Основные сведения о предохранительном клапане – пружинные-предохранительные клапаны
Узнайте впервые или освежите знания об этом распространенном клапанном продукте.
Клапаны сброса давления существуют уже сотни лет и продолжают играть очень важную роль в качестве последней линии защиты жизни и имущества в случае возникновения избыточного давления.
В зависимости от вашего уровня знаний эта статья может стать отличной отправной точкой для изучения всех основ предохранительных клапанов или может стать напоминанием для тех, кто любит дважды-проверять и сравнивать записи. Эта статья станет первой в серии из трех статей, в которых мы представим три типа предохранительных клапанов. В этой первой статье мы рассмотрим основы работы подпружиненного-предохранительного клапана. В будущих статьях вторая часть будет посвящена работе предохранительного предохранительного клапана с пилотным-управлением, а третья часть будет посвящена работе предохранительных клапанов.
Клапан сброса давления (PRV) — это термин, используемый для описания категории клапанов, предназначенных для использования в системах защиты от избыточного давления. Возможно, вы слышали много разных терминов для PRV: предохранительный клапан (SV), предохранительный клапан (RV), предохранительный клапан (SRV) или предохранительный клапан с пилотным-управлением (POSRV). Все они работают одинаково, но не совсем одинаково, в зависимости от того, с кем вы разговариваете, и от уровня знаний о предохранительных клапанах. Как и в случае с любым другим типом оборудования, всякий раз, когда вы смотрите снаружи, все кажется одинаковым. Если вы начнете копать немного глубже в детали, вы обнаружите различия. Итак, давайте перейдем к делу и углубимся в детали. Сначала мы рассмотрим некоторые термины и определения, а затем углубимся в детали того, какподпружиненный-предохранительный клапандействует.
Клапан сброса давления (PRV)- устройство, предназначенное для открытия и сброса избыточного давления, а затем закрытия и предотвращения дальнейшего потока жидкости после восстановления нормальных условий.
Предохранительный клапан (ПВ)- подпружиненный-клапан сброса давления, приводимый в действие статическим давлением перед клапаном. Предохранительный клапан используется в основном с несжимаемыми жидкостями.
Предохранительный клапан (SRV)- подпружиненный-клапан сброса давления, который можно использовать как предохранительный или предохранительный клапан, в зависимости от применения.
Предохранительный клапан с пилотным-управлением (POSRV)- предохранительный клапан, в котором основное предохранительное устройство или главный клапан объединены и управляются автоматическим-вспомогательным предохранительным клапаном, называемым пилотным клапаном.
Предохранительный клапан (SV)- подпружиненный-клапан сброса давления, приводимый в действие статическим давлением перед клапаном и характеризующийся быстрым открытием или толчком. Предохранительный клапан обычно используется со сжимаемыми жидкостями, в первую очередь с паром.
Теперь давайте перейдем к теме этой статьи: основам работы подпружиненного-предохранительного клапана (SRV).
Подпружиненный-SRV состоит из впускного патрубка, подсоединенного к сосуду или системе, которую необходимо защитить, диска, который перемещается для управления потоком через сопло, и пружины, которая контролирует открытие клапана и положение диска. Клапан работает за счет использования входного давления системы для преодоления нагрузки пружины, в результате чего клапан открывается для сброса определенной производительности. Когда клапан закрыт, как показано на рисунке 1, сила пружины противодействует давлению на входе, действующему на посадочные поверхности (Зона А). По мере увеличения давления давление в точке (А) стремится уравнять силу пружины, и давление, удерживающее седла вместе, приближается к нулю.
Рисунок 1: Закрытое положение SRV. Фотография предоставлена: Все изображения любезно предоставлены Baker Hughes.
Когда давление на входе увеличивается до уровня в пределах одного-двух процентов от давления срабатывания клапана, среда будет проходить мимо посадочных поверхностей в камеру B, как показано на рисунке 2. Ограничение потока во вторичном кольцевом отверстии приводит к увеличению давления и его действию на большую площадь, создавая дополнительную силу для преодоления силы пружины. Затем диск отойдет от седла сопла, и клапан «хлопнет» откроется.
Рисунок 2: SRV частично открыт
После открытия клапана в точке (C) происходит дополнительное увеличение давления-, как показано на рисунке 3. Это происходит из-за внезапного увеличения расхода и ограничения потока через другое кольцевое отверстие, образованное между внутренним краем держателя диска и внешним диаметром регулировочного кольца. Эти дополнительные силы (C) заставляют диск существенно подниматься при «толчке». Поток ограничивается зазором между седлом сопла и седлом диска до тех пор, пока седло диска не поднимется над седлом сопла примерно на одну-четвертую часть-диаметра горловины сопла. После того, как диск достиг этой степени подъема, поток ограничивается главным отверстием, а не областью между посадочными поверхностями. Продувку (разницу между давлением открытия и закрытия) можно контролировать в определенных пределах, позиционируя одно регулировочное кольцо. Продувка происходит, когда сила пружины не может преодолеть сумму сил в точках (A), (B) и (C) до тех пор, пока давление в точке (A) не упадет ниже установленного давления.
Рисунок 3: SRV полностью открыт
Ниже, на рисунке 4, показано течение жидкости через клапан. Важно понимать, что давление в системе поступает через сопло и остается высоким до тех пор, пока оно не расширится через вторичное кольцевое отверстие. Давление после вторичного кольцевого отверстия намного ниже давления в системе.
Рисунок 4: Путь потока через PRV
Функции
Регулировочное кольцо
Регулировочное кольцо предохранительного клапана устанавливается в заданное положение перед вводом клапана в эксплуатацию. Предварительная настройка позволяет избежать необходимости открывать клапан при эксплуатации, чтобы убедиться, что кольцо установлено правильно и обеспечивает необходимый подъем и разгрузочную способность.
Простая регулировка продувки
Единственное регулировочное кольцо регулирует давление продувки или возврата в предохранительный клапан. При перемещении кольца вверх продувка увеличивается (понижается давление возврата), а при перемещении вниз продувка уменьшается (повышается давление возврата). Для сравнения, когда клапаны имеют два или более регулировочных колец, каждое из них влияет как на работу клапана, так и на продувку.
Распространенные отрасли и приложения
Пружинные-SRV можно найти во многих отраслях. Некоторые общие отрасли включают производство электроэнергии, нефтепереработку, нефтехимию, химию, переработку нефти и газа, добычу нефти и газа, а также целлюлозу и бумагу. Некоторые распространенные области применения пружинных-SRV включают дистилляцию, гидропереработку, риформинг, крекинг, смешивание, фракционирование, сжатие шихтового газа, сепарацию, сжатие, контроль целостности трубопровода, осушку и балансировку технологических процессов для газов, жидких и двухфазных сред.
Работа подпружиненного-SRV в принципе проста и состоит всего из нескольких элементов, которые контролируют его работу. О SRV можно обсудить еще много чего, например, типы триммеров, как они работают и когда использовать конкретный триммер, но сейчас мы просто будем придерживаться основных принципов работы SRV. Следите за будущими статьями о работе предохранительных-предохранительных клапанов с пилотным управлением и предохранительных клапанов.