Залкинд определение реакций при работе предохранительных клапанов

Видео:Блоки предохранительных клапанов СППКСкачать

Расчет нагрузок от срабатывания предохранительных клапанов и выхлопных трубопроводов

СТАРТ-ПРОФ позволяет оценить нагрузки и напряжения в трубопроводе, вызванные срабатыванием предохранительного клапана статическим методом.

В момент срабатывания предохранительного клапана, из-за разности давлений и из-за вылета продукта в атмосферу на большой скорости возникает реактивная сила F, действующая в противоположную сторону от направления выхлопной трубы, т.е. на отвод 28.

Один из методов расчет на действие такой силы — статический метод. Для выполнения расчета в СТАРТ-ПРОФ, необходимо приложить силу F в точке 29, находящейся на расстоянии 1 мм от края отвода. Расчет следует выполнять по режиму ПДКОН. В приведенном примере пружины заменены на нестандартные крепления.

Для определения силы F существует несколько методов:

ASME B31.1 Power Piping (Нормы США)

РТМ 34 Том 1, Теплоэлектропроект

Расчет характеристик V 1 и P 1 по программам Гидросистема или Предклапан

Видео:КиР Предохранительные устройстваСкачать

Методика ASME B31.1 Power Piping (Нормы США на трубопроводы пара и горячей воды)

Динамическая реактивная сила, возникающая при выбросе продукта в атмосферу в момент срабатывания предохранительного клапана при расчете статическим методом должна быть равна:

D LF — динамический коэффициент, учитывающий мгновенное приложение нагрузки. Для определения точного значения данного коэффициента необходимо определение определение периода собственных колебаний трубопровода. При отсутствии такой информации, допускается принимать его значение максимальным, равным DLF=2.0 в запас прочности.

F 1 — статическая реактивная сила, возникающая при выбросе продукта, Н. Определяется согласно ASME B31.1.

W — массовый расход продукта, кг/с (пропускная способность предохранительного клапана, указанная на нем и умноженная на 1.11)

P a — атмосферное давление, Н/м ²

A 1 — площадь сечения отверстия трубы, м ² A 1 = p ∙ (D-2s) ² /4

V 1 — скорость истечения продукта на выхлопном патрубке (узел 36), м/с

P 1 — абсолютное м аксимальное давление на выхлопном патрубке в момент выброса , Н/м ²

h 0 — энтропия в состоянии покоя на входе клапана, МДж/кг

a, b — константы согласно таблице

массовое содержание пара ² ≤ P 1 ≤ 70.31 кгс/см 2

массовое содержание пара ≥90%

0.07 кгс/см ² ≤ P 1 ≤ 140.61 кгс/см 2

Пример расчета

Ф айл примера: ReliefValve.ctp

Диаметр выхлопной трубы: 0.219 м

Толщина стенки выхлопной трубы: 0.016 м

пропускная способность предохранительного клапана: 48 кг/с

Расчет с учетом реактивной силы от срабатывания предохранительного клапана должен выполняться по режиму ПДКОН для технологических норм.

A 1 = p ∙ (D-2s) ² /4 = 3.14159 ∙ (21.9-2 ∙1.6 ) ² /4 = 0.0 27465 см ²

Энтропия в состоянии покоя для пара при давлен ии 64 кгс/см² и температуре 538°C h 0 = 3.506 МДж/кг

Максимальное давление на выхлопном патрубке в момент выброса: P 1 =53.28/0.027465*(4.33-1)/4.33*(2*(3.506-1.9143)*999835.0529/(2*4.33-1)/1)^0.5 = 961693 Н/м ²

Скорость истечения продукта на выхлопном патрубке: V 1 = (2*999835.0529*(3.506-1.9143)/(2*4.33-1))^0.5 = 644.77 м/с

Статическая реактивная сила, возникающая при выбросе продукта: F 1 = 53.28* 644.77 + (961693-100000)*0.027465 = 58019 N

Динамическая реактивная сила, возникающая при выбросе продукта: F = DLF ∙ F 1 = 2* 58019 = 116039 кгс

Создадим дополнительное силовое загружение ПДК в редакторе режимов работы:

Если в системе много предохранительных клапанов, то нужно создать для каждого клапана отдельный режим (1.2, 1.3 и т.д.) если они срабатывают не одновременно.

