减压阀:定义,类型,工作,位置,调整,代码和标准(PDF)

压力泄压阀用于从过压局期间从系统释放过量压力,从而避免灾难性的故障。因此,减压阀是一个重要的过程安全装置,广泛用于化学,石化,电力和石油和天然气行业。减压阀(PRV)设计为在预定的设定压力下打开。 因此,只要系统压力超过设定压力,PRV弹出并释放过压,并且当移除过量的压力时,PRV再次关闭。在系统中安装压力阀的主要优点是:

  • 它们排出流体以保护系统免受过压。
  • 当系统压力恢复到可接受时,它们重新倾斜并防止流体丢失。
  • PRV系统的安装可最大限度地减少对系统组件的损坏。
  • 它们是可靠和多才多艺的

什么是救济活动?

救济事件是预防效率或性能的强制事件,并增加成本但考虑到运营厂的安全性必须满足。潜在的浮雕事件的例子是

  • 外部火灾
  • 从高压源流出
  • 来自相关设备/外部源的热量
  • 泵和压缩机或其他设备故障。
  • 冷却介质失效
  • 环境热转印
  • 控制系统失败
  • 管道和浪涌的液体膨胀
  • 堵塞,气体吹口
  • 冷凝器系统的失效
  • 化学反应
  • 操作错误
  • 封闭的网点
  • 挥发性液的入口

潜在的国防部 反对救济活动

采取行动上述潜在救济事件,遵循以下防御方法。

  • 本质上安全设计
  • 低压过程
  • 被动控制
  • 过度资格的过程设备
  • 主动控制
  • 安装救济系统

什么是救济系统?

A relief system 是一种紧急系统,用于通过在异常情况下减少压力或放电气体来保护浮雕事件期间的植物。救济系统包括

  • 浮雕装置,和
  • 相关的线条和工艺设备安全地处理喷射材料

为什么要使用救济系统?

在运营设备中安装救济系统是一个必须从过程和技术安全点

  • 固有的安全设计根本无法消除每个压力危险
  • 被动设计可能非常昂贵和繁琐
  • 救济系统工作!

释放系统设计的代码要求

一般代码要求包括:

  • Asme锅炉&压力容器代码
  • ASME B31.3 /石油炼油厂管道
  • ASME B16.5 /法兰& Flanged Fittings

缓解压力不得超过MAWP(积累)超过:

  • 燃烧和未用蒸汽锅炉3%
  • 10%的船舶配有单个压力释放装置
  • 16%的船舶,配有多个压力释放装置
  • 火灾应急的21%

定位减压阀

减压阀的位置由工艺工程师决定。他们提到了p的PRV要求&ID。以下是需要浮雕设备的普遍指导方针,尽管可能在任何过程中都有其他特殊情况。

  • 所有船只
  • 封闭在暴露于热量的冷却液体线的部分中
  • 正排量泵,压缩机和涡轮机排出侧面
  • 船蒸汽夹克
  • 低压储罐需要真空和减压装置,因为坦克通常不设计用于全真空。
  • 无论何处正式危险识别程序,如危险和可操作性(HAZOP),过程危险分析(PHA)都表示
  • 由于过程控制故障而导致过压的管道系统。

压力释放阀的类型

传统的压力泄压阀分为以下三组:

  • 浮雕阀门
    • 可调节的
    • 电子的
  • 安全阀门
    • 低升力
    • 高电梯
    • 全升力
  • 安全浮雕阀
    • 传统的弹簧安全阀门
    • 试点操作浮雕阀
    • 平衡波纹管式浮雕阀
    • 动力启动
    • 温度和压力驱动阀

上述减压阀类型以图1中的图形形式产生。在下面的图1

压力释放阀的类型
图1:压力释放阀的类型

浮雕阀门 逐渐打开和逐渐打开和关闭弹簧。它们由上游压力驱动,适用于不可压缩的流体。可调节的释放阀允许通过出口调节压力设置。电子浮雕阀门提供零泄漏,电控是监控和调节系统压力。

