Cách xác định kích thước van an toàn: Hướng dẫn kỹ thuật đầy đủ

Câu trả lời ngắn gọn: Cách xác định kích thước van an toàn

Để kích thước một van an toàn , bạn cần tính toán công suất xả cần thiết theo khối lượng hoặc lưu lượng thể tích, sau đó chọn diện tích lỗ van đủ lớn để cho dòng chảy đó đi qua ở áp suất cài đặt của van cộng với áp suất quá mức cho phép. Công thức điều chỉnh phụ thuộc vào pha chất lỏng—khí, hơi nước hoặc chất lỏng—và các tiêu chuẩn như API 520 Phần I , API 526 và ASME Phần VIII Div. 1 xác định phương pháp tính toán chính xác.

Trong thực tế, việc xác định kích thước van giảm áp hoặc van giảm áp an toàn bao gồm bốn đầu vào cốt lõi:

• Tốc độ dòng xả cần thiết (kg/h hoặc lb/h)
• Đặt áp suất và áp suất quá mức cho phép (thường là 10% đối với lắp đặt van đơn trên mỗi ASME)
• Áp suất ngược ở đầu ra của van
• Tính chất vật lý của chất lỏng ở điều kiện xả

Sau khi tính toán diện tích lỗ cần thiết, bạn chọn kích thước lỗ tiêu chuẩn tiếp theo lớn hơn từ bảng API 526—không bao giờ nhỏ hơn. Van an toàn có kích thước nhỏ không bảo vệ được tàu; một cái quá khổ kêu to, xói mòn và rò rỉ.

Tại sao việc định cỡ van an toàn phù hợp lại quan trọng hơn hầu hết các kỹ sư nhận ra

Van an toàn là tuyến phòng thủ cuối cùng giữa hoạt động bình thường và sự kiện quá áp thảm khốc. Giảm kích thước có nghĩa là van không thể chảy đủ nhanh để ngăn bình chứa vượt quá áp suất làm việc tối đa cho phép (MAWP). Kích thước quá lớn tạo ra một vấn đề khác nhưng không kém phần nghiêm trọng: van mở ra, xả một lượng nhỏ chất lỏng, đóng lại rồi mở lại liên tiếp nhanh chóng—một tình trạng phá hủy được gọi là nói huyên thuyên .

Trò chuyện gây hư hỏng ghế trong vòng vài phút. Một van an toàn kêu lạch cạch tồn tại được 10 năm có thể bị phá hủy chỉ trong một sự kiện kéo dài chưa đầy một giờ. Chi phí bảo trì cho đế van, đĩa và vòi phun có thể dao động từ 2.000 USD đến 20.000 USD cho mỗi van, chưa tính tổn thất sản xuất.

Ngoài kinh tế, việc tuân thủ quy định là bắt buộc. Ở hầu hết các khu vực pháp lý, bình áp lực phải được bảo vệ bằng các thiết bị cứu trợ có kích thước và đóng dấu phù hợp với các mã được công nhận. Ở Hoa Kỳ, Mã nồi hơi và bình áp lực ASME Phần VIII là tiêu chuẩn hàng đầu. Ở Châu Âu, Chỉ thị về Thiết bị Áp suất (PED) và EN ISO 4126 chi phối thiết kế. Việc không tuân thủ sẽ tạo ra trách nhiệm pháp lý và có thể làm mất hiệu lực bảo hiểm thiết bị.

Các thuật ngữ chính bạn phải hiểu trước khi định cỡ

Kích thước van an toàn có từ vựng riêng. Việc hiểu sai dù chỉ một thuật ngữ cũng có thể dẫn đến lỗi tính toán lan truyền trong toàn bộ bài tập định cỡ.

Đặt áp suất

Áp suất đầu vào tại đó van an toàn được cài đặt để mở. Đối với tàu có MAWP 100 xà, áp suất đặt không được vượt quá 100 xà. Áp suất cài đặt được đóng dấu trên bảng tên van và được kiểm tra trong quá trình cài đặt băng ghế.

Quá áp

Áp suất tăng cao hơn áp suất cài đặt xảy ra khi van mở và chảy. ASME cho phép Quá áp 10% cho một van an toàn và 16% cho các trường hợp cháy nổ. Áp suất giảm bằng áp suất đặt cộng với áp suất quá mức.