Динамическую реактивную силу приложим в узле 29:

Нагрузки на опоры с учетом силы срабатывания предохранительного клапана:

Напряжения с учетом силы срабатывания предохранительного клапана:

Видео:Пружинные предохранительные клапаныСкачать

Залкинд определение реакций при работе предохранительных клапанов

Сообщение -Юрий- » 09 сен 2019, 23:11

К сожалению, нам не известна какая-нибудь отечественная нормативная методика расчета реактивной силы, кроме ОСТ 108.031.107-78.

В журнале «Электрические станции», 1970, №5 есть критические замечания (Осокина, Попова и Рудомино) к статье Залкинда (см. http://www.dpipe.ru/downloads/RUDOMINO_NOTES.pdf). Основной вывод: вертикальная реакция должна подсчитываться только по формуле (8) без учета составляющей центробежной силы в колене.

Наши основные пользователи для расчета обычно используют методику из книги Рудомино, Ремжин «Проектирование трубопроводов ТЭС».

Мы главным образом работаем с трубопроводами пара и горячей воды ТЭС и АЭС и поэтому не знаем, какие документы используются в химической промышленности. Может что-нибудь есть в API RP-520.

СПАСИБО БОЛЬШОЕ. ПРОСТО ОГРОМНОЕ СПАСИБО.
Очень ценная статья для моей работы! Пазл практически сложился!
Очень смущало, что за границей не учитывают центробежную силу в колене.

Re: Трубопровлд выхлопа

Сообщение Алексей Берковский » 09 сен 2019, 21:25

К сожалению, нам не известна какая-нибудь отечественная нормативная методика расчета реактивной силы, кроме ОСТ 108.031.107-78.

В журнале «Электрические станции», 1970, №5 есть критические замечания (Осокина, Попова и Рудомино) к статье Залкинда (см. http://www.dpipe.ru/downloads/RUDOMINO_NOTES.pdf). Основной вывод: вертикальная реакция должна подсчитываться только по формуле (8) без учета составляющей центробежной силы в колене.

Наши основные пользователи для расчета обычно используют методику из книги Рудомино, Ремжин «Проектирование трубопроводов ТЭС».

Мы главным образом работаем с трубопроводами пара и горячей воды ТЭС и АЭС и поэтому не знаем, какие документы используются в химической промышленности. Может что-нибудь есть в API RP-520.

Re: Трубопровлд выхлопа

Сообщение -Юрий- » 09 сен 2019, 15:32

Добрый день!
Подскажите пожалуйста отечественную нормативную методику расчета реактивной силы возникающей при срабатывании предохранительного клапана (полное усилие с учетом всех факторов).
Или если есть, то отраслевую в области теплоэнергетики (прошу поделиться сканом страниц с данной методикой)
В руководстве пользователя СТАРТ есть ссылка на мифический РТМ 34 Том 1, Теплоэлектропроект, но как ни старался найти не смог, даже упоминаний этого документа не нашел.
Искал через разных людей, но увы. А разработчики СТАРТа на контакт не идут.

В результате своих поисков все же нашел упрощенную формулу расчета силы реакции в ГОСТ 33960-2016 (актуализация ОСТ 108.031.107-78 «Котлы паровые стационарные. Стальные конструкции. Нормы нагрузок на каркасы»),
как показал углубленный анализ формула заимствована из статьи Залкинд Е.М. Определение реакций при работе предохранительных клапанов. – «Электрические станции», 1966, №4, с. 35-38. и пригодна только лишь для перегретого пара.

