Экспертное руководство по выбору и установке предохранительных клапанов

Предохранительный клапан - это важнейший компонент безопасности для котлов, сосудов под давлением и другого оборудования, работающего под давлением, поскольку он эффективно предотвращает взрывы, возникающие в результате избыточного давления в производственных устройствах. Таким образом, предохранительные клапаны играют важнейшую роль на химических предприятиях. Чтобы получить полное представление о предохранительных клапанах, необходимо изучить их классификацию, характеристики, выбор [...].

Оглавление

Предохранительный клапан

Предохранительный клапан - важнейший компонент безопасности для котлов, сосудов под давлением и другого оборудования, работающего под давлением, поскольку он эффективно предотвращает взрывы, возникающие в результате избыточного давления в производственных устройствах.

Поэтому предохранительные клапаны играют важнейшую роль на химических предприятиях.

Чтобы получить полное представление о предохранительных клапанах, необходимо изучить их классификацию, характеристики, критерии выбора и требования к установке.

Классификация и характеристики предохранительных клапанов

В соответствии с различиями в общей структуре и механизме нагружения

Предохранительные клапаны можно разделить на три типа в зависимости от их общей конструкции и механизма загрузки: тяжелый молот рычажного типа, пружинный тип, и тип импульса.

Из этих трех типов предохранительных клапанов наиболее широко используется пружинный тип.

1. Рычажный предохранительный клапан для тяжелых молотов

Рычажный предохранительный клапан с тяжелым молотком работает за счет использования тяжелого молотка и рычага для уравновешивания силы, действующей на диск клапана.

Используя принцип рычага, меньшая масса может создавать большую силу за счет увеличения длины рычага, а давление открытия предохранительного клапана можно регулировать, изменяя положение или массу груза.

Преимущества:

Рычажный предохранительный клапан для тяжелых молотов имеет простую конструкцию и легко поддается точной регулировке. Нагрузка не увеличивается значительно по мере подъема тарелки клапана.

Он подходит для высокотемпературных применений и широко использовался в прошлом, особенно в котлах и сосудах под давлением, требующих высоких температур.

Недостатки:

Однако тяжелый молотковый рычажный предохранительный клапан имеет громоздкую конструкцию, а механизм загрузки подвержен вибрации и протечкам.

Кроме того, он имеет низкое давление прижима, что затрудняет его плотное закрытие после открытия.

2. Предохранительный клапан пружинного типа

Пружинный предохранительный клапан использует силу сжатой пружины для уравновешивания усилия на тарелке клапана.

Сжатие пружины можно регулировать поворотом регулировочной гайки, что позволяет изменять давление открытия (настройки) предохранительного клапана по мере необходимости.

Преимущества:

Пружинный предохранительный клапан имеет легкую и компактную конструкцию, обладает высокой чувствительностью, может быть установлен в любом положении и устойчив к вибрациям. Он идеально подходит для использования на передвижных сосудах под давлением.

Недостатки:

Однако нагрузка на предохранительный клапан меняется по мере его открытия, то есть по мере подъема тарелки клапана сжатие пружины увеличивается, и усилие на тарелке клапана также возрастает. Это может повлиять на быстрое открытие предохранительного клапана.

Кроме того, длительное воздействие высоких температур может снизить упругость пружины, поэтому при использовании в контейнерах с высокой температурой необходимо предусмотреть теплоизоляцию или теплоотвод. Это делает конструкцию более сложной.

3. Импульсный предохранительный клапан

Предохранительный клапан импульсного типа состоит из основного и вспомогательного клапанов и работает за счет импульсного воздействия вспомогательного клапана на основной клапан.

Его конструкция сложна, и, как правило, он подходит только для котлов и сосудов под давлением, которым требуется большая емкость для безопасной разгрузки.

Классификация на основе режимов разгрузки среды:

По способу сброса среды предохранительные клапаны можно разделить на три типа: полностью закрытые, полузакрытые и открытые.

1. Полностью закрытый предохранительный клапан

Полностью закрытый предохранительный клапан выпускает весь газ через выхлопную трубу, не допуская утечки среды наружу во время работы.

Этот тип предохранительного клапана в основном используется в емкостях, содержащих токсичные и легковоспламеняющиеся газы.

