Nozioni di base sulle valvole limitatrici di pressione: Valvole limitatrici di sicurezza-caricate a molla

Impara per la prima volta o rispolvera questo comune prodotto per valvole.

Le valvole limitatrici di pressione esistono da centinaia di anni e continuano a svolgere un ruolo molto importante come ultima linea di difesa per la protezione della vita e della proprietà in caso di evento di sovrapressione.

A seconda del tuo livello di esperienza, questo articolo potrebbe essere un ottimo punto di partenza per apprendere tutto sulle nozioni di base delle valvole limitatrici di pressione o potrebbe essere un aggiornamento per coloro che desiderano ricontrollare-e confrontare le note. Questo articolo sarà il primo di una serie di tre articoli in cui presenteremo tre tipi di valvole limitatrici di pressione. In questo primo articolo tratteremo le nozioni di base operative di una valvola di sicurezza-caricata a molla. Nei prossimi articoli, la nostra seconda puntata riguarderà il funzionamento di una valvola di sicurezza pilotata-e una terza puntata riguarderà il funzionamento delle valvole di sicurezza.

Valvola limitatrice di pressione (PRV) è un termine utilizzato per descrivere una categoria di valvole progettate per l'uso in applicazioni di protezione da sovrapressione. Potresti aver sentito molti termini diversi per le PRV: valvola di sicurezza (SV), valvola di sicurezza (RV), valvola di sicurezza (SRV) o valvola di sicurezza pilotata-(POSRV). Funzionano tutti in modo simile ma non sono esattamente gli stessi, a seconda della persona con cui si parla e del livello di conoscenza delle valvole limitatrici di pressione. Come qualsiasi altro tipo di attrezzatura, ogni volta che guardi dall'esterno verso l'interno, tutto sembra essere uguale. Se inizi a scavare un po’ più a fondo nei dettagli, scoprirai le differenze. Quindi, andiamo subito al sodo ed entriamo nei dettagli. Per prima cosa tratteremo alcuni termini e definizioni e poi entreremo nei dettagli su come avalvola di sicurezza-caricata a mollaopera.

Valvola limitatrice di pressione (PRV)- un dispositivo progettato per aprire e scaricare la pressione in eccesso, quindi chiudersi e impedire l'ulteriore flusso di fluido dopo che le condizioni normali sono state ripristinate.

Valvola di sicurezza (RV)- una valvola- limitatrice di pressione caricata a molla, azionata dalla pressione statica a monte della valvola. Una valvola di sicurezza viene utilizzata principalmente con fluidi incomprimibili.

Valvola di sicurezza (SRV)- una valvola- limitatrice di pressione caricata a molla che può essere utilizzata come valvola di sicurezza o di sfiato, a seconda dell'applicazione.

Valvola di sicurezza-azionata dal pilota (POSRV)- una valvola limitatrice di pressione in cui il dispositivo di limitazione della pressione principale o valvola principale è combinato e controllato da una valvola limitatrice di pressione ausiliaria ad azionamento automatico- denominata valvola pilota.

Valvola di sicurezza (SV)- una valvola- limitatrice di pressione caricata a molla, azionata dalla pressione statica a monte della valvola e caratterizzata da un'apertura rapida o da un'azione pop. Una valvola di sicurezza viene normalmente utilizzata su fluidi comprimibili, principalmente vapore.

Entriamo ora nell'argomento di questo articolo, ovvero le basi operative di una valvola di sicurezza -caricata a molla (SRV).

Un SRV-caricato a molla è costituito da un ugello di ingresso collegato a un vaso o sistema da proteggere, un disco che si muove per controllare il flusso attraverso l'ugello e una molla che controlla l'apertura della valvola e la posizione del disco. La valvola funziona utilizzando la pressione del sistema di ingresso per superare il carico della molla e, di conseguenza, la valvola si apre per scaricare una capacità definita. Quando la valvola è chiusa, come mostrato nella Figura 1, la forza della molla resiste alla pressione a monte che agisce contro le superfici della sede (area A). All'aumentare della pressione, la pressione in (A) tende a equalizzare la forza della molla e la pressione che tiene insieme le sedi si avvicina allo zero.