Так же в статье Залкинд Е.М. Определение реакций при работе предохранительных клапанов. – «Электрические станции», 1966, №4, с. 35-38. помимо не упрощенной формулы определения силы реакции, приводится расчет усилия, действующего на криволинейном участке выхлопного трубопровода при установившемся движении потока пара и обусловленного изменением направления скорости.
Полное вертикальное усилие определяется как сумма силы реакции при выхлопе и силы давления на колено при изменении направления движения.

Основываясь на статье Залкинда Е.М., а также учитывая факт того, что в иностранных методиках помимо силы реакции, используют к-т динамичности (как бы компенсируя усилие возникающее при изменении направления движения сбрасываемой среды), формула приведенная в ГОСТ 33960-2016 для меня не приемлема. Чего-то не хватает .
И в целом меня интересует не только сброс перегретого пара, а еще и сброс технологических газов на предприятиях химической промышленности.

ПОЭТОМУ ОЧЕНЬ ИЩУ ОТЕЧЕСТВЕННУЮ НОРМАТИВНУЮ МЕТОДИКУ

PS Методики приведенные в иностранных нормативных документах:
ASME B31.1-2018 «Power Piping»
EN 13480-3:2017 «Metallic industrial piping. Part 3: Design and calculation» (методика заимствована из ASME B31.1)
мне известны.

Отечественные литературные источники, основанные на статье Залкинда Е.М., тоже известны:
Кондратьева Т.Ф. Предохранительные клапаны. Л., «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1976. 232 стр.
Смирнов Г.Г. и др. Конструирование безопасных аппаратов для химических и нефтехимических производств / Г.Г. Смирнов, А.Р. Толчинский, Т.Ф. Кондратьева; Под общ. ред. А.Р. Толчинского. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988. – 303 с.: ил.

Приложение к директивному указанию №1907-Т МЭС Главэнергопроект 1961 г. по вопросу защиты деаэраторных установок (составлено Рудомино Б.В.) на которое ссылается Залкинд Е.М. в своей статье, тоже нашел.

Видео:Пропорциональный предохранительный клапан.Скачать

РД 26-07-262-86
Методические указания. Методика расчета полноподъемных предохранительных клапанов с подачей среды под золотник

Купить РД 26-07-262-86 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО «ЦНТИ Нормоконтроль»

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

• Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
• Курьерская доставка (7 дней)
• Самовывоз из московского офиса
• Почта РФ

Руководящий документ распространяется на полноподъемные предохранительные клапаны прямого действия с подачей среды под золотник Ду 25-250 мм Рр 6,3 МПа (63 кгс/см2), предназначенные для защиты технических систем со сжимаемой и несжимаемой средами при величине полного противодавления не более 10% от давления настройки и устанавливает методику расчета размеров основных элементов проточной части клапана, количество и параметры рабочих пружин

Видео:Предохранительный клапан. Устройство и принцип работыСкачать

Оглавление

2. Основные термины и определения

4. Задачи расчета полноподъемного предохранительного клапана

6. Алгоритм расчета предохранительных клапанов

Этот документ находится в:

Организации:

Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:

Читайте также: Регулировка клапанов suzuki мотоцикл

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель руководителя организации п/я А-3398

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ. МЕТОДИКА РАСЧЕТА
ПОЛНОПОДЪЕМНЫХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ
С ПОДАЧЕЙ СРЕДЫ ПОД ЗОЛОТНИК

РД 26-07-262-86

Письмом организации п/я А-3398 от «31» октября 1986 г. № 7-4/12-1514 срок введения установлен с «01» 01 1987 г.

Настоящий руководящий документ распространяется на полноподъемные предохранительные клапаны прямого действия с подачей среды под золотник Ду 25 ÷ 250 мм до Рр 6,3 МПа (63 кгс/см 2 ), предназначенные для защиты технических систем со сжимаемой и несжимаемой средами при величине полного противодавления не более 10 % от давления настройки и устанавливает методику расчета размеров основных элементов проточной части клапана, количество и параметры рабочих пружин.

