Чтобы гарантировать стабильную работу предохранительного клапана, должна быть точно определена величина падения давления до него. Особое внимание следует уделять определению гидравлических потерь в случаях установки предохранительных клапанов на предприятиях, работающих непрерывно 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году.
Трехпроцентный критерий, руководящие нормы и их применение в случае установки резервного клапана в составе блока предохранительных клапанов
Конструкцию и правила установки предохранительных клапанов регламентирует целый ряд международных стандартов, которыми следует руководствоваться при разработке, проектировании и изготовлении клапанов. Среди них, например, DIN EN ISO 4126-9 от Немецкого института стандартизации, ASME Section VIII Division 1, опубликованный Американским обществом инженеров-механиков, API 520 Part II от Американского нефтяного института (American Petroleum Institute) или AD 2000 Merkblatt A2 от Рабочего комитета по сосудам, работающим под давлением, который используется и по сей день.
Эти стандарты указывают, что падение давления (Δp) в подводящем трубопроводе не должно превышать 3 % от давления настройки (имеется в виду давление начала открытия, по российской терминологии) установленного на нем предохранительного клапана. Важно отметить, что этот трехпроцентный критерий относится ко всему подводящему трубопроводу – от защищаемой системы до самого предохранительного клапана. Более высокие гидравлические потери приводят к нестабильной работе клапана и могут повредить его. Недопустимое избыточное давление в системе, к примеру, из-за заблокированного или закрытого сброса, химической реакции, отказа системы охлаждения или другого сценария может вызвать нестабильный процесс открытия клапана с вибрацией диска и его многократными соударениями с соплом. Это, в свою очередь, может повредить как сам клапан, так и, в худшем случае, вызвать неконтролируемый рост давления, что приведет к полной остановке производства из-за избыточного давления.
Чтобы избежать подобной ситуации, важно в процессе установки предохранительного клапана спроектировать подводящий трубопровод таким образом, чтобы падения давления в нем было менее трех процентов. Это может быть достигнуто, например, укорачиванием его до минимально возможной длины, использованием большего номинального диаметра или уменьшением числа отводов и переходов.
Предохранительный клапан на безостановочном производстве
Стандартно на защищаемой системе устанавливается одиночный предохранительный клапан. В некоторых случаях, однако, может потребоваться установка резервных клапанов, например, если завод должен работать непрерывно 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, без запланированных или незапланированных остановок производства.
Подобное резервирование означает монтаж двух предохранительных клапанов на защищаемой системе. Оба клапана соединяются между собой посредством переключающего устройства так, чтобы, когда один из них находится в работе и защищает систему, второй стоял в резерве. Если же требуется провести периодическое или незапланированное обслуживание рабочего клапана, то всегда может быть активирован резервный клапан путем перевода рабочего клапана в резерв. Таким образом, защищаемая система может продолжать свою работу без остановок на обслуживание, которое легко провести для предохранительного клапана, не затрагивая основной производственный процесс.
Варианты установки резервных предохранительных клапанов
Существуют целый ряд возможных решений для реализации процесса переключения между двумя предохранительными клапанами. Чаще всего используются следующие из них:
- установка с запорными к ранами, но без блокирующего устройства, когда подводящий трубопровод снабжается тройником для параллельного монтажа двух предохранительных клапанов;
- установка резервного клапана с запорными кранами и блокирующими устройствами, когда подводящий трубопровод аналогично снабжается тройником для параллельного монтажа двух предохранительных клапанов;
- установка с помощью трехходового шарового крана, когда входное переключающее устройство реализовано дополнительными отводами;
- установка с переключающим устройством «челночного», «маятникового» или «роторного» типа на входе со стороны подводящего трубопровода.
Объединяет все эти варианты установки то, что они являются частью подводящего трубопровода предохранительного клапана. При расчете давления на входе необходимо учитывать, что гидравлические потери не должны превышать 3 % от его давления настройки, чтобы гарантировать стабильность и безотказность работы всего завода.
Таким образом, важно еще на стадии проектирования учесть этот фактор при планировании установки резервных предохранительных клапанов. Кроме того, чтобы обеспечить эффективность схемы установки и, следовательно, управления предприятием, пользователь должен проанализировать стоимость компонентов системы так же, как и их управляемость в процессе работы и доступность на рынке.
Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 2 (44) 2018
