Debido a la diversidad de válvulas de seguridad y la diversidad y complejidad de los sistemas de presión, al seleccionar una válvula de seguridad, se debe considerar el impacto de factores como la temperatura, la presión y el estado de la fase media dentro del sistema. Determine gradualmente la presión nominal de la válvula de seguridad, la clasificación de presión-temperatura, el grado de presión de trabajo del resorte, el diámetro nominal y la forma básica. Finalmente, determine el modelo de válvula de seguridad a seleccionar.
I. Selección de presión nominal
La presión nominal y la presión de ajuste son conceptos diferentes a los que se debe prestar atención al determinar y seleccionar válvulas de seguridad. La presión nominal PN es un número redondeado que se utiliza como código de referencia relacionado con la presión, expresado en dígitos.
En las válvulas de seguridad, la presión nominal se refiere a la presión más alta que se puede soportar en la entrada de la válvula de seguridad. Está relacionado con los materiales y la temperatura. La presión nominal de la brida a la salida de la válvula de seguridad es generalmente de uno a tres niveles menor que la de la entrada, lo que debe tenerse en cuenta al realizar la selección.
Al determinar la presión nominal de una válvula de seguridad, la presión nominal debe ser mayor que la presión establecida. Idealmente, la presión cuando la válvula de seguridad está completamente abierta no debe exceder la presión nominal de la válvula de seguridad. Las series de presión nominal de las válvulas de seguridad en China son 0,25, 0,6, 1,0, 1,6, 2,5, 4,0, 6,3, 10, 16, 32, 40 MPa (Nota: las válvulas de seguridad con PN inferior a 1,0 generalmente utilizan cuerpos de válvula de hierro fundido y no recomendado para uso en recipientes a presión).
II. Clasificación presión-temperatura
Al seleccionar una válvula de seguridad, se debe considerar el impacto de la temperatura. A medida que aumenta la temperatura, la presión de trabajo máxima permitida a la misma presión nominal disminuye correspondientemente. La presión nominal de la válvula debe determinarse en función del medio a proteger, el material de la válvula, la temperatura de trabajo y la presión máxima de trabajo.
La presión de trabajo máxima permitida de la válvula a varias temperaturas se puede calcular usando la siguiente fórmula o se puede seleccionar de GB/T 9124-2000, "Condiciones técnicas para bridas de tuberías de acero".
punto máximo =PN(σ) t /(σ) 200
dónde
- (σ) t – El valor de tensión permisible del material a la temperatura de diseño t ℃, MPa;
- (σ) 200 – El valor de tensión permitido del material a -200 ℃, MPa;
- punto máximo – Presión de trabajo máxima permitida, MPa;
- PN- Presión nominal, MPa
III. Determinación del grado de presión de trabajo del resorte.
Después de determinar la presión nominal de la válvula de seguridad, la válvula de seguridad accionada por resorte también necesita seleccionar el grado de presión de trabajo del resorte. El grado de presión de trabajo del resorte se refiere al rango de trabajo permitido del resorte seleccionado. Exceder el rango de trabajo puede provocar un mal funcionamiento de la válvula de seguridad. El rango de presión de ajuste de la válvula de seguridad accionada por resorte es el grado de presión de trabajo del resorte.
La presión de ajuste de la válvula de seguridad se ajusta cambiando la cantidad de compresión del resorte, y el resorte también controla las diversas actuaciones de la válvula de seguridad. Cada resorte sólo puede funcionar dentro de un cierto rango de presión establecido. Superar este rango requiere cambiar el resorte, por lo que las válvulas de seguridad con la misma presión nominal se dividen en diferentes grados de presión de trabajo de acuerdo con el rango de ajuste de presión diseñado por el resorte.
| PN | Grado de presión de trabajo del resorte (Mpa) | |||||||
| 1.6 | >0,1-0,25 | >0,25-0,4 | >0,4-0,5 | >0,5-0,6 | >0,6-0,8 | >0,0-1,0 | >1,0-1,3 | >1,3-1,6 |
| 4.0 | >1,3-1,6 | >1,6-2,0 | >2,0-2,5 | >2,5-3,2 | >3,2-4,0 | |||
| 6.3 | >2,5-3,2 | >3,2-4,0 | >4.0-5.0 | >5,0-6,3 | ||||
| 10.0 | >4.0-5.0 | >5,0-6,3 | >6.3-8 | >8-10,0 | ||||
| 16.0 | >10-13,0 | 13.0-16.0 | ||||||
| 32.0 | >16-19.0 | >19-22.0 | >22-25.0 | >25-29.0 | >29-32.0 | |||
Desde el punto de vista de garantizar el rendimiento de la válvula de seguridad, cuanto menor sea el límite del rango de presión de trabajo del resorte, más podrá garantizar el rendimiento de la válvula de seguridad. El método de clasificación más común actualmente se muestra en la tabla. Los usuarios pueden consultarlo al seleccionar el resorte para la válvula de seguridad.
