Podstawy ciśnieniowych zaworów nadmiarowych –-zawory bezpieczeństwa obciążone sprężyną
Dowiedz się po raz pierwszy lub odśwież wiedzę o tym popularnym produkcie z zaworami.
Zawory nadmiarowe ciśnienia istnieją już od setek lat i nadal odgrywają bardzo ważną rolę jako ostatnia linia obrony w celu ochrony życia i mienia w przypadku wystąpienia nadciśnienia.
W zależności od poziomu Twojej wiedzy ten artykuł może być doskonałym punktem wyjścia do poznania wszelkich podstaw dotyczących ciśnieniowych zaworów nadmiarowych lub może być przypomnieniem dla tych, którzy lubią-dwukrotnie sprawdzać i porównywać notatki. Artykuł ten będzie pierwszym z serii trzech artykułów, w których przedstawimy trzy typy ciśnieniowych zaworów bezpieczeństwa. W pierwszym artykule omówimy podstawy działania sprężynowego-nadciśnieniowego zaworu bezpieczeństwa. W przyszłych artykułach druga część obejmie działanie-sterowanego pilotem zaworu bezpieczeństwa, a trzecia część obejmie działanie zaworów bezpieczeństwa.
Zawór nadmiarowy ciśnienia (PRV) to termin używany do opisania kategorii zaworów przeznaczonych do stosowania w zastosowaniach zabezpieczających przed nadciśnieniem. Być może słyszałeś wiele różnych terminów określających zawory PRV: zawór bezpieczeństwa (SV), zawór nadmiarowy (RV), nadmiarowy zawór bezpieczeństwa (SRV) lub-sterowany pilotem zawór bezpieczeństwa (POSRV). Wszystkie działają podobnie, ale nie są dokładnie takie same, w zależności od tego, z kim rozmawiasz i poziomu wiedzy na temat zaworu bezpieczeństwa. Jak w przypadku każdego innego rodzaju sprzętu, za każdym razem, gdy spojrzysz z zewnątrz, wszystko wydaje się być takie samo. Jeśli zaczniesz zagłębiać się w szczegóły, odkryjesz różnice. Przejdźmy więc do rzeczy i przejdźmy do szczegółów. Najpierw omówimy niektóre terminy i definicje, a następnie zajmiemy się szczegółami, w jaki sposób asprężynowy-zawór bezpieczeństwadziała.
Zawór nadmiarowy ciśnienia (PRV)- urządzenie przeznaczone do otwierania i usuwania nadmiaru ciśnienia, a następnie zamykania i zapobiegania dalszemu przepływowi płynu po przywróceniu normalnych warunków.
Zawór nadmiarowy (RV)- sprężynowy-zawór nadmiarowy ciśnieniowy uruchamiany ciśnieniem statycznym przed zaworem. Zawór nadmiarowy jest używany głównie w przypadku płynów nieściśliwych.
Zawór bezpieczeństwa (SRV)- sprężynowy-zawór nadmiarowy, który może być używany jako zawór bezpieczeństwa lub zawór nadmiarowy, w zależności od zastosowania.
Zawór bezpieczeństwa sterowany pilotem-(POSRV)- ciśnieniowy zawór nadmiarowy, w którym główne urządzenie odciążające lub główny zawór jest połączony z samoczynnie uruchamiającym się pomocniczym zaworem nadmiarowym ciśnieniowym, zwanym zaworem pilotowym, i jest przez niego sterowany.
Zawór bezpieczeństwa (SV)- sprężynowy-zawór nadmiarowy ciśnieniowy, uruchamiany pod wpływem ciśnienia statycznego przed zaworem i charakteryzujący się szybkim otwieraniem lub działaniem trzaskającym. Zawór bezpieczeństwa jest zwykle używany w przypadku płynów ściśliwych, głównie pary.
Przejdźmy teraz do tematu tego artykułu, czyli podstaw działania sprężynowego-nadmiarowego zaworu bezpieczeństwa (SRV).
Sprężynowy-zawór SRV składa się z dyszy wlotowej połączonej z chronionym zbiornikiem lub systemem, tarczy, która porusza się w celu kontrolowania przepływu przez dyszę, oraz sprężyny sterującej momentem otwarcia zaworu i położeniem tarczy. Zawór działa wykorzystując ciśnienie układu wlotowego do pokonania obciążenia sprężyny, w wyniku czego zawór otwiera się, zmniejszając określoną wydajność. Gdy zawór jest zamknięty, jak pokazano na rysunku 1, siła sprężyny przeciwstawia się ciśnieniu przed zaworem działającemu na powierzchnie gniazd (obszar A). Wraz ze wzrostem ciśnienia ciśnienie w (A) ma tendencję do wyrównywania siły sprężyny, a ciśnienie utrzymujące razem gniazda zbliża się do zera.