Áp suất ngược

Áp suất tại đầu ra của van do hệ thống đường ống xả gây ra. Áp suất ngược làm giảm chênh lệch áp suất qua van và do đó làm giảm công suất. Có hai loại:

• Áp lực ngược chồng chất - tồn tại trước khi van mở ra, do đầu nén được điều áp hoặc đầu ra bị đóng.
• Áp suất ngược tích tụ - chỉ phát triển khi van đang chảy do tổn thất ma sát trong ống xả.

Van an toàn thông thường rất nhạy cảm với áp suất ngược. Nếu áp suất ngược tích lũy vượt quá 10% áp suất cài đặt, ống thổi cân bằng hoặc van giảm áp do phi công vận hành nên được xem xét.

Hệ số xả (Kd)

Hệ số không thứ nguyên tính đến tổn thất dòng chảy qua thân van. API 520 sử dụng hệ số xả định mức, Kd, thường ở khoảng 0,975 cho dịch vụ gas/hơi và 0,65 cho dịch vụ chất lỏng. Các nhà sản xuất công bố giá trị Kd được chứng nhận từ các thử nghiệm dòng chảy ASME.

Diện tích lỗ yêu cầu (A)

Diện tích dòng chảy tối thiểu được tính toán từ nhiệm vụ giảm nhẹ của bạn. Sau đó, bạn kết hợp điều này với ký hiệu lỗ tiêu chuẩn lớn hơn tiếp theo từ API 526 (D, E, F, G, H, J, K, L, M, N, P, Q, R, T).

Từng bước: Cách xác định kích thước van an toàn cho dịch vụ khí hoặc hơi

Định cỡ khí và hơi sử dụng phương trình dòng nén. Phương pháp API 520 Phần I là tiêu chuẩn ngành cho việc này. Thực hiện theo các bước sau theo thứ tự.

Bước 1: Xác định kịch bản cơ sở thiết kế

Đầu tiên bạn phải xác định nguyên nhân gây ra hiện tượng quá áp. Các tình huống phổ biến bao gồm ổ cắm bị tắc, hỏng nước làm mát, tiếp xúc với lửa, vỡ ống trao đổi nhiệt và phản ứng chạy trốn. Mỗi kịch bản tạo ra một luồng giải tỏa cần thiết khác nhau. Kích thước dành cho trường hợp đơn lẻ đáng tin cậy nhất trừ khi triết lý lắp đặt yêu cầu các trường hợp đồng thời.

Bước 2: Tính toán lưu lượng cứu trợ cần thiết

Điều này xuất phát từ việc mô phỏng quy trình hoặc cân bằng nhiệt và vật liệu. Đối với ổ cắm bị chặn trên máy nén, lưu lượng yêu cầu bằng toàn bộ thông lượng của máy nén. Đối với các trường hợp cháy, API 521 cung cấp công thức nhiệt lượng đầu vào:

Q = 43.200 × F × A ^0.82 (đối với bề mặt ướt, tính bằng BTU/h, đơn vị hệ Anh)

Trong đó F là hệ số môi trường (1,0 đối với bình trần, 0,3 đối với bình cách nhiệt đầy đủ) và A là diện tích bề mặt bị ướt tính bằng feet vuông.

Bước 3: Kiểm tra luồng tới hạn hoặc dưới tới hạn

Dòng chảy qua vòi van an toàn trở nên tới hạn (nghẹt thở) khi tỷ lệ áp suất ngược và áp suất giảm xuống dưới tỷ lệ áp suất tới hạn Cf. Đối với khí lý tưởng, Cf phụ thuộc vào tỉ số nhiệt dung riêng (k hoặc γ):

Cf = (2/(k 1)) ^k/(k-1)

Đối với hầu hết các hydrocacbon và không khí, k ≈ 1,3–1,4, cho Cf ≈ 0,545–0,528. Nếu áp suất ngược/áp suất giảm thấp hơn Cf, bạn có lưu lượng tới hạn và sử dụng phương trình lưu lượng tới hạn đơn giản hơn. Ngược lại, hãy sử dụng hiệu chỉnh cận tới hạn.