另一方面, 安全阀 用于可压缩流体(气体和蒸气),其特征在于开启和关闭的快速作用。安全阀广泛用于蒸汽厂,用于锅炉过压保护。根据弹出窗口期间的旅行或升力,它们分为三组。低升力安全阀具有小容量和阀门提升1/24TH. 孔径。高升降机安全阀旅行1/12TH. 孔径。虽然全升降机安全阀至少出行1/4TH. 钻孔直径,最适合蒸汽服务。

安全 根据应用,浮雕阀可用于气体或液体服务。它们具有快速或逐渐开放的特征。

传统的减压阀

装载弹簧的常规减压阀最适合不存在过压力的应用。背压直接影响这些PRV的操作特性。参见图2,表示具有其基本元件的传统安全释放阀。

传统型减压阀
图2:常规型减压阀

传统的减压阀有三个基本部件

  • 入口喷嘴连接到需要保护的系统。
  • 用于流体流量控制的可移动磁盘,和
  • 用于控制磁盘位置的弹簧。

在设计传统的减压阀时,考虑座椅泄漏作为泄漏装置,可以损坏系统流体和阀座表面的连续损失。根据座椅材料,常规的减压阀分类为以下两种类型:

  • 金属阀门,和
  • 阀座

凡好&常规减压阀的缺点

优点

  • 如果大小正确和操作,则最可靠的类型
  • 多功能 - 可用于许多服务

缺点

  • 缓解受背压影响的压力
  • 如果建筑背压太高,易于颤抖

平衡波纹管式减压阀

为了减少背压的影响,开发了弹簧加载的平衡波纹管压力阀(图3)。 PRV设计包括一个偏离背压效果的圆点。波纹管将弹簧,阀罩和引导表面与工艺流体直接接触。

通常,当背压是可变的并且超过设定压力的10%时,使用平衡波纹管型减压阀。

平衡轰击型减压阀
图3:Bonnet Bellow类型PRV

凡好&符合Bland Bellows型压力浮雕阀的缺点

优点

  • 缓解不受背压的压力
  • 可以处理更高的建立背压
  • 保护弹簧免受腐蚀
  • 具有良好的温度和化学性质

缺点

  • 波纹管易受疲劳/破裂的影响
  • 可以将易燃物/口语释放到大气中
  • 需要单独的通风系统

有两种类型的平衡波纹管安全浮雕阀门:

  • 平衡波纹管
  • 平衡波纹管与辅助平衡活塞

试验型压力释放阀

试验阀是一种减压阀,其中自动辅助压力释放控制压力缓解。释放阀的开口或关闭由流动介质的压力控制。飞行员用于感测过程压力并加压或排出圆顶压力室,控制阀门打开或关闭。三个主要部件包括试验型压力阀(图4)

  • 主阀,
  • 浮动,不平衡的活塞组件,和
  • 外部飞行员。
试验型减压阀
图4:试验型压力阀

主阀不平衡移动室的顶侧上的压力由飞行员控制。通常,弹性座椅附接到下端。

试验型压力阀的优点

试点运行安全释放阀的主要优点是:

  • 设定压力不受阀门背压的影响。
  • 由于系统操作压力决定了释放阀的开口,因此系统可以在最大工作压力下操作。
  • 与其他类型相比的经济性。
  • 少的喋喋不休的敏感性。

可以根据以下所示的各种参数进行先导式减压阀,如下所示:

  • 取决于移动成员的类型
    • 活塞式。
    • 膜片型。
  • 基于飞行员的类型
    • 一个流行动作的飞行员
    • 调制 - 动作飞行员
  • 基于飞行员的流动
    • 流动的飞行员。
    • 非流动式飞行员

功率驱动减压阀

动力驱动的压力泄压阀(图5)由需要外部电源的装置控制。电源等能源,电力或蒸汽等压力阀的打开和关闭。它们主要用于强制流动蒸汽发生器,没有固定的蒸汽或水线和核电厂。

温度压力致动压力释放阀

温度和压力致动的压力泄压阀(也称为T.&P安全浮雕阀门 - 图。 5)通过释放阀的入口侧的温度或压力致动。阀门由两个主要控制元件,弹簧和热探针组成。它们提供双重目的。

