Kısa Cevap: Emniyet Valfinin Boyutlandırılması
Boyutlandırmak için emniyet valfi , kütle veya hacimsel akışta gerekli tahliye kapasitesini hesaplamanız, ardından vananın ayar basıncı artı izin verilen aşırı basınçta bu akışı geçirecek kadar büyük bir vana orifis alanı seçmeniz gerekir. Geçerli formül akışkan fazına (gaz, buhar veya sıvı) ve aşağıdaki gibi standartlara bağlıdır: API 520 Bölüm I , API526 ve ASME Bölüm VIII Div. 1 kesin hesaplama yöntemini tanımlar.
Uygulamada, bir basınç tahliye vanasının veya emniyet tahliye vanasının boyutlandırılması dört temel girdiyi içerir:
- Gerekli tahliye akış hızı (kg/saat veya lb/saat)
- Basıncı ve izin verilen aşırı basıncı ayarlayın (ASME başına tek valf kurulumları için genellikle %10)
- Valf çıkışındaki karşı basınç
- Rahatlama koşullarında akışkanın fiziksel özellikleri
Gerekli delik alanını hesapladıktan sonra, API 526 tablolarından daha büyük olan bir sonraki standart delik boyutunu seçersiniz; asla daha küçük değil. Küçük boyutlu bir emniyet valfi kabı korumada başarısız olur; büyük boy olanı gevezelik ediyor, aşınıyor ve sızdırıyor.
Neden Doğru Emniyet Valfi Boyutlandırması Çoğu Mühendisin Düşündüğünden Daha Önemlidir?
Emniyet valfi, normal çalışma ile yıkıcı bir aşırı basınç olayı arasındaki son savunma hattıdır. Küçük boyutlandırma, vananın, kabın izin verilen maksimum çalışma basıncını (MAWP) aşmasını önleyecek kadar hızlı akamayacağı anlamına gelir. Aşırı boyutlandırma farklı ama aynı derecede ciddi bir sorun yaratır: valf açılır, az miktarda sıvıyı tahliye eder, kapanır ve ardından hızlı bir şekilde art arda tekrar açılır; bu, yıkıcı bir durum olarak adlandırılır. gevezelik .
Gevezelik birkaç dakika içinde koltuğun hasar görmesine neden olur. 10 yıl dayanması gereken, takırdayan bir emniyet tahliye vanası, bir saatten az süren tek bir olayda tahrip olabilir. Valf yuvaları, diskleri ve nozullarının bakım maliyetleri, üretim kaybı hesaba katılmadan valf başına 2.000 ila 20.000 ABD Doları arasında değişebilir.
Ekonominin ötesinde, mevzuata uyum zorunludur. Çoğu yargı bölgesinde, basınçlı kaplar, tanınmış kodlara uygun boyutta ve damgalı tahliye cihazlarıyla korunmalıdır. Amerika Birleşik Devletleri'nde, ASME Kazan ve Basınçlı Kap Kodu Bölüm VIII birincil standarttır. Avrupa'da, Basınçlı Ekipman Direktifi (PED) ve EN ISO 4126 tasarımı yönetir. Buna uyulmaması yasal sorumluluk doğurur ve ekipman sigortasını geçersiz kılabilir.
Boyutlandırmadan Önce Anlamanız Gereken Anahtar Terimler
Emniyet valfi boyutlandırmasının kendine ait bir sözlüğü vardır. Tek bir terimin bile yanlış anlaşılması, tüm boyutlandırma çalışmasına yayılan bir hesaplama hatasına yol açabilir.
Basıncı Ayarla
Emniyet valfinin açılmaya ayarlandığı giriş basıncı. MAWP'si 100 barg olan bir kap için ayarlanan basınç 100 barg'ı aşmamalıdır. Ayar basıncı vana isim plakasına damgalanmıştır ve tezgah ayarı sırasında test edilmiştir.