Bước 4: Áp dụng Công thức tính cỡ khí API 520

Đối với dòng khí tới hạn (API 520 Phần I, Phương trình 3):

A = W / (C × Kd × P1 × Kb × √(M / (T × Z)))

• A = diện tích lỗ yêu cầu (in²)
• W = công suất xả cần thiết (lb/h)
• C = hằng số khí dẫn xuất từ k (không thứ nguyên, được lập bảng trong API 520 Phụ lục B)
• Kd = hệ số xả hiệu dụng (sử dụng 0,975 cho kích thước sơ bộ)
• P1 = áp suất giảm tính bằng psia (áp suất đặt × 1,1 14,7 đối với xả khí quyển)
• Kb = hệ số hiệu chỉnh áp suất ngược (từ số liệu API 520; 1,0 nếu áp suất ngược không đáng kể)
• M = trọng lượng phân tử của khí
• T = nhiệt độ giảm ở Rankine (° F 460)
• Z = hệ số nén ở điều kiện xả (1,0 đối với khí lý tưởng)

Bước 5: Chọn kích thước lỗ tiêu chuẩn

Lấy diện tích A được tính toán và tìm ký hiệu lỗ tiêu chuẩn tiếp theo lớn hơn trong API 526. Ví dụ: nếu A = 0,85 in² thì lỗ D (0,110 in²) quá nhỏ, lỗ E (0,196 in²) quá nhỏ, v.v. cho đến khi bạn tìm thấy lỗ phù hợp. Không bao giờ làm tròn xuống. Lỗ được chọn phải bằng hoặc lớn hơn diện tích yêu cầu.

Định cỡ van an toàn cho dịch vụ hơi nước

Việc định cỡ hơi nước sử dụng một phiên bản đơn giản của phương trình khí vì các đặc tính của hơi nước ở trạng thái bão hòa được mô tả rõ ràng. API 520 Phần I cung cấp công thức dành riêng cho hơi nước:

A = W / (51,45 × Kd × Ksh × Kn × Kb × P1)

• Ksh = hệ số hiệu chỉnh quá nhiệt (1,0 đối với hơi bão hòa; nhỏ hơn 1,0 đối với hơi quá nhiệt, từ API 520 Bảng 6)
• Kn = Hiệu chỉnh Napier cho hơi nước áp suất cao (áp dụng khi áp suất cài đặt vượt quá 1.500 psia)
• Các biến khác được định nghĩa như đối với dịch vụ gas

Ví dụ, một van an toàn nồi hơi có công suất xả cần thiết là 50.000 lb/h hơi bão hòa ở áp suất đặt 250 psig (áp suất giảm = 275 psia) và không có áp suất ngược đáng kể sẽ yêu cầu:

A = 50.000 / (51,45 × 0,975 × 1,0 × 1,0 × 1,0 × 275) ≈ 3,62 inch vuông

Từ API 526, lỗ tiêu chuẩn lớn hơn tiếp theo trên 3,62 in2 sẽ là lỗ có kích thước 6,38 in2, là lỗ quá khổ. Trong thực tế, bạn có thể sử dụng song song hai van nhỏ hơn để giữ cho mỗi van có kích thước phù hợp hơn so với diện tích lỗ của nó—điều này cũng mang lại sự dư thừa.

Định cỡ van an toàn cho dịch vụ chất lỏng

Định cỡ chất lỏng về cơ bản khác với định cỡ chất lỏng có thể nén được. Chất lỏng không thể nén được, do đó công suất được điều khiển bởi căn bậc hai của chênh lệch áp suất chứ không phải áp suất tuyệt đối.