4. Determinación del diámetro nominal de la válvula de seguridad.
1. Diámetro nominal DN
El diámetro nominal DN representa el tamaño de todos los accesorios de tubería del sistema en términos numéricos, que es un valor de referencia redondeado y no corresponde completamente al tamaño del diámetro real en términos numéricos.
La especificación de la válvula de seguridad se divide por el diámetro nominal, y el diámetro nominal de entrada y salida de la válvula de seguridad es diferente según el modelo. El diámetro nominal de salida de la válvula de seguridad completamente abierta es generalmente un tamaño mayor que el diámetro nominal de entrada, mientras que los diámetros nominales de entrada y salida de la válvula de seguridad microabierta son generalmente los mismos.
Consulte la siguiente tabla para conocer las series de diámetro nominal de válvulas de seguridad (unidad: mm)
| 1 | 15 | 100 | 350 | 1000 | 2000 | 3600 |
| dos | 20 | 125 | 400 | 1100 | 2200 | 3800 |
| 3 | 25 | 150 | 450 | 1200 | 2400 | 4000 |
| 4 | 32 | 175 | 500 | 1300 | 2600 | |
| 5 | 40 | 200 | 600 | 1400 | 2800 | |
| 6 | 50 | 225 | 700 | 1500 | 3.000 | |
| 8 | sesenta y cinco | 250 | 800 | 1600 | 3200 | |
| 10 | 80 | 300 | 900 | 1800 | 3400 |
2. Determinación del diámetro nominal
El diámetro nominal de la válvula de seguridad debe determinarse en función del volumen de descarga de seguridad, por lo tanto, primero se debe calcular el volumen de descarga de seguridad y luego se calcula el diámetro de flujo de la válvula de seguridad en función del volumen de descarga de seguridad, teniendo en cuenta el coeficiente de descarga de la válvula de seguridad, las condiciones de contrapresión, etc.
Al determinar el diámetro de la válvula de seguridad, el principio más básico es elegir una válvula de seguridad cuyo caudal nominal sea mayor y lo más cercano posible al volumen de descarga de seguridad. El volumen de descarga requerido (volumen de descarga de seguridad) para evitar una sobrepresión excesiva cuando ocurre una sobrepresión anormal está determinado por las condiciones de trabajo del sistema o equipo y las causas de la sobrepresión, entre otros factores.
3. Diámetro del flujo
Para las válvulas de seguridad, el diámetro del flujo es el diámetro transversal mínimo de la garganta del asiento de la válvula y el diámetro del flujo afecta directamente la capacidad de descarga de la válvula de seguridad. Al seleccionar una válvula de seguridad, primero calcule el área de descarga mínima requerida por el sistema protegido en función del volumen de descarga de seguridad del sistema de presión y luego calcule el diámetro del flujo d 0 . A continuación, determine el diámetro nominal de la válvula de seguridad. Vea la tabla a continuación
Diámetro nominal DN y diámetro de flujo d 0 (unidad: mm)
| DN | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | sesenta y cinco | 80 | 100 | 150 | 200 | |
| re 0 | Tipo de encuesta completa | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | sesenta y cinco | 100 | 125 | |||
| Tipo de elevación baja | 12 | dieciséis | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | sesenta y cinco | 80 | |||
V. Selección del tipo de válvula de seguridad.
Al seleccionar una válvula de seguridad, además de determinar la presión nominal, la presión-temperatura, el nivel de presión de trabajo del resorte y el diámetro nominal, también es necesario elegir la estructura apropiada de la válvula de seguridad y el material del cuerpo de la válvula y las partes internas principales de acuerdo con el ambiente de trabajo.
Principios básicos para seleccionar tipos de válvulas de seguridad.