2. Полузакрытый предохранительный клапан

В полузакрытом предохранительном клапане часть выходящего газа проходит через выхлопную трубу, а оставшаяся часть просачивается через зазор между клапанной крышкой и штоком клапана.

Этот тип предохранительного клапана чаще всего используется в емкостях, содержащих газы, которые не наносят вреда окружающей среде.

3. Откройте предохранительный клапан

Открытый предохранительный клапан имеет открытую крышку клапана, которая соединяет камеру пружины с атмосферой, что способствует снижению температуры пружины.

Этот тип предохранительных клапанов в основном используется в емкостях, содержащих пар в качестве рабочей среды или высокотемпературные газы, которые не вредят атмосфере.

В соответствии с соотношением высоты максимального открытия тарелки клапана и канала потока

Предохранительные клапаны подразделяются на микрооткрытые и полнооткрытые в зависимости от соотношения высоты максимального открытия тарелки клапана и диаметра проходного сечения предохранительного клапана.

1. Предохранительный клапан с микролифтом

Высота открытия микрооткрытого предохранительного клапана составляет менее 1/4 диаметра канала, обычно от 1/40 до 1/20 диаметра канала.

Этот тип предохранительных клапанов работает по принципу пропорциональности и используется в основном в жидкостных системах, а иногда и в газовых системах с низким разряжением.

2. Полноподъемный предохранительный клапан

Высота открытия полнооткрытого предохранительного клапана равна или превышает 1/4 диаметра канала потока.

Площадь выпуска полностью открытого предохранительного клапана равна минимальной площади поперечного сечения горловины седла клапана.

Этот тип предохранительных клапанов работает в двухступенчатом режиме и требует подъемного механизма для полного открытия. В основном он используется в газовых средах.

В соответствии с принципом действия

По принципу действия предохранительные клапаны также можно разделить на предохранительные клапаны прямого действия и предохранительные клапаны непрямого действия.

1. Предохранительный клапан прямого действия

Предохранительный клапан прямого действия работает за счет прямого воздействия рабочей среды, то есть давление рабочей среды открывает клапан, преодолевая механическую нагрузку, оказываемую механизмом нагружения на диск клапана.

Этот тип предохранительных клапанов имеет простую конструкцию и быстро работает с высокой надежностью. Однако из-за ограничений в конструкции он не подходит для применения при высоком давлении и больших диаметрах.

2. Предохранительный клапан не прямого действия

Предохранительные клапаны прямого действия также можно разделить на два типа: пилотные предохранительные клапаны и предохранительные клапаны с вспомогательными силовыми устройствами.

Инструкции по выбору предохранительного клапана

Определение различных параметров предохранительного клапана:

  1. Определите номинальное давление предохранительного клапана:

Выберите номинальное давление в зависимости от материала клапана, рабочей температуры и максимального рабочего давления.

  1. Определите уровень рабочего давления предохранительного клапана:

Уровень рабочего давления следует выбирать исходя из расчетного давления и расчетной температуры сосуда под давлением.

Важно отметить, что рабочее давление предохранительного клапана отличается от рабочего давления пружины.

Рабочее давление предохранительного клапана - это статическое давление перед клапаном во время нормальной работы, которое эквивалентно рабочему давлению защищаемой системы или оборудования.

В отличие от этого, уровень рабочего давления пружины относится к допустимому диапазону давления пружины.

В этом диапазоне давление открытия (т.е. давление настройки) предохранительного клапана можно регулировать, изменяя предварительное сжатие пружины.

Предохранительные клапаны с одинаковым номинальным давлением могут иметь разные уровни рабочего давления в зависимости от требований к конструкции пружины.

При выборе предохранительного клапана очень важно определить уровень рабочего давления, исходя из требуемого значения давления открытия.

  1. Определите давление нагнетания (PD) предохранительного клапана:

Давление нагнетания предохранительного клапана обычно в 1,1 раза превышает заданное давление (давление открытия), а давление нагнетания предохранительного клапана парового котла в 1,03 раза превышает заданное давление.

  1. Определите размер предохранительного клапана:

Пропускная способность предохранительного клапана должна определяться на основе необходимого сброса, а пропускная способность предохранительного клапана должна быть равна или больше необходимого сброса.

Необходимое разряжение защищаемой системы - это количество, которое должно быть выведено для предотвращения избыточного давления в случае аномального превышения давления в системе.