Công thức định cỡ chất lỏng API 520 là:

A = Q / (38 × Kd × Kw × Kc × Kv × √(∆P / G))

• Q = lưu lượng xả cần thiết tính bằng gallon Mỹ trên phút (gpm)
• Kd = 0,65 đối với dịch vụ lỏng (không phải 0,975)
• Kw = Hiệu chỉnh áp suất ngược cho van cân bằng (1,0 cho van thông thường)
• Kc = hiệu chỉnh kết hợp (1,0 nếu không có đĩa vỡ ở phía trước, 0,9 nếu đĩa vỡ được lắp nối tiếp)
• Kv = hệ số hiệu chỉnh độ nhớt (1,0 cho kích thước ban đầu; lặp lại nếu chất lỏng có độ nhớt)
• ΔP = chênh lệch áp suất qua van tính bằng psi (áp suất giảm trừ áp suất ngược)
• G = trọng lượng riêng của chất lỏng so với nước ở 60°F

Van an toàn chất lỏng thường yêu cầu tem UV ASME Phần VIII và phải sử dụng các phiên bản trang trí chất lỏng đặc biệt của thân van tiêu chuẩn. Việc sử dụng thân van gas/hơi nước cho dịch vụ chất lỏng mà không cắt chất lỏng thường dẫn đến suy giảm công suất đáng kể và sự mất ổn định có thể xảy ra.

Hiệu chỉnh độ nhớt cho chất lỏng đặc

Nếu độ nhớt của chất lỏng ở điều kiện xả vượt quá khoảng 100 SSU (Saybolt Seconds Universal), hệ số hiệu chỉnh độ nhớt Kv sẽ trở nên đáng kể. Việc hiệu chỉnh sử dụng số Reynolds thông qua lỗ. Bắt đầu với Kv = 1,0, tính diện tích lỗ thử nghiệm, xác định số Reynolds, tra cứu Kv từ biểu đồ API 520, sau đó tính toán lại. Lặp lại cho đến khi khu vực lỗ hội tụ—thường trong vòng hai hoặc ba lần lặp đối với chất lỏng xử lý thông thường.

Kích thước lỗ tiêu chuẩn: Bảng tham chiếu API 526

Khi bạn tính toán diện tích lỗ cần thiết, bạn chọn ký hiệu lỗ tiêu chuẩn tiếp theo từ API 526. Bảng bên dưới hiển thị các ký hiệu lỗ tiêu chuẩn và diện tích danh nghĩa của chúng. Luôn xác minh bằng bảng dữ liệu của nhà sản xuất cụ thể, vì diện tích lỗ hiệu quả thực tế có thể thay đổi đôi chút so với giá trị danh nghĩa API 526.

Áp suất ngược ảnh hưởng như thế nào đến việc lựa chọn và định cỡ van an toàn

Áp suất ngược là một trong những khía cạnh thường bị xử lý sai nhất của kích thước van giảm áp. Các kỹ sư bỏ qua nó sẽ tạo ra các van hoạt động khác với thiết kế—đôi khi rất nguy hiểm.

Van an toàn thông thường

Van an toàn lò xo trực tiếp thông thường có khoang lò xo được thông hơi ra cửa xả. Điều này có nghĩa là áp suất ngược tác động trực tiếp lên lực lò xo, làm tăng áp suất cài đặt một cách hiệu quả. Nếu áp suất ngược chồng lên nhau là hằng số và đã biết , van có thể được đặt trên băng ghế dự bị để bù đắp. Nhưng nếu áp suất ngược thay đổi thì áp suất cài đặt sẽ thay đổi theo nó—một tình huống nguy hiểm. API 520 khuyến nghị rằng áp suất ngược tích hợp trên van thông thường không vượt quá 10% áp suất cài đặt trong máy đo.

Van an toàn ống thổi cân bằng

Van giảm áp ống thổi cân bằng sử dụng một bộ phận linh hoạt để cách ly lò xo khỏi áp suất ngược, giữ cho áp suất cài đặt ổn định bất kể điều kiện đầu ra. Các van này có thể xử lý áp suất ngược lên đến khoảng 50% áp suất cài đặt không bị suy giảm hiệu suất đáng kể, mặc dù công suất vẫn giảm khi áp suất ngược tăng và hiệu chỉnh Kb vẫn được áp dụng.

Van giảm áp vận hành bằng thí điểm

Van giảm áp do phi công vận hành sử dụng áp suất xử lý để giữ cho van chính đóng lại. Van chính chỉ mở khi phi công cảm nhận được áp suất quá mức. Các van này về cơ bản không bị ảnh hưởng bởi các tác động của áp suất ngược đối với áp suất cài đặt và có thể hoạt động với áp suất ngược lên đến 80% áp suất đặt trong một số thiết kế . Chúng thường được chọn cho các ứng dụng áp suất cao, đầu đốt loe có áp suất ngược tích tụ đáng kể và các tình huống mà áp suất cài đặt chính xác là rất quan trọng.

