Запобі́жний кла́пан (рос. предохранительный клапан, англ. safety valve, нім. Sicherheitsventil n) — гідроклапан, призначений для захисту від механічного руйнування обладнання і трубопроводів надлишковим тиском, шляхом автоматичного випуску надлишку рідкого, паро- чи газоподібного середовища з систем і посудин з тиском, що перевищив встановлене значення. Клапан також повинен забезпечувати припинення скидання середовища при відновленні робочого тиску. Запобіжний клапан є арматурою прямої дії, що працює безпосередньо від робочого середовища, поряд з більшістю конструкцій захисної арматури і регуляторами тиску прямої дії.
Небезпечний надлишковий тиск може виникнути в системі як в результаті сторонніх чинників (неправильна робота обладнання, передача тепла від сторонніх джерел, неправильно зібрана і т. д.), так і в результаті внутрішніх фізичних процесів, зумовлених певною вихідною подією, не передбаченою при нормальній експлуатації. Запобіжні клапани встановлюються скрізь, де це може статися, але особливо вони важливі в сфері експлуатації промислових та побутових об'єктів, що працюють під тиском.
Існують і інші види запобіжної арматури, але клапани є найпоширенішими через простоту своєї конструкції, легкості налаштування, розмаїття видів, розмірів і конструктивних виконань.
Історія створення та удосконалення конструкції
Запобіжні клапани були вперше використані на парових котлах в період промислової революції. Ранні котли без клапанів були схильні до випадкових вибухів.
Перші і найпростіші запобіжні клапани на парових машинах у 1679 році використовували вагу, щоб утримати тиск пари. У 1856 році Джон Рамсботтом винайшов захищений пружинний клапан, який став універсальним на залізницях.
Запобіжні клапани еволюціонували, щоб захистити обладнання, таке як посудини високого тиску і теплообмінники.
Технічні терміни
Термін «запобіжний клапан» повинен бути обмежений використанням середовищ (стислива рідина, газ, пара).
У нафтопереробній, нафтохімічній та хімічній промисловості, переробці природного газу і галузях енергетики термін «запобіжний клапан» пов'язаний з клапаном зниження тиску (pressure relief valve — PRV), клапаном збереження тиску (pressure safety valve — PSV) і власне запобіжним клапаном. Слід зазначити, що більшість людей вважають їх однаковими.
- Запобіжний клапан (relief valve — RV): автоматична система, яка приводиться в дію статичним тиском в заповнених рідиною ємностях; відкривається пропорційно зі зростанням тиску.
- Запобіжний клапан (safety valve — SV): автоматична система, яка знімає статичний тиск газу. Такі клапани зазвичай відкриваються повністю, що супроводжується уривчастим звуком.
- Запобіжний клапан (safety relief valve — SRV): автоматична система, яка позбавляє від надлишкового статичного тиску газу чи рідини.
- Керований запобіжний клапан (pilot-operated safety relief valve — POSRV): автоматична система, яка працює від віддаленої команди, що пов'язана із статичним тиском.
- Запобіжний клапан низького тиску (low pressure safety valve — LPSV): автоматична система, яка знімає статичний тиск газу. Використовується, коли різниця між тиском середовища і атмосферним тиском досить мала.
- Запобіжний клапан вакуумного тиску (vacuum pressure safety valve — VPSV): автоматична система, яка знімає статичний тиск газу. Використовується, коли перепад тиску між робочим і навколишнім середовищем малий, негативний і близький до атмосферного тиску.
- Запобіжний клапан низького та вакуумного тиску (low and vacuum pressure safety valve — LVPSV): автоматична система, яка знімає статичний тиск газу; значення робочого тиску низьке, негативне чи позитивне і близьке до атмосферного.
Принцип дії
На пояснюючому малюнку ліворуч — креслення типового пружинного клапана прямої дії. На його прикладі розглянемо типову конструкцію. Обов'язковими компонентами конструкції запобіжного клапана прямої дії є запірний орган і задатчик, що забезпечує силовий вплив на чутливий елемент, пов'язаний із запірним органом клапана. Запірний орган складається із затвора і сідла. Якщо розглядати пояснюючий малюнок, то в цьому найпростішому випадку затвором є золотник, а задатчиком виступає пружина. За допомогою задатчика клапан налаштовується таким чином, щоб зусилля на золотнику забезпечувало його притиснення до сідла запірного органу і перешкоджало пропусканню робочого середовища. В даному випадку налаштування здійснюють спеціальним ґвинтом.
Коли запобіжний клапан закритий, на його чутливий елемент впливає сила від робочого тиску в системі, яка прагне відкрити клапан і сила від задатчика, що перешкоджає відкриттю. З виникненням збурень у системі, що викликають підвищення тиску понад значення робочого, зменшується величина сили притиснення золотника до сідла. У той момент, коли ця сила стане рівною нулю, настає рівновага активних сил від впливу тиску в системі і задатчика на чутливий елемент клапана. Запірний орган починає відкриватися, і, якщо тиск в системі не перестане зростати, відбувається скидання робочого середовища через клапан.
Зі зниженням тиску в системі, яка захищається, що викликане скиданням середовища, зникають збурюючі впливи. Запірний орган клапана під дією зусилля від задатчика закривається.
Тиск закриття в ряді випадків виявляється на 10-15 % нижчим робочого тиску. Це пов'язано з тим, що для створення герметичності запірного органу після спрацьовування потрібне зусилля значно більше, ніж те, якого було достатньо для підтримки герметичності клапана перед відкриттям. Це пояснюється необхідністю подолати при посадці силу зчеплення молекул середовища, що проходить через щілину між поверхнями ущільнювачів золотника і сідла. Також зниження тиску сприяє запізнюванню закриття запірного органу, що пов'язане з впливом на нього динамічних зусиль від потоку середовища, і наявність сил тертя, що вимагають додаткового зусилля для його повного закриття.
Класифікація запобіжних клапанів
Існує широкий спектр запобіжних клапанів, що мають безліч різних застосувань в різних галузях. Крім того, національні стандарти встановлюють багато видів запобіжних клапанів.
За принципом дії
- клапани прямої дії — зазвичай саме ці пристрої мають на увазі, коли використовують словосполучення запобіжний клапан. Вони відкриваються безпосередньо під дією тиску робочого середовища;
- клапани непрямої дії — клапани, керовані шляхом використання стороннього джерела тиску або електроенергії. Загальноприйнята назва таких пристроїв імпульсні запобіжні пристрої.
За способом випуску робочого середовища
- відкритої дії (випуск в атмосферу);
- закритої дії (скидання в іншу систему).
За видом затвору
- мембранні;
- тарілчасті;
- поршневі.
За характером підйому замикаючого органу
- клапани пропорційної дії (використовуються на нестискуваних середовищах);
- клапани двопозиційної дії.
За кількістю сідел (тарілок)
- одинарні;
- подвійні.
За видом корпуса
- прямоточні;
- прохідні;
- кутові.
За видом навантаження на золотник
- вантажні або важільно-вантажні;
- пружинні;
- важільно-пружинні;
- магніто-пружинні.
За висотою підйому (пропускній здатності) замикаючого органу
- малопідйомні;
- средньопідйомні;
- повнопідйомні.
Малопідйомними називаються запобіжні клапани, у яких висота підйому замикаючого елементу (золотника, тарілки) не перевищує 1/20 діаметра сідла; повнопідйомні — клапани, у яких висота підйому становить 1/4 діаметра сідла і більше. Існують також клапани з висотою підйому тарілки від 1/20 до 1/4, їх зазвичай називають середньопідйомними. У малопідйомних і середньопідйомних клапанах підйом золотника над сідлом залежить від тиску середовища, тому умовно їх називають клапанами пропорційної дії, хоча підйом не пропорційний тиску робочого середовища. Такі клапани використовуються, як правило, для рідин, коли не потрібна велика пропускна здатність. У повнопідйомних клапанах відкриття відбувається відразу на повний хід тарілки, тому їх називають клапанами двопозиційної дії. Такі клапани високопродуктивні і застосовуються як на рідких, так і на газоподібних середовищах.