  • 预防温度上升以上指定和
  • 预防上升超过指定值的过压。

它们主要用于携带热流体的船舶,罐和加热器。

电源和温度驱动安全释放阀
图5:功率和温度致动安全释放阀

真空浮雕阀

真空释放阀设计成通过允许流体来防止过度内部真空。一旦恢复正常情况,它们会重新旋转并防止进一步的流体流动。

何时使用弹簧操作的减压阀

  • 失去全部内容是不可接受的
    • 正常沸点高于液体
    • 毒性流体
  • 需要避免失败
  • 快速恢复正常操作
  • 承受过程压力变化,包括真空

减压阀配件

许多减压阀配件帮助阀门在其运营中实现预期用途。他们是:

  • 测试Gags在静水测试期间保持安全阀关闭。
  • 提升机构抬起阀门盘。有三种类型
    • 普通杠杆,
    • 包装杠杆,和
    • 空气升降装置。
  • 除了螺纹帽外,螺栓帽可用于标准压力释放阀。
  • 用于远程指示PRV开度的阀门位置指示灯

高压阀门的工作

对于弹簧加压泄压阀,弹簧力将盘保持在位置保持阀门处于关闭位置。当线的压力超过设定压力时,盘开始提升,使流体流过出口并释放压力。随着入口压力的进一步增加,磁盘进一步提升。当磁盘行进到其设计值时,阀门完全打开,释放系统压力。
一旦系统内部的过压下降到弹簧力下方,弹簧就会向圆盘推回盘以关闭阀门,以防止进一步释放流体。

对于导频减压阀,入口压力涉及一种用于活塞顶部的小安全阀。由于活塞的顶部区域设计大于流体接触下的底部区域,因此顶部的压力较高,其推动活塞关闭浮雕阀。当入口压力高于设定压力时,净向上的力作用在活塞上,迫使活塞弹出并释放压力。

减压阀的守则和标准

减压阀受代码和标准的管辖。使用最广泛的减压阀码和标准是:

  • ASME BPVC(秒I,SEC III,SEC IV和SEC VIII)
  • ISO 4126.
  • API 520.
  • API 521.
  • API 526.
  • API 527.
  • PED 97/23 / EC
  • EN4126
  • JIS B 8210(日本)
  • KS B 6216(韩国)
  • SAA为1271(澳大利亚)

浮雕阀门 - 压力术语

让我们了解一些额外的基本术语,这些基本术语与浮雕阀门有关。

设定压力 是释放阀开始打开的压力。它通常与设计压力相同,并在阀入口处测量。对于弹簧操作的浮雕阀少量泄漏(煨)以设定压力的92-95%开始

过度压力 是压力释放装置的设定压力的压力增加,在放电期间,通常表示为设定压力的百分比(通常超压,设定压力+ 10%)释放阀实现其在过压下的完全放电容量

积累 通过保护压力泄压阀放电期间设备的DP / MAWP的压力增加,并且通常表示为DP / MAWP的百分比。

通常,术语积累和超压之间存在混淆。当我们说'积累'时,这意味着我们正在谈论船只,当我们说'超压'时,我们正在谈论减压阀

排污 是阀重置的设定压力和压力之间的压力差。它通常表示为设定压力的百分比,是指在阀重置之前需要压力的压力。

重新安装压力 是阀门完全关闭的压力。

冷差动测试压力 是阀门被调节到测试台上打开的压力,并包含叠加的背压和工作温度的影响

减压阀尺寸

正确尺寸的释放阀是至关重要的。如果泄压阀尺寸不尺寸,则可能无法缓解足够量的流体以防止压力积聚。因此可能导致高压。如果释放装置超大,则在操作期间释放阀可能变得不稳定。

