Các thiết bị bảo vệ nhà máy thay thế và Thuật ngữ

Các phương pháp khác để giảm áp suất quá mức được giải thích; cùng với phần thuật ngữ hữu ích.

Các thiết bị bảo vệ nhà máy thay thế và Thuật ngữ

Mặc dù van an toàn là thiết bị phổ biến nhất được sử dụng để bảo vệ nhà máy trong hệ thống hơi nước, có nhiều thiết bị khác có sẵn để bảo vệ nhà máy khỏi điều kiện quá áp. Trong khi một số trong chúng có thể được sử dụng thay thế van an toàn, hầu hết có ứng dụng riêng biệt và thực tế một số thiết bị, như đĩa vỡ, có thể được sử dụng để bổ sung cho van an toàn.

• Pa lê có trọng lượng - Đây là loại thiết bị bảo vệ quá áp đơn giản nhất, và nó được sử dụng trên bể áp suất thấp và bình ngưng tụ, để giảm áp suất, giảm chân không hoặc cả hai. Trọng lượng được đặt lên đỉnh đĩa, giữ nó đóng cho đến khi áp suất tác dụng lên đáy pa lê bằng trọng lượng. Do trọng lượng lớn cần để giữ pa lê đóng, loại van này được thiết kế cho ứng dụng áp suất thấp dưới 0.1 bar. Đối với áp suất cài đặt cao hơn, trọng lượng cần sẽ quá lớn và nguy hiểm nếu pa lê dao động khi van mở.
• Van an toàn đối trọng - Mặc dù đã phần lớn được thay thế bởi van an toàn tải lò xo, chúng vẫn đôi khi được sử dụng cho ứng dụng áp suất thấp. Lực đóng của van an toàn được cung cấp bởi trọng lượng thay vì lò xo. Vì lực đóng được cung cấp bởi trọng lượng, nó sẽ không đổi và khi đạt áp suất cài đặt, van an toàn sẽ mở hoàn toàn.
• Van an toàn tải bổ sung - Van an toàn tải bổ sung bao gồm van an toàn thông thường được cung cấp thêm lực kín được giải phóng khi đạt áp suất cài đặt. Một trong những mối quan tâm chính với loại thiết bị này là đảm bảo rằng tải được giải phóng phù hợp khi đạt áp suất cài đặt. Tiêu chuẩn EN ISO 4126 quy định rằng ngay cả khi cơ chế giải phóng bị lỗi, van phải đạt dung lượng xả đã chứng nhận trong 115% áp suất cài đặt. Van an toàn tải bổ sung có xu hướng chỉ được sử dụng ở nơi bất kỳ rò rỉ chất lỏng nào dưới áp suất cài đặt là không thể chấp nhận, hoặc trên hệ thống áp suất rất cao nơi duy trì đóng kín chặt là khó khăn.
• Hệ thống giảm áp an toàn được kiểm soát (CSPRS) - Đây là hệ thống điện hoặc điện khí nén, không tự hoạt động. Khi tình huống quá áp được phát hiện, thiết bị kiểm soát hành động để khắc phục tình huống.

Thiết bị giảm áp không đóng lại

Thiết bị không đóng lại là những thiết bị được thiết kế để mở sau khi vận hành. Phương tiện thủ công để đặt lại thường được cung cấp.

