Instructions d’installation et analyse des précautions des soupapes de sécurité Étude du rapport de pression critique des soupapes de sécurité – Vannes Lecco

Instructions d’installation et analyse des précautions des soupapes de sécurité Étude du rapport de pression critique des soupapes de sécurité – Vannes Lecco

Instructions d'installation de la soupape de sécurité
Dans la conception des usines pétrochimiques, à mesure que le nombre d'équipements et de pipelines à moyenne et haute pression impliqués augmente, l'utilisation de soupapes de sécurité a augmenté en conséquence. Par conséquent, une disposition correcte et raisonnable de la soupape de sécurité est particulièrement importante.
1. La soupape de sécurité sur l'équipement ou le pipeline doit être installée verticalement et aussi près que possible de l'équipement ou du pipeline protégé. Cependant, la soupape de sécurité du pipeline de liquide, de l'échangeur de chaleur ou du conteneur, lorsque la vanne est fermée, la pression peut augmenter en raison de la dilatation thermique, peut être installée horizontalement.
2, la soupape de sécurité doit généralement être installée dans un endroit où elle est facile à réparer et à régler, et il doit y avoir suffisamment d'espace de travail autour d'elle. Tels que : une soupape de sécurité pour conteneur vertical, DN80 en dessous, peut être installée à l'extérieur de la plate-forme ; Le DN100 est installé à l'extérieur de la plate-forme, à proximité de la plate-forme, avec l'aide de la plate-forme, il peut être utilisé pour réparer et réviser la vanne. Et ne doit pas être installé au bout de longs tuyaux horizontaux pour éviter l’accumulation de solides ou de liquides.
3. La soupape de sécurité installée sur le pipeline doit être située dans un endroit où la pression est relativement stable et à une certaine distance de la source de fluctuation.
4, la soupape de sécurité à l'atmosphère, pour le milieu inoffensif général (tel que l'air, etc.), la bouche du tuyau de décharge est plus haute que l'orifice de décharge comme centre du rayon de 715 m de la plate-forme d'exploitation, de l'équipement ou du sol 2,5 m au-dessus. Pour les fluides corrosifs, inflammables ou toxiques, la sortie de décharge doit être supérieure de plus de 3 m à la plateforme d'exploitation, à l'équipement ou au sol dans un rayon de 15 m.
5, la sortie de la soupape de sécurité est reliée au tuyau de décompression, pour être insérée dans le tuyau du côté supérieur jusqu'à un angle de 45, afin de ne pas verser le condensat dans le tuyau de dérivation et peut réduire la contre-pression de la sécurité soupape. Lorsque la pression constante de la soupape de sécurité est supérieure à 710MPa, il faut utiliser l'insert 45.
6. Il ne doit pas y avoir de liquide en forme de sac dans le tuyau d'évacuation du système de décompression de gaz humide et la hauteur d'installation de la soupape de sécurité doit être supérieure à celle du système de décompression. Si la sortie de la soupape de surpression est plus basse que la conduite principale de surpression ou si le tuyau de refoulement doit être surélevé pour accéder à la conduite principale, un réservoir de stockage de liquide et une jauge de niveau ou une soupape de décharge de liquide manuelle doivent être réglés à un niveau bas et facile. endroit accessible et être régulièrement déversé vers le système fermé pour éviter l'accumulation de liquide dans la section de tuyau en forme de sac. De plus, dans les zones froides, la section du sac à main a besoin de la chaleur de la vapeur pour éviter le gel. Le tube de traçage à la vapeur peut également vaporiser le condensat dans le tube du sac pour éviter l'accumulation de liquide. Mais même si l’on utilise un tube de traçage, une vanne de vidange manuelle reste nécessaire.