Aşırı basınç
Vana açık ve akış halindeyken oluşan, ayarlanan basıncın üzerindeki basınç artışıdır. ASME izin verir Tek emniyet valfi için %10 aşırı basınç ve yangın vakaları için %16. Tahliye basıncı, ayar basıncı artı aşırı basınca eşittir.
Geri Basınç
Tahliye boru sisteminin neden olduğu vana çıkışındaki basınç. Karşı basınç, valf üzerindeki diferansiyel basıncı azaltır ve dolayısıyla kapasiteyi azaltır. İki türü vardır:
- Eklenen geri basınç — Basınçlı kolektör veya kapalı çıkış nedeniyle vana açılmadan önce mevcut.
- Yerleşik geri basınç — basma borusundaki sürtünme kayıpları nedeniyle yalnızca vana akarken gelişir.
Geleneksel emniyet valfleri karşı basınca duyarlıdır. Oluşan karşı basınç ayar basıncının %10'unu aşarsa, dengeli körük veya pilotla çalıştırılan basınç tahliye vanası dikkate alınmalıdır.
Deşarj Katsayısı (Kd)
Valf gövdesindeki akış kayıplarını hesaba katan boyutsuz bir faktör. API 520, nominal deşarj katsayısı Kd'yi kullanır; bu, genellikle yaklaşık Gaz/buhar servisi için 0,975 ve sıvı servis için 0,65. Üreticiler ASME akış testlerinden sertifikalı Kd değerleri yayınlamaktadır.
Gerekli Delik Alanı (A)
Tahliye görevinizden hesaplanan minimum akış alanı. Daha sonra bunu API 526'daki (D, E, F, G, H, J, K, L, M, N, P, Q, R, T) bir sonraki daha büyük standart orifis tanımıyla eşleştirirsiniz.
Adım Adım: Gaz veya Buhar Hizmeti için Emniyet Valfinin Boyutlandırılması
Gaz ve buhar boyutlandırma sıkıştırılabilir akış denklemlerini kullanır. API 520 Kısım I metodolojisi bunun için endüstri standardıdır. Bu adımları sırasıyla uygulayın.
Adım 1: Tasarım Temel Senaryosunu Belirleyin
Öncelikle aşırı basınca neyin sebep olduğunu belirlemelisiniz. Yaygın senaryolar arasında çıkışın tıkanması, soğutma suyu arızası, yangına maruz kalma, ısı eşanjörü borusunun yırtılması ve kontrolden çıkma reaksiyonu yer alır. Her senaryo farklı bir gerekli hafifletme akışı üretir. Kurulum felsefesi eş zamanlı durumları gerektirmediği sürece en kötü güvenilir tek durum için boyut.
Adım 2: Gerekli Tahliye Akışını Hesaplayın
Bu bir süreç simülasyonundan veya ısı ve malzeme dengesinden gelir. Bir kompresördeki tıkalı bir çıkış için gerekli akış, kompresörün tam çıkışına eşittir. Yangın durumları için API521, ısı girdisi formülünü sağlar:
S = 43.200 × F × A 0.82 (ıslak yüzey için, BTU/saat cinsinden İngiliz birimleri)
burada F bir çevre faktörüdür (çıplak kaplar için 1,0, yeterince yalıtılmış kaplar için 0,3) ve A feet kare cinsinden ıslak yüzey alanıdır.
Adım 3: Kritik veya Kritik Altı Akışı Kontrol Edin
Geri basıncın tahliye basıncına oranı kritik basınç oranının (Cf) altına düştüğünde, emniyet valfi nozulundan geçen akış kritik hale gelir (boğulur). İdeal bir gaz için Cf, özgül ısıların (k veya γ) oranına bağlıdır:
Cf = (2/(k 1)) k/(k-1)
Çoğu hidrokarbon ve hava için k ≈ 1,3–1,4, Cf ≈ 0,545–0,528'i verir. Karşı basınç / tahliye basıncı Cf'nin altındaysa, kritik akışınız vardır ve daha basit kritik akış denklemini kullanırsınız. Aksi halde kritik altı düzeltmeyi kullanın.
