Krátka odpoveď: Ako nastaviť veľkosť poistného ventilu
Do veľkosti a poistný ventil , musíte vypočítať požadovanú uvoľňovaciu kapacitu v hmotnostnom alebo objemovom prietoku a potom vybrať plochu otvoru ventilu dostatočne veľkú na to, aby tento prietok prešiel pri nastavenom tlaku ventilu plus povolený pretlak. Riadiaci vzorec závisí od tekutej fázy – plynu, pary alebo kvapaliny – a noriem, ako napr API 520 časť I , API 526 a ASME sekcia VIII Div. 1 definujte presný spôsob výpočtu.
V praxi dimenzovanie tlakového poistného ventilu alebo bezpečnostného poistného ventilu zahŕňa štyri základné vstupy:
- Požadovaný prietok odľahčenia (kg/h alebo lb/h)
- Nastavte tlak a povolený pretlak (zvyčajne 10 % pre inštalácie s jedným ventilom na ASME)
- Spätný tlak na výstupe ventilu
- Fyzikálne vlastnosti tekutín v podmienkach odľahčenia
Akonáhle vypočítate požadovanú plochu otvoru, vyberiete ďalšiu štandardnú veľkosť otvoru väčšiu z tabuliek API 526 – nikdy nie menšiu. Poddimenzovaný poistný ventil nechráni nádobu; nadrozmerný vŕzga, eroduje a vyteká.
Prečo je správna veľkosť bezpečnostného ventilu dôležitejšia, než si väčšina inžinierov uvedomuje
Poistný ventil je poslednou líniou obrany medzi normálnou prevádzkou a katastrofickým pretlakom. Poddimenzovanie znamená, že ventil nemôže prúdiť dostatočne rýchlo, aby zabránil tomu, aby nádoba prekročila svoj maximálny povolený pracovný tlak (MAWP). Predimenzovanie vytvára iný, ale rovnako závažný problém: ventil sa otvorí, vypustí malé množstvo tekutiny, zatvorí sa a potom sa v rýchlom slede opäť otvorí – deštruktívny stav tzv. klebetiť .
Chvenie spôsobí poškodenie sedadla v priebehu niekoľkých minút. Cvakajúci bezpečnostný poistný ventil, ktorý by mal vydržať 10 rokov, môže byť zničený pri jedinej udalosti trvajúcej menej ako hodinu. Náklady na údržbu sediel ventilov, kotúčov a trysiek sa môžu pohybovať od 2 000 do 20 000 USD na ventil, nepočítajúc stratu výroby.
Okrem ekonomiky je súlad s predpismi povinný. Vo väčšine jurisdikcií musia byť tlakové nádoby chránené odľahčovacími zariadeniami dimenzovanými a vyrazenými v súlade s uznávanými kódmi. v Spojených štátoch ASME kód kotla a tlakovej nádoby oddiel VIII je primárny štandard. V Európe sa dizajn riadi smernicou o tlakových zariadeniach (PED) a EN ISO 4126. Nedodržanie zakladá právnu zodpovednosť a môže viesť k zrušeniu poistenia zariadenia.
Kľúčové pojmy, ktoré musíte pochopiť pred určením veľkosti
Dimenzovanie poistných ventilov má svoj vlastný slovník. Nepochopenie čo i len jedného výrazu môže viesť k chybe vo výpočte, ktorá sa šíri počas celého dimenzovania.
Nastavte tlak
Vstupný tlak, pri ktorom je poistný ventil nastavený na otvorenie. Pre nádobu s MAWP 100 barg nesmie nastavený tlak presiahnuť 100 barg. Nastavený tlak je vyrazený na typovom štítku ventilu a testovaný pri nastavovaní na skúšobnej stolici.
Pretlak
Zvýšenie tlaku nad nastavený tlak, ku ktorému dochádza, keď je ventil otvorený a prúdi. ASME umožňuje 10% pretlak pre jeden poistný ventil a 16 % v prípade požiarov. Uvoľňovací tlak sa rovná nastavenému tlaku plus pretlaku.