Это значение определяется условиями работы, мощностью и потенциальным избыточным давлением в системе или оборудовании.

  1. Определите выбор материала:

При выборе материала предохранительного клапана следует учитывать рабочую температуру и давление среды, свойства среды, а также целесообразность и экономическую эффективность материала.

Определение специальной конструкции предохранительных клапанов

① Для пара с давлением открытия более 3 Mpa или газа с температурой среды более 320 ℃ следует выбирать предохранительный клапан с радиатором (ребром).

② В случае предохранительного клапана, который испытывает дополнительное противодавление, и если изменение противодавления превышает 10% от заданного давления, следует выбрать сильфонный предохранительный клапан. Кроме того, для предохранительного клапана, работающего с агрессивной средой, также следует выбрать сильфонный предохранительный клапан, чтобы предотвратить коррозию пружины и направляющего механизма под воздействием среды.

③ Для легковоспламеняющихся, высокотоксичных или чрезвычайно опасных сред необходимо использовать закрытый предохранительный клапан. Если требуется предохранительный клапан с подъемным механизмом, следует использовать закрытый предохранительный клапан с ключом.

④ Для неопасных сред, таких как воздух, горячая вода или пар с температурой выше 60 ℃, следует использовать предохранительный клапан с ключом.

⑤ Для автоцистерн (цистерн) для сжижения следует использовать встроенный предохранительный клапан.

⑥ Для условий работы с большой разрядной емкостью следует выбирать тип полного открытия. Для условий работы со стабильным рабочим давлением и малой разгрузочной способностью следует выбрать тип микрозапуска. Для условий высокого давления с большой разрядной емкостью следует выбрать тип непрямого запуска, например, импульсный предохранительный клапан. Для сосудов длиной более 6 м следует устанавливать два или более предохранительных клапана.

⑦ Для стационарных емкостей с низким рабочим давлением можно использовать предохранительный клапан со статическим весом (скороварка) или рычажно-весовой клапан. Для передвижного оборудования, источник следует использовать предохранительный клапан.

⑧ Если среда густая и склонна к засорению, следует выбрать комбинированное разгрузочное устройство, состоящее из предохранительного клапана и разрывной мембраны.

Место установки и требования к предохранительному клапану

1. Место установки

① Предохранительный клапан должен быть установлен вертикально вверх.

② Место установки должно быть как можно ближе к защищаемому оборудованию или трубопроводу.

③ Предохранительный клапан должен быть установлен в месте, удобном для обслуживания и регулировки, с достаточным пространством вокруг него.

④ Предохранительный клапан для сосуда под давлением должен быть установлен в газофазном пространстве над уровнем жидкости в сосуде или на трубопроводе, при этом точка подключения должна находиться в газофазном пространстве сосуда под давлением.

⑤ Для контейнеров и оборудования, содержащих легковоспламеняющиеся, токсичные или вязкие среды, перед предохранительным клапаном может быть установлен запорный клапан. Однако площадь потока запорного клапана не должна быть меньше минимальной площади потока предохранительного клапана, и необходимо установить свинцовое уплотнение для обеспечения полного и нормального открытия запорного клапана.

⑥ Чтобы уменьшить влияние самотяготения клапана и избежать усталости от напряжения и вибрации при разряжении, предохранительный клапан следует устанавливать в обратном направлении по отношению к запорному клапану.

⑦ Если предохранительный клапан может быть заблокирован или подвергнут коррозии материалами, перед его входом следует установить разрывной диск, между предохранительным клапаном и разрывным диском установить инспекционный клапан, а на его входном трубопроводе принять меры по предотвращению блокировки, такие как обратная продувка, теплотрасса или теплоизоляция.

⑧ Предохранительный клапан, установленный на трубопроводе, должен быть размещен в месте, где давление жидкости относительно стабильно и на некотором расстоянии от источника колебаний. Он не должен устанавливаться в мертвом углу горизонтального трубопровода.

⑨ В трубопроводах, теплообменниках или сосудах под давлением с жидкой средой, когда клапан закрыт, тепловое расширение может привести к высокому давлению. Для решения этой проблемы предохранительный клапан может быть установлен горизонтально для сброса жидкости непосредственно вниз.

⑩ Для аварийного сброса воздуха отверстие трубы должно быть плоским, не острым и не иметь заусенцев, чтобы предотвратить электростатический разряд.