Два основних типи захисту, що зустрічаються в промисловості це — термічний захист та захист потоку.
Для водокільцевого обладнання застосовують теплові запобіжні клапани, які, як правило, характеризується відносно невеликим розміром, що забезпечує захист від надлишкового тиску, викликаного тепловим розширенням. У цьому випадку невеликі клапани доцільніші тому, що більшість рідин практично нестисливі і відносно невелика кількість рідини, що виводиться через запобіжний клапан буде спричиняти істотне зниження тиску.
Захист потоку характеризується запобіжними клапанами значно більших розмірів, ніж клапани теплового захисту. Вони, як правило, розраховані на використання в ситуаціях, коли значна кількість газу або великих об'ємів рідини повинні бути швидко випущені з метою захисту цілісності обладнання або трубопроводу. Цей захист може альтернативно бути досягнутий шляхом встановлення системи захисту цілісності високого тиску.
Відмінності в конструкціях
Запобіжні клапани, як правило, мають кутовий корпус, але можуть мати й прохідний. Незалежно від цього клапани встановлюються вертикально так, щоб при закриванні шток опускався вниз.
Більшість запобіжних клапанів виготовляються з одним сідлом у корпусі, але зустрічаються конструкції і з двома сідлами, встановленими паралельно.
Найбільші відмінності в конструкціях запобіжних клапанів полягають у видах навантаження на золотник.
Пружинні клапани
У них тиску середовища на золотник протидіє сила стиснення пружини. Один і той самий пружинний клапан може бути використаний для різних меж налаштування тиску спрацьовування шляхом комплектації різними пружинами. Багато клапанів виготовляються із спеціальним механізмом (важелем, грибком і т.ін.) ручного підриву для контрольної продувки клапана. Це робиться з метою перевірки працездатності клапана, оскільки під час експлуатації можуть виникнути різні проблеми, наприклад прикипання, примерзання, прилипання золотника до сідла. Однак у деяких виробництвах в умовах агресивних і токсичних середовищ, високих температур і тисків, контрольне продування може бути дуже небезпечним, тому для таких клапанів можливість ручного продування не передбачається і навіть забороняється.
Найчастіше пружини при спрацьовуванні піддаються впливу робочого середовища, яке скидається з трубопроводу або ємності. Для захисту від слабкоагресивних середовищ для пружин застосовують спеціальні покриття. Ущільнення по штоку в таких клапанах відсутнє. У випадках роботи з агресивними середовищами в хімічних і деяких інших установках пружину ізолюють від робочого середовища за допомогою ущільнення по штоку сальниковим пристроєм, сильфоном або еластичною мембраною. Сильфонні ущільнення застосовуються також у тих випадках, коли витік середовища в атмосферу не допускається, наприклад на АЕС.
Важільно-вантажні клапани
У таких клапанах зусиллю від тиску робочого середовища на золотник протидіє сила ваги вантажу, що передається через важіль на шток клапана. Налаштування таких клапанів на тиск відкриття проводиться фіксацією вантажу певної маси на плечі важеля. Важелі також використовують для ручного продування клапана. Такі пристрої заборонено використовувати на пересувних апаратах.
Для герметизації сідел великих діаметрів потрібні значні маси вантажів на довгих важелях, що може викликати сильну вібрацію пристрою. В цих випадках застосовуються корпуси, всередині яких перетин скидання середовища утворено двома паралельно розташованими сідлами, які перекриваються двома золотниками за допомогою двох важелів з вантажами. Таким чином, в одному корпусі монтуються два паралельно працюючих затвори, що дозволяє зменшити масу вантажу і довжину важеля, забезпечуючи нормальну роботу клапана.
Магніто-пружинні клапани
У цих пристроях використовується електромагнітний привід, тобто вони не є арматурою прямої дії. Електромагніти можуть забезпечувати додаткове притискання золотника до сідла; в цьому випадку при досягненні тиску спрацьовування по сигналу від датчиків електромагніт відключається і тиску середовища протидіє лише пружина, клапан починає працювати як звичайний пружинний. Також електромагніт може створювати зусилля відкриття, тобто протидіяти пружині і примусово відкривати клапан. Існують клапани, в яких електромагнітний привід здійснює і додаткове притискання, і зусилля відкриття. В цьому випадку пружина служить для підстраховки на випадок припинення електроживлення. При знеструмленні такі пристрої починають працювати як пружинні клапани прямої дії.
Магніто-пружинні клапани найчастіше застосовуються в складних імпульсних запобіжних пристроях як керуючі або імпульсні елементи.
Технічні вимоги до запобіжних клапанів
Головною і найвідповідальнішою вимогою, яка ставиться до запобіжних клапанів, є висока надійність, що включає в себе:
- безвідмовне і своєчасне відкриття клапана при заданому перевищенні робочого тиску в системі;
- забезпечення клапаном необхідної пропускної здатності у відкритому положенні;
- здійснення своєчасної зворотної посадки (закриття) з необхідним ступенем герметичності при заданій величині падіння тиску в системі після аварійного спрацьовування і збереження встановленого рівня герметичності при подальшому зростанні тиску до величини робочого;
- забезпечення стабільності роботи, тобто збереження протягом усього терміну експлуатації і заданого числа циклів спрацьовування параметрів налаштування, і необхідного рівня герметичності запірного органу при робочому тиску.
Запобіжні клапани підлягають періодичній перевірці в спеціалізованій організації або випробуванню в дії. Всі клапани повинні бути випробувані на міцність, щільність, а також герметичність сальникових з'єднань і ущільнювальних поверхонь.
Розрахунок
Задачею розрахунку запобіжних клапанів є визначення їх пропускної здатності, типу і кількості клапанів, підбір пружини до них, а також визначення динамічних зусиль, що виникають при спрацьовуванні. Необхідними даними для розрахунку запобіжних клапанів є:
- місце встановлення клапана;
- необхідна пропускна здатність;
- надлишковий тиск в посудині чи трубопроводі;
- розрахунковий тиск;
- температура середовища перед клапаном;
- максимальний надлишковий тиск за клапаном;
- фазовий стан і склад робочого середовища.
Розрахунок пропускної здатності клапанів обчислюється з наступних умов
- 1. Для запобіжних клапанів, встановлених на технологічних ємностях, сепараторах, дегазаторах, абсорберах і т. ін. — з умови подачі в ємність середовища при закритих виходах з нього приймається по максимальній заданій продуктивності.
- 2. Для запобіжних клапанів, встановлених на ректифікаційних колонах — з умови скидання клапаном всіх парів, що поступають чи утворилися в посудині при закритті виходу зверху колони, а саме:
- де — теплове навантаження кип'ятильника в нормальному режимі роботи при (приймається по проекту);
- — кількість теплоти, що поступає з живленням в аварійному режимі при ;
- (у випадку наявності на подачі живлення підігрівача з регулюванням температури живлення на виході чи відсутності підігрівача на подачі живлення) або (у випадку наявності на подачі живлення підігрівача без регулювання температури живлення на виході або використання як підігрівача трубчатої печі);
- — витрата живлення колони в аварійному режимі при ;
- — частка пари в живленні (доля відгону);
- — тепловміст рідкого живлення при нормальному режимі і тиску ;
- — тепловміст парів живлення в аварійному режимі при ;
- — тепловміст живлення на вході в підігрівач живлення в нормальному режимі при тиску (приймається в проекті);
- — теплове навантаження підігрівача живлення в нормальному режимі при тиску (приймається в проекті);
- — сумарне теплове навантаження проміжних циркуляційних зрошень в нормальному режимі;
- — теплове навантаження одного з циркуляційних зрошень, що має найбільш величину в нормальному режимі при тиску (приймається по проекту);
- — сума витрат проміжних відборів в нормальному режимі при тиску (приймається по проекту);
- — тепловміст рідини проміжного відбору в аварійному режимі при ;
- — витрата дистиляту в аварійному режимі при ; ;
- — витрата дистиляту в нормальному режимі при тиску (приймається по проекту);
- — витрата живлення колони в нормальному режимі при тиску (приймається по проекту);
- — тепловміст рідкого продукту колони в аварійному режимі при ;
- — витрата кубової рідини в аварійному режимі при ; ;
- — тепловміст рідкого кубового залишку в аварійному режимі при ;
- — тепловміст пари вверху колони в аварійному режимі при ;
- — витрата водяної пари (інертного газу), що подається в колону на відпарку (враховується лише у випадку, якщо тиск пари більший за .