Spätný tlak
Tlak na výstupe ventilu spôsobený systémom výtlačného potrubia. Spätný tlak znižuje diferenčný tlak na ventile a tým znižuje kapacitu. Existujú dva typy:
- Superponovaný protitlak — existuje pred otvorením ventilu v dôsledku natlakovaného zberača alebo uzavretého výstupu.
- Vybudovaný protitlak — vzniká iba vtedy, keď ventil tečie, v dôsledku strát trením vo výtlačnom potrubí.
Bežné poistné ventily sú citlivé na spätný tlak. Ak vytvorený protitlak prekročí 10 % nastaveného tlaku, a vyvážený vlnovec alebo pilotom ovládaný pretlakový ventil treba zvážiť.
Koeficient vybíjania (Kd)
Bezrozmerný faktor, ktorý zodpovedá za straty prietoku cez telo ventilu. API 520 používa menovitý koeficient vybíjania Kd, ktorý je zvyčajne okolo 0,975 za plyn/paru a 0,65 pre tekuté služby. Výrobcovia zverejňujú certifikované hodnoty Kd z prietokových testov ASME.
Požadovaná oblasť otvoru (A)
Minimálna prietoková plocha vypočítaná z vašej odľahčovacej povinnosti. Potom to priradíte k ďalšiemu väčšiemu štandardnému označeniu otvoru z API 526 (D, E, F, G, H, J, K, L, M, N, P, Q, R, T).
Krok za krokom: Ako dimenzovať poistný ventil pre plynový alebo parný servis
Dimenzovanie plynu a pár používa rovnice stlačiteľného toku. Metodológia API 520 časť I je na to priemyselným štandardom. Postupujte podľa týchto krokov v poradí.
Krok 1: Identifikujte základný scenár návrhu
Najprv musíte určiť, čo spôsobuje pretlak. Bežné scenáre zahŕňajú zablokovaný výstup, zlyhanie chladiacej vody, vystavenie požiaru, prasknutie rúrky výmenníka tepla a únikovú reakciu. Každý scenár vytvára iný požadovaný tok odľahčenia. Veľkosť pre najhorší dôveryhodný jednotlivý prípad, pokiaľ filozofia inštalácie nevyžaduje simultánne prípady.
Krok 2: Výpočet požadovaného odľahčovacieho toku
Pochádza zo simulácie procesu alebo tepelnej a materiálovej bilancie. Pre zablokovaný výstup na kompresore sa požadovaný prietok rovná plnému výkonu kompresora. Pre prípady požiaru poskytuje API 521 vzorec pre vstup tepla:
Q = 43 200 × F × A 0.82 (pre mokrý povrch, v BTU/h, imperiálne jednotky)
kde F je faktor prostredia (1,0 pre holé nádoby, 0,3 pre primerane izolované nádoby) a A je zmáčaný povrch v štvorcových stopách.
Krok 3: Skontrolujte kritický alebo podkritický tok
Prietok cez dýzu bezpečnostného ventilu sa stáva kritickým (upchatým), keď pomer spätného tlaku k uvoľňovaciemu tlaku klesne pod kritický tlakový pomer Cf. Pre ideálny plyn závisí Cf od pomeru špecifických teplôt (k alebo γ):
Cf = (2/(k 1)) k/(k-1)
Pre väčšinu uhľovodíkov a vzduchu je k ≈ 1,3–1,4, čo dáva Cf ≈ 0,545–0,528. Ak je protitlak/uvoľňovací tlak nižší ako Cf, máte kritický prietok a použite jednoduchšiu rovnicu kritického prietoku. V opačnom prípade použite podkritickú korekciu.