• Đĩa vỡ hoặc đĩa vỡ áp - Bao gồm màng đàn hồi hoặc đĩa kim loại mỏng sẽ vỡ ở áp suất cài đặt, giảm bất kỳ quá áp nào. Mặc dù có thể được sử dụng riêng, trong nhiều ứng dụng, chúng được sử dụng kết hợp với van an toàn. Đĩa vỡ có thể được lắp ở phía đầu vào hoặc đầu ra của van an toàn. Nếu lắp ở đầu vào, nó cô lập môi chất chứa khỏi van an toàn. Khi có tình huống quá áp; đĩa vỡ bị phá vỡ cho phép chất lỏng chảy vào van an toàn, sau đó sẽ nâng lên. Sắp xếp này được sử dụng để bảo vệ các phần bên trong van an toàn khỏi chất lỏng ăn mòn. Hoặc, nếu van an toàn xả vào bộ gom chứa môi chất ăn mòn, đĩa vỡ có thể được lắp ở đầu ra van an toàn, ngăn bất kỳ chất lỏng nào từ bộ gom tiếp xúc với phần bên trong van an toàn trong sử dụng bình thường. Đĩa vỡ cũng có thể được lắp bên cạnh van an toàn như thiết bị giảm áp thứ cấp. Đĩa vỡ kín và chi phí thấp, nhưng cần thay thế sau mỗi lần vận hành. Hầu hết các lắp đặt đĩa vỡ chứa cơ chế chỉ thị khi đĩa đã vỡ và cần được thay thế. Thường sử dụng đồng hồ áp suất (xem Hình 9.6.3b). Tấm nổ hoặc đĩa vỡ nổ tương tự đĩa vỡ nhưng được thiết kế để sử dụng ở tốc độ tăng áp suất cao hơn và dung lượng lớn hơn.
• Thiết bị chì chảy - Bao gồm nút có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn nhiệt độ vận hành tối đa của hệ thống mà nó bảo vệ. Trong đầu máy hơi nước cũ, loại thiết bị này được sử dụng để đổ nước lò hơi vào lửa nếu xảy ra quá nhiệt.
• Thiết bị chốt gãy hoặc cắt - Thiết bị chốt gãy là thiết bị giảm áp không đóng lại được kích hoạt bởi áp suất tĩnh đầu vào và được thiết kế để hoạt động bằng cách gãy phần chịu tải của chốt, hỗ trợ bộ phận chịu áp suất. Lực quá áp buộc chốt uốn cong và van mở. Van sau đó có thể được đóng lại sau khi áp suất được loại bỏ và chốt mới có thể được lắp. Các thiết bị này thường được lắp trên ứng dụng áp suất thấp và hệ thống phân phối khí lớn. Chúng có ứng dụng quy trình hạn chế.