Giảm nhẹ hai pha và hỗn hợp: Những cân nhắc đặc biệt

Khi chất lỏng khử là hỗn hợp hai pha lỏng-hơi, cả phương pháp khí và chất lỏng đều không được áp dụng trực tiếp. Chất lỏng nhấp nháy, hệ thống phản ứng và mạch làm lạnh thường tạo ra các kịch bản giảm hai pha. Giảm kích thước trong những trường hợp này là phổ biến và nguy hiểm.

Các phương pháp được công nhận để định cỡ hai pha bao gồm:

• Phương pháp DIERS (Viện thiết kế hệ thống cứu trợ khẩn cấp) - cách tiếp cận nghiêm ngặt nhất, được phát triển đặc biệt cho hệ thống hai pha phản ứng và không cân bằng
• phương pháp omega — mô hình cân bằng đơn giản hóa của Leung (1986), được thông qua trong API 520 Phụ lục C; sử dụng một tham số duy nhất ω được lấy từ các tính toán nhanh ở mức 90% và 100% áp suất giảm
• HEM (Mô hình cân bằng đồng nhất) - giả định trạng thái cân bằng nhiệt động hoàn toàn và trộn đồng nhất; bảo thủ cho hầu hết các ứng dụng

Định cỡ hai pha thường yêu cầu một trình mô phỏng quy trình (chẳng hạn như Aspen HYSYS, SimSci PRO/II hoặc VMGSim) để tạo dữ liệu flash ở các điều kiện giảm. Diện tích lỗ yêu cầu thu được thường là lớn hơn 2 đến 5 lần hơn những gì phép tính hơi tinh khiết sẽ gợi ý cho cùng một tốc độ dòng chảy. Đây là lý do tại sao nhiều nhà máy định cỡ van xả giả định chỉ sử dụng hơi đã nhận thấy chúng có kích thước quá thấp khi chất lỏng thực tế là hai pha.

Giảm áp suất đầu vào: Quy tắc 3% bị bỏ qua

Áp suất ở đầu vào van khi nó chảy không được giảm quá 3% so với áp suất cài đặt (theo API 520 Phần II và API 526). Giới hạn 3% đối với mức giảm áp suất đầu vào này là một trong những hạn chế bị vi phạm thường xuyên nhất trong thực tế lắp đặt và nó gây ra tiếng ồn.

Đây là lý do: van an toàn lò xo bắt đầu đóng khi áp suất đầu vào giảm xuống. Nếu đường ống vào có điện trở cao thì áp suất ở đầu vào van giảm mạnh khi van mở. Nếu mức giảm đó vượt quá mức xả đáy (mức giảm áp suất cần thiết để gắn lại van - thường là 7–10% áp suất cài đặt cho các van xử lý), thì van sẽ đóng lại trước khi áp suất hệ thống phục hồi, sau đó mở lại. Chu kỳ lặp lại - đây là tiếng kêu và nó phá hủy chân van.

Trong thực tế, quy tắc 3% có nghĩa là đường ống vào phải ngắn và có lỗ khoan lớn. Hướng dẫn sơ bộ: vòi đầu vào phải ít nhất bằng kích thước kết nối đầu vào van từ bảng API 526 và chiều dài tương đương của đường ống đầu vào phải được giảm thiểu. Tính toán độ sụt áp thực tế ở dòng xả hoàn toàn bằng phương trình Darcy-Weisbach trước khi hoàn thiện thiết kế lắp đặt.

Kích thước trường hợp cháy: Khi sự giảm nhiệt chiếm ưu thế

Các trường hợp hỏa hoạn thường chi phối kích thước van an toàn cho các bình chứa và thiết bị xử lý nằm trong khu vực có hàng tồn kho dễ cháy. Tình huống giả định có một đám cháy xung quanh tàu, làm nóng vật chứa bên trong và tạo ra hơi cần phải giải tỏa.