Krok 4: Aplikujte vzorec API 520 na meranie veľkosti plynu
Pre kritický prietok plynu (API 520 časť I, rovnica 3):
A = W / (C × Kd × P1 × Kb × √ (M / (T × Z)))
- A = požadovaná plocha otvoru (v²)
- W = požadovaná odľahčovacia kapacita (lb/h)
- C = plynová konštanta odvodená z k (bezrozmerná, uvedená v prílohe B API 520)
- Kd = efektívny koeficient vypúšťania (pre predbežné dimenzovanie použite 0,975)
- P1 = uvoľnenie tlaku v psia (nastavený tlak × 1,1 14,7 pre atmosférický výboj)
- Kb = korekčný faktor protitlaku (z hodnôt API 520; 1,0, ak je protitlak zanedbateľný)
- M = molekulová hmotnosť plynu
- T = zníženie teploty v Rankine (°F 460)
- Z = faktor stlačiteľnosti pri podmienkach odľahčenia (1,0 pre ideálny plyn)
Krok 5: Vyberte štandardnú veľkosť otvoru
Vezmite vypočítanú oblasť A a nájdite ďalšie štandardné označenie otvoru väčšie v API 526. Napríklad, ak A = 0,85 in², otvor D (0,110 in²) je príliš malý, E (0,196 in²) je príliš malý a tak ďalej, kým nenájdete správnu veľkosť. Nikdy nezaokrúhľujte nadol. Zvolený otvor musí byť rovnaký alebo väčší ako požadovaná plocha.
Dimenzovanie poistného ventilu pre parnú službu
Dimenzovanie pary používa zjednodušenú verziu rovnice plynu, pretože vlastnosti pary pri nasýtení sú dobre charakterizované. API 520 časť I poskytuje vzorec špecifický pre paru:
A = W / (51,45 × Kd × Ksh × Kn × Kb × P1)
- Ksh = korekčný faktor prehriatia (1,0 pre nasýtenú paru; menej ako 1,0 pre prehriatu paru, z tabuľky 6 API 520)
- Kn = Korekcia Napier pre vysokotlakovú paru (platí, keď nastavený tlak prekročí 1 500 psia)
- Ostatné premenné sú definované ako pre plynárenské služby
Napríklad poistný ventil kotla s požadovaným odľahčovacím výkonom 50 000 lb/h nasýtenej pary pri nastavenom tlaku 250 psig (uvoľňujúci tlak = 275 psia) a žiadny významný protitlak by si nevyžadoval:
A = 50 000 / (51,45 × 0,975 × 1,0 × 1,0 × 1,0 × 275) ≈ 3,62 in²
Od API 526 by ďalším väčším štandardným otvorom nad 3,62 in² bol otvor P s veľkosťou 6,38 in², ktorý je predimenzovaný. V praxi by ste mohli použiť dva menšie ventily paralelne, aby ste mali každý ventil vhodnejšiu veľkosť vzhľadom na oblasť jeho otvoru – to tiež poskytuje redundanciu.
Dimenzovanie poistného ventilu pre kvapaliny
Kvapalné glejenie sa zásadne líši od glejenia stlačiteľnej tekutiny. Kvapaliny sú nestlačiteľné, takže kapacita je riadená druhou odmocninou diferenčného tlaku a nie absolútnym tlakom.
Vzorec tekutého glejenia API 520 je:
A = Q / (38 × Kd × Kw × Kc × Kv × √(ΔP / G))
- Q = požadovaný prietok v amerických galónoch za minútu (gpm)
- Kd = 0,65 pre tekutú službu (nie 0,975)
- Kw = korekcia protitlaku pre vyvážené ventily (1,0 pre konvenčné ventily)
- Kc = kombinovaná korekcia (1,0, ak nie je predradený prietržný kotúč, 0,9, ak je prietržný kotúč nainštalovaný v sérii)
- Kv = korekčný faktor viskozity (1,0 pre počiatočné dimenzovanie; opakujte, ak je kvapalina viskózna)
- ΔP = diferenčný tlak na ventile v psi (uvoľňujúci tlak mínus protitlak)
- G = merná hmotnosť kvapaliny vo vzťahu k vode pri 60°F
Kvapalinové bezpečnostné ventily často vyžadujú UV pečiatku ASME Section VIII a musia sa použiť špeciálne verzie štandardných telies ventilov s kvapalinovým lemovaním. Výsledkom použitia telesa plynového/parného ventilu pre kvapalinovú prevádzku bez kvapalinovej úpravy je zvyčajne výrazné zníženie kapacity a možná nestabilita.
Korekcia viskozity pre husté kvapaliny
Ak viskozita kvapaliny v podmienkach odľahčenia presiahne približne 100 SSU (Saybolt Seconds Universal), koeficient korekcie viskozity Kv sa stane významným. Korekcia využíva Reynoldsovo číslo cez otvor. Začnite s Kv = 1,0, vypočítajte plochu skúšobného otvoru, určte Reynoldsovo číslo, vyhľadajte Kv v tabuľke API 520 a potom prepočítajte. Opakujte, kým sa oblasť otvoru nezblíži – zvyčajne v rámci dvoch alebo troch iterácií pre typické procesné tekutiny.
