Ved beregning av størrelsen på en sikkerhetsventil (PSV), er det viktig å vurdere ulike driftsbetingelser og nødscenarioer som kan oppstå. Dette kan inkludere blokkering av utløp, brannsituasjoner eller andre forhold som kan føre til overtrykk. I denne prosessen benyttes programvare som HYSYS for å simulere og beregne de nødvendige ventilstørrelsene, avhengig av de spesifikke forholdene for hver situasjon.

Først må man definere scenarioene som ventilen skal håndtere. Dette gjøres i "Scenarios"-fanen, hvor man legger til ulike trykkavlastningsbetingelser som ventilen skal kunne håndtere. Et eksempel på et slikt scenario er en blokkert utløpssituasjon. I dette tilfellet antas det at kontrollventilen på en Inlet Sep Vap-strøm har sviktet og at utløpet er blokkert. Dette betyr at ventilens oppgave blir å slippe ut gassstrømmen fra Inlet Sep-strømmen for å hindre at trykket overstiger de tillatte grenseverdiene.

I HYSYS kan man definere strømmen som skal slippes ut ved å velge en referansestrøm, som i dette tilfellet kan være Inlet Vapor-strømmen. Dette innebærer at prosessens strømningsbetingelser i stabilt tilstand blir overført til beregningen av ventilstørrelsen. Det er viktig å påse at de angitte verdiene for strømningshastighet og temperatur er realistiske og følger de relevante designstandardene.

Et annet viktig scenario er brannsituasjonen. I tilfelle av en brann rundt en separator, kan HYSYS benytte API Std 521-metoden for trykkavlastning og dekomprimering av systemer, som er velegnet for gass, væske eller flerfasebeholdere. Her vil man også velge den strømmen som best representerer inngangen til beskyttelsesprosessen, for eksempel feed-mixen som går inn i Inlet Sep separatoren. Ved brannforhold vil HYSYS anvende modeller som Wetted API, Semi-Dynamic Flash, eller Supercritical, avhengig av fasebetingelsene ved starten.

Når både blokkering og brann er vurdert, kan det hende at ventilen som trengs for å håndtere blokkeringen har en større orifisstørrelse enn ventilen som trengs for brannsituasjonen. Dette kan føre til utfordringer med ventilen, som kan begynne å chatte eller oppføre seg uønsket på grunn av overdimensjoneringen. I slike tilfeller kan det være nødvendig å bruke flere ventiler for å fordele trykkavlastningen på en mer effektiv måte.

I HYSYS kan man sette opp flere sikkerhetsventiler for en gitt scenarioverifisering. Dette gjør at man kan håndtere både de største trykkavlastningsbehovene ved blokkering og de mindre behovene ved brann. Ved å bruke alternativet for ventilstørrelsesverifisering kan man sørge for at ventilen som velges, har tilstrekkelig kapasitet til å håndtere den maksimale trykkavlastningen i en nødssituasjon.

En annen viktig del av designprosessen er rørstørrelsesberegningen. Når ventilen er valgt, må man sørge for at rørene som leder til og fra ventilen har passende dimensjoner. HYSYS har funksjoner for å beregne trykktap i rørene og for å sikre at rørenes størrelse kan håndtere den nødvendige avlastningsstrømmen. Ved å bruke funksjonen for rørstørrelse kan man også definere spesifikasjoner for rør og fittings.

Når alle nødvendige beregninger og simuleringer er utført, er det viktig å dokumentere designet på en ordentlig måte for å oppfylle relevante forskrifter. I HYSYS kan man bruke ABE datasheet-verktøyet for å generere nødvendige designdokumenter for alle PSVer, rupturplater og lagertanker.

Beregningene og designprosessen som beskrevet her, krever både teknisk nøyaktighet og forståelse av de forskjellige scenarioene som kan oppstå under drift. Det er viktig å merke seg at det i industrien ofte er uenighet om hvordan man nøyaktig skal bestemme de nødvendige avlastningsstrømmene i nødssituasjoner. Derfor er det alltid nødvendig å verifisere at de angitte verdiene er realistiske og i samsvar med de relevante designstandardene.

I tillegg til de grunnleggende scenarioene som er omtalt, er det viktig å forstå hvordan sikkerhetsventilene samhandler med hele systemet, inkludert andre trykkavlastningsmekanismer, og hvordan ventilen kan påvirkes av endringer i prosessforholdene. Dette kan for eksempel være effekten av temperaturfluktuasjoner, kjemiske reaksjoner i systemet eller andre eksterne faktorer som kan endre trykk- eller strømningsforholdene over tid.

Hvordan installere og justere sikkerhetsventiler: Viktige vurderinger for effektivt design og drift

Ved installasjon av sikkerhetsventiler er det flere kritiske faktorer som må tas i betraktning for å sikre riktig funksjon og forhindre problemer som kan oppstå i løpet av drift. Dette inkluderer nøye planlegging av innløps- og utløpsrør, samt valg av riktig trykk og strømningsegenskaper. Ved feil installasjon kan ventilen komme til å vibrere eller klirre, noe som reduserer dens effektivitet og kan føre til mekanisk skade over tid.