Видео:Как работает предохранительный клапан для систем отопленияСкачать

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Конструкция и размеры, определяющие геометрию проточной части клапана должны соответствовать черт. 1 и табл. 1.

Размеры основных элементов проточной части

Видео:Как работают предохранительные клапаны прямого и непрямого действия?Скачать

2. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

2.1. Использованные термины и определения соответствуют ОСТ 26-07-2011-79.

Видео:Настройка предохранительного клапанаСкачать

3. ОБОЗНАЧЕНИЯ

3.2. Давление полного открытия р_по

3.4. Отношение давления полного открытия к давлению настройки к_по

3.5. Отношение давления закрытия к давлению настройки к_з

Проточная часть предохранительного клапана

3.6. Давление за клапаном (равно сумме собственного и постороннего противодавления) р₂.

3.7. Отношение максимального давления настройки пружины к минимальному давлению настройки n.

3.8. Величина коэффициента давления потока при ходе запорного устройства равном нулю Ψ₀

3.9. Величина коэффициента давления потока в точке перегиба силовой характеристики Ψ

3.10. Относительный ход запорного устройства в точке перегиба силовой характеристики

3.11. Эффективная площадь сечения проточной части клапана (равна произведению коэффициента расхода на площадь сечения клапана в формулах ГОСТ 12.2.085-82) F_э

Видео:Схема гидравлическая #4 | Клапан гидравлический предохранительныйСкачать

4. ЗАДАЧИ РАСЧЕТА ПОЛНОПОДЪЕМНОГО ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО КЛАПАНА

4.1. Определение наименьшего диаметра седла, коэффициента расхода и хода запорного устройства.

4.2. Определение конфигурации и размеров корпуса и основных элементов проточной части.

4.3. Определение параметров рабочих пружин.

4.3.1. Определение жесткости пружины, установочного и рабочего усилия при заданном давлении на стройки и давлении закрытия (табл. 4).

4.3.2. Определение количества пружин, необходимых для работы клапана в заданном диапазоне давления настройки, а также их жесткостей, установочного и рабочего усилий (табл. 5).

4.3.3. Определение диапазона давлений настройки для пружины с известными параметрами (табл. 6).

Видео:Предохранительный клапан-ОбзорСкачать

5. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

5.1. Исходные данные задаются в соответствии с табл. 2 в зависимости от задачи расчета.

Перечень параметров, задаваемых при расчете клапана

Видео:Блок предохранительных клапанов. Сбросной пружинный предохранительный клапан (СППК)Скачать

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

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».

Видео:Потеря пилотного давления Komatsu pc220-8MO .Скачать

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.

Видео:Предохранительный клапан непрямого действия (с пилотным управлением).Скачать

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

2.1. В настоящем руководящем документе принята следующая терминология давлений:

2.1.1. Рабочее давление, Р, — максимальное внутреннее избыточное или наружное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса *) , без учета гидростатического давления среды и без учета допустимого кратковременного превышения давления во время действия предохранительного клапана или других предохранительных устройств.

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

2.1.2. Технологическое давление, Рт, — избыточное давление в сосуде, при котором осуществляется технологический процесс. Это давление принимается по верхней величине заданного диапазона давлений проведения технологического процесса. Технологическое давление не должно превышать рабочее давление. Оно, как правило, поддерживается ниже уровня, на который настроены предохранительные клапаны, с целью предотвращения частого их срабатывания.

2.1.3. Расчетное давление, Рр, — давление в рабочих условиях, при котором производится расчет на прочность сосудов или трубопроводов.

2.1.4. Давление полного открытия предохранительного клапана, P ₁ , — избыточное давление на входе в клапан, при котором достигается его требуемая пропускная способность.

2.1.5. Давление настройки предохранительного клапана, Рн, — наибольшее избыточное давление на входе в клапан, при котором обеспечивается заданная герметичность в затворе.