Štandardné veľkosti otvorov: Referenčná tabuľka API 526
Po vypočítaní požadovanej plochy clony si vyberiete ďalšie štandardné označenie clony z API 526. Tabuľka nižšie zobrazuje štandardné označenia clony a ich nominálne plochy. Vždy si overte podľa údajového listu konkrétneho výrobcu, pretože skutočné účinné plochy hrdla sa môžu mierne líšiť od nominálnych hodnôt API 526.
Štandardné označenia otvorov a nominálne oblasti API 526 | Označenie otvoru | Nominálna plocha (v²) | Nominálna plocha (cm²) | Typická aplikácia |
| D | 0.110 | 0.71 | Prístrojový vzduch, malé nádoby |
| E | 0.196 | 1.26 | Malé procesné nádoby |
| F | 0.307 | 1.98 | Procesné nádoby, čerpadlá |
| G | 0.503 | 3.25 | Všeobecný proces |
| H | 0.785 | 5.06 | Všeobecný proces |
| J | 1.287 | 8.30 | Väčšie procesné nádoby |
| K | 1.838 | 11.86 | Kompresory, reaktory |
| L | 2.853 | 18.41 | Proces s vysokým prietokom |
| M | 3.600 | 23.23 | Proces s vysokým prietokom |
| N | 4.340 | 28.00 | Veľké nádoby, kotly |
| P | 6.380 | 41.16 | Veľké kotly, akumulačné nádrže |
| Q | 11.05 | 71.30 | Veľmi veľká kapacita |
| R | 16.00 | 103.23 | Veľmi veľká kapacita |
| T | 26.00 | 167.74 | Maximálna štandardná veľkosť |
Ako spätný tlak ovplyvňuje výber a dimenzovanie poistného ventilu
Spätný tlak je jedným z najčastejšie nesprávne manipulovaných aspektov dimenzovania tlakového poistného ventilu. Inžinieri, ktorí to ignorujú, skončia s ventilmi, ktoré fungujú inak ako dizajn – niekedy až nebezpečne.
Konvenčné poistné ventily
Bežný poistný ventil s priamou pružinou má dutinu pružiny odvetrávanú k výstupu. To znamená, že protitlak pôsobí priamo proti sile pružiny a účinne zvyšuje nastavený tlak. Ak je superponovaný protitlak stály a známy , ventil môže byť nastavený na lavici na kompenzáciu. Ak je však protitlak premenlivý, nastavený tlak sa mení s ním – nebezpečná situácia. API 520 to odporúča vytvorený protitlak na bežnom ventile nepresahuje 10 % nastaveného tlaku v rozchode.
Vyvážené vlnovcové bezpečnostné ventily
Vyvážený vlnovcový tlakový poistný ventil využíva flexibilný prvok na izoláciu pružiny od spätného tlaku, čím udržuje nastavený tlak stabilný bez ohľadu na podmienky na výstupe. Tieto ventily dokážu zvládnuť protitlak až približne 50 % nastaveného tlaku bez výraznej degradácie výkonu, aj keď kapacita stále klesá s rastúcim protitlakom a stále platí korekcia Kb.
Pilotne ovládané pretlakové ventily
Pilotne ovládaný poistný ventil využíva procesný tlak, aby udržal sedlo hlavného ventilu zatvorené. Hlavný ventil sa otvorí len vtedy, keď pilot zaznamená pretlak. Tieto ventily sú v podstate imúnne voči účinkom spätného tlaku na nastavený tlak a môžu pracovať s protitlakmi až do 80 % nastaveného tlaku v niektorých prevedeniach . Často sa vyberajú pre vysokotlakové aplikácie, spádové zberače s výrazným vytvoreným protitlakom a situácie, kde je kritický presný nastavený tlak.
