I. Преглед
Предпазните клапани са важни аксесоари за безопасност за котли, съдове под налягане и друго{0}}оборудване, носещо налягане. Тяхната надеждност и производителност пряко влияят върху безопасността на оборудването и персонала и са тясно свързани с енергоспестяването и опазването на околната среда. Някои потребители и дизайнерски отдели обаче често избират грешен модел при избора на предпазни клапани. Ето защо тази статия анализира избора на предпазни клапани.
II. Дефиниции
В широк смисъл предпазните клапани включват предпазни клапани. От гледна точка на разпоредбите за управление, предпазният клапан е клапан, директно монтиран на парен котел или съд под налягане клас I и трябва да бъде одобрен от отдела за технически надзор. В тесен смисъл се нарича предпазен клапан, докато други обикновено се наричат предпазни клапани. Предпазните клапани и предпазните клапани са много сходни по структура и работа. И двете автоматично изпускат вътрешната среда, когато налягането на отваряне е превишено, за да се гарантира безопасността на производственото оборудване. Поради това съществено сходство, хората често бъркат двете, когато ги използват. Освен това някои наредби за производствени съоръжения предвиждат, че може да бъде избрано едно от двете. Следователно разликите между двете често се пренебрегват, което води до много проблеми. Ако трябва да се направи ясно разграничение между двете, то може да се разбере съгласно определението, дадено в част I от Кодекса на ASME за котли и съдове под налягане:
1. Предпазен клапане автоматично устройство за освобождаване на налягането, задвижвано от статичното налягане на средата пред вентила. Неговата характеристика е внезапно пълно отваряне. Използва се в газови или парни приложения.
2. Предпазният клапан,известен също като преливен клапан, е автоматично устройство за освобождаване на налягането, задвижвано от статичното налягане на средата пред клапана. Той се отваря пропорционално, когато налягането надвишава силата на отваряне. Използва се главно в течни приложения.
3. Предпазен предпазен клапан(Safet Relief Valve), известен също като предпазен преливен клапан, е автоматично устройство за освобождаване на налягането, задвижвано от средно налягане. В зависимост от приложението може да се използва като предпазен или предпазен клапан. В Япония, например, има сравнително малко ясни дефиниции за предпазни и предпазни клапани. Обикновено предпазните устройства, използвани за големи съдове под налягане за съхранение на енергия, като например котли, се наричат предпазни клапани, докато тези, инсталирани на тръбопроводи или други съоръжения, се наричат предпазни клапани. Въпреки това, съгласно „Техническите стандарти за производство на топлинна енергия“ на Министерството на международната търговия и промишлеността на Япония, важни части от безопасността на оборудването са определени за използване на предпазни клапани, като например котли, прегреватели, пренагреватели и т.н. В случаите, когато вентил за намаляване на налягането е монтиран от долната страна и трябва да бъде свързан към котли и турбини, трябва да се монтират предпазни или предпазни клапани. От тази гледна точка предпазните клапани трябва да бъдат по-надеждни от предпазните клапани. Освен това, въз основа на признаването и разпоредбите на обема на безопасното изпускане в „Наредбите за управление на газовете под високо налягане“ на Министерството на труда на Япония, както и правилата на Министерството на транспорта и различни корабни асоциации, клапаните, които гарантират обема на изпускане, се наричат предпазни клапани, докато тези, които не гарантират обема на изпускане, се наричат предпазни клапани. В Китай както напълно-повдигащите, така и леко-повдигащите се типове се наричат колективно предпазни клапани.