(1) Utilice válvulas de seguridad de elevación total para descargar gas o vapor.
(2) Utilice válvulas de seguridad de elevación total o baja para descargar líquidos.
(3) Se pueden utilizar válvulas de seguridad con llave para descargar vapor o aire.
(4) Para válvulas de seguridad utilizadas para gases con una presión de ajuste superior a 3,0 MPa y una temperatura superior a 235 °C, considere usar válvulas de seguridad con disipadores de calor para evitar que el medio de descarga corroa directamente el resorte.
(5) Utilice válvulas de seguridad con tapas abiertas cuando el medio de descarga pueda filtrarse a la atmósfera. Utilice válvulas de seguridad cerradas cuando no se permitan fugas a la atmósfera.
(6) Para la emisión de medios altamente tóxicos, fuertemente corrosivos y extremadamente peligrosos, se deben seleccionar válvulas de seguridad de fuelle.
(7) Para situaciones de alta contrapresión, elija válvulas de seguridad equilibradas de contrapresión o válvulas de seguridad operadas por piloto.
(8) En algunas situaciones importantes, a veces es necesario instalar dos válvulas de seguridad como respaldo entre sí. Las válvulas de aislamiento de entrada y salida de las dos válvulas de seguridad deben adoptar dispositivos de enclavamiento mecánico para garantizar que se pueda cumplir con el área de descarga requerida para el recipiente en cualquier momento (incluso durante los períodos de mantenimiento e inspección).
2. Al seleccionar una válvula de seguridad, también se deben determinar los siguientes elementos
(1) Cerrado o abierto:
El capó y la tapa de una válvula de seguridad cerrada están sellados. Su función es, en primer lugar, proteger las piezas internas de contaminantes externos como el polvo, sin requerir un desempeño hermético; en segundo lugar, se utiliza para evitar el derrame de medios tóxicos, inflamables y de otro tipo o para recuperar medios, por lo que se requiere una prueba de estanqueidad. Cuando se selecciona un tipo cerrado y se requiere una prueba de estanqueidad en el lado de salida, esto debe especificarse en el momento de realizar el pedido. La presión de prueba de estanqueidad se establece generalmente en 0,6 MPa.
Las válvulas de seguridad abiertas, debido a su capó abierto, ayudan a reducir la temperatura en la cámara del resorte y se utilizan principalmente para medios como el vapor.
(2) Equipado con un interruptor de elevación:
Si se requieren pruebas de apertura periódicas para la válvula de seguridad, elija una válvula de seguridad equipada con un interruptor de elevación. Cuando la presión media alcanza más del 75% de la presión establecida, se puede usar la llave de elevación para levantar ligeramente el disco de la válvula del asiento para verificar la flexibilidad de la apertura de la válvula.
3. Selección de válvulas de seguridad con estructuras especiales.
(1) Con válvula de seguridad para radiador.
Se utiliza en situaciones donde la temperatura del medio es alta, para reducir la temperatura de la cámara del resorte. Generalmente, cuando la temperatura de una válvula de seguridad de tipo cerrado excede los 250 °C y la temperatura de una válvula de seguridad de tipo abierto excede los 350 °C, se debe seleccionar una válvula de seguridad del radiador.
(2) Válvula de seguridad de fuelle.
Se utiliza principalmente en las dos situaciones siguientes:
1) Se utiliza para equilibrar la contrapresión: el diámetro efectivo del fuelle de la válvula de seguridad de fuelle equilibrado con contrapresión es igual al diámetro medio de la superficie de sellado de la válvula. Antes de que se abra la válvula de seguridad, la fuerza de contrapresión sobre el disco de la válvula está en un estado equilibrado. Los cambios en la contrapresión no afectan la presión establecida; cuando la contrapresión es variable y su variación supera el 10% de la presión de tarado, se debe seleccionar este tipo de válvula de seguridad.
2) Utilizado en medios corrosivos. El fuelle aísla el resorte y el mecanismo de guía del medio, evitando así que estas partes importantes fallen debido a la corrosión del medio.
Después de determinar la presión nominal, la presión-temperatura nominal, la presión de trabajo del resorte, el diámetro nominal y el tipo básico de la válvula de seguridad, finalmente se puede determinar el modelo de válvula de seguridad que se seleccionará.
