安全弁の取り付け手順と注意事項の分析 安全弁臨界圧力比の研究 - Lecco バルブ

安全弁の設置手順と注意事項の分析 安全弁の臨界圧力比の検討 - Lecco バルブ 安全弁の設置手順 石油化学プラントの設計では、関係する機器やパイプラインの中圧および高圧レベルの数が増加するにつれて、安全弁の使用が増加しています。それに応じて。 したがって、安全弁の正確で合理的なレイアウトが特に重要です。 1. 機器またはパイプラインの安全弁は、保護される機器またはパイプラインにできるだけ近づけて垂直に設置する必要があります。 ただし、バルブを閉じると熱膨張により圧力が上昇する可能性がある液体パイプライン、熱交換器、容器などの安全弁は水平設置が可能です。 2、安全弁は通常、修理と調整が容易な場所に設置し、周囲に十分な作業スペースを確保する必要があります。 例: 垂直コンテナ安全弁 (以下 DN80) はプラットフォームの外側に取り付けることができます。 DN100 はプラットフォームの近くのプラットフォームの外側に設置されており、プラットフォームを利用してバルブの修理やオーバーホールを行うことができます。 また、固体や液体の蓄積を避けるために、長い水平パイプの行き止まりには設置しないでください。 3. 配管に設置する安全弁は、圧力が比較的安定しており、変動源から一定の距離がある場所に設置してください。 4、大気への安全弁は、一般的な無害媒体（空気など）の排出管の口は、操作プラットフォーム、機器または地面の半径715メートルの中心としての排出口より2.5メートル上にあります。 腐食性、可燃性、または有毒な媒体の場合、排出口は半径 15 メートル以内の作業プラットフォーム、機器、または地面より 3 メートル以上高くなければなりません。 5、安全弁出口は圧力リリーフパイプに接続されており、上側から45度の角度までパイプに挿入され、凝縮水が分岐パイプに流れ込まないようにし、安全弁の背圧を減らすことができます。バルブ。 安全弁の定圧が710MPaを超える場合はインサート45を使用してください。 6. 湿りガス圧力逃がし装置の吐出管内に袋状の液体が残らないようにし、安全弁の取り付け高さは圧力逃がし装置の高さより高くしてください。 リリーフバルブの出口が圧力リリーフメインラインより低い場合、またはメインラインにアクセスするために排出パイプを上げる必要がある場合は、液体貯蔵タンクとレベルゲージまたは手動液体排出バルブを低く簡単に設定する必要があります。袋状パイプ部分に液体が溜まるのを避けるため、定期的に密閉系に排出してください。 また、寒冷地では凍結防止のためバッグパイプ部に蒸気熱が必要となります。 スチームトレースチューブは、バッグチューブ内の凝縮水を蒸発させ、液体の蓄積を避けることもできます。 ただし、熱追跡管を使用しても手動のドレンバルブは必要です。 7、安全弁出口パイプの設計では、背圧が安全弁の一定圧力の特定の値を超えないことを考慮する必要があります。 スプリング式安全弁の場合、背圧は一般形は弁定格圧力の10％以下、ベローズ形（バランス形）は背圧が安全弁圧力の30％以下、パイロット用は背圧が安全弁圧力の30％以下としてください。タイプの安全弁では、背圧は安全弁の定圧の 60% を超えません。 具体的な値はメーカーのサンプルを参照し、プロセス計算によって決定する必要があります。 図８に示すように、安全弁出口からガスや蒸気が大気中に放出されるため、出口管の中心線には逆向きの力が発生し、これを安全弁反力といいます。 リリーフバルブの出口ラインの設計では、この力の影響を考慮する必要があります。 例: 安全弁の出口パイプには固定サポートを設ける必要があります。 リリーフバルブの入口管部が長い場合には、圧力容器壁を強化する必要があります。 安全弁の操作に関する注意事項 1. 安全弁を使用する部門は、プロセスおよび操作後の規則において、安全弁に対する次の安全操作要件を明確に提示する必要があります。 1. 操作プロセスの指標 (使用圧力、使用温度または低い使用温度、設定を含む)プレッシャー）; 安全弁の注意事項と操作方法（レンチ付安全弁の場合） ３． 3. 安全弁の作動時に点検すべき事項、考えられる異常現象とその防止策、緊急時の廃棄と報告手順。 2. 安全弁の作動中は定期点検を行ってください。 点検期間は各ユーザーが状況に応じて決定し、月に 1 回を超えないようにしてください。 特に次の項目を検査してください。 1. 銘板が完全かどうか。 2. 安全弁シールは損傷していません。 3. 安全弁と併用される遮断弁が完全に開いており、シールが損傷していないか。 4. 動作中に例外が発生していないか確認してください。 