Adım 4: API 520 Gaz Boyutlandırma Formülünü Uygulayın
Kritik gaz akışı için (API 520 Kısım I, Denklem 3):
A = W / (C × Kd × P1 × KB × √(M / (T × Z)))
- A = gerekli delik alanı (in²)
- W = gerekli tahliye kapasitesi (lb/saat)
- C = k'den türetilen gaz sabiti (boyutsuz, API 520 Ek B'de tablolanmıştır)
- Kd = Etkin deşarj katsayısı (ön boyutlandırma için 0,975 kullanın)
- P1 = psia cinsinden tahliye basıncı (ayar basıncı × 1,1 · 14,7 atmosferik deşarj için)
- Kb = karşı basınç düzeltme faktörü (API 520 rakamlarından; karşı basınç ihmal edilebilirse 1,0)
- M = gazın moleküler ağırlığı
- T = Rankine cinsinden tahliye sıcaklığı (°F 460)
- Z = tahliye koşullarında sıkıştırılabilirlik faktörü (ideal gaz için 1,0)
Adım 5: Standart Delik Boyutunu Seçin
Hesaplanan A alanını alın ve API 526'da daha büyük olan bir sonraki standart delik tanımını bulun. Örneğin, A = 0,85 in² ise D orifisi (0,110 in²) çok küçüktür, E (0,196 in²) çok küçüktür ve doğru uyumu bulana kadar bu şekilde devam eder. Asla aşağı yuvarlamayın. Seçilen delik gerekli alana eşit veya daha büyük olmalıdır.
Buhar Hizmeti için Emniyet Valfinin Boyutlandırılması
Buhar boyutlandırma, gaz denkleminin basitleştirilmiş bir versiyonunu kullanır çünkü doygunluktaki buhar özellikleri iyi karakterize edilmiştir. API 520 Bölüm I, buhara özel bir formül sağlar:
A = W / (51,45 × Kd × Kş × Kn × Kb × P1)
- Ksh = kızgın buhar düzeltme faktörü (doymuş buhar için 1,0; kızgın buhar için 1,0'dan az, API 520 Tablo 6'dan)
- Kn = Yüksek basınçlı buhar için Napier düzeltmesi (ayarlanan basınç 1.500 psia'yı aştığında geçerlidir)
- Diğer değişkenler gaz hizmeti için olduğu gibi tanımlanır
Örneğin gerekli tahliye kapasitesine sahip bir kazan emniyet valfi 250 psig ayar basıncında 50.000 lb/saat doymuş buhar (tahliye basıncı = 275 psia) ve önemli bir karşı basınç aşağıdakileri gerektirmez:
A = 50.000 / (51,45 × 0,975 × 1,0 × 1,0 × 1,0 × 275) ≈ 3,62 inç²
API 526'dan 3,62 inç²'nin üzerindeki bir sonraki daha büyük standart delik, 6,38 inç²'lik bir P orifis olacaktır; bu da aşırı büyüktür. Uygulamada, her bir valfi açıklık alanına göre daha uygun boyutta tutmak için iki küçük valfi paralel olarak kullanabilirsiniz; bu aynı zamanda yedeklilik de sağlar.
Sıvı Hizmeti için Emniyet Valfinin Boyutlandırılması
Sıvı boyutlandırma, sıkıştırılabilir akışkan boyutlandırmadan temel olarak farklıdır. Sıvılar sıkıştırılamaz, dolayısıyla kapasite mutlak basınçtan ziyade diferansiyel basıncın kareköküyle belirlenir.