Dvojfázová a zmiešaná úľava: Osobitné úvahy
Keď je odľahčovacia kvapalina dvojfázová zmes kvapalina-para, neuplatňuje sa priamo ani plynová ani kvapalinová metóda dimenzovania. Blikajúce kvapaliny, reaktívne systémy a chladiace okruhy často vytvárajú scenáre dvojfázového odľahčenia. Poddimenzovanie je v týchto prípadoch bežné a nebezpečné.
Medzi uznávané metódy dvojfázového dimenzovania patria:
- metodika DIERS (Design Institute for Emergency Relief Systems) — najprísnejší prístup, vyvinutý špeciálne pre reaktívne a nerovnovážne dvojfázové systémy
- Metóda Omega — zjednodušený model rovnováhy od Leunga (1986), prijatý v prílohe C API 520; používa jediný parameter ω odvodený z bleskových výpočtov pri 90 % a 100 % uvoľneného tlaku
- HEM (model homogénnej rovnováhy) — predpokladá úplnú termodynamickú rovnováhu a homogénne miešanie; konzervatívny pre väčšinu aplikácií
Dvojfázové dimenzovanie zvyčajne vyžaduje simulátor procesu (ako je Aspen HYSYS, SimSci PRO/II alebo VMGSim) na generovanie flash údajov v podmienkach odľahčenia. Výsledná požadovaná plocha otvoru je často 2 až 5 krát väčšie ako by naznačoval výpočet čistej pary pre rovnaký prietok. To je dôvod, prečo mnohé závody, ktoré dimenzovali odľahčovacie ventily za predpokladu prevádzky iba na paru, zistili, že sú výrazne poddimenzované, keď skutočná kvapalina bola dvojfázová.
Pokles vstupného tlaku: 3% pravidlo, ktoré sa ignoruje
Tlak na vstupe ventilu pri prietoku nesmie klesnúť o viac ako 3 % pod nastavený tlak (podľa API 520 časť II a API 526). Tento 3% limit poklesu tlaku na vstupe je jedným z najčastejšie porušovaných obmedzení v praxi inštalácie a spôsobuje chvenie.
Tu je dôvod, prečo: poistný ventil s pružinou sa začne zatvárať, keď klesne vstupný tlak. Ak má vstupné potrubie vysoký odpor, pri otvorení ventilu tlak na vstupe ventilu prudko klesne. Ak tento pokles presiahne odluh (zníženie tlaku potrebné na opätovné usadenie ventilu – zvyčajne 7–10 % nastaveného tlaku pre procesné ventily), ventil sa zatvorí skôr, než sa obnoví tlak v systéme, a potom sa znova otvorí. Cyklus sa opakuje – toto je chvenie a ničí sedlo ventilu.
V praxi pravidlo 3 % znamená, že prívodné potrubie musí byť krátke a s veľkým otvorom. Hrubé usmernenie: vstupná tryska by mala byť aspoň tak veľké, ako je veľkosť vstupného pripojenia ventilu z tabuľky API 526 a ekvivalentná dĺžka vstupného potrubia by mala byť minimalizovaná. Pred dokončením návrhu inštalácie vypočítajte skutočný pokles tlaku pri plnom prietoku pomocou Darcy-Weisbachovej rovnice.
Dimenzovanie požiarneho puzdra: Keď dominuje tepelný reliéf
Požiarne prípady často určujú dimenzovanie poistných ventilov pre skladovacie nádoby a technologické zariadenia umiestnené v oblastiach s horľavými zásobami. Scenár predpokladá požiar bazéna obklopujúceho nádobu, ohrievanie obsahu a vytváranie výparov, ktoré je potrebné uvoľniť.
API 521 poskytuje dve rovnice pre tepelný príkon požiaru – jednu pre zmáčaný povrch (kvapalina pod plameňom) a jednu pre nezmáčaný povrch (priestor pár). Rovnica vlhkého povrchu zvyčajne riadi a udáva tepelný príkon v BTU/h alebo kW. Tento tepelný príkon sa potom vydelí latentným teplom vyparovania kvapaliny za podmienok odľahčenia, čím sa získa požadovaný prietok pary.
Jeden kritický detail: požiarne puzdro umožňuje 21% pretlak podľa ASME sekcie VIII (oproti 10 % pre bežné prípady), čo o niečo zmenšuje požadovanú plochu otvoru. ASME však tiež vyžaduje, aby sa prípad požiaru riešil buď špeciálnym požiarnym poistným ventilom nastaveným na 110 % MAWP (zatiaľ čo primárny ventil je na 100 %), alebo preukázaním, že primárny ventil má dostatočnú kapacitu pre oba scenáre.