API 521 cung cấp hai phương trình cho nhiệt lượng đầu vào của ngọn lửa—một cho bề mặt ướt (chất lỏng bên dưới ngọn lửa) và một cho bề mặt không ướt (không gian hơi). Phương trình bề mặt ướt thường chi phối và cung cấp nhiệt đầu vào tính bằng BTU/h hoặc kW. Nhiệt lượng đầu vào này sau đó được chia cho ẩn nhiệt hóa hơi của chất lỏng ở điều kiện xả để đạt được tốc độ dòng hơi cần thiết.

Một chi tiết quan trọng: vụ cháy cho phép Quá áp 21% theo ASME Phần VIII (so với 10% đối với các trường hợp thông thường), làm giảm phần nào diện tích lỗ cần thiết. Tuy nhiên, ASME cũng yêu cầu xử lý trường hợp cháy bằng van cứu hỏa chuyên dụng được đặt ở mức 110% MAWP (trong khi van chính ở mức 100%) hoặc bằng cách chứng minh rằng van chính có đủ công suất cho cả hai tình huống.

Ví dụ: một bình nằm ngang chứa 10.000 gallon naphtha với bề mặt ướt 2.000 ft², không thoát nước, không cách nhiệt và không sử dụng nước chữa cháy (F = 1,0):

Q = 43.200 × 1,0 × 2.000 ^0.82 ≈ 34.200.000 BTU/giờ

Nếu ẩn nhiệt của naphtha ở điều kiện khử là 120 BTU/lb thì lưu lượng hơi cần thiết là 285.000 lb/h—một yêu cầu giảm nhiệt rất lớn có thể dẫn đến việc lựa chọn nhiều van an toàn có lỗ lớn hoặc van vận hành thí điểm.

Những sai lầm về kích thước phổ biến và cách tránh chúng

Sử dụng sai pha chất lỏng

Giả sử sự giảm nhẹ là toàn bộ hơi khi chất lỏng thực tế ở điều kiện xả là hai pha có thể làm giảm kích thước của van theo hệ số 3 hoặc hơn. Luôn thực hiện phép tính nhanh ở áp suất và nhiệt độ giảm để xác định pha và thành phần thực tế của chất lỏng đang chảy.

Bỏ qua áp suất ngược trong hệ thống đốt cháy

Khi cây già đi và lượng tải giảm thêm được thêm vào đầu đốt, áp suất ngược sẽ tăng lên. Một van có kích thước phù hợp với áp suất ngược 5 psi trong năm đầu tiên có thể đạt áp suất ngược 25 psi vào mười năm sau khi việc mở rộng sản xuất cung cấp tải cho hệ thống đốt lửa. Kiểm tra lại các giả định về áp lực ngược trong quá trình đánh giá Quản lý Thay đổi.

Lựa Chọn Van Quá Khổ “Vì An Toàn”

Bản năng tăng thêm lợi nhuận bằng cách chọn một van lớn hơn là phản tác dụng. Van an toàn quá khổ kêu lạch cạch, gây hư hỏng cơ khí và rò rỉ. API 520 Phần I cảnh báo rõ ràng: lỗ được chọn phải càng gần diện tích yêu cầu được tính toán càng tốt mà không đi xuống dưới nó. Nếu việc tăng kích thước tiêu chuẩn tiếp theo dẫn đến van lớn hơn mức cần thiết hơn 10%, hãy cân nhắc sử dụng áp suất đặt nhỏ hơn hoặc song song hai van nhỏ hơn.

Quên hệ số hiệu chỉnh tổ hợp Kc

Khi một đĩa ngắt được lắp đặt phía trước van an toàn, tổ hợp này hoạt động như một thiết bị duy nhất và công suất sẽ giảm. API 520 chỉ định Kc = 0,9 trừ khi sự kết hợp cụ thể đã được kiểm tra và chứng nhận. Nhiều kỹ sư chỉ áp dụng hệ số này cho công thức định cỡ chất lỏng mà quên mất nó cũng áp dụng cho định cỡ khí.