API 520 sıvı boyutlandırma formülü şöyledir:
A = Q / (38 × Kd × Kw × Kc × KV × √(ΔP / G))
- Q = dakika başına ABD galonu (gpm) cinsinden gerekli tahliye akışı
- Kd = Sıvı servisi için 0,65 (0,975 değil)
- Kw = Dengeli vanalar için karşı basınç düzeltmesi (geleneksel vanalar için 1,0)
- Kc = kombinasyon düzeltmesi (yukarı yönde patlama diski yoksa 1,0, patlama diski seri olarak monte edilmişse 0,9)
- Kv = viskozite düzeltme faktörü (başlangıç boyutlandırma için 1,0; akışkan viskoz ise yineleyin)
- ΔP = psi cinsinden valf boyunca diferansiyel basınç (tahliye basıncı eksi karşı basınç)
- G = 60°F sıcaklıkta suya göre sıvının özgül ağırlığı
Sıvı emniyet valfleri sıklıkla ASME Bölüm VIII UV damgasını gerektirir ve standart valf gövdelerinin özel sıvı trim versiyonları kullanılmalıdır. Sıvı trimi olmadan sıvı hizmeti için bir gaz/buhar vanası gövdesinin kullanılması tipik olarak aşağıdaki sonuçlara yol açar: önemli kapasite kaybı ve olası istikrarsızlık.
Kalın Sıvılar için Viskozite Düzeltmesi
Boşaltma koşullarındaki akışkan viskozitesi yaklaşık 100 SSU'yu (Saybolt Seconds Universal) aşarsa, viskozite düzeltme faktörü Kv önemli hale gelir. Düzeltme, delik boyunca Reynolds sayısını kullanır. Kv = 1,0 ile başlayın, bir deneme orifis alanı hesaplayın, Reynolds sayısını belirleyin, API 520 tablosundan Kv'ye bakın ve ardından yeniden hesaplayın. Tipik proses akışkanları için genellikle iki veya üç yineleme içinde, delik alanı yakınsayana kadar yineleme yapın.
Standart Delik Boyutları: API 526 Referans Tablosu
Gerekli delik alanını hesapladıktan sonra API 526'dan bir sonraki standart delik tanımını seçersiniz. Aşağıdaki tablo standart delik tanımlarını ve bunların nominal alanlarını gösterir. Gerçek etkin delik alanları nominal API 526 değerlerinden biraz farklı olabileceğinden her zaman belirli üreticinin veri sayfasını kullanarak doğrulayın.
API 526 Standart Orifis Tanımları ve Nominal Alanlar | Orifis Tanımı | Nominal Alan (in²) | Nominal Alan (cm²) | Tipik Uygulama |
| D | 0.110 | 0.71 | Enstrüman havası, küçük kaplar |
| E | 0.196 | 1.26 | Küçük proses kapları |
| F | 0.307 | 1.98 | Proses kapları, pompalar |
| G | 0.503 | 3.25 | Genel süreç |
| H | 0.785 | 5.06 | Genel süreç |
| J | 1.287 | 8.30 | Daha büyük proses kapları |
| K | 1.838 | 11.86 | Kompresörler, reaktörler |
| L | 2.853 | 18.41 | Yüksek akışlı süreç |
| M | 3.600 | 23.23 | Yüksek akışlı süreç |
| N | 4.340 | 28.00 | Büyük kaplar, kazanlar |
| P | 6.380 | 41.16 | Büyük kazanlar, depolama tankları |
| Q | 11.05 | 71.30 | Çok büyük kapasite |
| R | 16.00 | 103.23 | Çok büyük kapasite |
| T | 26.00 | 167.74 | Maksimum standart boyut |
Karşı Basınç Emniyet Valfi Seçimini ve Boyutlandırmasını Nasıl Etkiler?
Geri basınç, basınç tahliye vanasının boyutlandırılmasında en sık yanlış yönetilen yönlerden biridir. Bunu görmezden gelen mühendisler, bazen tehlikeli bir şekilde, tasarımdan farklı performans sergileyen vanalarla karşılaşırlar.