Thuật ngữ

Các định nghĩa sau được lấy từ DIN 3320 nhưng cần lưu ý rằng nhiều thuật ngữ và định nghĩa liên quan được sử dụng là phổ quát và xuất hiện trong nhiều tiêu chuẩn khác. Nơi các thuật ngữ thường dùng không được định nghĩa trong DIN 3320 thì ASME/ANSI PTC25.3 được sử dụng làm nguồn tham khảo. Danh sách này không đầy đủ và chỉ nhằm hướng dẫn; không nên sử dụng thay cho tiêu chuẩn hiện hành liên quan: Áp suất vận hành (áp suất làm việc) là áp suất kế tồn tại ở điều kiện vận hành bình thường trong hệ thống được bảo vệ. Áp suất cài đặt là áp suất kế mà ở điều kiện vận hành van an toàn tải trực tiếp bắt đầu nâng lên. Áp suất thử nghiệm là áp suất kế mà ở điều kiện thử nghiệm (áp suất ngược khí quyển) van an toàn tải trực tiếp bắt đầu nâng lên. Áp suất mở là áp suất kế mà ở đó nâng đủ để xả dung lượng dòng chảy đã định trước. Nó bằng áp suất cài đặt cộng chênh lệch áp suất mở. Áp suất đóng lại là áp suất kế mà ở đó van an toàn tải trực tiếp được đóng lại. Áp suất ngược tích tụ là áp suất kế tích tụ ở phía đầu ra do thổi. Áp suất ngược chồng lên là áp suất kế ở phía đầu ra của van đóng. Áp suất ngược là áp suất kế tích tụ ở phía đầu ra trong khi thổi (áp suất ngược tích tụ + áp suất ngược chồng lên). Tích lũy là sự gia tăng áp suất trên áp suất kế làm việc tối đa cho phép của hệ thống được bảo vệ. Chênh lệch áp suất mở là sự tăng áp suất trên áp suất cài đặt cần thiết cho nâng phù hợp để cho phép dung lượng dòng chảy đã định trước. Chênh lệch áp suất đóng lại là sự khác biệt giữa áp suất cài đặt và áp suất đóng lại. Chênh lệch áp suất chức năng là tổng của chênh lệch áp suất mở và chênh lệch áp suất đóng lại. Chênh lệch áp suất vận hành là sự khác biệt áp suất giữa áp suất cài đặt và áp suất vận hành. Nâng là hành trình của đĩa di chuyển khỏi vị trí đóng. Bắt đầu nâng (mở) là chuyển động đầu tiên đo được của đĩa hoặc nhận biết tiếng ồn xả. Diện tích dòng chảy là tiết diện phía trước hoặc sau ghế thân được tính từ đường kính nhỏ nhất được sử dụng để tính dung lượng dòng chảy mà không trừ cho vật cản. Đường kính dòng chảy là đường kính hình học nhỏ nhất phía trước hoặc sau ghế thân. Kích thước danh nghĩa của van an toàn là kích thước danh nghĩa của đầu vào. Dung lượng dòng chảy lý thuyết là lưu lượng khối tính toán từ lỗ có tiết diện bằng diện tích dòng chảy của van an toàn mà không tính đến tổn thất dòng chảy của van. Dung lượng dòng chảy thực tế là dung lượng dòng chảy được xác định bằng đo lường. Dung lượng dòng chảy chứng nhận là dung lượng dòng chảy thực tế giảm 10%. Hệ số xả là tỷ lệ dung lượng xả thực tế trên lý thuyết. Hệ số xả chứng nhận là hệ số xả giảm 10% (còn gọi là hệ số xả giảm). Các thuật ngữ sau không được định nghĩa trong DIN 3320 và được lấy từ ASME/ANSI PTC25.3: Blowdown (chênh lệch áp suất đóng lại) - sự khác biệt giữa áp suất nhả thực tế và áp suất đóng lại thực tế, thường được biểu thị bằng phần trăm áp suất cài đặt hoặc đơn vị áp suất. Áp suất thử nghiệm vi sai lạnh áp suất mà van được cài đặt trên bệ thử nghiệm sử dụng chất lỏng thử nghiệm ở nhiệt độ môi trường. Áp suất thử nghiệm này bao gồm điều chỉnh cho điều kiện vận hành như áp suất ngược hoặc nhiệt độ cao. Áp suất đánh giá dòng chảy là áp suất tĩnh đầu vào mà dung lượng giảm áp của thiết bị giảm áp được đo. Áp suất thử rò rỉ là áp suất tĩnh đầu vào quy định mà thử nghiệm rò rỉ ghế định lượng được thực hiện theo quy trình tiêu chuẩn. Dung lượng giảm áp đo được là dung lượng giảm áp của thiết bị giảm áp được đo ở áp suất đánh giá dòng chảy. Dung lượng giảm áp đánh giá là phần của dung lượng giảm áp đo được cho phép bởi mã hoặc quy định áp dụng được sử dụng làm cơ sở cho ứng dụng của thiết bị giảm áp. Quá áp là sự gia tăng áp suất trên áp suất cài đặt của van giảm áp, thường được biểu thị bằng phần trăm áp suất cài đặt. Áp suất nhả là giá trị của áp suất tĩnh đầu vào tăng dần của van giảm áp mà ở đó có nâng đo được, hoặc ở đó xả trở nên liên tục theo quan sát, cảm nhận hoặc nghe. Áp suất giảm là áp suất cài đặt cộng quá áp. Sôi sùng là vùng áp suất giữa áp suất cài đặt và áp suất nhả. Áp suất vận hành tối đa là áp suất tối đa dự kiến trong quá trình vận hành hệ thống. Áp suất làm việc tối đa cho phép (MAWP) là áp suất kế tối đa cho phép ở đỉnh bình đã hoàn thành ở vị trí vận hành cho nhiệt độ quy định. Áp suất tích lũy tối đa cho phép (MAAP) là áp suất làm việc tối đa cho phép cộng tích lũy được thiết lập bằng tham chiếu đến các mã áp dụng cho điều kiện vận hành hoặc hỏa hoạn.