减压阀的尺寸由过程团队基于管理码和标准来完成。最广泛应用的压力阀尺寸为API 520.影响PRV尺寸和选择的参数

  • 设定释放阀的压力
  • 工艺设计温度和压力
  • 入口和出口管道的尺寸
  • 压力浮雕阀出口的背压
  • 流体服务
  • 浮雕阀的所需容量
  • 流动条件(液体流动,气流(临界和亚临界),蒸汽流动和两相流)

减压阀的尺寸是一种复杂的方法,需要如下所列的多步骤:

  • 定义受保护的系统
  • 定位浮雕阀
  • 定义过压条件
  • 选择浮雕设备
  • 获取浮雕阀尺寸的数据
  • 确定流动条件类型

上述步骤可以以流程图的形式容易地示出,如图2所示。6。

减压阀尺寸流程图
图6:减压阀尺寸流程图

大多数主要的压力浮雕阀制造商提供了具有无限功能的尺寸软件,可接受流体性能的广泛变化,并决定右压阀。有些典型的减压阀尺寸软件开发:

  • 安德森格林伍德克罗斯比
  • PRV2Size软件艾默生自动化解决方案
  • PRV2Size软件PentAir软件
  • valvestar.® 通过Leser安全阀
  • Sizimaster - Farris的救济系统尺寸软件
  • valvio由寄生
  • 流体流动

在没有减压阀尺寸软件或制造商的标准表的情况下,可以使用以下等式手动计算有效的孔口区域:

减压阀尺寸方程式
图7:减压阀尺寸方程

获得有效面积后,选自标准压力浮雕阀门孔口指定(尺寸)选自下表:

压力阀门标准孔口指定
图8:压力泄压阀的标准孔口指定

压力浮雕阀符号

压力泄压阀由特殊符号指定,如下所示:

压力浮雕阀符号
图9:压力浮雕阀符号

图9还提供P&典型压力安全阀的ID表示。在p中清楚地提及设定压力和孔口指定&ID,以及压力浮雕阀的标识符和符号。

救济阀喋喋不休在 g

抖动是低流量率的减压阀的快速打开和关闭。在正常过程条件下,血管压力低于释放阀的设定压力。压力增加并超过阀门打开的释放阀组压力。一旦阀门打开,就会有流量导致容器和阀之间的压降。如果该压降足够大,则安全阀处的压力可能足够低,使得释放阀关闭。流动停止,释放阀处的压力增加回到血管压力,因为没有流量以引起压降,并且释放阀再次打开。

  • 弹簧释放装置需要25-30%的最大流量容量,以将阀座保持在打开位置
  • 较低流量导致抖动,由阀盘的快速打开和关闭引起
  • 这可能导致设备的破坏和危险情况

喋喋不休 - 主要原因

阀门问题

  • 超大阀门
  • 阀门处理广泛的速率
  • 救济系统问题
    • 过度的入口压降
    • 过度建立背压

超大阀将在设定压力下部分提升&然后重新座位导致盘的“喋喋不休”,圆盘可以损坏座椅/盘表面并导致浮雕阀失效。良好的做法是安装多个释放阀以改变负载,以最大限度地减少对小放电的抖动。

防止浮雕阀喋喋不休的一般规则: 在浮雕外壳期间RV的设备和入口之间的线压降必须是<3% of RV set value.

PSV和PRV之间的差异

  • 压力 浮雕阀门 (PRV) 另一方面,当压力达到一定值a时,另一方面逐渐与压力相比 压力安全阀或PSV 突然打开以释放超压。
  • PRV通常用于液体系统,而气体系统的PSV。

在线探伤阀上的在线课程

如果您仍然怀疑,请采取专门设计的下面提到的课程,以改善您对该主题的理解:

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Anup Kumar Dey

我是一名机械工程师转向管道工程师。目前,我在一名高级管道压力工程师中工作。我对博客非常激烈,总是试图做独特的事情。本网站是我对博客世界的第一个冒险,目的是与世界各地的其他管道工程联系起来。

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