Konvansiyonel Emniyet Valfleri
Geleneksel bir doğrudan yaylı emniyet valfinin yay boşluğu çıkışa doğru havalandırılır. Bu, karşı basıncın doğrudan yay kuvvetine karşı etki ederek ayar basıncını etkili bir şekilde arttırdığı anlamına gelir. Eğer üst üste bindirilmiş karşı basınç varsa sabit ve bilinen , valf dengelemek için tezgah üstü ayarlanabilir. Ancak karşı basınç değişkense, ayarlanan basınç da onunla birlikte değişir; bu tehlikeli bir durumdur. API 520 şunu önerir geleneksel bir valf üzerinde oluşan karşı basınç, ayar basıncının %10'unu aşmaz ölçerde.
Dengeli Körüklü Emniyet Valfleri
Dengeli körüklü basınç tahliye vanası, yayı karşı basınçtan izole etmek için esnek bir eleman kullanır ve çıkış koşullarından bağımsız olarak ayar basıncını sabit tutar. Bu valfler karşı basıncı ayarlanan basıncın yaklaşık %50'si önemli bir performans düşüşü olmaksızın, artan karşı basınçla kapasite hala azalıyor ve Kb düzeltmesi hala geçerli.
Pilot Kumandalı Basınç Tahliye Vanaları
Pilotla çalıştırılan tahliye vanası, ana vana yuvasını kapalı tutmak için proses basıncını kullanır. Ana valf yalnızca pilot aşırı basıncı algıladığında açılır. Bu valfler esas olarak ayar basıncı üzerindeki karşı basınç etkilerinden etkilenmez ve Bazı tasarımlarda ayarlanan basıncın %80'i . Genellikle yüksek basınçlı uygulamalar, önemli miktarda karşı basınç oluşan havşa başlıkları ve hassas ayar basıncının kritik olduğu durumlar için seçilirler.
İki Fazlı ve Karışık Fazlı Tahliye: Özel Hususlar
Tahliye akışkanı iki fazlı bir sıvı-buhar karışımı olduğunda, ne gaz ne de sıvı boyutlandırma yöntemi doğrudan uygulanmaz. Yanıp sönen sıvılar, reaktif sistemler ve soğutma devreleri sıklıkla iki fazlı tahliye senaryoları üretir. Bu durumlarda gereğinden küçük boyutlandırma yaygın ve tehlikelidir.
İki aşamalı boyutlandırma için tanınan yöntemler şunları içerir:
- DIERS metodolojisi (Acil Durum Yardım Sistemleri Tasarım Enstitüsü) — reaktif ve dengesiz iki fazlı sistemler için özel olarak geliştirilmiş en titiz yaklaşım
- Omega yöntemi — API 520 Ek C'de benimsenen Leung (1986)'dan basitleştirilmiş bir denge modeli; tahliye basıncının %90 ve %100'ünde flaş hesaplamalarından elde edilen tek bir ω parametresini kullanır
- HEM (Homojen Denge Modeli) — tam termodinamik dengeyi ve homojen karışımı varsayar; çoğu uygulama için muhafazakar
İki aşamalı boyutlandırma, hafifletme koşullarında flaş verileri oluşturmak için genellikle bir süreç simülatörü (Aspen HYSYS, SimSci PRO/II veya VMGSim gibi) gerektirir. Ortaya çıkan gerekli delik alanı genellikle 2 ila 5 kat daha büyük aynı akış hızı için saf buhar hesaplamasının önerdiğinden daha fazladır. Bu nedenle, yalnızca buhar hizmetini varsayarak tahliye vanalarını boyutlandıran birçok tesis, gerçek akışkan iki fazlı olduğunda bunların ciddi şekilde küçük boyutlara sahip olduğunu tespit etmiştir.
