Основи запобіжних клапанів – пружинні-запобіжні клапани
Дізнайтеся вперше або оновіть цей поширений клапанний продукт.
Клапани скидання тиску існують сотні років і продовжують відігравати дуже важливу роль як остання лінія захисту для захисту життя та майна у разі надлишкового тиску.
Залежно від вашого рівня досвіду, ця стаття може стати чудовою відправною точкою, щоб дізнатися все про основи роботи запобіжних клапанів, або вона може стати підготовкою для тих, хто любить-перевіряти та порівнювати нотатки. Ця стаття буде першою в серії з трьох статей, де ми представимо три типи клапанів скидання тиску. У цій першій статті ми розглянемо основи роботи пружинного-запобіжного клапана. У наступних статтях наша друга частина охоплюватиме роботу пілотного-запобіжного клапана, а третя частина охоплюватиме роботу запобіжних клапанів.
Клапан скидання тиску (PRV) — це термін, який використовується для опису категорії клапанів, призначених для використання в системах захисту від надмірного тиску. Можливо, ви чули багато різних термінів для PRV: запобіжний клапан (SV), запобіжний клапан (RV), запобіжний запобіжний клапан (SRV) або пілотний-запобіжний запобіжний клапан (POSRV). Усі вони працюють однаково, але не зовсім однаково, залежно від того, з ким ви розмовляєте, і рівня знань про запобіжний клапан. Як і будь-який інший тип обладнання, щоразу, коли ви дивитеся ззовні всередину, все здається однаковим. Якщо ви почнете копати трохи глибше в деталі, ви виявите відмінності. Отже, давайте приступимо до цього та вникнемо в деталі. Спочатку ми розглянемо деякі терміни та визначення, а потім розглянемо деталі того, як aпідпружинений-запобіжний клапандіє.
Клапан скидання тиску (PRV)- пристрій, призначений для відкриття та скидання надлишкового тиску, а потім закриття та запобігання подальшому потоку рідини після відновлення нормальних умов.
Запобіжний клапан (RV)- пружинний-клапан скидання тиску, що приводиться в дію статичним тиском перед клапаном. Запобіжний клапан використовується переважно для нестисливих рідин.
Запобіжний клапан (SRV)- пружинний-клапан скидання тиску, який можна використовувати як запобіжний або розвантажувальний клапан залежно від застосування.
Пілотний-запобіжний клапан (POSRV)- клапан скидання тиску, у якому основний пристрій скидання тиску або головний клапан поєднується з допоміжним клапаном скидання тиску, що самозапускається-, який називається пілотним клапаном, і керується ним.
Запобіжний клапан (SV)- пружинний-клапан скидання тиску, який приводиться в дію статичним тиском перед клапаном і характеризується швидким відкриттям або трісканням. Запобіжний клапан зазвичай використовується для рідин, що стискаються, переважно пари.
Тепер давайте перейдемо до теми цієї статті, а саме до основ роботи пружинного-запобіжного клапана (SRV).
Підпружинений- SRV складається з впускного сопла, яке підключено до посудини або системи, яку потрібно захистити, диска, який рухається, щоб контролювати потік через сопло, і пружини, яка контролює, коли відкривається клапан, і положення диска. Клапан працює за допомогою тиску вхідної системи для подолання навантаження пружини, і, як наслідок, клапан відкривається, щоб розвантажити певну пропускну здатність. Коли клапан закрито, як показано на малюнку 1, сила пружини протистоїть тиску, що діє на посадочні поверхні (область A) перед клапаном. Коли тиск зростає, тиск у точці (A) прагне вирівняти силу пружини, і тиск, що утримує сидіння разом, наближається до нуля.
Малюнок 1: Закрита позиція SRV Авторство фото: Усі зображення надано Baker Hughes
Коли тиск на вході підвищується в межах одного-двох відсотків від встановленого тиску клапана, середовище буде рухатися повз посадочні поверхні в камеру B, як показано на малюнку 2. Обмеження потоку у вторинному кільцевому отворі викликає збільшення тиску та дію на більшу площу, створюючи додаткову силу для подолання сили пружини. Після цього диск відійде від сідла форсунки, і клапан відкриється.
Рисунок 2: SRV частково відкритий
Коли клапан відкривається, у (C) виникає додатковий тиск-, як показано на малюнку 3. Це відбувається через раптове збільшення потоку та обмеження потоку через інший кільцевий отвір, утворений між внутрішнім краєм тримача диска та зовнішнім діаметром регулювального кільця. Ці додаткові сили в точці (C) змушують диск суттєво підніматися при «хлопанні». Потік обмежується отвором між сідлом сопла та сідлом диска, доки сідло диска не буде піднято з сідла сопла приблизно на одну-чверть діаметра-горла сопла. Після того, як диск досяг такого ступеня підйому, потік обмежується первинним отвором, а не областю між посадочними поверхнями. Продувку (різницю між тиском відкриття та закриття) можна контролювати в межах, розташувавши одне регулювальне кільце. Продувка виникає, коли сила пружини не в змозі подолати підсумовування сил у (A), (B) і (C), доки тиск у (A) не впаде нижче встановленого тиску.
Малюнок 3: SRV повністю відкритий
Нижче, на малюнку 4, зображено потік рідини через клапан. Важливо визнати, що тиск в системі надходить через сопло і залишається на високому рівні, поки не розшириться через вторинне кільцеве отвір. Тиск за вторинним кільцевим отвором значно нижчий за тиск у системі.
Рисунок 4: Шлях потоку через PRV
Особливості
Регулювальне кільце
Перед введенням клапана в експлуатацію регулювальне кільце в запобіжному клапані встановлюється в попередньо визначене положення. Попереднє налаштування зменшує необхідність відкривати клапан під час експлуатації, щоб переконатися, що кільце встановлено належним чином для досягнення необхідного підйому та розвантажувальної здатності.
Просте регулювання продувки
Одне регулювальне кільце регулює продувку або тиск повторного встановлення в запобіжному клапані. Коли кільце переміщується вгору, продувка збільшується (зменшується тиск повторного встановлення), а коли воно переміщується вниз, продувка зменшується (підвищується тиск повторного встановлення). Для порівняння, коли клапани мають два або більше регулювальних кілець, кожне впливає на роботу клапана, а також на продувку.
Загальні галузі промисловості та застосування
Підпружинені- SRV можна знайти в багатьох галузях промисловості. Деякі поширені галузі промисловості включають виробництво електроенергії, нафтопереробну, нафтохімічну, хімічну, нафтогазову, нафтогазову та целюлозно-паперову. Деякі поширені застосування для SRV із пружинним-навантаженням включають дистиляцію, гідрообробку, риформінг, крекінг, змішування, фракціонування, стиснення завантажуваного газу, розділення, стиснення, цілісність трубопроводу, зневоднення та збалансування заводських застосувань для газів, рідини та дво-фазних середовищ.
Функціонування SRV-підпружиненого механізму в принципі є базовим і має лише кілька елементів, які керують їх функцією. Є багато іншого, що можна обговорити про SRV, наприклад, типи триммерів, як вони працюють і коли використовувати певні триммери, але наразі ми будемо дотримуватися основних принципів роботи SRV. Шукайте майбутні статті про роботу пілотних запобіжних-клапанів і запобіжних клапанів.