2.1.6. Противодавление, Р₂, — максимальное избыточное давление за предохранительным клапаном.

2.1.7. Разрешенное давление, Рраз, — рабочее давление, которое определяется по результатам обследования сосуда. Для вновь проектируемых сосудов разрешенное давление принимается равным рабочему давлению.

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.

2. 2.3. Для сосудов с технологическим давлением выше 0,07 МПа, предназначенных для пожаровзрывоопасных веществ и веществ 1 и 2 классов опасности по ГОСТ 12.1.007-76 , величина рабочего давления должна приниматься на 10 %, но не менее чем на 0,2 МПа выше технологического давления.

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.

2.2.4. Для сосудов с технологическим давлением выше 0,07 МПа, не содержащих пожаровзрывоопасные вещества и вещества 1 и 2 классов опасности по ГОСТ 12.1.007-76 , величина рабочего давления должна приниматься на 10 %, но не менее чем на 0,1 МПа выше технологического давления.

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

— для этана — не менее 2 МПа;

на всасывающе й линии — не менее 1,6 МПа;

на нагнетательной линии — не менее 2,0 МПа.

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.

2.4. Давление настройки предохранительных клапанов при направлении сбросов в систему без противодавления для сосудов с избыточным внутренним давлением принимается равным рабочему давлению, а для сосудов, работающих под вакуумом, — равным 0,1 МПа.

2.5. Давление настройки предохранительных клапанов при направлении сбросов в систему с противодавлением принимается меньше указанных в п. 2.2 на величину P ₂ .

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

Видео:Как происходит сборка и испытание предохранительного клапана? САЗ Авангард. Часть VIIСкачать

3. ВЫБОР ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ

3.1. Количество предохранительных клапанов и их пропускная способность должны быть выбраны по расчету в соответствии с разделом 5 данного РД и ГОСТ 12.2.085-82 .

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.

1 — защищаемый сосуд (трубопровод); 2 — клапан предохранительный; 3 — кран трехходовой; 4 — вентиль (кран).

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

Площади проходных сечений седел пружинных предохранительных клапанов приведены в приложении,

Видео:3) Клапан предохранительный, как настроить, как это работает? Клапан аварийный. ПодетальноСкачать

4. УСТАНОВКА И ОБВЯЗКА ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ

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

4.2. Предохранительные клапаны на вертикальных сосудах следует, как правило, устанавливать на верхнем днище, а на горизонтальных сосудах и трубопроводах — на верхней образующей цилиндра, т.е. в зоне газовой (паровой) фазы.

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.

Примечание . Коррозионноопасные газы и пары должны сбрасываться в специальную факельную систему, выполненную из соответствующего материала.

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.

где: F — сечение объединенного коллектора, мм 2

f — сечение выхлопного патрубка клапана, мм 2 .

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.

4.35. Отводящие трубопроводы предохранительных клапанов в местах возможного скопления конденсата должны быть оборудованы дренажными отверстиями диаметром 20 — 50 мм с трубопроводом для отвода жидкости без установки на нем запорной арматуры. Среда, выходящая из предохранительных клапанов и дренажного устройства, должна отводиться в безопасное место.

Видео:Школа ТПА. Предохранительный клапан.Скачать

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;

— требуемая пропускная способность клапана, G , кг/ч;

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

— расчетное давление, Рр, МПа;

— температура среды перед клапаном, T ₁ , К;

— максимальное избыточное давление за предохранительным клапаном, Р ₂ , МПа;

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

5.3. Для сосудов, разрабатываемых на условное давление по ГОСТ 9493-80 , пропускная способность, количество и тип предохранительных клапанов выбираются на условия расчета клапанов на наихудшие условия по пределам применения сосуда.