4. Ejemplo de selección
La selección de una válvula de seguridad se basa en los parámetros específicos de las condiciones de trabajo. Ahora, explicaremos el proceso de selección de válvulas de seguridad para tres estados diferentes en un sistema de proceso de unidad de junta de xileno con un ejemplo de 45×10 4 t/a (usando válvulas de seguridad tipo resorte como ejemplo).
(1) Utilizado para medios gaseosos.
1) Parámetros del proceso
- Número de etiqueta: SV-501
- Temperatura de funcionamiento: 40 ℃
- Presión de apertura ajustada: 0,98 MPa
- Contrapresión: atmosférica
- Caudal de diseño (considerado como caudal nominal W R ): 4660 kg/h
- Medio: Aire comprimido purificado.
2) Pasos de selección
- Seleccione la fórmula aplicable: dado que el medio es aire purificado, se debe utilizar la fórmula de cálculo del medio gaseoso.
- Consulte la tabla de propiedades del gas: El índice adiabático K del aire es 1,40.
- Encuentre el valor C correspondiente al valor K, donde el valor C es 2,7.
- Determine el flujo del medio: (De acuerdo con GB/T12241-2005 para juzgar si el flujo de gas es crítico o subcrítico) La fórmula de evaluación específica y las definiciones de símbolos se encuentran en la norma.
- Calcule el desplazamiento según la fórmula correspondiente.
- Elija la válvula de seguridad totalmente abierta modelo A42Y, con un coeficiente de descarga nominal de 0,75. El caudal nominal de la válvula de seguridad es W R =Peso×0,75
- Sustituyendo en la ecuación anterior se obtiene: 6213 = 7,49d 0 2 d 0 =28,8(mm)
- Cuando d 0 = 32, el diámetro nominal correspondiente de la válvula de seguridad completamente abierta es DN50 (P N es 1,6 MPa).
- Determine el material: dado que el medio es aire comprimido purificado, se puede utilizar un cuerpo de válvula de acero al carbono.
3) Determinar el modelo
Mediante cálculo se puede seleccionar la válvula de seguridad completamente abierta A42Y16C-DN50, completando el proceso de selección.
(2) A medio vapor
1) Parámetros del proceso
- Número de etiqueta: SV-407
- Temperatura de funcionamiento: 350 ℃
- Presión de apertura establecida: 2,64 MPa
- Contrapresión: atmosférica
- Caudal diseñado: 34.450 kg/h
2) Pasos de selección:
Seleccione la fórmula aplicable: dado que el medio es vapor, la presión de entrada es la presión de apertura establecida de 2,64 MPa <11 MPa y la temperatura de funcionamiento es 350 ℃; Consulte la tabla de coeficientes de vapor sobrecalentado, la temperatura saturada del vapor a una presión absoluta de 2,74 MPa es 230 ℃ y el factor de corrección de vapor sobrecalentado correspondiente es 0,87; utilice la fórmula del vapor para el cálculo.
Determine la fórmula de cálculo correspondiente: Wtsh=5,25AP d Ksh.
Utilice una válvula de seguridad totalmente abierta modelo A48Y (para vapor), con un coeficiente de descarga nominal de 0,75.
El caudal nominal de la válvula de seguridad Wrsh=Wtsh×0,75.
Sustituyendo en la ecuación anterior, se obtiene: Wtsh×0.75=5.25×d 0 2 ×π/4×(2.64×1.03+0.1)×0.87, por lo tanto d 0 =67.
Consulte las tablas relacionadas, cuando d 0 =80, el diámetro nominal correspondiente para la válvula de seguridad de tipo completamente abierta es DN125.
Cuando la temperatura de trabajo del cuerpo de la válvula de acero al carbono es de 350 ℃ y la presión de apertura (presión absoluta) es de 2,74 Mpa, la presión nominal de la válvula de seguridad seleccionada es de 4,0 Mpa.
3) Determinar el modelo:
Mediante los pasos anteriores, se puede seleccionar A48Y40—DN125.
Nota: El diámetro nominal DN125 es especial y generalmente no se utiliza. Si se elige DN150, entonces el diámetro de garganta correspondiente de la válvula de seguridad es d 0 =100, que es mucho mayor que el d 0 calculado (67), lo que provoca saltos frecuentes de la válvula de seguridad (cuando el diámetro de garganta seleccionado de la válvula de seguridad la seguridad es muy alta).