7, la conception du tuyau de sortie de la soupape de sécurité doit considérer que la contre-pression ne dépasse pas une certaine valeur de la pression constante de la soupape de sécurité. Pour la soupape de sécurité à ressort, le type général de contre-pression ne doit pas dépasser 10 % de la pression nominale de la soupape, type à soufflet (type équilibré), la contre-pression ne doit pas dépasser 30 % de la pression de la soupape de sécurité, pour le pilote type soupape de sécurité, la contre-pression ne dépasse pas 60% de la pression constante de la soupape de sécurité. La valeur spécifique doit se référer à l'échantillon du fabricant et être déterminée par calcul du processus.
8, étant donné que le gaz ou la vapeur est rejeté dans l'atmosphère par la sortie de la soupape de sécurité, la force opposée est générée sur la ligne centrale du tuyau de sortie, appelée force de réaction de la soupape de sécurité. L'influence de cette force doit être prise en compte lors de la conception de la conduite de sortie de la soupape de décharge. Tels que : le tuyau de sortie de la soupape de sécurité doit être doté d'un support fixe ; Lorsque la section du tuyau d'entrée de la soupape de décharge est longue, la paroi du récipient sous pression doit être renforcée.
Précautions de fonctionnement de la soupape de sécurité
1. Le service utilisant la soupape de sécurité doit clairement mettre en avant les exigences de fonctionnement de sécurité suivantes pour la soupape de sécurité dans les règles de processus et de post-opération :
1. Indicateurs de processus de fonctionnement (y compris la pression de travail, la température de travail ou la basse température de travail, la pression de réglage) ;
2. Précautions et méthodes de fonctionnement de la soupape de sécurité (pour la soupape de sécurité avec clé) ;
3. Éléments qui doivent être inspectés lors du fonctionnement de la soupape de sécurité, des phénomènes anormaux possibles et des mesures préventives, ainsi que des procédures d'élimination et de reporting d'urgence.
2. Une inspection régulière doit être effectuée pendant le fonctionnement de la soupape de sécurité. La période d'inspection est formulée par chaque utilisateur en fonction de la situation spécifique et sa durée ne doit pas dépasser une fois par mois. Les éléments suivants doivent être particulièrement inspectés :
1. Si la plaque signalétique est complète ;
2. Le joint de la soupape de sécurité est intact ;
3. Si la vanne d'arrêt utilisée avec la soupape de sécurité est complètement ouverte et si le joint est intact ;
4. Vérifiez si une exception se produit pendant le fonctionnement.
5. S'il peut décoller de manière flexible lorsque la pression de réglage est dépassée en fonctionnement.
Troisièmement, la soupape de sécurité en cours d'utilisation, lorsque les problèmes suivants surviennent, l'opérateur doit se présenter aux services concernés à temps conformément aux procédures prescrites :
1. La surpression ne décolle pas ;
2. Ne retournez pas au siège après le décollage ;
3. Une fuite se produit ;
4. Avant que la soupape de sécurité, la soupape de coupure et le joint de la soupape de sécurité ne tombent.
Quatrièmement, le récipient sous pression en cours de fonctionnement, la soupape de sécurité avant la vanne de coupure doit être en position complètement ouverte et scellée. Il est strictement interdit de soulever à mort la soupape de sécurité, d'annuler ou de fermer la vanne d'arrêt. Tout changement dans le fonctionnement de la soupape de sécurité doit être approuvé par le superviseur.
Cinquièmement, il est strictement interdit d'effectuer des travaux de réparation et de fixation sur la soupape de sécurité avec travail de pression. Besoin d'effectuer des réparations et d'autres travaux, l'unité utilisateur doit formuler des exigences de fonctionnement efficaces et des mesures de protection, et le responsable technique en charge de l'accord, dans le fonctionnement réel de la porte, doit envoyer des personnes pour superviser le site.
Sixièmement, il est interdit à l'opérateur d'ouvrir et de retirer le plombage ou d'ajuster la vis de réglage de la soupape de sécurité.