- При визначенні тепловмістів потоків в режиму скидання через запобіжний клапан (в аварійному режимі) фракційний склад всіх продуктів слід враховувати при нормальному режимі (по проекту).
- 3. Для запобіжних клапанів, що встановлюються на трубопроводах з рідинами чи посудинах, повністю заповнених рідиною і розрахованих по тиску джерела живлення — з умови скидання клапаном додаткової кількості рідини, що утворилась в результаті теплового розширення внаслідок сонячної радіації, а саме:
- де — початковий об'єм рідини в посудині (трубопроводі) за температури ;
- — робоча температура рідини в посудині (трубопроводі);
- — максимальна температура рідини в посудині (трубопроводі); при розрахунках приймається ;
- — густина рідини при ;
- — коефіцієнт об'ємного розширення рідини.
- Примітка: клапани, вказані в пунктах 1-3 повинні бути перевірені на умови пожежі, вказані в пунктах 6 і 7.
- 4. Для запобіжних клапанів, що встановлюються на трубопроводах на стороні меншого тиску після регуляторів тиску — з умови повного відкриття регулюючого клапана та відсутності витрати після нього (приймається з максимально заданої продуктивності); на газорозподільних станціях — з умови 0,01 максимальної продуктивності регулюючого клапана.
- 5. Для запобіжних клапанів, що встановлюються на нагнітальних трубопроводах після насоса чи компресора — з умови повної продуктивності насоса чи компресора при відсутності витрати після нього.
- 6. Для запобіжних клапанів, що встановлюються на трубопроводі, що обігрівається з вогненебезпечними рідинами або зрідженими газами між арматурою, що відключає — з умови скидання клапаном всієї кількості пари (газу), що утворюються при кипінні рідини, що розраховується за формулою:
- де — поверхня ділянки трубопроводу між відсікаючими засувами, що обігрівається;
- — коефіцієнт теплопередачі при нагріванні паровим чи водяним супутником; ;
- — скрита теплота пароутворення рідини при тиску скидання ;
- — температура супутника;
- — температура кипіння рідини при тиску скидання .
- 7. Для запобіжних клапанів, що встановлюються на складських ємностях для зріджених газів і пожежо-, вибухонебезпечних рідин і для холодильного обладнання, — з умови пожежі поблизу апарату. Підвищення тиску в апараті понад розрахункового при пожежі поблизу апарату відбувається за рахунок випаровування рідини або теплового розширення газу.
- Розрахунок запобіжних клапанів «на пожежу» проводиться за умови повного відключення апарату та припинення подачі в нього передбаченого технологічним процесом продукту.
- Підземні ємності та теплообмінні апарати на пожежу не розраховуються.
- Для судин, повністю заповнених рідкою фазою або містять рідку і парову фазу, кількість викидів через запобіжний клапан визначається за формулою:
- — змочена поверхня апарату (визначається при максимальному рівні заповнення);
- — температура газоповітряної суміші, що омиває при пожежі зовнішню поверхню апарату. При розрахунках приймається ;
- — температура кипіння рідини при тиску повного відкриття запобіжного клапана;
- — скрита теплота пароутворення рідини при температурі ;
- — загальний коефіцієнт теплопередачі від навколишнього повітря через стінку апарату до рідини; приймають для ізольованих клапанів , для неізольованих .
- Для ректифікаційних колон змочена поверхня визначається при максимальному рівні рідини в кубі і рідини на тарілках.
- Для судин, що містять газову (парову) фазу, пропускна здатність запобіжного клапана визначається за формулою:
- де — повна зовнішня поверхня апарату;
- — температура газів (парів) в апараті при нормальному режимі;
- — теплоємність газу (пари) при тиску ;
- — загальний коефіцієнт теплопередачі від навколишнього повітря через стінку апарату до газу (пари); для ізольованих клапанів , для неізольованих .
Площа прохідного перерізу запобіжного клапана
В залежності від робочого середовища, площу перерізу запобіжного клапана розраховують: для газу:
і для рідини: ,
де — максимальний надлишковий тиск перед запобіжним клапаном, що рівний тиску повного відкриття клапана;
— максимальний надлишковий тиск за запобіжним клапаном;
— густина реального газу перед клапаном при параметрах і ;
— температура середовища перед клапаном при тиску ;
— коефіцієнт витрати, що залежить від площі газоподібних середовищ;
— коефіцієнт витрати, що залежить від площі рідких середовищ.
Коефіцієнт витрати запобіжних клапанів для газоподібних середовищ або рідких середовищ приймається відповідно до технічних умов на клапани.
— густина рідини перед клапаном при параметрах і ;
— коефіцієнт, що враховує фізико-хімічні властивості газів при робочих параметрах, обчислюється за формулами:
де — показник адіабати;
— відношення абсолютних тисків до і після клапана:
— критичне відношення тисків, що обчислюється за формулою:
Для апаратів при запасі від переповнення рідини менше 5 хв. площа прохідного перерізу визначається за сумою перерізів для скидання окремо газів і рідини.
Для апаратів при запасі від переповнення рідини більше 5 хв. площа прохідного перерізу визначається по перетину скидання газу.
Схеми і застосування
Гідросхема приводу повороту стріли
Гідросистема, що забезпечує поворотно-коливальні рухи
Система захисту теплових пунктів
Гідравлічна насосна станція ГНС10-0.8
Гідросистеми насосних установок гідроприводу: однонасосної з переливним клапаном (а), двонасосної з двома переливними клапанами (б), насосно-акумуляторної (в) та з авторегульованим насосом (г)
Правила і стандарти
У зв'язку з значним поширенням запобіжних клапанів стандарти і правила, які застосовуються до них, знаходяться у всіх документах, які регулюють використання всього обладнання, що захищається клапанами. Наприклад, «Правила будови і безпечної експлуатації посудин, що працюють під тиском (ПБ 03-576-03)» в Росії чи «Boiler Pressure Vessel Code» у США. Також існують державні документи, присвячені виключно запобіжним клапанам у застосуванні до якого-небудь обладнання, наприклад «Клапани запобіжні парових та водогрійних котлів. Технічні вимоги (ГОСТ 24570-81)»
У зв'язку з особливою відповідальністю запобіжних клапанів у підтримці безпеки систем, які ними обслуговуються, нагляд за їх використанням і затвердження правил і стандартів виробляють організації, спеціально уповноважені державою.
США
- АТІМ (Американське товариство інженерів-механіків — American Society of Mechanical Engineers): Boiler Pressure Vessel Code, секція I;
- АТІМ (Американське товариство інженерів-механіків — American Society of Mechanical Engineers): Boiler Pressure Vessel Code, секція VIII, розділ I;
- АІБ (Американський інститут бензину — American Petroleum Institute): Recommended Practice 520 and API Standard 526, API Standard 2000 (low pressure — Storage tank).
Європейський союз
- ISO 4126 (приведені у відповідність з директивами Європейського союзу) [4];
- EN 764-7 (колишній стандарт CEN, приведені у відповідність з директивами Європейського союзу, замінений EN ISO 4126-1);
- AD Merkblatt (Німеччина);
- PED 97/23/EC (Pressure Equipment Directive — Європейський Союз).
Японія
- JIS: Japanese Industrial Standards.
Південна Корея
- KOSHA.
Література
- Д. Ф. Гуревич Трубопроводная арматура. Справочное пособие. — Москва: ЛКИ, 2008. — С. 368. — .
- Под общей редакцией С. И. Косых Трубопроводная арматура с автоматическим управлением. Справочник. — Ленинград: Машиностроение, 1982.
- Арматура трубопроводная. Термины и определения. ГОСТ Р 52720-2007. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. Проверено 10 июня 2010.
