Conceptes bàsics de les vàlvules d'alleujament de pressió: vàlvules d'alleujament de seguretat amb molla{0}

Apreneu per primera vegada o reviseu aquest producte comú de vàlvules.

Les vàlvules d'alleujament de pressió han existit des de fa centenars d'anys i continuen jugant un paper molt important com a darrera línia de defensa per a la protecció de la vida i la propietat en cas d'un esdeveniment de sobrepressió.

Depenent del vostre nivell d'expertesa, aquest article pot ser un bon punt de partida per aprendre tot sobre els conceptes bàsics de les vàlvules d'alleujament de pressió o pot ser un repàs per a aquells que els agrada -comprovar i comparar les notes. Aquest article serà el primer d'una sèrie de tres articles on introduirem tres tipus de vàlvules d'alleujament de pressió. En aquest primer article, tractarem els conceptes bàsics de funcionament d'una vàlvula d'alleujament de seguretat amb molla-. En articles futurs, la nostra segona entrega tractarà el funcionament d'una vàlvula d'alleujament de seguretat accionada-un pilot i una tercera entrega tractarà el funcionament de les vàlvules de seguretat.

La vàlvula d'alleujament de pressió (PRV) és un terme utilitzat per descriure una categoria de vàlvules dissenyades per utilitzar-se en aplicacions de protecció contra sobrepressió. És possible que hàgiu escoltat molts termes diferents per referir-vos als PRV: vàlvula de seguretat (SV), vàlvula d'alleujament (RV), vàlvula d'alleujament de seguretat (SRV) o vàlvula d'alleujament de seguretat operada amb pilot-(POSRV). Tots funcionen de la mateixa manera, però no són exactament iguals, depenent de qui parlis i del nivell de coneixement de la vàlvula d'alleujament de pressió que tinguis. Com qualsevol altre tipus d'equip, sempre que mireu des de fora cap a dins, tot sembla ser igual. Si comenceu a aprofundir una mica més en els detalls, descobrireu les diferències. Per tant, anem-hi directament i entrem en els detalls. Primer, tractarem alguns termes i definicions i després entrarem en els detalls de com avàlvula d'alleujament de seguretat amb molla-opera.

Vàlvula d'alleujament de pressió (PRV)- un dispositiu dissenyat per obrir i alleujar l'excés de pressió i, a continuació, tancar-lo i evitar el flux addicional de fluid un cop s'hagin restaurat les condicions normals.

Vàlvula d'alleujament (RV)- una vàlvula d'alleujament de pressió amb molla-accionada per la pressió estàtica aigües amunt de la vàlvula. Una vàlvula d'alleujament s'utilitza principalment amb fluids incompressibles.

Vàlvula d'alleujament de seguretat (SRV)- una vàlvula d'alleujament de pressió amb molla-que es pot utilitzar com a vàlvula de seguretat o com a vàlvula d'alleujament, segons l'aplicació.

Vàlvula d'alleujament de seguretat operada amb pilot{{0}(POSRV)- una vàlvula d'alleujament de pressió en la qual el dispositiu d'alleujament principal o la vàlvula principal es combina i es controla per una vàlvula d'alleujament de pressió auxiliar que s'acciona automàticament anomenada vàlvula pilot.

Vàlvula de seguretat (SV)- una vàlvula d'alleujament de pressió amb molla-accionada per la pressió estàtica aigües amunt de la vàlvula i caracteritzada per una obertura ràpida o una acció pop. Normalment s'utilitza una vàlvula de seguretat en fluids compressibles, principalment vapor.

Ara, entrem en el tema d'aquest article, que són els conceptes bàsics de funcionament d'una vàlvula d'alleujament de seguretat de molla-(SRV).

Un SRV-carregat per molla consisteix en un broquet d'entrada que està connectat a un recipient o sistema que cal protegir, un disc que es mou per controlar el flux a través del broquet i una molla que controla quan s'obre la vàlvula i la posició del disc. La vàlvula funciona utilitzant la pressió del sistema d'entrada per superar una càrrega de molla i, com a resultat, la vàlvula s'obre per alleujar una capacitat definida. Quan la vàlvula està tancada, com es mostra a la figura 1, la força de la molla resisteix la pressió aigües amunt que actua contra les superfícies de seient (Àrea A). A mesura que augmenta la pressió, la pressió a (A) tendeix a igualar la força de la molla i la pressió que manté els seients junts s'acosta a zero.