III. Избор
1. Класификация
Понастоящем предпазните клапани в масовото производство попадат главно в две категории: пружинен тип и тип лост. Освен това има предпазни клапани от импулсен тип, предпазни клапани от пилотен тип, предпазни превключващи клапани, предпазни клапани и предпазни клапани от тегловен тип и т.н. Предпазните клапани от пружинен тип работят главно чрез силата на пружината. Предпазните клапани от пружинен тип могат допълнително да бъдат класифицирани в затворен тип и отворен тип. Обикновено запалимите, експлозивни или токсични среди трябва да изберат затворения тип, докато парата или инертният газ могат да изберат отворения тип. При пружинните предпазни клапани има и такива с и без гаечен ключ. Основната функция на гаечния ключ е да проверява гъвкавостта на диска на клапана, а понякога може да се използва и за ръчно аварийно освобождаване на налягането, както е показано на Фигура 3. Предпазните клапани тип лост работят главно чрез силата на лоста и теглото. Въпреки това, поради големия обем предпазни клапани тип лост, обхватът на тяхното приложение често е ограничен. Когато температурата е висока, трябва да се изберат предпазни клапани с ребра за разсейване на топлината.
Основният параметър на предпазния клапан е неговият изпускателен капацитет, който се определя от диаметъра на леглото на клапана и височината на повдигане на диска на клапана. В зависимост от различните височини на повдигане предпазните клапани могат да бъдат класифицирани в два типа: леко повдигнати и напълно повдигнати. Леко повдигнат предпазен клапан се отнася до такъв, при който височината на повдигане на диска на клапана е 1/40 до 1/20 от диаметъра на гърлото на леглото на клапана. Напълно повдигнат предпазен клапан се отнася за такъв, при който височината на повдигане на диска на клапана е 1/4 от диаметъра на гърлото на леглото на клапана.
2. Избор на предпазни клапани
Номиналното налягане на предпазния клапан се определя от работното налягане, работната температура определя температурния диапазон на предпазния клапан, изчислената стойност на зададеното налягане на предпазния клапан определя диапазона на зададеното налягане на пружината или лоста и след това материалът и структурният тип на предпазния клапан се определят според използваната среда. И накрая, диаметърът на гърлото на предпазния клапан се изчислява въз основа на изпускателния капацитет на предпазния клапан. Следват общите правила за избор на предпазни клапани.
1.Котли за гореща водаобикновено използвайте неуплътнени предпазни клапани с гаечни ключове и леко отваряеми елементи.
2. Незапечатани предпазни-вентили за повдиганес гаечни ключове обикновено се използват за парни котли или тръбопроводи за пара.
3. За несвиваеми течности като вода обикновено се използват затворени микро-предпазни клапани или предпазни предпазни клапани.
4. За водоснабдяване с високо-налягане обикновено се използват затворени напълно-повдигащи предпазни клапани, като например във водонагреватели и топлообменници под високо{3}}налягане.
5. За свиваеми среди като газове обикновено се използват затворени напълно-повдигащи се предпазни клапани, като например в резервоари за съхранение на газ и газопроводи.
6. Парните котли от клас E- обикновено използват предпазни клапани за собствено тегло.
7. За системи с голям-диаметър, висок-поток и високо-налягане обикновено се използват предпазни клапани от-тип импулс, като например в устройства за прегряване и намаляване на налягането, котли в електроцентрали и др.
8. За транспортиране на втечнен газ с железопътни цистерни, автоцистерни, резервоари за съхранение и др., обикновено се използват вътрешни предпазни клапани.
9. Горната част на резервоара за масло обикновено е оборудвана с хидравличен предпазен клапан, който трябва да се използва заедно с вентил за обезвъздушаване.
10. Предпазните-вентили с пилотно управление обикновено се използват за подземни дренажи или тръбопроводи за природен газ.
11. Предпазен обратен клапан обикновено се използва на тръбопровода за обратен хладник на течната фаза на изхода на помпата на резервоара в станция за втечнен петрол.
12. Вакуумните предпазни клапани с отрицателно налягане обикновено се използват в системи с отрицателно налягане или такива, които могат да генерират отрицателно налягане по време на работа.
13. Предпазните клапани с вълнообразна тръба обикновено се използват в контейнерни или тръбопроводни системи с големи колебания в обратното налягане и такива, съдържащи токсични и запалими вещества.
14. За системи с по-ниска точка на замръзване на средата обикновено се избират предпазни клапани с изолиран кожух.