5. 運転中に設定圧力を超えた場合に柔軟に離陸できるかどうか。 三、安全弁の使用中に次の問題が発生した場合、作業者は所定の手順に従って適時に関係部門に報告する必要があります。 1. 過圧が解除されない。 2. 離陸後は座席に戻らないでください。 3. 漏れが発生する。 4. 安全弁遮断弁および安全弁シールが脱落する前に。 四、作動中の圧力容器は、遮断弁の前の安全弁が完全に開いた位置にあり、密閉されている必要があります。 安全弁をジャッキで破壊したり、遮断弁を解除したり閉じたりすることは固く禁止されています。 安全弁の動作を変更する場合は、監督者の承認が必要です。 五、加圧作業を伴う安全弁は、修理及び締め付け作業を一切禁止します。 修理やその他の作業を行う必要がある場合、ユーザーユニットは効果的な動作要件と保護対策を策定する必要があり、契約を担当する技術担当者は、ドアの実際の動作において現場を監督する人を派遣する必要があります。 六、作業者はリードシールを開けて取り外したり、安全弁設定ネジを調整したりすることは禁止されています。 7. 予備の安全弁は適切に保管および保守する必要があります。 安全弁の臨界圧力比に関する研究 - 安全弁の臨界圧力比に関する研究 - Lyco Valve 要約: 安全弁の臨界圧力比を計算する式が示されています。 テスト結果は、安全弁の臨界圧力比は主にノズルの臨界圧力比とディスク流抵抗係数の影響を受け、ディスク流抵抗係数が大きすぎるため、安全弁は一般に臨界未満にあることを示しています。流れの状態。 Gb50-89「鋼製圧力容器」は、安全弁の流量状態が異なるため、安全弁が臨界流量状態か亜臨界流量状態かを判断するために2種類の変位計算式を提案しています。変位計算式を正しく選択することが前提となります。 現在、安全弁の臨界圧力比の値については 2 つの考え方があります。 ① 安全弁の臨界圧力比は、各国の仕様におけるノズルの臨界圧力比と同じであると考えられます。 、その値は 0.528 [1,2] です。 ② 多くの専門家や研究者は、安全弁の臨界圧力比はノズルの臨界圧力比よりも小さく、その値は約 0.2 ～ 0.3 であると信じています [3] これまでのところ、臨界圧力の厳密で正確な理論的計算方法はありません。安全弁の圧力比が承認されました。 したがって、安全弁の臨界圧力比を決定し、安全な流れの状態を正確に判断することは、依然として工学的に解決すべき緊急の課題であるが、これまでの文献では報告されていない。 理論的解析と実験的研究を通じて,著者は安全弁の流れ状態を議論し,安全弁の臨界圧力比の理論的計算式を提案した。 1 安全弁臨界圧力比 臨界圧力比 RCR とは、流速が小さい部分で空気流速が局所音速に達したときの入口圧力と出口圧力の比を指します。 ノズルの臨界圧力比は理論上は次の式で計算できます。 ノズル入口圧力比がノズルの臨界圧力比以下である場合、出口入口圧力比の外乱は、出口セクションの音速流により音速面を超えることができないため、外乱が流れに影響を与えることはありません。ノズルの中。 出口セクションの気流圧力は P2 / P1 = Cr で変化せず、出口セクションの気流は依然として音速流であり、相対変位は変化しません、つまり W/Wmax = 1 です。 このとき、ノズルは臨界または超臨界流状態にあります[4]。 ノズル以外にも他の構造物の臨界圧力比を試験によって求める必要がある場合が多く、試験によって求められた臨界圧力比を第二臨界圧力比と呼んで区別します。 安全弁の構造が複雑であるため、安全弁の小さな流路断面積での流速を決定することが困難であるため、安全弁の臨界圧力比を正確に決定することは不可能です。小さな流路閉鎖領域は音速に達します。 現在、安全弁が臨界流量状態に達したかどうかを判断する方法は、安全弁の変位係数を測定することである。 安全弁は、圧力比によって変位係数が変化しない限り、臨界流量状態に達すると考えられています[3]。 測定結果は、安全弁の変位は圧力比の変化に応じて常に変化することを示していますが、安全弁の圧力比が0.2〜0.3より低い場合、圧力比による安全弁の変位の変化は大きくなりません。は小さいので、この小さな変化は測定誤差によるものと考えられ、全開安全弁の臨界圧力比は0.2～0.3程度と判断されます。 リリーフバルブの臨界圧力比を決定するためのこの試験方法の理論的基礎は、臨界および超臨界流状態では圧力比の外乱が音速面を超えることができないため、ノズルの相対吐出量は変化しないということです。臨界流または超臨界流の状態では、ノズル出口部の流れは音速流となり、相対変位が生じます。 安全弁入口圧力P1が増加すると、ディスク抵抗圧力降下Pが増加し、安全弁出口圧力P2が増加します。