Типы предохранительных клапанов: полное руководство для инженеров и операторов предприятий

Эти клапаны встречаются повсюду в промышленности – от нефтеперерабатывающих заводов до электростанций, от химических заводов до предприятий пищевой промышленности. Они предотвращают взрывы, повреждение оборудования и обеспечивают безопасность рабочих.

Зачем нам нужны разные типы?

Не все жидкости ведут себя одинаково. Вода и масло — это жидкости, которые не сильно сжимаются. Пар и газ могут быстро сжиматься и расширяться. Эта разница означает, что для разных задач нам нужны разные типы клапанов.

Три основные категории

1. Предохранительные клапаны (ПВ)

Предохранительные клапаны имеют «поп-действие» — они быстро и полностью открываются, когда давление достигает заданного значения. Такое быстрое открытие идеально подходит для газов и пара, поскольку эти жидкости быстро расширяются и требуют быстрого сброса давления. Пониматьразница между ПСВ и ПРВ.

2. Предохранительные клапаны (ПВ)

Предохранительные клапаны открываются постепенно по мере увеличения давления. Они как кран, который открывается медленно: чем выше давление, тем больше он открывается. Это мягкое действие предотвращает гидравлический удар и сотрясение системы в жидкостных системах.

3. Предохранительные клапаны (ПКР)

Эти универсальные клапаны могут работать как предохранительные ИЛИ предохранительные клапаны, в зависимости от того, с какой жидкостью они работают. Это «швейцарский армейский нож» среди предохранительных клапанов.

Два основных типа дизайна

Пружинные клапаны

Как они работают:Мощная пружина удерживает клапан закрытым. Когда давление превышает силу пружины, клапан открывается.

Два подтипа:

Обычный подпружиненный:

• Идеально подходит для котлов и паровых систем.
• Чувствителен к противодавлению
• Подходит для систем с низким противодавлением (менее 10%).

Сбалансированные сильфоны:

• Использует сильфон для блокировки эффекта противодавления.
• Работает с более высоким противодавлением (до 40-50%).
• Сильфоны могут со временем изнашиваться

Пилотные предохранительные клапаны (POSV)

Как они работают:Небольшой пилотный клапан управляет большим основным клапаном. Давление в системе давит на поршень. Когда пилот открывается, он сбрасывает это давление, и главный клапан быстро открывается.

Таблица быстрого сравнения

Типы клапанов специального назначения

Клапаны сброса вакуума

Не допускайте разрушения резервуаров при слишком низком падении внутреннего давления. Они пропускают воздух, а не выпускают давление.

Клапаны температуры и давления

Открыть, когда температура ИЛИ давление становится слишком высокой. Обычно встречается в водонагревателях и небольших котлах.

Разрывные диски

Они не закрываются повторно — они разрываются при установленном давлении и требуют замены. Используется в экстренных ситуациях, требующих мгновенной и объемной помощи.

Как выбрать правильный тип

Задайте эти вопросы:

1. Что за жидкость?
   • Газ/пар → Предохранительный клапан или SRV
   • Жидкость → Предохранительный клапан или SRV
2. Какое у вас рабочее давление?
   • Необходимо плотное уплотнение вблизи заданного давления → Пилотное управление.
   • Стандартный режим работы с запасом → Подпружиненный
3. Есть ли обратное давление?
   • Высокое противодавление → Пилотный или сбалансированный сильфон
   • Низкое противодавление → Обычный подпружиненный
4. Какой у вас бюджет?
   • Экономичный → Подпружиненный
   • Критическая производительность → Пилотное управление
5. Насколько чистая ваша жидкость?
   • Грязные/липкие жидкости → Подпружиненные.
   • Чистые жидкости → Любой тип работает.
     
     [Информацию о регулируемых параметрах см. в нашейрегулируемая направляющая предохранительного клапана.]

Промышленные приложения

Нефть и газ

• НПЗ:Открывается постепенно при повышении давления
• Трубопроводы:Подпружиненный для простоты и надежности
• Морские платформы:Пилотное управление для простора и производительности

Химическая обработка

• Реакторы:Предохранительные клапаны для газовых реакций
• Резервуары для хранения:Предохранительные клапаны для хранения жидкости
• Теплообменники:SRV для смешанно-фазных систем

Производство электроэнергии

• Котлы:Предохранительные клапаны для паровых систем
• Системы охлаждения:Предохранительные клапаны для водяных контуров
• Газовые турбины:Специализированные высокотемпературные клапаны

Еда и напитки

• Паровые системы:Предохранительные клапаны для приготовления пищи/стерилизации
• Резервуары для хранения:Предохранительные клапаны для жидких продуктов
• Сосуды под давлением:SRV для смешанного применения

Распространенные проблемы и решения

Сильфоны могут со временем изнашиваться

Проблема:Клапан быстро открывается и закрывается, что приводит к повреждению

Причины:Клапан слишком большого размера, плохая конструкция трубопроводов, высокое противодавление.

Решения:Улучшенный трубопровод, клапан меньшего размера или конструкция с пилотным управлением.

Кипение (ранняя утечка)

Проблема:Клапан протекает до достижения заданного давления.

Причины:Работа слишком близко к заданному давлению, повреждены седла.

Решения:Понизьте рабочее давление, отремонтируйте клапан, используйте пилотное управление.

Не открывается

Проблема:Клапан не открывается при заданном давлении

Причины:Застрявшие детали, неправильная пружина, ошибка калибровки.

Решения:Техническое обслуживание, повторная калибровка, замена компонентов

Будущие тенденции

Умные клапаны

Новые клапаны оснащены датчиками и беспроводной связью для мониторинга производительности в режиме реального времени. Это помогает прогнозировать потребности в техническом обслуживании и повышает безопасность.

Расширенные материалы

Новые материалы выдерживают экстремальные температуры, агрессивные химические вещества и сложные приложения, такие как работа с водородом.

Цифровая интеграция

Клапаны становятся частью более крупных систем управления предприятием, предоставляя данные, которые помогают оптимизировать операции и предотвратить проблемы.

Ключевые выводы