Ввиду разнообразия предохранительных клапанов, а также разнообразия и сложности систем, работающих под давлением, при выборе предохранительного клапана следует учитывать влияние таких факторов, как температура, давление и состояние фазы среды в системе. Постепенно определите номинальное давление предохранительного клапана, номинальное давление-температуру, класс рабочего давления пружины, [...]...
Ввиду разнообразия предохранительных клапанов, а также разнообразия и сложности систем, работающих под давлением, при выборе предохранительного клапана следует учитывать влияние таких факторов, как температура, давление и состояние фазы среды в системе. Постепенно определите номинальное давление предохранительного клапана, номинальное давление-температуру, класс рабочего давления пружины, номинальный диаметр и основную форму. Наконец, определите модель предохранительного клапана, который необходимо выбрать.
Номинальное давление и давление настройки - это разные понятия, на которые необходимо обращать внимание при определении и выборе предохранительных клапанов. Номинальное давление PN - это округленное число, используемое в качестве справочного кода, относящегося к давлению, выраженное в цифрах.
В предохранительных клапанах номинальное давление означает максимальное давление, которое может быть выдержано на входе предохранительного клапана. Оно зависит от материалов и температуры. Номинальное давление фланца на выходе предохранительного клапана обычно на один-три уровня ниже, чем на входе, что следует учитывать при выборе.
При определении номинального давления предохранительного клапана номинальное давление должно быть больше давления настройки. В идеале давление при полном открытии предохранительного клапана не должно превышать номинальное давление предохранительного клапана. В Китае существуют следующие серии предохранительных клапанов на номинальное давление: 0,25, 0,6, 1,0, 1,6, 2,5, 4,0, 6,3, 10, 16, 32, 40 МПа (Примечание: предохранительные клапаны с PN менее 1,0 обычно используют чугунные корпуса клапанов и не рекомендуются для использования в сосудах под давлением).
При выборе предохранительного клапана необходимо учитывать влияние температуры. При повышении температуры максимально допустимое рабочее давление при том же номинальном давлении соответственно уменьшается. Номинальное давление клапана должно определяться в зависимости от защищаемой среды, материала клапана, рабочей температуры и максимального рабочего давления.
Максимально допустимое рабочее давление клапана при различных температурах можно рассчитать по приведенной ниже формуле или выбрать из GB/T 9124-2000, "Технические условия для фланцев стальных труб".
Ptmax=PN[σ]t /[σ]200
где
После определения номинального давления предохранительного клапана для пружинного предохранительного клапана необходимо также выбрать класс рабочего давления пружины. Класс рабочего давления пружины относится к допустимому рабочему диапазону выбранной пружины. Превышение рабочего диапазона может привести к неисправности предохранительного клапана. Диапазон заданного давления пружинного предохранительного клапана - это класс рабочего давления пружины.
Заданное давление предохранительного клапана регулируется путем изменения степени сжатия пружины, и различные характеристики предохранительного клапана также контролируются пружиной. Каждая пружина может работать только в определенном диапазоне заданного давления. Превышение этого диапазона требует замены пружины, поэтому предохранительные клапаны с одинаковым номинальным давлением делятся на различные классы по рабочему давлению в соответствии с диапазоном регулировки заданного давления, разработанным пружиной.
PN | Класс рабочего давления пружины (Mpa) | |||||||
1.6 | >0.1-0.25 | >0.25-0.4 | >0.4-0.5 | >0.5-0.6 | >0.6-0.8 | >0.0-1.0 | >1.0-1.3 | >1.3-1.6 |
4.0 | >1.3-1.6 | >1.6-2.0 | >2.0-2.5 | >2.5-3.2 | >3.2-4.0 | |||
6.3 | >2.5-3.2 | >3.2-4.0 | >4.0-5.0 | >5.0-6.3 | ||||
10.0 | >4.0-5.0 | >5.0-6.3 | >6.3-8 | >8-10.0 | ||||
16.0 | >10-13.0 | 13.0-16.0 | ||||||
32.0 | >16-19.0 | >19-22.0 | >22-25.0 | >25-29.0 | >29-32.0 |
С точки зрения обеспечения работоспособности предохранительного клапана, чем меньше предел диапазона рабочего давления пружины, тем в большей степени она может обеспечить работоспособность предохранительного клапана. Наиболее распространенный в настоящее время метод классификации приведен в таблице. Пользователи могут ссылаться на нее при выборе пружины для предохранительного клапана.