Rysunek 1: Pozycja zamknięta SRV. Zdjęcie: Wszystkie zdjęcia dzięki uprzejmości Baker Hughes
Kiedy ciśnienie przed zaworem wzrośnie do jednego do dwóch procent ustawionego ciśnienia zaworu, media będą przemieszczać się obok powierzchni uszczelniających do komory B, jak pokazano na rysunku 2. Ograniczenie przepływu we wtórnej kryzie pierścieniowej powoduje wzrost ciśnienia i działanie na większym obszarze, tworząc dodatkową siłę pokonującą siłę sprężyny. Następnie dysk odsunie się od gniazda dyszy, a zawór „odskoczy” i otworzy się.
Rysunek 2: Zawór SRV częściowo otwarty
Po otwarciu zaworu następuje dodatkowy wzrost ciśnienia-w punkcie (C), jak pokazano na rysunku 3. Jest to spowodowane nagłym wzrostem przepływu i ograniczeniem przepływu przez inny pierścieniowy otwór utworzony pomiędzy wewnętrzną krawędzią obsady dysku a zewnętrzną średnicą pierścienia regulacyjnego. Te dodatkowe siły w (C) powodują, że dysk zasadniczo unosi się w „trzasku”. Przepływ jest ograniczany przez otwór pomiędzy gniazdem dyszy a gniazdem dysku, dopóki gniazdo dysku nie zostanie uniesione z gniazda dyszy o około jedną-czwartą-średnicy gardzieli dyszy. Gdy tarcza osiągnie ten stopień uniesienia, przepływ jest ograniczany przez główny otwór, a nie przez obszar pomiędzy powierzchniami uszczelniającymi. Przedmuch (różnicę pomiędzy ciśnieniem otwarcia i zamknięcia) można regulować w określonych granicach poprzez ustawienie pojedynczego pierścienia regulacyjnego. Przedmuch powstaje, gdy siła sprężyny nie jest w stanie pokonać sumy sił w (A), (B) i (C), dopóki ciśnienie w (A) nie spadnie poniżej ustawionego ciśnienia.
Rysunek 3: Zawór SRV całkowicie otwarty
Poniżej na rysunku 4 przedstawiono przepływ płynu przez zawór. Należy zauważyć, że ciśnienie w układzie wpływa przez dyszę i pozostaje wysokie, dopóki nie rozszerzy się przez wtórny otwór pierścieniowy. Ciśnienie za wtórnym otworem pierścieniowym jest znacznie niższe niż ciśnienie w układzie.
Rysunek 4: Ścieżka przepływu przez PRV
Cechy
Pierścień regulacyjny
Pierścień regulacyjny w nadmiarowym zaworze bezpieczeństwa jest ustawiany w określonych pozycjach przed oddaniem zaworu do użytku. Dzięki wstępnej nastawie nie jest konieczne otwieranie zaworu podczas pracy w celu sprawdzenia, czy pierścień został prawidłowo ustawiony, aby osiągnąć niezbędną wydajność podnoszenia i odciążania.
Prosta regulacja wydmuchu
Pojedynczy pierścień regulacyjny reguluje ciśnienie przedmuchu lub ciśnienie ponownego zamknięcia w zaworze bezpieczeństwa. Przesunięcie pierścienia w górę powoduje zwiększenie przedmuchu (obniżenie ciśnienia ponownego osadzenia), natomiast przesunięcie w dół przedmuch zmniejsza się (zwiększenie ciśnienia ponownego osadzenia). Dla porównania, gdy zawory mają dwa lub więcej pierścieni regulacyjnych, każdy z nich wpływa na działanie zaworu, a także na przedmuch.
Typowe branże i zastosowania
Sprężynowe-zawory SRV można znaleźć w wielu branżach. Niektóre typowe gałęzie przemysłu obejmują wytwarzanie energii, rafinację, petrochemię, chemię, ropę i gaz średniego szczebla, wydobycie ropy i gazu oraz celulozę i papier. Niektóre typowe zastosowania sprężynowych-SRV obejmują destylację, hydroobróbkę, reforming, krakowanie, mieszanie, frakcjonowanie, sprężanie gazu wsadowego, oddzielanie, sprężanie, integralność rurociągu, odwadnianie i bilansowanie zastosowań w instalacjach do gazów, cieczy i mediów dwu-fazowych.
Działanie-sprężynowego SRV jest w zasadzie proste i składa się z zaledwie kilku elementów sterujących ich funkcją. Jest wiele więcej do omówienia na temat SRV, takich jak typy trymowania, sposób ich działania i kiedy używać konkretnego trymu, ale na razie będziemy się trzymać podstawowych zasad działania SRV. Poszukaj przyszłych artykułów na temat działania-sterowanych pilotem zaworów bezpieczeństwa i zaworów bezpieczeństwa.