Место установки предохранительного клапана не должно подвергаться чрезмерному противодавлению и должно находиться в пределах указанного допустимого диапазона. Корпус предохранительного клапана должен быть надежно закреплен.

Для контейнеров с чрезвычайно опасными или воспламеняющимися и взрывоопасными средами выход предохранительного клапана должен быть выведен в безопасное место и надлежащим образом обработан.

Если более двух предохранительных клапанов имеют общую выпускную трубу, площадь поперечного сечения выпускной трубы не должна быть меньше суммы площадей поперечного сечения выпускных отверстий всех предохранительных клапанов. Однако кислород или горючий газ, а также два других газа, которые могут вступать в химическую реакцию друг с другом, не могут находиться в одной выпускной трубе.

2. Требования к установке

① Для агрессивных сред предохранительный клапан следует устанавливать в сочетании с разрывной мембраной.

② Для высокотоксичных сред следует выбирать предохранительный клапан с хорошей герметичностью.

③ При работе с высокотемпературными средами высокая температура может оказать значительное воздействие на пружину, поэтому следует избегать использования пружинных предохранительных клапанов.

④ Для важных предохранительных клапанов или клапанов, подверженных возгоранию, необходимо установить систему защиты от распыления.

⑤ Для предохранительных клапанов сферических резервуаров следует устанавливать двойные предохранительные клапаны, а пропускная способность одного предохранительного клапана должна быть достаточной для удовлетворения требований по сбросу давления безопасности сферического резервуара.

⑥ Предохранительный клапан должен быть оснащен электростатической перемычкой.

⑦ Чтобы предотвратить многократное открытие и закрытие предохранительного клапана, вызывающее дребезжание и повреждение клапана, необходимо уменьшить перепад давления во входном трубопроводе предохранительного клапана. Этого можно достичь путем увеличения диаметра входного трубопровода и укорачивания участка входного трубопровода.

Не забывайте, что делиться - значит заботиться! : )
Шейн
Автор

Шейн

Основатель MachineMFG

Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.

Далее

Электрический и гидравлический листогибочный пресс - какой из них подходит для вашего бизнеса?

I. Введение С развитием технологий современная обработка листового металла, особенно процесс гибки, требует все более высоких стандартов. Существуют различные технические требования к оборудованию и обработке...

Размеры и вес двутавровых балок

Вы когда-нибудь задумывались о скрытом мире стальных двутавровых балок? В этой увлекательной статье мы раскроем тайны, скрывающиеся за этими важнейшими строительными компонентами. Наш эксперт, инженер-механик, проведет...
Калькулятор коэффициента K

Калькулятор коэффициента K для гибки листового металла (онлайн и бесплатно)

Вы испытываете трудности с проектированием точных деталей из листового металла? Раскройте секреты коэффициента K, важнейшего понятия в производстве листового металла. В этой статье наш эксперт, инженер-механик, объясняет...

Диаграмма веса двутавровой балки, размеры и онлайн-калькулятор

Вы когда-нибудь задумывались о том, как выбрать идеальную двутавровую балку для вашего строительного или производственного проекта? В этом блоге наш эксперт, инженер-механик, проведет вас через весь процесс...

Медные и алюминиевые кабели: Всестороннее сравнение

I. Преимущества кабелей с медными жилами перед кабелями с алюминиевыми жилами: 1. Низкое удельное сопротивление: Удельное сопротивление кабелей с алюминиевыми жилами примерно в 1,68 раза выше, чем у кабелей с медными жилами.....

Как правильно выбрать предохранительный клапан: Пошаговое руководство

Ввиду разнообразия предохранительных клапанов, а также разнообразия и сложности систем, работающих под давлением, при выборе предохранительного клапана необходимо учитывать влияние таких факторов, как температура, давление и среда...

Советы по использованию предохранительных клапанов: Повышение безопасности вашей системы

Исследователь провел проект системы горячего водоснабжения гостиницы, обеспечивающей круглосуточное снабжение паром (0,3 МПа) в качестве источника тепла, температурой подачи воды 60-55 градусов, с использованием...
MachineMFG
Поднимите свой бизнес на новый уровень
Подпишитесь на нашу рассылку
Последние новости, статьи и ресурсы, еженедельно отправляемые в ваш почтовый ящик.

Свяжитесь с нами

Вы получите наш ответ в течение 24 часов.