I. Επισκόπηση
Οι βαλβίδες ασφαλείας είναι σημαντικά αξεσουάρ ασφαλείας για λέβητες, δοχεία πίεσης και άλλον εξοπλισμό που φέρει-πίεση. Η αξιοπιστία και η απόδοσή τους επηρεάζουν άμεσα την ασφάλεια του εξοπλισμού και του προσωπικού και συνδέονται στενά με την εξοικονόμηση ενέργειας και την προστασία του περιβάλλοντος. Ωστόσο, ορισμένοι χρήστες και σχεδιαστικά τμήματα επιλέγουν συχνά το λάθος μοντέλο όταν επιλέγουν βαλβίδες ασφαλείας. Επομένως, αυτό το άρθρο αναλύει την επιλογή των βαλβίδων ασφαλείας.
II. Ορισμοί
Με μια ευρεία έννοια, οι βαλβίδες ασφαλείας περιλαμβάνουν ανακουφιστικές βαλβίδες. Από την άποψη των κανονισμών διαχείρισης, μια βαλβίδα ασφαλείας είναι μια βαλβίδα που εγκαθίσταται απευθείας σε λέβητα ατμού ή δοχείο πίεσης Κατηγορίας I και πρέπει να εγκριθεί από το τμήμα τεχνικής επίβλεψης. Με στενή έννοια, ονομάζεται βαλβίδα ασφαλείας, ενώ άλλες αναφέρονται γενικά ως βαλβίδες ανακούφισης. Οι βαλβίδες ασφαλείας και οι ανακουφιστικές βαλβίδες μοιάζουν πολύ στη δομή και την απόδοση. Και τα δύο εκκενώνουν αυτόματα το εσωτερικό μέσο όταν ξεπεραστεί η πίεση ανοίγματος για να διασφαλιστεί η ασφάλεια του εξοπλισμού παραγωγής. Λόγω αυτής της ουσιαστικής ομοιότητας, οι άνθρωποι συχνά συγχέουν τα δύο όταν τα χρησιμοποιούν. Επιπλέον, ορισμένοι κανονισμοί εγκαταστάσεων παραγωγής ορίζουν ότι μπορεί να επιλεγεί ένα από τα δύο. Ως εκ τούτου, οι διαφορές μεταξύ των δύο συχνά παραβλέπονται, οδηγώντας σε πολλά προβλήματα. Εάν πρέπει να γίνει σαφής διάκριση μεταξύ των δύο, μπορεί να γίνει κατανοητό σύμφωνα με τον ορισμό που παρέχεται στο Μέρος Ι του Κώδικα Λέβητα και Δοχείου Πίεσης ASME:
1.Μια βαλβίδα ασφαλείαςείναι μια αυτόματη συσκευή εκτόνωσης πίεσης που κινείται από τη στατική πίεση του μέσου μπροστά από τη βαλβίδα. Χαρακτηριστικό του είναι ένα ξαφνικό πλήρες άνοιγμα. Χρησιμοποιείται σε εφαρμογές αερίου ή ατμού.
2. Η ανακουφιστική βαλβίδα,επίσης γνωστή ως βαλβίδα υπερχείλισης, είναι μια αυτόματη συσκευή εκτόνωσης πίεσης που οδηγείται από τη στατική πίεση του μέσου μπροστά από τη βαλβίδα. Ανοίγει αναλογικά καθώς η πίεση υπερβαίνει τη δύναμη ανοίγματος. Χρησιμοποιείται κυρίως σε εφαρμογές υγρών.