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

5.4. 1. для предохранительных клапанов, устанавливаемых на технологических емкостях, сепараторах, дегазаторах, абсорберах, адсорберах, разделителях и т.п. — из условия подачи в сосуд среды при закрытых выходах из него принимается по максимально заданной производительности;

5.4.2. Для предохранительных клапанов, устанавливаемых на ректификационные колоннах, — из условия сброса клапаном всего количества паров, поступающих и образовавшихся в сосуде при закрытии выхода вверху колонны, а именно:

где: , Вт — тепловая нагрузка кипятильника (рибойлера) в нормальном режиме работы при Рт (принимается по проекту);

, Вт — количество тепла, поступающее с питанием в аварийном режиме при Р₁:

(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);

, кг/ч — расход питания колонны в аварийном режиме при Р ₁ ;

е , мас. доля — доля пара в питании (доля отгона);

, Дж/кг — теплосодержание жидкого питания в нормальном режиме при Рт (принимается по проекту);

, Дж/кг — теплосодержание паров питания в аварийном режиме при Рт;

, Дж/кг — теплосодержание питания на входе в подогреватель питания в нормальном режиме при Рт (принимается по проекту);

, Вт — тепловая нагрузка подогревателя питания в нормальном режиме при Рт (принимается по проекту);

, Вт — суммарная тепловая нагрузка промежуточных циркуляционных орошений в нормальном режиме работы при Рт (принимается по проекту);

, Вт — тепловая нагрузка одного из промежуточных циркуляционных орошений, имеющего наибольшую величину, в нормальном режиме при Рт (принимается по проекту);

, кг/ч — сумма расходов промежуточных отборов в нормальном режиме при Рт (принимается по проекту);

, Дж/кг — теплосодержание жидкости промежуточного отбора в аварийном режиме при Р₁;

Д ав , кг/ч — расход дистиллата в аварийном режиме при Р₁:

Д н , кг/ч — расход дистиллата в нормальном режиме при Рт (принимается по проекту);

, кг/ч — расход питания колонны в нормальном режиме при Рт (принимается по проекту);

, Дж/кг — теплосодержание жидкого продукта вверху колонны в аварийном режиме при Р₁;

W a в. , кг/ч — расход кубовой жидкости в аварийном режиме при Р₁:

, Дж/кг — теплосодержание жидкого кубового остатка в аварийном режиме при P ₁ ;

, Дж/кг — теплосодержание пара вверху колонны в аварийном режиме при Р₁;

, Дж/кг — теплосодержание жидкости вверху колонны в аварийном режиме при Р₁;

G _в.п. , кг/ч — расход водяного пара (инертного газа), подаваемого в колонну на отпарку (учитывается только в случае, если давление водяного пара больше Р₁).

При определении теплосодержаний потоков ( , ; , ) при режиме сброса через предохранительный клапан (в аварийном режиме) фракционный состав всех продуктов следует принимать по нормальному режиму (по проекту).

где: V _с , м 3 — первоначальный объем жидкости в сосуде (трубопроводе) при температуре Т ₁ ;

Т ₁ , °С — рабочая температура жидкости в сосуде (трубопроводе);

Т ₂ , °С — максимальная температура жидкости в сосуде (трубопроводе). При расчетах принимается: Т₂ = 50 °С;

ρ _ж , кг/м 3 — плотность жидкости при T ₁ , принимается по программе расчета ТФС;

β _ж , 1/°С — коэффициент объемного расширения жидкости, принимается по программе расчета ТФС.

Примечание : предохранительный клапан в случаях, оговоренных в п. 5.4.1 — 5.4.3, должен быть проверен на условия пожара по формулам, указанным в п.п. 5.4.6 и 5.4.7.

5.4.4. Для предохранительных клапанов, устанавливаемых на трубопроводах на стороне меньшего давления после регуляторов давления — из условия полного открытия регулирующего клапана и отсутствия расхода после него (принимается по максимально заданной производительности); на газораспределительных станциях — из условия 0,0 1 максимальной производительности регулирующего клапана.