Giriş Basıncı Düşüşü: Göz Ardı Edilen %3 Kuralı
Akarken vana girişindeki basınç, ayarlanan basıncın (API 520 Kısım II ve API 526'ya göre) %3'ünden fazla altına düşmemelidir. Giriş basıncı düşüşündeki bu %3'lük sınır, kurulum pratiğinde en sık ihlal edilen kısıtlamalardan biridir ve çatırtıya neden olur.
Sebebi şudur: Yaylı emniyet valfi, giriş basıncı düştüğünde kapanmaya başlar. Giriş borularının direnci yüksekse, vana açıldığında vana girişindeki basınç keskin bir şekilde düşer. Bu düşüş blöf değerini aşarsa (vanayı yeniden yerleştirmek için gereken basınç düşüşü - tipik olarak proses vanaları için ayarlanan basıncın %7-10'u), vana sistem basıncı düzelmeden kapanır ve ardından tekrar açılır. Döngü tekrarlanır; bu bir gevezeliktir ve valf yuvasını tahrip eder.
Uygulamada %3 kuralı, giriş borusunun kısa ve geniş çaplı olması gerektiği anlamına gelir. Kaba bir kılavuz: giriş nozulu en az vana giriş bağlantı ölçüsü kadar büyük API 526 tablosundan alınmalı ve giriş borularının eşdeğer uzunluğu en aza indirilmelidir. Kurulum tasarımını tamamlamadan önce Darcy-Weisbach denklemini kullanarak tam tahliye akışındaki gerçek basınç düşüşünü hesaplayın.
Yangın Durumunun Boyutlandırılması: Termal Rahatlamanın Hakim Olduğu Zaman
Yangın durumları genellikle yanıcı madde stoklarının bulunduğu bölgelerde bulunan depolama kapları ve proses ekipmanları için emniyet valfinin boyutlandırılmasını yönetir. Senaryo, gemiyi çevreleyen, içindekileri ısıtan ve tahliye edilmesi gereken buhar üreten bir havuz yangınını varsayar.
API 521, yangın ısısı girdisi için iki denklem sağlar; biri ıslak yüzey (alevin altındaki sıvı) ve diğeri ıslatılmamış yüzey (buhar alanı) için. Islak yüzey denklemi tipik olarak BTU/saat veya kW cinsinden bir ısı girdisini yönetir ve verir. Bu ısı girişi daha sonra gerekli buhar akış hızını elde etmek için tahliye koşullarında sıvının gizli buharlaşma ısısına bölünür.
Kritik bir detay: Yangın vakası şunları sağlar: %21 aşırı basınç ASME Bölüm VIII kapsamındadır (normal durumlar için %10'a karşılık), bu da gerekli delik alanını bir miktar azaltır. Bununla birlikte, ASME ayrıca yangın durumunun ya MAWP'nin %110'una ayarlanmış özel bir yangın tahliye vanası (birincil vana %100'deyken) tarafından ya da ana vananın her iki senaryo için de yeterli kapasiteye sahip olduğunun gösterilmesiyle ele alınmasını gerektirir.
Örnek: 2.000 ft² ıslak yüzeye sahip, 10.000 galon nafta içeren, drenajı olmayan, yalıtımı olmayan ve yangın söndürme suyu uygulaması olmayan yatay bir kap (F = 1,0):
S = 43.200 × 1,0 × 2.000 0.82 ≈ 34.200.000 BTU/saat
Tahliye koşullarında naftanın gizli ısısı 120 BTU/lb ise, gerekli buhar akışı 285.000 lb/saat'tir; bu çok büyük bir tahliye gereksinimidir ve muhtemelen birden fazla büyük delikli emniyet vanasının veya pilotla çalıştırılan bir vananın seçimini yönlendirir.