Номинальный диаметр DN представляет собой размер всех принадлежностей трубопровода в системе в числовом выражении, который является округленным справочным значением и не полностью соответствует фактическому размеру диаметра в числовом выражении.
Технические характеристики предохранительного клапана подразделяются на номинальный диаметр, а номинальный диаметр входного и выходного отверстий предохранительного клапана различается в зависимости от модели. Номинальный диаметр выходного отверстия полнооткрытого предохранительного клапана обычно на один размер больше номинального диаметра входного отверстия, в то время как номинальные диаметры входного и выходного отверстий микрооткрытого предохранительного клапана обычно одинаковы.
Номинальный диаметр серии предохранительных клапанов приведен в таблице ниже (единицы измерения: мм)
1 | 15 | 100 | 350 | 1000 | 2000 | 3600 |
2 | 20 | 125 | 400 | 1100 | 2200 | 3800 |
3 | 25 | 150 | 450 | 1200 | 2400 | 4000 |
4 | 32 | 175 | 500 | 1300 | 2600 | |
5 | 40 | 200 | 600 | 1400 | 2800 | |
6 | 50 | 225 | 700 | 1500 | 3000 | |
8 | 65 | 250 | 800 | 1600 | 3200 | |
10 | 80 | 300 | 900 | 1800 | 3400 |
Номинальный диаметр предохранительного клапана должен определяться исходя из объема предохранительного сброса, поэтому сначала необходимо рассчитать объем предохранительного сброса, а затем на основе объема предохранительного сброса рассчитывается проходной диаметр предохранительного клапана с учетом коэффициента разгрузки предохранительного клапана, условий противодавления и т.д.
При определении диаметра предохранительного клапана основным принципом является выбор предохранительного клапана, номинальный объем сброса которого больше и как можно ближе к объему сброса безопасности. Необходимый объем сброса (объем предохранительного сброса) для предотвращения чрезмерного избыточного давления при возникновении аномального избыточного давления определяется условиями работы системы или оборудования и причинами возникновения избыточного давления, а также другими факторами.
Для предохранительных клапанов диаметр потока - это минимальный диаметр поперечного сечения горловины седла клапана, и диаметр потока напрямую влияет на пропускную способность предохранительного клапана. При выборе предохранительного клапана сначала рассчитайте минимальную площадь сброса, необходимую для защищаемой системы, исходя из объема сброса предохранительной системы под давлением, а затем рассчитайте диаметр потока d 0 . Затем определите номинальный диаметр предохранительного клапана. См. таблицу ниже
Номинальный диаметр DN и диаметр потока d0 (единицы измерения: мм)
DN | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 150 | 200 | |
d0 | Полный тип подъема | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 100 | 125 | |||
Низкий тип подъема | 12 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 |
При выборе предохранительного клапана, помимо определения номинального давления, температуры-давления, уровня рабочего давления пружины и номинального диаметра, необходимо также выбрать соответствующую конструкцию предохранительного клапана и материал корпуса и основных внутренних частей клапана в соответствии с рабочей средой.
(1) Для сброса газа или пара используйте полноподъемные предохранительные клапаны.
(2) Для слива жидкостей используйте полноподъемные или малоподъемные предохранительные клапаны.
(3) Предохранительные клапаны с ключом могут использоваться для выпуска пара или воздуха.
(4) Для предохранительных клапанов, используемых для газов с установочным давлением более 3,0 МПа и температурой выше 235°C, рассмотрите возможность использования предохранительных клапанов с теплоотводами, чтобы предотвратить прямое разрушение пружины нагнетаемой средой.
(5) Используйте предохранительные клапаны с открытой крышкой, если допускается утечка нагнетаемой среды в атмосферу. Используйте закрытые предохранительные клапаны, если утечка в атмосферу не допускается.
(6) Для выброса высокотоксичных, сильно коррозийных и особо опасных сред следует выбирать сильфонные предохранительные клапаны.
(7) Для ситуаций с высоким противодавлением выбирайте предохранительные клапаны с балансировкой противодавления или предохранительные клапаны с пилотным управлением.
(8) В некоторых важных ситуациях иногда необходимо устанавливать два предохранительных клапана в качестве резервных друг для друга. На впускных и выпускных запорных клапанах двух предохранительных клапанов должны быть установлены механические блокировочные устройства, чтобы в любой момент времени (в том числе в периоды технического обслуживания и инспекции) обеспечить требуемую площадь разгрузки судна.