- А. И. Гошко Арматура промышленная общего и специального назначения. Справочник. — Москва: Мелго, 2007.
- Р. Ф. Усватов—Усыскин Поговорим об арматуре. — Москва: Vitex, 2005.
- Правила устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭ Г-7-008-89).
- Технологические системы реакторного отделения. БАЭС: ЦПП, 2000.
- Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 03-576-03).
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ..
- List of countries accepting the ASME Boiler & Pressure Vessel Code.
- API 5210-1, Sizing and Selection of Pressure-Relieving Devices.
- EN ISO 4126-1 Safety devices for protection against excessive pressure — Part 1: Safety valves (ISO 4126-1:2004).
- Elaine Porterfield, Paul Shukovsky, and Lewis Kamb (Saturday, July 28, 2001). Four hurt as water heater explodes.
Посилання
- Schematical overview working principle Safety Relief Valve
- Матеріал взято з wikitntu.org.ua
Див. також
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Zapobi zhnij kla pan ros predohranitelnyj klapan angl safety valve nim Sicherheitsventil n gidroklapan priznachenij dlya zahistu vid mehanichnogo rujnuvannya obladnannya i truboprovodiv nadlishkovim tiskom shlyahom avtomatichnogo vipusku nadlishku ridkogo paro chi gazopodibnogo seredovisha z sistem i posudin z tiskom sho perevishiv vstanovlene znachennya Klapan takozh povinen zabezpechuvati pripinennya skidannya seredovisha pri vidnovlenni robochogo tisku Zapobizhnij klapan ye armaturoyu pryamoyi diyi sho pracyuye bezposeredno vid robochogo seredovisha poryad z bilshistyu konstrukcij zahisnoyi armaturi i regulyatorami tisku pryamoyi diyi Kisnevij zapobizhnij klapan Zapobizhni klapani marki ND250 Klapan parovogo lokomotiva 60163 Tornado Nebezpechnij nadlishkovij tisk mozhe viniknuti v sistemi yak v rezultati storonnih chinnikiv nepravilna robota obladnannya peredacha tepla vid storonnih dzherel nepravilno zibrana teplomehanichna shema i t d tak i v rezultati vnutrishnih fizichnih procesiv zumovlenih pevnoyu vihidnoyu podiyeyu ne peredbachenoyu pri normalnij ekspluataciyi Zapobizhni klapani vstanovlyuyutsya skriz de ce mozhe statisya ale osoblivo voni vazhlivi v sferi ekspluataciyi promislovih ta pobutovih ob yektiv sho pracyuyut pid tiskom Isnuyut i inshi vidi zapobizhnoyi armaturi ale klapani ye najposhirenishimi cherez prostotu svoyeyi konstrukciyi legkosti nalashtuvannya rozmayittya vidiv rozmiriv i konstruktivnih vikonan Zmist 1 Istoriya stvorennya ta udoskonalennya konstrukciyi 2 Tehnichni termini 3 Princip diyi 4 Klasifikaciya zapobizhnih klapaniv 4 1 Za principom diyi 4 2 Za sposobom vipusku robochogo seredovisha 4 3 Za vidom zatvoru 4 4 Za harakterom pidjomu zamikayuchogo organu 4 5 Za kilkistyu sidel tarilok 4 6 Za vidom korpusa 4 7 Za vidom navantazhennya na zolotnik 4 8 Za visotoyu pidjomu propusknij zdatnosti zamikayuchogo organu 5 Vidminnosti v konstrukciyah 5 1 Pruzhinni klapani 5 2 Vazhilno vantazhni klapani 5 3 Magnito pruzhinni klapani 6 Tehnichni vimogi do zapobizhnih klapaniv 7 Rozrahunok 7 1 Rozrahunok propusknoyi zdatnosti klapaniv obchislyuyetsya z nastupnih umov 7 2 Plosha prohidnogo pererizu zapobizhnogo klapana 8 Shemi i zastosuvannya 9 Pravila i standarti 9 1 SShA 9 2 Yevropejskij soyuz 9 3 Yaponiya 9 4 Pivdenna Koreya 10 Literatura 11 Posilannya 12 Div takozhIstoriya stvorennya ta udoskonalennya konstrukciyired Zapobizhni klapani buli vpershe vikoristani na parovih kotlah v period promislovoyi revolyuciyi Ranni kotli bez klapaniv buli shilni do vipadkovih vibuhiv Pershi i najprostishi zapobizhni klapani na parovih mashinah u 1679 roci vikoristovuvali vagu shob utrimati tisk pari U 1856 roci Dzhon Ramsbottom vinajshov zahishenij pruzhinnij klapan yakij stav universalnim na zaliznicyah Zapobizhni klapani evolyucionuvali shob zahistiti obladnannya take yak posudini visokogo tisku i teploobminniki Tehnichni terminired Termin zapobizhnij klapan povinen buti obmezhenij vikoristannyam seredovish stisliva ridina gaz para U naftopererobnij naftohimichnij ta himichnij promislovosti pererobci prirodnogo gazu i galuzyah energetiki termin zapobizhnij klapan pov yazanij z klapanom znizhennya tisku pressure relief valve PRV klapanom zberezhennya tisku pressure safety valve PSV i vlasne zapobizhnim klapanom Slid zaznachiti sho bilshist lyudej vvazhayut yih odnakovimi Zapobizhnij klapan relief valve RV avtomatichna sistema yaka privoditsya v diyu statichnim tiskom v zapovnenih ridinoyu yemnostyah vidkrivayetsya proporcijno zi zrostannyam tisku Zapobizhnij klapan safety valve SV avtomatichna sistema yaka znimaye statichnij tisk gazu Taki klapani zazvichaj vidkrivayutsya povnistyu sho suprovodzhuyetsya urivchastim zvukom Zapobizhnij klapan safety relief valve SRV avtomatichna sistema yaka pozbavlyaye vid nadlishkovogo statichnogo tisku gazu chi ridini Kerovanij zapobizhnij klapan pilot operated safety relief valve POSRV avtomatichna sistema yaka pracyuye vid viddalenoyi komandi sho pov yazana iz statichnim tiskom Zapobizhnij klapan nizkogo tisku low pressure safety valve LPSV avtomatichna sistema yaka znimaye statichnij tisk gazu Vikoristovuyetsya koli riznicya mizh tiskom seredovisha i atmosfernim tiskom dosit mala Zapobizhnij klapan vakuumnogo tisku vacuum pressure safety valve VPSV avtomatichna sistema yaka znimaye statichnij tisk gazu Vikoristovuyetsya koli perepad tisku mizh robochim i navkolishnim seredovishem malij negativnij i blizkij do atmosfernogo tisku Zapobizhnij klapan nizkogo ta vakuumnogo tisku low and vacuum pressure safety valve LVPSV avtomatichna sistema yaka znimaye statichnij tisk gazu znachennya robochogo tisku nizke negativne chi pozitivne i blizke do atmosfernogo Princip diyired nbsp Budova zapobizhnogo klapana 1 gvint 2 pruzhina 3 zolotnik 4 korpus Na poyasnyuyuchomu malyunku livoruch kreslennya tipovogo pruzhinnogo klapana pryamoyi diyi Na jogo prikladi rozglyanemo tipovu konstrukciyu Obov yazkovimi komponentami konstrukciyi zapobizhnogo klapana pryamoyi diyi ye zapirnij organ i zadatchik sho zabezpechuye silovij vpliv na chutlivij element pov yazanij iz zapirnim organom klapana Zapirnij organ skladayetsya iz zatvora i sidla Yaksho rozglyadati poyasnyuyuchij malyunok to v comu najprostishomu vipadku zatvorom ye zolotnik a zadatchikom vistupaye pruzhina Za dopomogoyu zadatchika klapan nalashtovuyetsya