Yaygın Boyutlandırma Hataları ve Bunlardan Nasıl Kaçınılacağı
Yanlış Sıvı Fazı Kullanmak
Tahliye koşullarındaki gerçek akışkan iki fazlı olduğunda tahliyenin tamamının buhar olduğunu varsaymak, vananın boyutunun 3 veya daha fazla kat daha düşük olmasına neden olabilir. Akan sıvının gerçek fazını ve bileşimini belirlemek için her zaman basınç ve sıcaklığı tahliye ederken flaş hesaplaması yapın.
Flare Sistemlerinde Karşı Basıncın Gözardı Edilmesi
Tesis yaşlandıkça ve havşa başlığına daha fazla tahliye yükü eklendikçe karşı basınç artar. Birinci yılda 5 psi karşı basınca göre boyutlandırılan bir valf, on yıl sonra üretim genişlemeleri havşa sistemini yükledikçe 25 psi karşı basınç görebilir. Değişim Yönetimi incelemeleri sırasında karşı basınç varsayımlarını yeniden kontrol edin.
"Güvenlik İçin" Büyük Boy Vanaların Seçilmesi
Daha büyük bir vana seçerek marj ekleme içgüdüsü verimsizdir. Büyük boyutlu bir emniyet valfi takırdayarak mekanik hasara ve sızıntıya neden olur. API 520 Bölüm I açıkça uyarıyor: seçilen delik, hesaplanan gerekli alana altına inmeden mümkün olduğunca yakın olmalıdır. Bir sonraki standart boyut büyütme, gerekenden %10 daha büyük bir vanayla sonuçlanırsa, daha küçük bir ayar basıncı veya paralel olarak iki daha küçük vana kullanmayı düşünün.
Kombinasyon Düzeltme Faktörü Kc'nin Unutulması
Bir emniyet valfinin önüne bir patlama diski takıldığında, kombinasyon tek bir cihaz gibi davranır ve kapasite azalır. API 520, spesifik kombinasyon test edilip onaylanmadıkça Kc = 0,9'u belirtir. Birçok mühendis bu faktörü yalnızca sıvı boyutlandırma formülüne uygular ve bunun gaz boyutlandırma için de geçerli olduğunu unutur.
Çalışma Basıncını ve Ayar Basıncını Hesaplamamak
ASME Bölüm VIII, normal çalışma koşullarında kapalı kalması ve sızıntı yapmaması için bir emniyet valfinin kullanılmasını gerektirir. API minimum değeri önerir Normal çalışma basıncı ile ayarlanan basınç arasında %10 çalışma marjı (yani ayar basıncı, maksimum normal çalışma basıncının en az 1,1 katı olmalıdır). Ayarlanan basınca çok yakın çalıştırılan vanalar kaynamaya, yuva sızıntısına ve erken aşınmaya neden olur.
Emniyet Valfi Boyutlandırma Yazılımı ve Araçları
API 520 denklemlerini kullanarak manuel hesaplama, tek fazlı akışkanlar için basittir ancak çok sayıda valfi olan büyük tahliye sistemleri için zaman alıcı hale gelir. Çeşitli yazılım araçları süreci otomatikleştirir:
- Aspen FLARENET / Aspen Flare Sistem Analizörü — parlama ağı modellemesi için endüstri standardı; Tahliye vanalarını boyutlandırır ve eş zamanlı olarak başlık geri basıncını analiz eder
- EPCON API'si — özel API 520/521/526 boyutlandırma aracı; Bireysel vana boyutlandırmasında yaygın olarak kullanılır
- Crosby Mühendislik El Kitabı çevrimiçi boyutlandırma aracı — Vana ürünlerinin hızlı boyutlandırılması için Emerson/Crosby tarafından sağlanmıştır
- Leser VALVESTAR — Avrupalı üretici aracı; hem API hem de EN ISO 4126 yöntemlerini uygular
- KOMPRESÖR / PV Elit — öncelikle tank tasarım yazılımı, ancak entegre tahliye vanası boyutlandırma modüllerini içerir
Bu araçlar hesaplama hatalarını azaltır ve düzenleyici başvurular için belgeler oluşturur. Ancak doğru girişler gerektirirler. Çöp içeri, çöp dışarı - temel denklemleri ve varsayımları anlamak, yazılım çıktısındaki hataları yakalamak için çok önemlidir.