Колпак и крышка закрытого предохранительного клапана герметичны. Его функция заключается, во-первых, в защите внутренних частей от внешних загрязнений, таких как пыль, не требуя герметичности; во-вторых, он используется для предотвращения утечки токсичных, легковоспламеняющихся и других сред или для восстановления сред, поэтому требуется проверка на герметичность. Если выбран закрытый тип и требуется испытание на герметичность со стороны выхода, это следует указать при заказе. Испытательное давление на герметичность обычно устанавливается на уровне 0,6 МПа.
Открытые предохранительные клапаны, благодаря открытой крышке, помогают снизить температуру в пружинной камере и используются в основном для таких сред, как пар.
Если для предохранительного клапана требуются регулярные испытания на открытие, выбирайте предохранительный клапан, оснащенный подъемным ключом. Когда давление среды достигает более 75% от заданного давления, подъемный ключ можно использовать для легкого подъема тарелки клапана с седла, чтобы проверить гибкость открытия клапана.
Используется в ситуациях, когда температура среды высока, для снижения температуры пружинной камеры. Как правило, если температура предохранительного клапана закрытого типа превышает 250°C, а температура предохранительного клапана открытого типа превышает 350°C, следует выбирать предохранительный клапан с радиатором.
В основном используется в следующих двух ситуациях:
1) Используется для уравновешивания противодавления: эффективный диаметр сильфона предохранительного клапана со сбалансированным противодавлением равен среднему диаметру уплотнительной поверхности клапана. Перед тем как предохранительный клапан откроется, сила противодавления на тарелке клапана находится в сбалансированном состоянии. Изменение противодавления не влияет на заданное давление; если противодавление переменное, и его изменение превышает 10% от заданного давления, следует выбрать этот тип предохранительного клапана.
2) Используются в агрессивных средах. Сильфон изолирует пружину и направляющий механизм от среды, тем самым предотвращая выход из строя этих важных деталей из-за коррозии под воздействием среды.
После определения номинального давления, номинальной температуры, номинального рабочего давления пружины, номинального диаметра и основного типа предохранительного клапана можно определить модель предохранительного клапана, который необходимо выбрать.
Выбор предохранительного клапана основывается на конкретных параметрах рабочих условий. Сейчас мы объясним процесс выбора предохранительных клапанов для трех различных состояний в технологической системе совместной установки ксилола на примере 45×104 т/год (на примере предохранительных клапанов пружинного типа).
1) Параметры процесса
2) Этапы выбора
3) Определите модель
Путем расчета можно выбрать полнооткрытый предохранительный клапан A42Y16C-DN50, завершив процесс выбора.
1) Параметры процесса
2) Этапы отбора:
Выберите применимую формулу: Поскольку средой является пар, давление на входе составляет установленное давление открытия 2,64MPa < 11MPa, а рабочая температура составляет 350℃; обратитесь к таблице коэффициентов перегретого пара, температура насыщенного пара при абсолютном давлении 2,74MPa составляет 230℃, а соответствующий поправочный коэффициент перегретого пара составляет 0,87, используйте формулу пара для расчета.
Определите соответствующую формулу расчета: Wtsh=5,25APdКш.
Используйте предохранительный клапан полнооткрытого типа модели A48Y (для пара), с номинальным коэффициентом разгрузки 0,75.
Номинальный расход предохранительного клапана Wrsh=Wtsh×0,75.
Подставив в приведенное выше уравнение, получим: Wtsh×0,75=5,25×d02 ×π/4×(2,64×1,03+0,1)×0,87, таким образом, d0 =67.
Проверьте соответствующие таблицы, когда d 0 =80, соответствующий номинальный диаметр для предохранительного клапана полнооткрытого типа составляет DN125.
Когда рабочая температура корпуса клапана из углеродистой стали составляет 350℃, а давление открытия (абсолютное давление) - 2,74Mpa, номинальное давление выбранного предохранительного клапана составляет 4,0Mpa.
3) Определите модель:
С помощью описанных выше действий можно выбрать A48Y40-DN125.
Примечание: Номинальный диаметр DN125 является специальным и обычно не используется. Если выбран DN150, то соответствующий диаметр горловины предохранительного клапана составляет d0 =100, что значительно больше, чем рассчитанное d0 (67), что приводит к частому соскакиванию предохранительного клапана (когда выбранный диаметр горловины предохранительного клапана слишком велик).
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.