takim chinom shob zusillya na zolotniku zabezpechuvalo jogo pritisnennya do sidla zapirnogo organu i pereshkodzhalo propuskannyu robochogo seredovisha V danomu vipadku nalashtuvannya zdijsnyuyut specialnim gvintom Koli zapobizhnij klapan zakritij na jogo chutlivij element vplivaye sila vid robochogo tisku v sistemi yaka pragne vidkriti klapan i sila vid zadatchika sho pereshkodzhaye vidkrittyu Z viniknennyam zburen u sistemi sho viklikayut pidvishennya tisku ponad znachennya robochogo zmenshuyetsya velichina sili pritisnennya zolotnika do sidla U toj moment koli cya sila stane rivnoyu nulyu nastaye rivnovaga aktivnih sil vid vplivu tisku v sistemi i zadatchika na chutlivij element klapana Zapirnij organ pochinaye vidkrivatisya i yaksho tisk v sistemi ne perestane zrostati vidbuvayetsya skidannya robochogo seredovisha cherez klapan Zi znizhennyam tisku v sistemi yaka zahishayetsya sho viklikane skidannyam seredovisha znikayut zburyuyuchi vplivi Zapirnij organ klapana pid diyeyu zusillya vid zadatchika zakrivayetsya Tisk zakrittya v ryadi vipadkiv viyavlyayetsya na 10 15 nizhchim robochogo tisku Ce pov yazano z tim sho dlya stvorennya germetichnosti zapirnogo organu pislya spracovuvannya potribne zusillya znachno bilshe nizh te yakogo bulo dostatno dlya pidtrimki germetichnosti klapana pered vidkrittyam Ce poyasnyuyetsya neobhidnistyu podolati pri posadci silu zcheplennya molekul seredovisha sho prohodit cherez shilinu mizh poverhnyami ushilnyuvachiv zolotnika i sidla Takozh znizhennya tisku spriyaye zapiznyuvannyu zakrittya zapirnogo organu sho pov yazane z vplivom na nogo dinamichnih zusil vid potoku seredovisha i nayavnist sil tertya sho vimagayut dodatkovogo zusillya dlya jogo povnogo zakrittya Klasifikaciya zapobizhnih klapanivred Isnuye shirokij spektr zapobizhnih klapaniv sho mayut bezlich riznih zastosuvan v riznih galuzyah Krim togo nacionalni standarti vstanovlyuyut bagato vidiv zapobizhnih klapaniv Za principom diyired nbsp Umovne poznachennya klapana pryamoyi diyi klapani pryamoyi diyi zazvichaj same ci pristroyi mayut na uvazi koli vikoristovuyut slovospoluchennya zapobizhnij klapan Voni vidkrivayutsya bezposeredno pid diyeyu tisku robochogo seredovisha klapani nepryamoyi diyi klapani kerovani shlyahom vikoristannya storonnogo dzherela tisku abo elektroenergiyi Zagalnoprijnyata nazva takih pristroyiv impulsni zapobizhni pristroyi Za sposobom vipusku robochogo seredovishared vidkritoyi diyi vipusk v atmosferu zakritoyi diyi skidannya v inshu sistemu Za vidom zatvorured membranni tarilchasti porshnevi Za harakterom pidjomu zamikayuchogo organured klapani proporcijnoyi diyi vikoristovuyutsya na nestiskuvanih seredovishah klapani dvopozicijnoyi diyi Za kilkistyu sidel tarilok red odinarni podvijni Za vidom korpusared pryamotochni prohidni kutovi Za vidom navantazhennya na zolotnikred vantazhni abo vazhilno vantazhni pruzhinni vazhilno pruzhinni magnito pruzhinni Za visotoyu pidjomu propusknij zdatnosti zamikayuchogo organured malopidjomni srednopidjomni povnopidjomni Malopidjomnimi nazivayutsya zapobizhni klapani u yakih visota pidjomu zamikayuchogo elementu zolotnika tarilki ne perevishuye 1 20 diametra sidla povnopidjomni klapani u yakih visota pidjomu stanovit 1 4 diametra sidla i bilshe Isnuyut takozh klapani z visotoyu pidjomu tarilki vid 1 20 do 1 4 yih zazvichaj nazivayut serednopidjomnimi U malopidjomnih i serednopidjomnih klapanah pidjom zolotnika nad sidlom zalezhit vid tisku seredovisha tomu umovno yih nazivayut klapanami proporcijnoyi diyi hocha pidjom ne proporcijnij tisku robochogo seredovisha Taki klapani vikoristovuyutsya yak pravilo dlya ridin koli ne potribna velika propuskna zdatnist U povnopidjomnih klapanah vidkrittya vidbuvayetsya vidrazu na povnij hid tarilki tomu yih nazivayut klapanami dvopozicijnoyi diyi Taki klapani visokoproduktivni i zastosovuyutsya yak na ridkih tak i na gazopodibnih seredovishah Dva osnovnih tipi zahistu sho zustrichayutsya v promislovosti ce termichnij zahist ta zahist potoku Dlya vodokilcevogo obladnannya zastosovuyut teplovi zapobizhni klapani yaki yak pravilo harakterizuyetsya vidnosno nevelikim rozmirom sho zabezpechuye zahist vid nadlishkovogo tisku viklikanogo teplovim rozshirennyam U comu vipadku neveliki klapani docilnishi tomu sho bilshist ridin praktichno nestislivi i vidnosno nevelika kilkist ridini sho vivoditsya cherez zapobizhnij klapan bude sprichinyati istotne znizhennya tisku Zahist potoku harakterizuyetsya zapobizhnimi klapanami znachno bilshih rozmiriv nizh klapani teplovogo zahistu Voni yak pravilo rozrahovani na vikoristannya v situaciyah koli znachna kilkist gazu abo velikih ob yemiv ridini povinni buti shvidko vipusheni z metoyu zahistu cilisnosti obladnannya abo truboprovodu Cej zahist mozhe alternativno buti dosyagnutij shlyahom vstanovlennya sistemi zahistu cilisnosti visokogo tisku Vidminnosti v konstrukciyahred nbsp Konstrukciya z dvoma sidlami Zapobizhni klapani yak pravilo mayut kutovij korpus ale mozhut mati j prohidnij Nezalezhno vid cogo klapani vstanovlyuyutsya vertikalno tak shob pri zakrivanni shtok opuskavsya vniz Bilshist zapobizhnih klapaniv vigotovlyayutsya z odnim sidlom u korpusi ale zustrichayutsya konstrukciyi i z dvoma sidlami vstanovlenimi paralelno Najbilshi vidminnosti v konstrukciyah zapobizhnih klapaniv polyagayut u vidah navantazhennya na zolotnik Pruzhinni klapanired nbsp Pruzhinnij klapan U nih tisku seredovisha na zolotnik protidiye sila stisnennya pruzhini Odin i toj samij pruzhinnij klapan mozhe buti vikoristanij dlya riznih mezh nalashtuvannya tisku spracovuvannya shlyahom komplektaciyi riznimi pruzhinami Bagato klapaniv vigotovlyayutsya iz specialnim mehanizmom vazhelem gribkom i t in ruchnogo pidrivu dlya kontrolnoyi produvki klapana Ce robitsya z metoyu perevirki pracezdatnosti klapana oskilki pid chas ekspluataciyi mozhut viniknuti rizni problemi napriklad prikipannya primerzannya prilipannya zolotnika do sidla Odnak u deyakih virobnictvah v umovah agresivnih i toksichnih seredovish visokih temperatur i tiskiv kontrolne produvannya mozhe buti duzhe nebezpechnim tomu dlya takih klapaniv mozhlivist ruchnogo produvannya ne peredbachayetsya i navit zaboronyayetsya Najchastishe pruzhini pri spracovuvanni piddayutsya vplivu robochogo seredovisha yake skidayetsya z truboprovodu abo