Figura 1: Posizione chiusa SRV Credito fotografico: tutte le immagini per gentile concessione di Baker Hughes

Quando la pressione a monte aumenta entro l'1-2% della pressione impostata della valvola, il fluido si sposterà oltre le superfici di appoggio nella Camera B, come mostrato nella Figura 2. La restrizione del flusso nell'orifizio anulare secondario provoca l'accumulo di pressione che agisce su un'area più ampia, creando una forza aggiuntiva per superare la forza della molla. Il disco si allontanerà quindi dalla sede dell'ugello e la valvola si aprirà con uno scatto.

Figura 2: SRV parzialmente aperto

Una volta aperta la valvola, si verifica un ulteriore aumento di pressione- in (C), come mostrato nella Figura 3. Ciò è dovuto all'improvviso aumento del flusso e alla limitazione del flusso attraverso un altro orifizio anulare formato tra il bordo interno del supporto del disco e il diametro esterno dell'anello di regolazione. Queste forze aggiuntive in (C) fanno sì che il disco si sollevi sostanzialmente al "pop". Il flusso è limitato dall'apertura tra la sede dell'ugello e la sede del disco finché la sede del disco non viene sollevata dalla sede dell'ugello di circa un-quarto del diametro della gola dell'ugello-. Dopo che il disco ha raggiunto questo grado di sollevamento, il flusso viene limitato dall'orifizio primario anziché dall'area tra le superfici di appoggio. Lo spurgo (la differenza tra la pressione di apertura e quella di chiusura) può essere controllato entro determinati limiti posizionando il singolo anello di regolazione. Lo spurgo si verifica quando la forza della molla non è in grado di superare la somma delle forze in (A), (B) e (C) finché la pressione in (A) non scende al di sotto della pressione impostata.

Figura 3: SRV completamente aperto

Di seguito, nella Figura 4, è riportata un'illustrazione del flusso del fluido attraverso la valvola. È significativo riconoscere che la pressione del sistema entra attraverso l'ugello e rimane ad alta pressione finché non si espande attraverso l'orifizio anulare secondario. La pressione a valle dell'orifizio anulare secondario è molto inferiore alla pressione del sistema.

Figura 4: percorso del flusso attraverso PRV

Caratteristiche

Anello di regolazione

L'anello di regolazione in una valvola di sicurezza viene impostato su posizioni predeterminate prima che la valvola venga messa in servizio. La preregolazione rende meno necessario far scattare la valvola in servizio per accertarsi che l'anello sia stato impostato correttamente per ottenere la capacità di sollevamento e scarico necessaria.

Semplice regolazione dello spurgo

Un singolo anello di regolazione regola lo scarico, o la pressione di ripristino, in una valvola di sicurezza. Quando l'anello viene spostato verso l'alto, lo spurgo aumenta (diminuendo la pressione di richiusura), mentre quando viene spostato verso il basso lo spurgo diminuisce (aumentando la pressione di richiusura). In confronto, quando le valvole hanno due o più anelli di regolazione, ciascuno influisce sull'azione della valvola e sullo scarico.

Industrie e applicazioni comuni

Gli SRV-caricati a molla possono essere trovati in molti settori. Alcune industrie comuni includono la produzione di energia, la raffinazione, la petrolchimica, la chimica, il petrolio e il gas midstream, il petrolio e il gas upstream e la pasta di legno e la carta. Alcune applicazioni comuni per gli SRV caricati a molla- includono distillazione, idroprocessamento, reforming, cracking, miscelazione, frazionamento, compressione del gas di carica, separazione, compressione, integrità della tubazione, disidratazione e bilanciamento delle applicazioni di impianti per gas, liquidi e mezzi di applicazione a due-fase.

Il funzionamento di un SRV-caricato a molla è in linea di principio basilare con solo pochi elementi che ne controllano la funzione. C'è molto altro di cui si può discutere sugli SRV, come i tipi di assetto, come funzionano e quando utilizzare un assetto specifico, ma per ora ci atterremo solo ai principi operativi di base dell'SRV. Cerca articoli futuri sul funzionamento delle valvole di sicurezza-azionate da pilota e delle valvole di sicurezza.