3. Ανακουφιστική βαλβίδα ασφαλείαςΗ (Safet Relief Valve), γνωστή και ως βαλβίδα υπερχείλισης ασφαλείας, είναι μια αυτόματη συσκευή εκτόνωσης πίεσης που κινείται από μέση πίεση. Ανάλογα με την εφαρμογή, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βαλβίδα ασφαλείας ή ανακουφιστική βαλβίδα. Στην Ιαπωνία, για παράδειγμα, υπάρχουν σχετικά λίγοι σαφείς ορισμοί των βαλβίδων ασφαλείας και των βαλβίδων εκτόνωσης. Γενικά, οι συσκευές ασφαλείας που χρησιμοποιούνται για μεγάλα δοχεία πίεσης αποθήκευσης ενέργειας, όπως οι λέβητες, ονομάζονται βαλβίδες ασφαλείας, ενώ αυτές που είναι εγκατεστημένες σε αγωγούς ή άλλες εγκαταστάσεις ονομάζονται βαλβίδες ανακούφισης. Ωστόσο, σύμφωνα με τα «Τεχνικά Πρότυπα για την Παραγωγή Θερμικής Ενέργειας» του Υπουργείου Διεθνούς Εμπορίου και Βιομηχανίας της Ιαπωνίας, σημαντικά μέρη της ασφάλειας του εξοπλισμού καθορίζονται για τη χρήση βαλβίδων ασφαλείας, όπως λέβητες, υπερθερμαντήρες, αναθερμαντήρες κ.λπ. Από αυτή την άποψη, οι βαλβίδες ασφαλείας απαιτείται να είναι πιο αξιόπιστες από τις βαλβίδες ανακούφισης. Επιπλέον, βάσει της αναγνώρισης και των κανονισμών του όγκου εκκένωσης ασφαλείας στους «Κανονισμούς Διαχείρισης Αερίων Υψηλής Πίεσης» του Υπουργείου Εργασίας της Ιαπωνίας, καθώς και των κανόνων του Υπουργείου Μεταφορών και διάφορων ενώσεων πλοίων, οι βαλβίδες που εγγυώνται τον όγκο εκφόρτισης ονομάζονται βαλβίδες ασφαλείας, ενώ αυτές που δεν εγγυώνται τον όγκο εκφόρτισης ονομάζονται reliefval. Στην Κίνα, τόσο οι τύποι πλήρως-ανύψωσης και ελαφράς-ανύψωσης αναφέρονται συλλογικά ως βαλβίδες ασφαλείας.
III. Επιλογή
1. Ταξινόμηση
Προς το παρόν, οι βαλβίδες ασφαλείας στη μαζική παραγωγή εμπίπτουν κυρίως σε δύο κατηγορίες: τύπου ελατηρίου και τύπου μοχλού. Επιπλέον, υπάρχουν βαλβίδες ασφαλείας τύπου ώθησης, βαλβίδες ασφαλείας τύπου πιλότου, βαλβίδες μεταγωγής ασφαλείας, ανακουφιστικές βαλβίδες ασφαλείας και βαλβίδες ασφαλείας τύπου βάρους κ.λπ. Οι βαλβίδες ασφαλείας τύπου ελατηρίου λειτουργούν κυρίως με τη δύναμη του ελατηρίου. Οι βαλβίδες ασφαλείας τύπου ελατηρίου μπορούν περαιτέρω να ταξινομηθούν σε κλειστού τύπου και ανοιχτού τύπου. Γενικά, τα εύφλεκτα, εκρηκτικά ή τοξικά μέσα πρέπει να επιλέγουν τον κλειστό τύπο, ενώ ο ατμός ή το αδρανές αέριο μπορούν να επιλέξουν τον ανοιχτό τύπο. Στις βαλβίδες ασφαλείας τύπου ελατηρίου υπάρχουν και αυτές με και χωρίς κλειδί. Η κύρια λειτουργία του κλειδιού είναι να ελέγχει την ευκαμψία του δίσκου της βαλβίδας και μερικές φορές μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για χειροκίνητη ανακούφιση πίεσης έκτακτης ανάγκης, όπως φαίνεται στο σχήμα 3. Οι βαλβίδες ασφαλείας τύπου μοχλού λειτουργούν κυρίως με τη δύναμη του μοχλού και το βάρος. Ωστόσο, λόγω του μεγάλου όγκου των βαλβίδων ασφαλείας τύπου μοχλού, το εύρος εφαρμογής τους είναι συχνά περιορισμένο. Όταν η θερμοκρασία είναι υψηλή, πρέπει να επιλέγονται βαλβίδες ασφαλείας με πτερύγια απαγωγής θερμότητας.
Η κύρια παράμετρος μιας βαλβίδας ασφαλείας είναι η ικανότητα εκκένωσης, η οποία καθορίζεται από τη διάμετρο της έδρας της βαλβίδας και το ύψος ανύψωσης του δίσκου της βαλβίδας. Ανάλογα με τα διαφορετικά ύψη ανύψωσης, οι βαλβίδες ασφαλείας μπορούν να ταξινομηθούν σε δύο τύπους: ελαφρώς ανυψωμένες και πλήρως ανυψωμένες. Μια ελαφρώς ανυψωμένη βαλβίδα ασφαλείας αναφέρεται σε μια βαλβίδα όπου το ύψος ανύψωσης του δίσκου της βαλβίδας είναι 1/40 έως 1/20 της διαμέτρου του λαιμού της έδρας της βαλβίδας. Μια πλήρως ανυψωμένη βαλβίδα ασφαλείας αναφέρεται σε μια βαλβίδα όπου το ύψος ανύψωσης του δίσκου της βαλβίδας είναι το 1/4 της διαμέτρου του λαιμού της έδρας της βαλβίδας.