yemnosti Dlya zahistu vid slabkoagresivnih seredovish dlya pruzhin zastosovuyut specialni pokrittya Ushilnennya po shtoku v takih klapanah vidsutnye U vipadkah roboti z agresivnimi seredovishami v himichnih i deyakih inshih ustanovkah pruzhinu izolyuyut vid robochogo seredovisha za dopomogoyu ushilnennya po shtoku salnikovim pristroyem silfonom abo elastichnoyu membranoyu Silfonni ushilnennya zastosovuyutsya takozh u tih vipadkah koli vitik seredovisha v atmosferu ne dopuskayetsya napriklad na AES Vazhilno vantazhni klapanired nbsp Shema vazhilnogo klapana U takih klapanah zusillyu vid tisku robochogo seredovisha na zolotnik protidiye sila vagi vantazhu sho peredayetsya cherez vazhil na shtok klapana Nalashtuvannya takih klapaniv na tisk vidkrittya provoditsya fiksaciyeyu vantazhu pevnoyi masi na plechi vazhelya Vazheli takozh vikoristovuyut dlya ruchnogo produvannya klapana Taki pristroyi zaboroneno vikoristovuvati na peresuvnih aparatah Dlya germetizaciyi sidel velikih diametriv potribni znachni masi vantazhiv na dovgih vazhelyah sho mozhe viklikati silnu vibraciyu pristroyu V cih vipadkah zastosovuyutsya korpusi vseredini yakih peretin skidannya seredovisha utvoreno dvoma paralelno roztashovanimi sidlami yaki perekrivayutsya dvoma zolotnikami za dopomogoyu dvoh vazheliv z vantazhami Takim chinom v odnomu korpusi montuyutsya dva paralelno pracyuyuchih zatvori sho dozvolyaye zmenshiti masu vantazhu i dovzhinu vazhelya zabezpechuyuchi normalnu robotu klapana Magnito pruzhinni klapanired U cih pristroyah vikoristovuyetsya elektromagnitnij privid tobto voni ne ye armaturoyu pryamoyi diyi Elektromagniti mozhut zabezpechuvati dodatkove pritiskannya zolotnika do sidla v comu vipadku pri dosyagnenni tisku spracovuvannya po signalu vid datchikiv elektromagnit vidklyuchayetsya i tisku seredovisha protidiye lishe pruzhina klapan pochinaye pracyuvati yak zvichajnij pruzhinnij Takozh elektromagnit mozhe stvoryuvati zusillya vidkrittya tobto protidiyati pruzhini i primusovo vidkrivati klapan Isnuyut klapani v yakih elektromagnitnij privid zdijsnyuye i dodatkove pritiskannya i zusillya vidkrittya V comu vipadku pruzhina sluzhit dlya pidstrahovki na vipadok pripinennya elektrozhivlennya Pri znestrumlenni taki pristroyi pochinayut pracyuvati yak pruzhinni klapani pryamoyi diyi Magnito pruzhinni klapani najchastishe zastosovuyutsya v skladnih impulsnih zapobizhnih pristroyah yak keruyuchi abo impulsni elementi Tehnichni vimogi do zapobizhnih klapanivred Golovnoyu i najvidpovidalnishoyu vimogoyu yaka stavitsya do zapobizhnih klapaniv ye visoka nadijnist sho vklyuchaye v sebe bezvidmovne i svoyechasne vidkrittya klapana pri zadanomu perevishenni robochogo tisku v sistemi zabezpechennya klapanom neobhidnoyi propusknoyi zdatnosti u vidkritomu polozhenni zdijsnennya svoyechasnoyi zvorotnoyi posadki zakrittya z neobhidnim stupenem germetichnosti pri zadanij velichini padinnya tisku v sistemi pislya avarijnogo spracovuvannya i zberezhennya vstanovlenogo rivnya germetichnosti pri podalshomu zrostanni tisku do velichini robochogo zabezpechennya stabilnosti roboti tobto zberezhennya protyagom usogo terminu ekspluataciyi i zadanogo chisla cikliv spracovuvannya parametriv nalashtuvannya i neobhidnogo rivnya germetichnosti zapirnogo organu pri robochomu tisku Zapobizhni klapani pidlyagayut periodichnij perevirci v specializovanij organizaciyi abo viprobuvannyu v diyi Vsi klapani povinni buti viprobuvani na micnist shilnist a takozh germetichnist salnikovih z yednan i ushilnyuvalnih poverhon Rozrahunokred Zadacheyu rozrahunku zapobizhnih klapaniv ye viznachennya yih propusknoyi zdatnosti tipu i kilkosti klapaniv pidbir pruzhini do nih a takozh viznachennya dinamichnih zusil sho vinikayut pri spracovuvanni Neobhidnimi danimi dlya rozrahunku zapobizhnih klapaniv ye misce vstanovlennya klapana neobhidna propuskna zdatnist nadlishkovij tisk v posudini chi truboprovodi rozrahunkovij tisk temperatura seredovisha pered klapanom maksimalnij nadlishkovij tisk za klapanom fazovij stan i sklad robochogo seredovisha Rozrahunok propusknoyi zdatnosti klapaniv obchislyuyetsya z nastupnih umovred 1 Dlya zapobizhnih klapaniv vstanovlenih na tehnologichnih yemnostyah separatorah degazatorah absorberah i t in z umovi podachi v yemnist seredovisha pri zakritih vihodah z nogo prijmayetsya po maksimalnij zadanij produktivnosti 2 Dlya zapobizhnih klapaniv vstanovlenih na rektifikacijnih kolonah z umovi skidannya klapanom vsih pariv sho postupayut chi utvorilisya v posudini pri zakritti vihodu zverhu koloni a same G 3600 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 G 1 i 1 D i 2 W A B i W i 3 i 2 G K P displaystyle G frac 3600 times Q 1 Q 2 sum Q 3 Q 4 sum G 1 times i 1 D times i 2 W AB times i W i 3 i 2 G K Pi nbsp de Q 1 displaystyle Q 1 nbsp teplove navantazhennya kip yatilnika v normalnomu rezhimi roboti pri P T displaystyle P T nbsp prijmayetsya po proektu Q 2 displaystyle Q 2 nbsp kilkist teploti sho postupaye z zhivlennyam v avarijnomu rezhimi pri P 1 displaystyle P 1 nbsp Q 2 G 2 1 e i 4 G 2 i 5 displaystyle Q 2 G 2 times 1 e times i 4 G 2 times i 5 nbsp u vipadku nayavnosti na podachi zhivlennya pidigrivacha z regulyuvannyam temperaturi zhivlennya na vihodi chi vidsutnosti pidigrivacha na podachi zhivlennya abo Q 2 G 2 i B X Q 5 displaystyle Q 2 G 2 times i BX Q 5 nbsp u vipadku nayavnosti na podachi zhivlennya pidigrivacha bez regulyuvannya temperaturi zhivlennya na vihodi abo vikoristannya yak pidigrivacha trubchatoyi pechi G 2 displaystyle G 2 nbsp vitrata zhivlennya koloni v avarijnomu rezhimi pri P 1 displaystyle P 1 nbsp e displaystyle e nbsp chastka pari v zhivlenni dolya vidgonu i 4 displaystyle i 4 nbsp teplovmist ridkogo zhivlennya pri normalnomu rezhimi i tisku P T displaystyle P T nbsp i 5 displaystyle i 5 nbsp teplovmist pariv zhivlennya v avarijnomu rezhimi pri P 1 displaystyle P 1 nbsp i B X displaystyle i BX nbsp teplovmist zhivlennya na vhodi v pidigrivach zhivlennya v normalnomu rezhimi pri tisku P T displaystyle P T nbsp prijmayetsya v proekti Q 5 displaystyle Q 5 nbsp teplove navantazhennya pidigrivacha zhivlennya v normalnomu rezhimi pri tisku P T displaystyle P T nbsp prijmayetsya v proekti Q 3 displaystyle sum Q 3 nbsp sumarne teplove navantazhennya promizhnih cirkulyacijnih zroshen v normalnomu rezhimi Q 4 