Không tính đến áp suất vận hành so với áp suất đặt

ASME Phần VIII yêu cầu van an toàn phải đóng và không bị rò rỉ ở điều kiện hoạt động bình thường. API khuyến nghị mức tối thiểu Biên độ vận hành 10% giữa áp suất vận hành bình thường và áp suất cài đặt (tức là áp suất cài đặt phải bằng ít nhất 1,1 lần áp suất vận hành bình thường tối đa). Các van hoạt động quá gần để đặt áp suất sẽ gây ra hiện tượng sôi, rò rỉ mặt tựa và mòn sớm.

Phần mềm và công cụ định cỡ van an toàn

Tính toán thủ công bằng phương trình API 520 rất đơn giản đối với chất lỏng một pha nhưng lại tốn thời gian đối với hệ thống xả lớn có nhiều van. Một số công cụ phần mềm tự động hóa quy trình:

• Máy phân tích hệ thống Aspen FLARENET / Aspen Flare - tiêu chuẩn ngành cho mô hình mạng bùng phát; kích thước van giảm áp và phân tích đồng thời áp suất ngược của đầu phun
• API EPCON — công cụ định cỡ API 520/521/526 chuyên dụng; được sử dụng rộng rãi cho kích thước van cá nhân
• Công cụ định cỡ trực tuyến Sổ tay Kỹ thuật Crosby — do Emerson/Crosby cung cấp để định cỡ nhanh các sản phẩm van của họ
• Leser VALVESTAR - Dụng cụ của nhà sản xuất Châu Âu; áp dụng cả hai phương pháp API và EN ISO 4126
• MÁY NÉN / PV Elite - chủ yếu là phần mềm thiết kế tàu, nhưng bao gồm các mô-đun định cỡ van giảm áp tích hợp

Những công cụ này giúp giảm thiểu lỗi tính toán và tạo tài liệu để nộp theo quy định. Tuy nhiên, họ yêu cầu đầu vào chính xác. Rác vào, rác ra—hiểu các phương trình và giả định cơ bản là điều cần thiết để phát hiện lỗi trong đầu ra phần mềm.

Tóm tắt các yêu cầu về quy định và mã

Các khu vực và ngành công nghiệp khác nhau áp dụng các mã khác nhau cho việc lắp đặt và định cỡ van an toàn. Bảng dưới đây tóm tắt các tiêu chuẩn chính:

Danh sách kiểm tra thực tế về kích thước van an toàn

Sử dụng danh sách kiểm tra này trước khi hoàn thiện bất kỳ tính toán kích thước van an toàn và thông số kỹ thuật mua sắm nào.

1. Xác định tất cả các kịch bản quá áp đáng tin cậy và xác định trường hợp điều chỉnh (dòng cứu trợ yêu cầu tối đa)
2. Xác nhận MAWP và đặt áp suất, đảm bảo biên độ vận hành ít nhất 10% trên áp suất vận hành bình thường tối đa
3. Xác định pha chất lỏng giảm áp (khí, lỏng, hơi, hai pha) ở áp suất cài đặt cộng với quá áp
4. Thu thập các đặc tính của chất lỏng: trọng lượng phân tử, tỷ lệ k, độ nén Z, độ nhớt, nhiệt ẩn, trọng lượng riêng
5. Ước tính áp suất ngược (chồng và tích tụ) và chọn loại van phù hợp
6. Áp dụng công thức API 520 chính xác cho pha chất lỏng và tính toán diện tích lỗ A yêu cầu
7. Áp dụng tất cả các hệ số hiệu chỉnh (Kb, Kc, Kw, Kv) áp dụng cho cài đặt của bạn
8. Chọn lỗ tiêu chuẩn lớn hơn tiếp theo từ API 526; xác minh khu vực đã chọn không lớn hơn khoảng 10% so với yêu cầu (để tránh rủi ro bị nhiễu)
9. Kiểm tra xem độ giảm áp suất đường ống đầu vào ở lưu lượng xả hoàn toàn không vượt quá 3% áp suất cài đặt
10. Xác nhận rằng áp suất ngược của đường ống xả ở lưu lượng xả hoàn toàn nằm trong giới hạn cho phép của loại van
11. Chỉ định vật liệu xây dựng tương thích với chất lỏng và nhiệt độ của quá trình
12. Xác nhận van mang tem mã chính xác (UV cho ASME Phần VIII, V cho dịch vụ nồi hơi Phần I)