7. La soupape de sécurité de rechange doit être correctement conservée et entretenue.
Étude sur le rapport de pression critique d'une soupape de sécurité – Étude sur le rapport de pression critique d'une soupape de sécurité – Lyco Valve Résumé : Une formule pour calculer le rapport de pression critique d'une soupape de sécurité est présentée.
Les RÉSULTATS DU TEST MONTRENT QUE LE RAPPORT DE PRESSION CRITIQUE DE LA SOUPAPE DE SÉCURITÉ EST PRINCIPALEMENT AFFECTÉ PAR LE rapport DE PRESSION CRITIQUE DE LA buse et le coefficient de résistance à l'écoulement du DISQUE, et parce que le coefficient de résistance à l'écoulement du disque est trop grand, la soupape de sécurité est généralement dans le sous-critique. état de flux.
Gb50-89 « Récipient sous pression en acier », selon l'état d'écoulement de la soupape de sécurité est différent, propose deux types de formule de calcul de déplacement, par conséquent, pour juger si la soupape de sécurité est dans l'état d'écoulement critique ou dans l'état d'écoulement sous-critique, est la prémisse de la sélection correcte de la formule de calcul du déplacement.
À l'heure actuelle, il existe deux points de vue sur la valeur du rapport de pression critique de la soupape de sécurité : ① on considère que le rapport de pression critique de la soupape de sécurité est le même que le rapport de pression critique de la buse dans les spécifications de divers pays , et sa valeur est de 0,528 [1,2].
② De nombreux experts et chercheurs estiment que le rapport de pression critique de la soupape de sécurité est inférieur au rapport de pression critique de la buse et que sa valeur est d'environ 0,2 ~ 0,3 [3] Jusqu'à présent, aucune méthode de calcul théorique rigoureuse et précise du coefficient critique Le rapport de pression de la soupape de sécurité a été accepté.
Par conséquent, déterminer le rapport de pression critique d’une soupape de sécurité et évaluer correctement l’état d’écoulement sûr reste un problème urgent à résoudre en ingénierie, qui n’a pas encore été rapporté dans la littérature.
Grâce à une analyse théorique et à une étude expérimentale, l'auteur discute de l'état d'écoulement de la soupape de sécurité et propose la formule de calcul théorique du rapport de pression critique de la soupape de sécurité.
1 Rapport de pression critique de la soupape de sécurité Le rapport de pression critique RCR fait référence au rapport entre la pression d'entrée et de sortie lorsque la vitesse du flux d'air atteint la vitesse locale du son au niveau d'une petite section de passage d'écoulement.
Le rapport de pression critique de la buse peut être calculé théoriquement par la formule.
Lorsque le rapport de pression d'entrée de la buse est inférieur ou égal au rapport de pression critique de la buse, la perturbation du rapport de pression d'entrée de sortie ne peut pas dépasser le plan sonique en raison du flux sonique sur la section de sortie, de sorte que la perturbation ne peut pas affecter le débit. dans la buse.
La pression du flux d'air sur la section de sortie reste inchangée à P2 / P1 = Cr, le débit d'air sur la section de sortie est toujours un flux sonique, et le déplacement relatif reste inchangé, à savoir W/Wmax=1. A ce moment, la buse est dans un état de débit critique ou supercritique [4].
En plus de la buse, le rapport de pression critique d'autres structures doit souvent être déterminé par test, et le rapport de pression critique déterminé par test est appelé deuxième rapport de pression critique pour la distinction.
En raison de la complexité de la structure de la soupape de sécurité, il est difficile de déterminer la vitesse d'écoulement au niveau de la petite section transversale du passage d'écoulement de la soupape de sécurité, il est donc impossible de déterminer avec précision le rapport de pression critique de la soupape de sécurité selon si la petite zone de fermeture du passage d'écoulement atteint la vitesse du son.
À l'heure actuelle, la méthode permettant de déterminer si la soupape de sécurité a atteint l'état de débit critique consiste à mesurer le coefficient de déplacement de la soupape de sécurité. On pense que la soupape de sécurité atteindra l'état de débit critique tant que le coefficient de déplacement ne change pas avec le rapport de pression [3].