displaystyle Q 4 nbsp teplove navantazhennya odnogo z cirkulyacijnih zroshen sho maye najbilsh velichinu v normalnomu rezhimi pri tisku P T displaystyle P T nbsp prijmayetsya po proektu G 1 displaystyle sum G 1 nbsp suma vitrat promizhnih vidboriv v normalnomu rezhimi pri tisku P T displaystyle P T nbsp prijmayetsya po proektu i 1 displaystyle i 1 nbsp teplovmist ridini promizhnogo vidboru v avarijnomu rezhimi pri P 1 displaystyle P 1 nbsp D displaystyle D nbsp vitrata distilyatu v avarijnomu rezhimi pri P 1 displaystyle P 1 nbsp D D H G 2 G 3 displaystyle D D H times frac G 2 G 3 nbsp D H displaystyle D H nbsp vitrata distilyatu v normalnomu rezhimi pri tisku P T displaystyle P T nbsp prijmayetsya po proektu G 3 displaystyle G 3 nbsp vitrata zhivlennya koloni v normalnomu rezhimi pri tisku P T displaystyle P T nbsp prijmayetsya po proektu i 2 displaystyle i 2 nbsp teplovmist ridkogo produktu koloni v avarijnomu rezhimi pri P 1 displaystyle P 1 nbsp W A B displaystyle W AB nbsp vitrata kubovoyi ridini v avarijnomu rezhimi pri P 1 displaystyle P 1 nbsp W A B G 2 G 1 D displaystyle W AB G 2 sum G 1 D nbsp i W displaystyle i W nbsp teplovmist ridkogo kubovogo zalishku v avarijnomu rezhimi pri P 1 displaystyle P 1 nbsp i 3 displaystyle i 3 nbsp teplovmist pari vverhu koloni v avarijnomu rezhimi pri P 1 displaystyle P 1 nbsp G K P displaystyle G K Pi nbsp vitrata vodyanoyi pari inertnogo gazu sho podayetsya v kolonu na vidparku vrahovuyetsya lishe u vipadku yaksho tisk pari bilshij za P 1 displaystyle P 1 nbsp Pri viznachenni teplovmistiv potokiv v rezhimu skidannya cherez zapobizhnij klapan v avarijnomu rezhimi frakcijnij sklad vsih produktiv slid vrahovuvati pri normalnomu rezhimi po proektu 3 Dlya zapobizhnih klapaniv sho vstanovlyuyutsya na truboprovodah z ridinami chi posudinah povnistyu zapovnenih ridinoyu i rozrahovanih po tisku dzherela zhivlennya z umovi skidannya klapanom dodatkovoyi kilkosti ridini sho utvorilas v rezultati teplovogo rozshirennya vnaslidok sonyachnoyi radiaciyi a same G V 0 r p b p T 2 T 1 displaystyle G V 0 times rho p times beta p times T 2 T 1 nbsp de V 0 displaystyle V 0 nbsp pochatkovij ob yem ridini v posudini truboprovodi za temperaturi T 1 displaystyle T 1 nbsp T 1 displaystyle T 1 nbsp robocha temperatura ridini v posudini truboprovodi T 2 displaystyle T 2 nbsp maksimalna temperatura ridini v posudini truboprovodi pri rozrahunkah prijmayetsya T 2 50 C displaystyle T 2 50 circ C nbsp r p displaystyle rho p nbsp gustina ridini pri T 1 displaystyle T 1 nbsp b p displaystyle beta p nbsp koeficiyent ob yemnogo rozshirennya ridini Primitka klapani vkazani v punktah 1 3 povinni buti perevireni na umovi pozhezhi vkazani v punktah 6 i 7 4 Dlya zapobizhnih klapaniv sho vstanovlyuyutsya na truboprovodah na storoni menshogo tisku pislya regulyatoriv tisku z umovi povnogo vidkrittya regulyuyuchogo klapana ta vidsutnosti vitrati pislya nogo prijmayetsya z maksimalno zadanoyi produktivnosti na gazorozpodilnih stanciyah z umovi 0 01 maksimalnoyi produktivnosti regulyuyuchogo klapana 5 Dlya zapobizhnih klapaniv sho vstanovlyuyutsya na nagnitalnih truboprovodah pislya nasosa chi kompresora z umovi povnoyi produktivnosti nasosa chi kompresora pri vidsutnosti vitrati pislya nogo 6 Dlya zapobizhnih klapaniv sho vstanovlyuyutsya na truboprovodi sho obigrivayetsya z vognenebezpechnimi ridinami abo zridzhenimi gazami mizh armaturoyu sho vidklyuchaye z umovi skidannya klapanom vsiyeyi kilkosti pari gazu sho utvoryuyutsya pri kipinni ridini sho rozrahovuyetsya za formuloyu G P K 3 6 F o K t C P t C K r displaystyle G Pi K frac 3 6 times F o times K times t C Pi t CK r nbsp de F o displaystyle F o nbsp poverhnya dilyanki truboprovodu mizh vidsikayuchimi zasuvami sho obigrivayetsya K displaystyle K nbsp koeficiyent teploperedachi pri nagrivanni parovim chi vodyanim suputnikom K 12 B m M 2 K displaystyle K 12 frac Bm M 2 K nbsp r displaystyle r nbsp skrita teplota paroutvorennya ridini pri tisku skidannya P 1 displaystyle P 1 nbsp t C P displaystyle t C Pi nbsp temperatura suputnika t C K displaystyle t CK nbsp temperatura kipinnya ridini pri tisku skidannya P 1 displaystyle P 1 nbsp 7 Dlya zapobizhnih klapaniv sho vstanovlyuyutsya na skladskih yemnostyah dlya zridzhenih gaziv i pozhezho vibuhonebezpechnih ridin i dlya holodilnogo obladnannya z umovi pozhezhi poblizu aparatu Pidvishennya tisku v aparati ponad rozrahunkovogo pri pozhezhi poblizu aparatu vidbuvayetsya za rahunok viparovuvannya ridini abo teplovogo rozshirennya gazu Rozrahunok zapobizhnih klapaniv na pozhezhu provoditsya za umovi povnogo vidklyuchennya aparatu ta pripinennya podachi v nogo peredbachenogo tehnologichnim procesom produktu Pidzemni yemnosti ta teploobminni aparati na pozhezhu ne rozrahovuyutsya Dlya sudin povnistyu zapovnenih ridkoyu fazoyu abo mistyat ridku i parovu fazu kilkist vikidiv cherez zapobizhnij klapan viznachayetsya za formuloyu G 3 5 F C P K p t G t K r displaystyle G frac 3 5 times F C Pi times K p times t Gamma t K r nbsp F C P displaystyle F C Pi nbsp zmochena poverhnya aparatu viznachayetsya pri maksimalnomu rivni zapovnennya t G displaystyle t Gamma nbsp temperatura gazopovitryanoyi sumishi sho omivaye pri pozhezhi zovnishnyu poverhnyu aparatu Pri rozrahunkah prijmayetsya t G 600 C displaystyle t Gamma 600 circ C nbsp t K displaystyle t K nbsp temperatura kipinnya ridini pri tisku povnogo vidkrittya zapobizhnogo klapana r displaystyle r nbsp skrita teplota paroutvorennya ridini pri temperaturi t K displaystyle t K nbsp K p displaystyle K p nbsp zagalnij koeficiyent teploperedachi vid navkolishnogo povitrya cherez stinku aparatu do ridini prijmayut dlya izolovanih klapaniv K p 2 9 B m M 2 K displaystyle K p 2 9 frac Bm M 2 K nbsp dlya neizolovanih K p 23 2 B m M 2 K displaystyle K p 23 2 frac Bm M 2 K nbsp Dlya rektifikacijnih kolon zmochena poverhnya viznachayetsya pri maksimalnomu rivni ridini v kubi i ridini na tarilkah Dlya sudin sho mistyat gazovu parovu fazu propuskna zdatnist zapobizhnogo klapana viznachayetsya za formuloyu G 3 6 K n F t G t P C p t P 273 displaystyle G frac 3 6 times K n times F times t Gamma t Pi C p times t Pi 273 nbsp de F displaystyle F nbsp povna zovnishnya poverhnya aparatu t P displaystyle t Pi nbsp temperatura gaziv pariv v aparati pri normalnomu rezhimi C p displaystyle