Mevzuat ve Kod Gereksinimleri Özeti
Farklı bölgeler ve endüstriler, emniyet valfinin boyutlandırılması ve kurulumu için farklı kodlar uygular. Aşağıdaki tablo birincil standartları özetlemektedir:
Bölgeye ve Sektöre Göre Emniyet Valfi Boyutlandırması ve Tasarımına İlişkin Temel Standartlar | Standart | Şunlara Uygulanır: | Bölge | Anahtar Kapsam |
| API 520 Bölüm I | Proses endüstrisi basınçlı kaplar | ABD / Küresel | Boyutlandırma metodolojisi |
| API 520 Bölüm II | Proses endüstrisi basınçlı kaplar | ABD / Küresel | Kurulum kılavuzu |
| API 521 | Proses endüstrisi | ABD / Küresel | Basınç tahliye senaryoları, genişletme tasarımı |
| API 526 | Proses endüstrisi | ABD / Küresel | Flanşlı vana boyutları, orifis tanımları |
| ASME Sek. VIII Bölüm. 1 | Ateşlenmemiş basınçlı kaplar | ABD / Küresel olarak kabul edildi | Aşırı basınç limits, valve certification |
| ASME Sek. ben | Güç kazanları | ABD | Kazan emniyet valfi gereksinimleri |
| EN ISO 4126-1 | Tüm basınç sistemleri | Avrupa | Emniyet valfi tasarımı ve boyutlandırılması |
| PED 2014/68/AB | Basınçlı ekipman | Avrupa | Mevzuata uygunluk, CE işareti |
Emniyet Valfi Boyutlandırması için Pratik Kontrol Listesi
Herhangi bir emniyet valfi boyutlandırma hesaplamasını ve satın alma spesifikasyonunu tamamlamadan önce bu kontrol listesini kullanın.
- Tüm güvenilir aşırı basınç senaryolarını tanımlayın ve geçerli durumu belirleyin (gerekli maksimum tahliye akışı)
- MAWP'yi onaylayın ve maksimum normal çalışma basıncının üzerinde en az %10 çalışma marjı sağlayacak şekilde basıncı ayarlayın
- Ayarlanan basınç artı aşırı basınçta tahliye sıvısı fazını (gaz, sıvı, buhar, iki faz) belirleyin
- Akışkan özelliklerini toplayın: moleküler ağırlık, k oranı, sıkıştırılabilirlik Z, viskozite, gizli ısı, özgül ağırlık
- Karşı basıncı (birleştirilmiş ve birleştirilmiş) tahmin edin ve buna göre valf tipini seçin
- Akışkan fazı için doğru API 520 formülünü uygulayın ve gerekli delik alanı A'yı hesaplayın
- Kurulumunuza uygun tüm düzeltme faktörlerini (Kb, Kc, Kw, Kv) uygulayın
- API 526'dan bir sonraki daha büyük standart deliği seçin; seçilen alanın gerekenden yaklaşık %10'dan daha büyük olmadığını doğrulayın (gürültü riskini önlemek için)
- Tam boşaltma akışında giriş borusu basınç düşüşünün ayar basıncının %3'ünü aşmadığını kontrol edin
- Tam tahliye akışında tahliye borusu karşı basıncının vana tipinin izin verilen sınırı dahilinde olduğunu doğrulayın
- Proses akışkanı ve sıcaklığıyla uyumlu yapı malzemelerini belirtin
- Vananın doğru kod damgasını taşıdığını doğrulayın (ASME Bölüm VIII için UV, Bölüm I kazan servisi için V)