Innløpsrør for sikkerhetsventil

Utformingen av innløpsrøret er en avgjørende faktor for ytelsen til sikkerhetsventilen. Når ventilen installeres, bør man først vurdere trykktapet i innløpsrøret. For å unngå problemer bør installasjonen foregå så nært som mulig til det beskyttede utstyret, slik at trykktapet før ventilen minimeres. Når trykket i det beskyttede røret eller fartøyet overstiger sikkerhetsventilens innstilte trykk, er statisk trykk ved ventilen i utgangspunktet likt det statiske trykket inne i fartøyet. Når ventilen begynner å åpne, vil det oppstå et dynamisk trykktap, og det statiske trykket ved ventilen vil være lavere enn trykket inne i fartøyet. Hvis trykktapet blir for stort, og det statiske trykket faller under ventilenes gjeninnsettingstrykk, vil ventilen lukke umiddelbart. Når ventilen lukkes og ingen strømning er til stede i innløpsrøret, vil det dynamiske trykktapet forsvinne, og det statiske trykket vil øke igjen. Dette kan føre til at ventilen åpner og lukker gjentatte ganger, noe som kan resultere i uønskede vibrasjoner eller "klirrende" lyder.

For å unngå slike problemer, anbefales det av API Std 520 at trykktapet før ventilen ikke bør overskride 3 % av det innstilte trykket. Hvis trykktapet overstiger denne grensen, kan det være nødvendig å øke diameteren på innløpsrøret, bruke flere mindre ventiler, eller justere røroppsettet. En annen løsning kan være å bruke en ventil med en separat trykkinnsamlingsledning, da dette vil eliminere behovet for å bekymre seg om trykktap i innløpsrøret.

Utløpsrør for sikkerhetsventil

Når sikkerhetsventilen skal kobles til utløpsrøret, er det flere viktige faktorer å vurdere. For gasser med lav molekylvekt, som ikke er giftige eller korroderende, kan man vurdere å lede gassen direkte til atmosfæren. Dette må imidlertid godkjennes av miljømyndigheter i noen tilfeller. Utløpet fra utløpsrøret bør være rettet vertikalt oppover for å hindre at gassen retter seg mot nærliggende utstyr. Åpningen på utløpsrøret bør være rund, og det skal helst være en liten dreneringshull ved laveste punkt i røret for å hindre at kondens eller regnvann samler seg i røret.

En annen viktig faktor er trykkforholdene på utløpet. Hvis ventilen er koblet til et system med høyere trykk enn ventilenes innløp, for eksempel i tankanlegg som lagrer lavt kokepunktmedier, kan dette forårsake tilbakeføringstrykk som kan hindre ventilen i å fungere som den skal. I slike tilfeller kan det være nødvendig å installere en tilbakeslagsventil for å beskytte ventilen mot disse påkjenningene.

Generelle hensyn ved installasjon

Videre må installasjonen sikre at ventilen ikke er utsatt for blokkering av fremmedlegemer. Når det er en risiko for blokkering i rørsystemet, kan det være nødvendig med spesielle tiltak som damp- eller gasspust for å forhindre dette. Når slike metoder benyttes, bør det tas hensyn til hvordan de påvirker prosessen og hvordan eventuelle feil i gassforsyningen kan påvises. Hvis det ikke er praktisk mulig å hindre blokkering på en bestemt installasjonsplass, må alternative plasseringer vurderes for ventilen.

Det er også viktig å vurdere korrosjonsrisikoen når det gjelder materialene som brukes i rørsystemene og sikkerhetsventilene. I tilfelle av fare for lekkasje, kan installasjon av en sprengskive foran ventilen være en god løsning. Denne skiven vil beskytte ventilen mot utilsiktet lekkasje av farlige medier, og kan også forhindre ventilen fra å ta skade av korrosjon.

Ytterligere tekniske detaljer

I tillegg til de fysiske installasjonskravene er det viktig å huske på at ventilens innstilling og funksjon kan påvirkes av trykkforholdene og strømningsegenskapene i rørsystemet. Derfor må alle rørdimensjoner, ventilvalg og installasjonspunkter nøye vurderes. Et feilaktig dimensjonert rør kan føre til trykkforstyrrelser som kan føre til at ventilen ikke fungerer som ønsket. Slik feilinstallasjon kan resultere i at ventilen stenges ved feil tid, eller ikke åpnes i det hele tatt når det er nødvendig. For å unngå dette er det viktig å følge alle relevante spesifikasjoner, som de som er angitt i API Std 520, ASME BPVC og andre relevante industristandarder.

Hvordan Effektivisere Retail Operasjoner Gjennom Avanserte Beslutningstakingssystemer
Hvordan kan byggematerialer gjenvinnes effektivt i byggebransjen?
Hvordan Maxwell-Boltzmann-fordelingen Forklarer Hastighetene til Molekyler i Ideelle Gasser
Hva er betydningen av skapelse- og utslettelsesoperatorer i kvantisering av mangepartikelsystemer?
Hvordan kan hybrid neuromorfisk føderert læring forbedre aktivitetsgjenkjenning i helsetjenester?