Figura 1: posició tancada SRV Crèdit fotogràfic: totes les imatges cortesia de Baker Hughes

Quan la pressió aigües amunt augmenta a l'entre un i dos per cent de la pressió establerta de la vàlvula, el medi passarà per les superfícies de seient cap a la cambra B, tal com es mostra a la figura 2. La restricció de flux a l'orifici anular secundari fa que la pressió s'acumuli i actuï sobre una àrea més gran, creant una força addicional per superar la força de la molla. Aleshores, el disc s'allunyarà del seient del broquet i la vàlvula s'obrirà.

Figura 2: SRV parcialment obert

Un cop oberta la vàlvula, es produeix una pressió addicional-a (C), tal com es mostra a la figura 3. Això es deu a l'augment sobtat del flux i a la restricció de fluir per un altre orifici anular format entre la vora interior del suport del disc i el diàmetre exterior de l'anell d'ajust. Aquestes forces addicionals a (C) fan que el disc s'aixequi substancialment a "pop". El flux està restringit per l'obertura entre el seient del broquet i el seient del disc fins que el seient del disc s'ha aixecat del seient del broquet aproximadament un-quart del diàmetre de la boca-. Després que el disc hagi assolit aquest grau d'elevació, el flux està restringit per l'orifici primari més que per l'àrea entre les superfícies de seient. La purga (la diferència entre la pressió d'obertura i tancament) es pot controlar dins dels límits col·locant l'anell d'ajust únic. La volada es produeix quan la força de la molla no pot superar la suma de les forces a (A), (B) i (C) fins que la pressió a (A) cau per sota de la pressió establerta.

Figura 3: SRV totalment obert

A continuació, a la figura 4, hi ha una il·lustració del flux de fluid a través de la vàlvula. És important reconèixer que la pressió del sistema entra a través del broquet i es manté a una pressió alta fins que s'expandeix per l'orifici anular secundari. La pressió aigües avall de l'orifici anular secundari és molt inferior a la pressió del sistema.

Figura 4: Trajecte de flux a través de PRV

Característiques

Anell d'ajust

L'anell d'ajust d'una vàlvula d'alleujament de seguretat s'ajusta a posicions predeterminades abans de posar la vàlvula en servei. El preajust fa que sigui menys necessari obrir la vàlvula en servei per comprovar que l'anell s'ha ajustat correctament per aconseguir la capacitat d'elevació i alleujament necessària.

Ajust de purga simple

Un únic anell d'ajust ajusta la pressió de purga o reposicionament en una vàlvula d'alleujament de seguretat. Quan l'anell es mou cap amunt, s'incrementa la purga (baixant la pressió de reposició), i quan es mou cap avall, la purga es redueix (augmentant la pressió de reposició). En comparació, quan les vàlvules tenen dos o més anells d'ajust, cadascun d'ells afecta l'acció de la vàlvula així com la purga.

Indústries i aplicacions comunes

Els SRV-de primavera es poden trobar en moltes indústries. Algunes indústries habituals inclouen la generació d'energia, la refinació, la petroquímica, la química, el petroli i el gas de corrent intermedi, el petroli i el gas aigües amunt i la pasta i el paper. Algunes aplicacions habituals dels SRV-carregats per molla inclouen la destil·lació, l'hidroprocessament, el reformat, el craqueig, la barreja, el fraccionament, la compressió del gas de càrrega, la separació, la compressió, la integritat de la canonada, la deshidratació i l'equilibri d'aplicacions de plantes per a gasos, líquids i mitjans d'aplicació en dues-fàsiques.

El funcionament d'un SRV-carregat amb molla és bàsic en principi amb només uns quants elements que controlen la seva funció. Hi ha moltes més coses que es poden discutir sobre els SRV, com ara els tipus de retallades, com funcionen i quan s'han d'utilitzar retallades específiques, però de moment, només ens atenem als principis bàsics de funcionament dels SRV. Cerqueu articles futurs sobre el funcionament de les vàlvules de seguretat i de les vàlvules de seguretat operades-pilotament.