C p nbsp teployemnist gazu pari pri tisku P 1 displaystyle P 1 nbsp K n displaystyle K n nbsp zagalnij koeficiyent teploperedachi vid navkolishnogo povitrya cherez stinku aparatu do gazu pari dlya izolovanih klapaniv K n 3 B m M 2 K displaystyle K n 3 frac Bm M 2 K nbsp dlya neizolovanih K n 12 B m M 2 K displaystyle K n 12 frac Bm M 2 K nbsp Plosha prohidnogo pererizu zapobizhnogo klapanared V zalezhnosti vid robochogo seredovisha ploshu pererizu zapobizhnogo klapana rozrahovuyut dlya gazu F G 3 16 B a 1 P 1 0 1 r 1 displaystyle F frac G 3 16 times B times alpha 1 times sqrt P 1 0 1 times rho 1 nbsp i dlya ridini F G 5 03 a 2 P 1 P 2 r 2 displaystyle F frac G 5 03 times alpha 2 times sqrt P 1 P 2 times rho 2 nbsp de P 1 displaystyle P 1 nbsp maksimalnij nadlishkovij tisk pered zapobizhnim klapanom sho rivnij tisku povnogo vidkrittya klapana P 2 displaystyle P 2 nbsp maksimalnij nadlishkovij tisk za zapobizhnim klapanom r 1 displaystyle rho 1 nbsp gustina realnogo gazu pered klapanom pri parametrah P 1 displaystyle P 1 nbsp i T 1 displaystyle T 1 nbsp T 1 displaystyle T 1 nbsp temperatura seredovisha pered klapanom pri tisku P 1 displaystyle P 1 nbsp a 1 displaystyle alpha 1 nbsp koeficiyent vitrati sho zalezhit vid ploshi gazopodibnih seredovish a 2 displaystyle alpha 2 nbsp koeficiyent vitrati sho zalezhit vid ploshi ridkih seredovish Koeficiyent vitrati zapobizhnih klapaniv dlya gazopodibnih seredovish abo ridkih seredovish prijmayetsya vidpovidno do tehnichnih umov na klapani r 2 displaystyle rho 2 nbsp gustina ridini pered klapanom pri parametrah P 1 displaystyle P 1 nbsp i T 1 displaystyle T 1 nbsp B displaystyle B nbsp koeficiyent sho vrahovuye fiziko himichni vlastivosti gaziv pri robochih parametrah obchislyuyetsya za formulami B 1 59 K K 1 2 K 1 1 K 1 displaystyle B 1 59 times sqrt frac K K 1 times frac 2 K 1 frac 1 K 1 nbsp pri b b K P displaystyle beta leq beta KP nbsp B 1 59 P 2 0 1 P 1 0 1 2 K P 2 0 1 P 1 0 1 K 1 K displaystyle B 1 59 times sqrt frac P 2 0 1 P 1 0 1 frac 2 K frac P 2 0 1 P 1 0 1 frac K 1 K nbsp pri b gt b K P displaystyle beta gt beta KP nbsp de K displaystyle K nbsp pokaznik adiabati b displaystyle beta nbsp vidnoshennya absolyutnih tiskiv do i pislya klapana b P 2 0 1 P 1 0 1 displaystyle beta frac P 2 0 1 P 1 0 1 nbsp b K P displaystyle beta KP nbsp kritichne vidnoshennya tiskiv sho obchislyuyetsya za formuloyu b K P 2 K 1 K K 1 displaystyle beta KP frac 2 K 1 frac K K 1 nbsp Dlya aparativ pri zapasi vid perepovnennya ridini menshe 5 hv plosha prohidnogo pererizu viznachayetsya za sumoyu pereriziv dlya skidannya okremo gaziv i ridini Dlya aparativ pri zapasi vid perepovnennya ridini bilshe 5 hv plosha prohidnogo pererizu viznachayetsya po peretinu skidannya gazu Shemi i zastosuvannyared Gidroshema privodu povorotu strili nbsp Gidrosistema sho zabezpechuye povorotno kolivalni ruhi nbsp Sistema zahistu teplovih punktiv nbsp Gidravlichna nasosna stanciya GNS10 0 8 nbsp Gidrosistemi nasosnih ustanovok gidroprivodu odnonasosnoyi z perelivnim klapanom a dvonasosnoyi z dvoma perelivnimi klapanami b nasosno akumulyatornoyi v ta z avtoregulovanim nasosom g nbsp Pravila i standartired U zv yazku z znachnim poshirennyam zapobizhnih klapaniv standarti i pravila yaki zastosovuyutsya do nih znahodyatsya u vsih dokumentah yaki regulyuyut vikoristannya vsogo obladnannya sho zahishayetsya klapanami Napriklad Pravila budovi i bezpechnoyi ekspluataciyi posudin sho pracyuyut pid tiskom PB 03 576 03 v Rosiyi chi Boiler Pressure Vessel Code u SShA Takozh isnuyut derzhavni dokumenti prisvyacheni viklyuchno zapobizhnim klapanam u zastosuvanni do yakogo nebud obladnannya napriklad Klapani zapobizhni parovih ta vodogrijnih kotliv Tehnichni vimogi GOST 24570 81 U zv yazku z osoblivoyu vidpovidalnistyu zapobizhnih klapaniv u pidtrimci bezpeki sistem yaki nimi obslugovuyutsya naglyad za yih vikoristannyam i zatverdzhennya pravil i standartiv viroblyayut organizaciyi specialno upovnovazheni derzhavoyu SShAred ATIM Amerikanske tovaristvo inzheneriv mehanikiv American Society of Mechanical Engineers Boiler Pressure Vessel Code sekciya I ATIM Amerikanske tovaristvo inzheneriv mehanikiv American Society of Mechanical Engineers Boiler Pressure Vessel Code sekciya VIII rozdil I AIB Amerikanskij institut benzinu American Petroleum Institute Recommended Practice 520 and API Standard 526 API Standard 2000 low pressure Storage tank Yevropejskij soyuzred ISO 4126 privedeni u vidpovidnist z direktivami Yevropejskogo soyuzu 4 EN 764 7 kolishnij standart CEN privedeni u vidpovidnist z direktivami Yevropejskogo soyuzu zaminenij EN ISO 4126 1 AD Merkblatt Nimechchina PED 97 23 EC Pressure Equipment Directive Yevropejskij Soyuz Yaponiyared JIS Japanese Industrial Standards Pivdenna Koreyared KOSHA Literaturared D F Gurevich Truboprovodnaya armatura Spravochnoe posobie Moskva LKI 2008 S 368 ISBN 978 5 382 00409 9 Pod obshej redakciej S I Kosyh Truboprovodnaya armatura s avtomaticheskim upravleniem Spravochnik Leningrad Mashinostroenie 1982 Armatura truboprovodnaya Terminy i opredeleniya GOST R 52720 2007 Federalnoe agentstvo po tehnicheskomu regulirovaniyu i metrologii Provereno 10 iyunya 2010 A I Goshko Armatura promyshlennaya obshego i specialnogo naznacheniya Spravochnik Moskva Melgo 2007 R F Usvatov Usyskin Pogovorim ob armature Moskva Vitex 2005 Pravila ustrojstva i bezopasnoj ekspluatacii oborudovaniya i truboprovodov atomnyh energeticheskih ustanovok PNAE G 7 008 89 Tehnologicheskie sistemy reaktornogo otdeleniya BAES CPP 2000 Pravila ustrojstva i bezopasnoj ekspluatacii sosudov rabotayushih pod davleniem PB 03 576 03 Mala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2004 T 1 A K 640 s ISBN 966 7804 14 3 List of countries accepting the ASME Boiler amp Pressure Vessel Code API 5210 1 Sizing and Selection of Pressure Relieving Devices EN ISO 4126 1 Safety devices for protection against excessive pressure Part 1 Safety valves ISO 4126 1 2004 Elaine Porterfield Paul Shukovsky and Lewis Kamb Saturday July 28 2001 Four hurt as water heater explodes Posilannyared Schematical overview working principle Safety Relief Valve Material vzyato z wikitntu org uaDiv takozhred Gidroklapan Gidrodrosel Zvorotnij klapan Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Zapobizhnij klapan amp oldid 37963637