2. Επιλογή Βαλβίδων Ασφαλείας
Η ονομαστική πίεση της βαλβίδας ασφαλείας προσδιορίζεται από την πίεση λειτουργίας, η θερμοκρασία λειτουργίας καθορίζει το εύρος θερμοκρασίας της βαλβίδας ασφαλείας, η τιμή καθορισμένης πίεσης της βαλβίδας ασφαλείας που υπολογίζεται καθορίζει το εύρος καθορισμένης πίεσης του ελατηρίου ή του μοχλού και, στη συνέχεια, προσδιορίζεται το υλικό και ο δομικός τύπος της βαλβίδας ασφαλείας σύμφωνα με το χρησιμοποιούμενο μέσο. Τέλος, η διάμετρος λαιμού της βαλβίδας ασφαλείας υπολογίζεται με βάση την ικανότητα εκκένωσης της βαλβίδας ασφαλείας. Ακολουθούν οι γενικοί κανόνες για την επιλογή των βαλβίδων ασφαλείας.
1.Λέβητες ζεστού νερούγενικά χρησιμοποιείτε ασφράγιστες βαλβίδες ασφαλείας με κλειδιά και ελαφρώς ανοιγόμενα χαρακτηριστικά.
2. Μη σφραγισμένες βαλβίδες ασφαλείας πλήρους-ανύψωσηςμε κλειδιά χρησιμοποιούνται γενικά για λέβητες ατμού ή αγωγούς ατμού.
3. Για ασυμπίεστα υγρά όπως το νερό, χρησιμοποιούνται γενικά κλειστές βαλβίδες ασφαλείας μικρο-ανύψωσης ή ανακουφιστικές βαλβίδες ασφαλείας.
4. Για την παροχή νερού υψηλής πίεσης, χρησιμοποιούνται γενικά κλειστές πλήρως-βαλβίδες ασφαλείας ανύψωσης, όπως σε θερμοσίφωνες και εναλλάκτες θερμότητας υψηλής-πίεσης.
5. Για συμπιέσιμα μέσα όπως αέρια, χρησιμοποιούνται γενικά κλειστές πλήρως-βαλβίδες ασφαλείας ανύψωσης, όπως σε δεξαμενές αποθήκευσης αερίου και αγωγούς αερίου.
6. Οι λέβητες ατμού Ε-κατά κανόνα χρησιμοποιούν βαλβίδες ασφαλείας νεκρού βάρους.
7. Για συστήματα μεγάλης-διαμέτρου, υψηλής- ροής και υψηλής-πίεσης, χρησιμοποιούνται γενικά βαλβίδες ασφαλείας παλμικού-τύπου, όπως σε συσκευές απουπερθέρμανσης και μείωσης πίεσης, λέβητες σταθμών παραγωγής ενέργειας κ.λπ.
8. Για τη μεταφορά υγροποιημένου αερίου με σιδηροδρομικά βυτιοφόρα, οδικά βυτιοφόρα, δεξαμενές αποθήκευσης κ.λπ., χρησιμοποιούνται γενικά εσωτερικές βαλβίδες ασφαλείας.
9. Το πάνω μέρος της δεξαμενής λαδιού είναι γενικά εξοπλισμένο με μια υδραυλική βαλβίδα ασφαλείας, η οποία πρέπει να χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με μια βαλβίδα εξαερισμού.
10. Οι βαλβίδες ασφαλείας που λειτουργούν με πιλότο{1} χρησιμοποιούνται γενικά για υπόγειους αγωγούς αποστράγγισης ή φυσικού αερίου.
11. Μια βαλβίδα αναρροής ασφαλείας χρησιμοποιείται γενικά στον αγωγό αναρροής υγρής φάσης στην έξοδο της αντλίας δεξαμενής σε ένα πρατήριο υγροποιημένου πετρελαίου.
12. Οι βαλβίδες ασφαλείας αρνητικής πίεσης κενού χρησιμοποιούνται γενικά σε συστήματα με αρνητική πίεση ή σε συστήματα που ενδέχεται να δημιουργήσουν αρνητική πίεση κατά τη λειτουργία.
13. Οι βαλβίδες ασφαλείας κυματιστού σωλήνα χρησιμοποιούνται γενικά σε συστήματα εμπορευματοκιβωτίων ή σωληνώσεων με μεγάλες διακυμάνσεις στην αντίθλιψη και σε αυτά που περιέχουν τοξικές και εύφλεκτες ουσίες.
14. Για συστήματα με χαμηλότερο σημείο πήξης του μέσου, επιλέγονται γενικά βαλβίδες ασφαλείας με μόνωση.