Les résultats mesurés montrent que le déplacement de la soupape de sécurité change toujours avec le changement du rapport de pression, mais lorsque le rapport de pression de la soupape de sécurité est inférieur à 0,2 ~ 0,3, la variation du déplacement de la soupape de sécurité avec le rapport de pression est faible, et les gens pensent que ce petit changement est causé par l'erreur de mesure, on estime donc que le rapport de pression critique de la soupape de sécurité complètement ouverte est d'environ 0,2 ~ 0,3.
La base théorique de cette méthode d'essai pour déterminer le rapport de pression critique de la soupape de décharge est que la perturbation du rapport de pression ne peut pas dépasser le plan sonique dans l'état d'écoulement critique et supercritique, de sorte que le débit de décharge relatif de la buse reste inchangé.
Cependant, dans l'état d'écoulement critique ou supercritique, l'écoulement au niveau de la section de sortie de la buse est un écoulement sonique, ce qui entraîne un déplacement relatif.
À mesure que la pression d'entrée P1 de la soupape de sécurité augmente, la chute de pression de la résistance du disque P augmente et la pression de sortie P2 de la buse dans la soupape augmente également. En conséquence, P2 et P1 peuvent augmenter progressivement, ce qui entraîne le rapport de pression de la buse dans la vanne r= P2 / P1 progressivement jusqu'à une valeur fixe.
Comme le montre la formule de calcul du déplacement de la buse, le déplacement de la buse devient progressivement une valeur fixe et le déplacement de la soupape de sécurité change peu ou reste inchangé avec le rapport de pression.
Toutefois, cela ne signifie pas que la vitesse d'écoulement au niveau de la petite section de passage d'écoulement de la soupape de sécurité atteint la vitesse locale du son. Évidemment, le rapport de pression à ce moment n'est pas nécessairement le rapport de pression critique de la soupape de sécurité complètement ouverte.
De plus, lorsque la hauteur d'ouverture du disque est faible, le coefficient de déplacement de la soupape de sécurité ne change pas avec le rapport de pression même lorsque le rapport de pression atteint 0,67. Bien entendu, ce rapport de pression ne peut pas être considéré comme le rapport de pression critique de la soupape de sécurité, car théoriquement, le rapport de pression critique de la soupape de sécurité ne peut pas être supérieur au rapport de pression critique de la buse.
Le diagramme de structure de la soupape de sécurité de la figure 1 et le modèle de calcul théorique de la figure 1 b montrent que la soupape de décharge et sa buse équivalente idéale se reflètent dans la différence entre une chute de pression de résistance de disque p en raison de diverses spécifications de la méthode de calcul de déplacement traditionnelle adoptent l'équivalent idéal calcul du modèle de buse et ignorer l'effet de la chute de pression de la résistance du disque, ce qui confondra facilement la soupape de décharge et la buse. Cela peut amener les gens à croire que le rapport de pression critique de la soupape de décharge est le même que celui de la buse, 0,528. QUAND EN FAIT LA SOUPAPE DE DÉCHARGE ET LA GUSE sont clairement différentes.
La principale différence entre la soupape de sécurité et sa buse équivalente idéale se reflète dans la chute de pression de résistance du disque, tandis que le modèle de calcul traditionnel ne prend pas en compte le rôle de la chute de pression de résistance du disque P, ce qui est déraisonnable.
La vitesse théorique de la buse exprimée par les paramètres statiques est [5] : 3) Où, K est l'indice adiabatique ; A1A2 n'est pas l'entrée et la sortie de la buse de vanne de la section du canal d'écoulement ; Constante des gaz R0 ; T1 est la température d'entrée ; R est le rapport de pression à l'entrée de la buse dans la vanne, et r=2/P1. Divisez maintenant les deux côtés de l'équation (1) par P1 et remplacez les équations (2) et (3) par la formule simplifiée, et la relation entre le rapport de pression de la soupape de sécurité et le rapport de pression de la buse dans la soupape peut être dérivée. comme suit : Dans la formule (4), rapport de pression de la soupape de sécurité B, RBB /1 Étant donné que la section de passage de débit critique de la soupape de sécurité entièrement ouverte se trouve au niveau du col de la buse, l'état de débit critique * de la soupape de sécurité peut être atteint à la gorge de la buse.