Príklad: horizontálna nádoba obsahujúca 10 000 galónov nafty s 2 000 stôp štvorcových navlhčeného povrchu, bez drenáže, bez izolácie a bez použitia hasiacej vody (F = 1,0):
Q = 43 200 × 1,0 × 2 000 0.82 ≈ 34 200 000 BTU/h
Ak je latentné teplo ťažkého benzínu v podmienkach odľahčenia 120 BTU/lb, požadovaný prietok pary je 285 000 lb/h – veľmi veľká požiadavka na odľahčenie, ktorá by pravdepodobne viedla k výberu viacerých bezpečnostných ventilov s veľkým otvorom alebo pilotne ovládaného ventilu.
Bežné chyby veľkosti a ako sa im vyhnúť
Použitie nesprávnej tekutej fázy
Za predpokladu, že odľahčením je všetka para, keď skutočná tekutina za podmienok odľahčenia je dvojfázová, môže poddimenzovať ventil o faktor 3 alebo viac. Vždy spustite bleskový výpočet pri zníženom tlaku a teplote, aby ste určili skutočnú fázu a zloženie prúdiacej tekutiny.
Ignorovanie spätného tlaku v systémoch Flare
Ako rastlina starne a do horiaceho zberača sa pridáva viac odľahčovacích záťaží, protitlak stúpa. Ventil dimenzovaný na spätný tlak 5 psi za rok, možno vidieť spätný tlak 25 psi o desať rokov neskôr, keď expanzia výroby zaťaží systém splachovania. Znova skontrolujte predpoklady spätného tlaku počas kontroly riadenia zmien.
Výber nadrozmerných ventilov „pre bezpečnosť“
Inštinkt pridať maržu výberom väčšieho ventilu je kontraproduktívny. Príliš veľký poistný ventil sa chveje, čo spôsobuje mechanické poškodenie a únik. API 520 časť I výslovne varuje: vybraný otvor by mal byť čo najbližšie k vypočítanej požadovanej ploche bez toho, aby sa dostal pod ňu. Ak ďalšie zvýšenie štandardnej veľkosti vedie k tomu, že ventil je o viac ako 10 % väčší, ako je potrebné, zvážte použitie menšieho nastaveného tlaku alebo dvoch menších ventilov paralelne.
Zabudnutie na kombinovaný korekčný faktor Kc
Keď je prietržný kotúč inštalovaný pred poistným ventilom, kombinácia pôsobí ako jediné zariadenie a kapacita sa znižuje. API 520 špecifikuje Kc = 0,9, pokiaľ konkrétna kombinácia nebola testovaná a certifikovaná. Mnoho inžinierov používa tento faktor iba na vzorec na dimenzovanie kvapaliny a zabúda, že platí aj pre dimenzovanie plynu.
Nezohľadňuje sa prevádzkový tlak vs. nastavený tlak
ASME sekcia VIII vyžaduje, aby poistný ventil zostal zatvorený a za normálnych prevádzkových podmienok neunikal. API odporúča minimum 10% prevádzková rezerva medzi normálnym prevádzkovým tlakom a nastaveným tlakom (t. j. nastavený tlak by mal byť aspoň 1,1-násobok maximálneho normálneho prevádzkového tlaku). Ventily fungujúce príliš blízko na to, aby nastavený tlak dusili, netesnili sedlo a predčasne sa opotrebovali.