バルブ内のノズルも大きくなります。 その結果、P2 と P1 は段階的に増加し、バルブ内のノズルの圧力比 r= P2 / P1 が徐々に一定値に達する可能性があります。 ノズル変位の計算式からわかるように、ノズル変位は徐々に一定値となり、安全弁の変位は圧力比に対してほとんど変化しません。 ただし、これは安全弁の小流路部分の流速が局所音速に達することを意味するものではありません。 もちろん、このときの圧力比は必ずしも全開安全弁の臨界圧力比ではない。 また、ディスクの開口高さが小さい場合、圧力比が0.67になっても安全弁の変位係数は圧力比によって変化しません。 もちろん、理論的に言えば、安全弁の臨界圧力比はノズルの臨界圧力比よりも大きくなり得ないため、この圧力比を安全弁の臨界圧力比として考えることはできません。 図1の安全弁構造図と図1bによる理論計算モデルは、従来の変位計算法のさまざまな仕様が理想等価を採用しているため、リリーフバルブとその理想等価ノズルがディスク抵抗圧力降下pの差に反映されることを示しています。ノズル モデルの計算では、ディスク抵抗の圧力降下の影響を無視します。これにより、リリーフ バルブとノズルが混同されやすくなります。これにより、人々はリリーフ バルブの臨界圧力比がノズルの臨界圧力比と同じ 0.528 であると信じてしまう可能性があります。実際にはリリーフバルブとノズルは明らかに異なります。 安全弁とその理想的な同等ノズルの主な違いはディスク抵抗の圧力降下に反映されますが、従来の計算モデルではディスク抵抗の圧力降下 P の役割が考慮されておらず、これは不合理です。 静的パラメータで表されるノズルの理論的速度は [5] です。 3) ここで、K は断熱指数です。 A1A2 は流路セクションのバルブ ノズル入口および出口ではありません。 R0 ガス定数; T1 は入口温度です。 Rはバルブのノズル入口の圧力比で、r=2/P1です。 ここで、式(1)の両辺をP1で割り、式(2)と式(3)を簡略化した式に代入すると、安全弁の圧力比と弁内のノズルの圧力比の関係が導出されます。式(4)において、安全弁Bの圧力比 RBB /1 全開安全弁の臨界流路部はノズルスロートにあるため、安全弁の臨界流量状態 * に達することができます。ノズルのど部。 式(7)によれば、安全弁の臨界圧力比RBCRは、主にノズルの臨界圧力比RCRとディスク流抵抗係数Fの影響を受ける。ディスク流抵抗係数Fが増加すると、臨界圧力比OFは大きくなる。ノズルの臨界圧力比は一定であるため、安全弁は減少します。 ディスクフロー抵抗係数が増加すると、安全弁の臨界圧力比が減少することがわかります。 流れ抵抗係数が特定の臨界値まで増加すると、安全弁の臨界圧力比はゼロに減少します。 ディスク抵抗係数がこの臨界値を超えると、ディスク流量抵抗係数が大きすぎるため、バルブは臨界流量状態に到達できず、安全弁は完全に亜臨界流量状態になります。 したがって、安全弁に臨界流量状態がある場合、安全弁の臨界圧力比はゼロ未満であってはなりません。つまり、RBCR ≥0 の場合、ディスク流量抵抗係数は F ≥2/ K を満たす必要があります。空気の場合、k=1.4、F ≤1.43。 したがって、安全弁が臨界流量状態にある場合、そのディスク流抵抗係数 F は 1.43 を超えることはできません。 安全弁が臨界流量状態か亜臨界流量状態かを判定するために、2種類の安全弁A42Y-1.6CN40とA42Y-1.6CN50のディスクフロー抵抗係数の試験を実施しました。 イチジク。 図２は、ディスク流抵抗係数と安全弁の圧力比との間の試験関係曲線を示す。ここで、Ｈは全開高さ、Ｙは試験開口高さである。 試験結果は、全開安全弁のディスク流抵抗係数が 1.43 以上であることを示しています。 したがって、安全弁の入口圧力が大きくても、弁体抵抗圧力降下が大きすぎるため、安全弁は臨界流量状態に到達できず、一般に安全弁は亜臨界流状態にあると結論付けることができます。州。 この推論の信頼性を証明するために、著者は 2 つの安全弁の圧力比と弁内のノズルの圧力比をテストし、安全弁の圧力比と弁の圧力比のテスト結果を検証しました。バルブ内のノズル テストの結果、リリーフバルブの入口圧力が 0.6Pa（ゲージ圧）に達したとき、2 つのバルブ内のノズルの圧力比は 0.7 以上であることがわかりました。 バルブのノズルは亜臨界流状態にある必要があることがわかります。 全開安全弁の臨界流路部はノズル喉部にあり、ノズル喉部で安全弁※の臨界流量状態に達することができます。 したがって、安全弁内のノズルが臨界流量状態に達すると、安全弁は臨界流量状態になります。