Selon l'équation (7), le rapport de pression critique RBCR de la soupape de sécurité est principalement affecté par le rapport de pression critique RCR de la buse et le coefficient de résistance à l'écoulement du disque F.
Lorsque le coefficient de résistance à l'écoulement du DISQUE F augmente, LE rapport de PRESSION critique de la soupape de sécurité diminuera car le rapport de pression critique de la buse est constant.
On peut voir que le rapport de pression critique de la soupape de sécurité diminue avec l'augmentation du coefficient de résistance à l'écoulement du disque.
Lorsque le coefficient de résistance à l'écoulement augmente jusqu'à une certaine valeur critique, le rapport de pression critique de la soupape de sécurité sera réduit à zéro.
Si le coefficient de résistance du disque dépasse cette valeur critique, la vanne ne peut pas atteindre l'état de débit critique car le coefficient de résistance du disque est trop grand et la soupape de sécurité est complètement dans l'état de débit sous-critique.
Par conséquent, s'il existe un état de débit critique dans la soupape de sécurité, le rapport de pression critique de la soupape de sécurité ne doit pas être inférieur à zéro, c'est-à-dire que lorsque RBCR ≥0, le coefficient de résistance à l'écoulement du disque doit répondre à F ≥2/K.
Pour l'air, k=1,4 et F ≤1,43.
Ainsi, si la soupape de sécurité est dans un état de débit critique, son coefficient de résistance à l'écoulement du disque F ne peut excéder 1,43.
Afin de déterminer si la soupape de sécurité est dans un état de débit critique ou dans un état de débit sous-critique, l'auteur a effectué des tests sur le coefficient de résistance à l'écoulement du disque de deux types de soupapes de sécurité, A42Y-1.6CN40 et A42Y-1.6CN50. FIGUE. 2 montre la courbe de relation d'essai entre le coefficient de résistance à l'écoulement du disque et le rapport de pression de la soupape de sécurité, dans laquelle H est la hauteur d'ouverture complète et Y est la hauteur d'ouverture d'essai.
Les résultats des tests montrent que le coefficient de résistance au débit du disque de la soupape de sécurité complètement ouverte est supérieur à 1,43.
Par conséquent, on peut conclure que même si la pression d'entrée de la soupape de sécurité est élevée, la soupape de sécurité ne peut pas atteindre l'état de débit critique en raison de la chute de pression de la résistance du disque de soupape est trop importante, de sorte que la soupape de sécurité est généralement dans le débit sous-critique. État.
Afin de prouver la fiabilité de cette inférence, l'auteur a testé le rapport de pression des deux soupapes de sécurité et le rapport de pression de la buse dans la vanne, ainsi que les résultats des tests du rapport de pression de la soupape de sécurité et du rapport de pression de la buse dans la valve
Les résultats des tests montrent que lorsque la pression d'entrée de la soupape de décharge atteint une pression manométrique de 0,6 Pa), le rapport de pression de la buse à l'intérieur des deux soupapes est supérieur à 0,7.
On peut voir que la buse de la vanne doit être dans un état de débit sous-critique.
La section de passage d'écoulement critique de la soupape de sécurité entièrement ouverte se trouve au niveau du col de la buse, et l'état de débit critique de la soupape de sécurité * peut être atteint au niveau du col de la buse.
Par conséquent, lorsque la buse à l’intérieur de la soupape de sécurité atteint l’état de débit critique, la soupape de sécurité est dans l’état de débit critique.