Softvér a nástroje na dimenzovanie bezpečnostného ventilu
Manuálny výpočet pomocou rovníc API 520 je jednoduchý pre jednofázové kvapaliny, ale stáva sa časovo náročným pre veľké odľahčovacie systémy s mnohými ventilmi. Niekoľko softvérových nástrojov automatizuje proces:
- Analyzátor systému Aspen FLARENET / Aspen Flare — priemyselný štandard pre modelovanie siete flare; dimenzuje poistné ventily a súčasne analyzuje spätný tlak zberača
- EPCON API — špecializovaný nástroj na meranie veľkosti API 520/521/526; široko používané na individuálne dimenzovanie ventilov
- Online nástroj na meranie veľkosti Crosby Engineering Handbook — poskytuje Emerson/Crosby na rýchle dimenzovanie ich produktov ventilov
- Leser VALVESTAR — nástroj európskeho výrobcu; aplikuje metódy API aj EN ISO 4126
- COMPRESS / PV Elite — predovšetkým softvér na návrh nádoby, ale zahŕňa integrované moduly na dimenzovanie poistných ventilov
Tieto nástroje znižujú chyby vo výpočtoch a generujú dokumentáciu pre regulačné podania. Vyžadujú si však správne vstupy. Smeti dovnútra, odpadky von – pochopenie základných rovníc a predpokladov je nevyhnutné na zachytenie chýb vo výstupe softvéru.
Súhrn regulačných a kódových požiadaviek
Rôzne regióny a priemyselné odvetvia používajú rôzne kódy na dimenzovanie a inštaláciu bezpečnostného ventilu. V tabuľke nižšie sú zhrnuté základné štandardy:
Primárne normy pre dimenzovanie a dizajn poistných ventilov podľa regiónu a priemyslu | Štandardné | Platí pre | región | Kľúčový rozsah |
| API 520 časť I | Tlakové nádoby pre spracovateľský priemysel | USA / Globálne | Metodika dimenzovania |
| API 520 časť II | Tlakové nádoby pre spracovateľský priemysel | USA / Globálne | Návod na inštaláciu |
| API 521 | Spracovateľský priemysel | USA / Globálne | Scenáre uvoľnenia tlaku, dizajn vzplanutia |
| API 526 | Spracovateľský priemysel | USA / Globálne | Rozmery prírubového ventilu, označenie otvorov |
| ASME Sec. VIII Div. 1 | Nevypálené tlakové nádoby | USA / Prijaté globálne | Pretlak limits, valve certification |
| ASME Sec. ja | Elektrické kotly | USA | Požiadavky na bezpečnostný ventil kotla |
| EN ISO 4126-1 | Všetky tlakové systémy | Európe | Dizajn a dimenzovanie bezpečnostného ventilu |
| PED 2014/68/EÚ | Tlakové zariadenie | Európe | Zhoda s predpismi, označenie CE |
Praktický kontrolný zoznam pre dimenzovanie poistného ventilu
Pred dokončením výpočtu veľkosti bezpečnostného ventilu a špecifikácie obstarávania použite tento kontrolný zoznam.
- Identifikujte všetky vierohodné scenáre pretlaku a určte riadiaci prípad (maximálny požadovaný tok úľavy)
- Potvrďte MAWP a nastavte tlak, pričom zaistite aspoň 10% prevádzkovú rezervu nad maximálnym normálnym prevádzkovým tlakom
- Určite fázu uvoľňovacej kvapaliny (plyn, kvapalina, para, dvojfázová) pri nastavenom tlaku plus pretlak
- Vlastnosti zbernej tekutiny: molekulová hmotnosť, pomer k, stlačiteľnosť Z, viskozita, latentné teplo, merná hmotnosť
- Odhadnite protitlak (prekrytý a vytvorený) a podľa toho vyberte typ ventilu
- Použite správny vzorec API 520 pre kvapalnú fázu a vypočítajte požadovanú plochu otvoru A
- Použite všetky korekčné faktory (Kb, Kc, Kw, Kv), ktoré sa vzťahujú na vašu inštaláciu
- Vyberte ďalší väčší štandardný otvor z API 526; overte, či vybraná oblasť nie je o viac ako približne 10 % väčšia, ako sa požaduje (aby sa predišlo riziku chvenia)
- Skontrolujte, či pokles tlaku v prívodnom potrubí pri plnom uvoľňovacom prietoku nepresahuje 3 % nastaveného tlaku
- Presvedčte sa, že protitlak výtlačného potrubia pri plnom uvoľňovacom prietoku je v rámci povoleného limitu daného typu ventilu
- Špecifikujte konštrukčné materiály kompatibilné s procesnou kvapalinou a teplotou
- Potvrďte, že ventil má správny kód (UV pre ASME sekciu VIII, V pre sekciu I servis kotla)