5.4.5. Для предохранительных клапанов, устанавливаемых на нагнетательном трубопроводе после насоса или компрессора — из условия полной производительности насоса или компрессора при отсутствии расхода после него.

5.4.6. Для пре дохранительных клапанов, устанавливаемых на обогреваемом трубопроводе с пожароопасными жидкостями или сжиженными газами между отключающей арматурой, — из условия сброса клапаном всего количества пара (газов), образуемых при кипении жидкости, рассчитываемого по формуле:

где: F _об. — поверхность обогреваемого участка трубопровода между отсекающими задвижками, м 2 ;

K — коэффициент теплопередачи при обогреве паровым или водяным спутником:

r — скрытая теплота испарения жидкости при давлении сброса Р ₁ , кДж/кг, принимается по программе расчета ТФС;

t _сп — температура спутника, °С;

t _пр — температура кипения жидкости при давлении сброса P ₁ , °C, принимается по программе расчета ТФС.

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:

где: F _сп. , м 2 — смоченная поверхность аппарата;

t _г , °С — температура газо-воздушной смеси, омывающей при пожаре наружную поверхность аппарата. При расчетах принимается t _г = 600 °C;

t _ж , °С — температура кипения жидкости при давлении полного открытия предохранительного клапана, принимается по программе расчета ТФС;

K _ж , Вт/м 2 ∙ К — общий коэффициент теплопередачи от окружающего воздуха через стенку аппарата к жидкости. При расчетах принимается: K _ж для изолированного = 2,9 Вт/м 2 ∙ К; K _ж для неизолированного = 23,2 Вт/м 2 ∙ К;

r , кДж/кг — скрытая теплота парообразования жидкости при температуре t _ж , принимается по программе расчета ТФС.

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:

где: F _н , м 2 — полная наружная поверхность аппарата;

t _г , °C — температура га зо-воздушной смеси, омывающей при пожаре наружную поверхность аппарата, t _г = 600 °С;

t _п , °С — температура газов (паров) в аппарате при нормальном режиме;

С _р , Дж/кг ∙ К — теплоемкость газа (пара) при давлении Р ₁ , принимается по программе ТФС;

K _п , Вт/м 2 ∙ К — общий коэффициент теплопередачи от окружающего воздуха через стенку аппарата к газу (пару).

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:

где: P ₁ — максимальное избыточное давление перед предохранительным клапаном, равное давлению полного открытия клапана, МПа;

P ₂ — максимальное избыточное давление за предохранительным клапаном, МПа;

ρ₁ — плотность реального газа перед клапаном при параметрах P ₁ и T ₁ , кг/м 3 , принимается по программе расчета ТФС;

Т ₁ — температура среды перед клапаном при давлении Р ₁ , °С;

α₁ — коэффициент расхода, соответствующий площади для газообразных сред;

α₂ — коэффициент расхода, соответствующий площади для жидких сред.

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

ρ ₂ — плотность жидкости перед клапаном при параметрах P ₁ и Т₁, кг/м 3 , принимается по программе расчета ТФС;

В — коэффициент, учитывающий физико-химические свойства газов при рабочих параметрах, подсчитывается по формулам:

к — показатель адиабаты (для индивидуальных веществ — по табл. 2 приложения, для смесей — по программе расчета ТФС);

β — отношение абсолютных давлений после и до клапана:

β_кр. — критическое отношение давлений подсчитывают по формуле:

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:

где: f , мм 2 — площадь проходного сечения седла выбранного клапана (табл. 1)

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.

Видео:Как проверить работу вентиляционного клапанаСкачать

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

ПЛОЩАДИ f ПРОХОДНЫХ СЕЧЕНИЙ СЕДЕЛ
ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ
УСЛОВНОГО ДИАМЕТРА КЛАПАНА Ду

💥 Видео

Предохранительный клапан. Видео обзор предохранительных клапанов UKSPARСкачать

Расчет предохранительного клапанаСкачать

СППК Пружинные предохранительные клапаны, принцип работыСкачать