкости в кубе и жидкости на тарелках.

Для сосудов, содержащих газовую (паровую) фазу, пропускная способность предохранительного клапана определяется по формуле:

При расчетах принимается:

K п для изолированных = 3 Вт/м 2 ∙ К;

K п для неизолированных = 12 Вт/м 2 ∙ К.

5.5. Площадь проходного сечения предохранительного клапана следует рассчитывать по формуле:

Коэффициент расхода предохранительных клапанов для газообразных сред (α1) или жидких сред (α2) принимается в соответствии с техническими условиями на клапаны.

Для аппаратов при запасе от переполнения жидкости менее 5 мин. площадь проходного сечения определяется по сумме сечений для сброса раздельно газов и жидкости.

Для аппаратов при запасе от переполнения жидкости более 5 мин. площадь проходного сечения определяется по сечению сброса газа.

5.6. Количество предохранительных клапанов определяется по формуле:

Если число n получается равным или меньше единицы, то следует остановиться на выбранном диаметре клапана.

Если число n получается больше единицы, то следует принять клапан с большим диаметром или, если это невозможно, установить несколько предохранительных клапанов.

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Обозначение:РД 51-0220570-2-93
Название рус.:Клапаны предохранительные. Выбор, установка и расчет
Статус:действует
Дата актуализации текста:05.05.2017
Дата добавления в базу:01.09.2013
Дата введения в действие:01.09.1993
Ссылки для скачивания: