एक दबाव वाल्व क्या करता है?

2024-09-20

दबाव वाल्व मार्गदर्शिका

दबाव वाल्व आवश्यक सुरक्षा उपकरण हैं जो द्रव प्रणालियों में दबाव को नियंत्रित, विनियमित करते हैं और राहत देते हैं। इस व्यापक गाइड में दबाव राहत वाल्व, दबाव कम करने वाले वाल्व, दबाव नियामकों और औद्योगिक अनुप्रयोगों में दबाव नियंत्रण उपकरण शामिल हैं।

दबाव नियंत्रण किसी भी प्रणाली में महत्वपूर्ण है जो दबाव में तरल पदार्थ या गैसों को संभाल रहा है। चाहे आप स्टीम बॉयलर, हाइड्रोलिक सिस्टम, या जल वितरण नेटवर्क के साथ काम कर रहे हों, दबाव वाल्व प्राथमिक सुरक्षा तंत्र के रूप में काम करते हैं जो भयावह विफलताओं को रोकते हैं और सिस्टम प्रदर्शन का अनुकूलन करते हैं।

एक दबाव वाल्व क्या है? (परिभाषा और मुख्य कार्य)

एक दबाव वाल्व एक स्वचालित प्रवाह नियंत्रण उपकरण है जिसे स्थिर संचालन की स्थिति को बनाए रखने के लिए अतिरिक्त दबाव या बंद करने के लिए खोलने के लिए सिस्टम दबाव को विनियमित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ये दबाव नियंत्रण वाल्व सुरक्षा उपकरणों और प्रदर्शन ऑप्टिमाइज़र दोनों के रूप में कार्य करते हैं।

प्राथमिक कार्य:

दबाव विनियमन:पूर्वनिर्धारित सीमाओं के भीतर सिस्टम के दबाव को बनाए रखता है
ओवरप्रेसर प्रोटेक्शन:अतिरिक्त दबाव जारी करके उपकरण क्षति को रोकता है
प्रवाह नियंत्रण:सिस्टम दक्षता का अनुकूलन करने के लिए द्रव प्रवाह को समायोजित करता है
सुरक्षा आश्वासन:दबाव से संबंधित विफलताओं के खिलाफ रक्षा की अंतिम पंक्ति के रूप में कार्य करता है

तकनीकी परिभाषा:

ASME BPVC सेक्शन I के अनुसार, एक दबाव राहत उपकरण "इनलेट स्टैटिक प्रेशर द्वारा सक्रिय एक उपकरण है और एक निर्दिष्ट मूल्य से अधिक में आंतरिक द्रव दबाव में वृद्धि को रोकने के लिए आपातकालीन या असामान्य स्थितियों के दौरान खोलने के लिए डिज़ाइन किया गया है।"

दबाव नियंत्रण वाल्व कैसे काम करते हैं: तकनीकी सिद्धांत

मूल प्रचालन तंत्र

दबाव राहत वाल्व बल-संतुलन सिद्धांत पर काम करते हैं:

बल संतुलन समीकरण:F (इनलेट प्रेशर फोर्स) = F₂ (स्प्रिंग फोर्स) + F ((बैकप्रेस फोर्स)

कहाँ:

F = p₁ × A (इनलेट दबाव × प्रभावी डिस्क क्षेत्र)
F ₂ = वसंत स्थिरांक × संपीड़न दूरी
F) = P × × A (Backpressure × DISC क्षेत्र)

ऑपरेटिंग अनुक्रम:

दबाव सेट करें:सिस्टम दबाव <सेट दबाव होने पर वाल्व बंद रहता है
तोड़ने वाला दबाव:प्रारंभिक उद्घाटन 95-100% सेट दबाव पर होता है
पूर्ण लिफ्ट:सेट दबाव के 103-110% पर पूरा खोलना (प्रति एपीआई 526)
प्रेशर दबाव:वाल्व सेट दबाव के 85-95% पर बंद हो जाता है (ठेठ झटका)

प्रमुख तकनीकी पैरामीटर:

पैरामीटर	परिभाषा	विशिष्ट सीमा
दबाव सेट करें	दबाव किस वाल्व को खुलने लगता है	10-6000 psig
उच्च्दाबाव	डिस्चार्ज के दौरान दबाव से ऊपर दबाव	3-10% सेट दबाव
प्रहार करना	सेट और रेज़ेट दबाव के बीच अंतर	5-15% सेट दबाव
वापस दबाव	वाल्व प्रदर्शन को प्रभावित करने वाला डाउनस्ट्रीम दबाव	<10% सेट दबाव (पारंपरिक)
प्रवाह गुणांक	वाल्व क्षमता कारक	आकार/डिजाइन द्वारा भिन्न होता है

दबाव नियंत्रण उपकरणों के प्रकार: तकनीकी विनिर्देश

1। दबाव सुरक्षा वाल्व (PSV) और सुरक्षा राहत वाल्व (SRV)

तकनीकी मानक:ASME BPVC निर्माता I & VIII, API 520/526

स्प्रिंग-लोडेड सेफ्टी वाल्व

परिचयाीलन की रेंज:15 psig से 6,000 psig
तापमान की रेंज:-320 ° F से 1,200 ° F
क्षमता सीमा:1 से 100,000+ SCFM
सामग्री:कार्बन स्टील, स्टेनलेस स्टील 316/304, इनकनेल, हेस्टेलॉय

क्षमता गणना (गैस सेवा):W = ckdp₁kshkv√ (m/t)

कहाँ:

डब्ल्यू = आवश्यक क्षमता (एलबी/घंटा)
सी = डिस्चार्ज गुणांक
केडी = डिस्चार्ज गुणांक सुधार कारक
P = सेट प्रेशर + overpressure (PSIA)
Ksh = सुपरहीट सुधार कारक
केवी = चिपचिपापन सुधार कारक
M = आणविक भार
टी = पूर्ण तापमान (° आर)

पायलट संचालित सुरक्षा राहत वाल्व (POSRV)

लाभ:तंग शटऑफ, बड़ी क्षमता, कम चैटरिंग
दबाव सीमा:25 psig से 6,000 psig
शुद्धता:± 1% सेट दबाव
आवेदन:उच्च क्षमता वाली गैस सेवा, महत्वपूर्ण प्रक्रिया अनुप्रयोग

2। दबाव कम करने वाले वाल्व (दबाव नियामक)

तकनीकी मानक:ANSI/ISA 75.01, IEC 60534

प्रत्यक्ष-अभिनय दबाव नियामक

दबाव में कमी अनुपात:10: 1 तक
शुद्धता:± 5-10% सेट दबाव
फ्लो रेंज:0.1 से 10,000+ gpm
प्रतिक्रिया समय:1-5 सेकंड

आकार का सूत्र:सीवी = क्यू ((जी/()))

कहाँ:

सीवी = प्रवाह गुणांक
क्यू = प्रवाह दर (जीपीएम)
जी = विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण
ΔP = दबाव ड्रॉप (साई)

पायलट-संचालित दबाव वाल्व को कम करना

दबाव में कमी अनुपात:100: 1 तक
शुद्धता:± 1-2% सेट दबाव
Rangeabibility:100: 1 विशिष्ट
आवेदन:उच्च-प्रवाह, उच्च दबाव में कमी अनुप्रयोग

3। बैक प्रेशर रेगुलेटर और कंट्रोल वाल्व

समारोह:डाउनस्ट्रीम प्रवाह को नियंत्रित करके निरंतर अपस्ट्रीम दबाव बनाए रखें

तकनीकी निर्देश:

दबाव सीमा:5 psig से 6,000 psig
प्रवाह गुणांक:0.1 से 500+ सीवी
शुद्धता:± 2% सेट दबाव
सामग्री:316 एसएस, हेस्टेलॉय सी -276, इनकोनेल 625

औद्योगिक अनुप्रयोग और मामले अध्ययन

बिजली उत्पादन उद्योग

स्टीम बॉयलर सुरक्षा वाल्व (ASME खंड I)

आवश्यक क्षमता:सेट दबाव से 6% से अधिक के बिना उत्पन्न सभी भाप का निर्वहन करना चाहिए
न्यूनतम आवश्यकताओं:बॉयलर प्रति एक सुरक्षा वाल्व; > 500 वर्ग फुट की सतह के लिए दो वाल्व
परीक्षण:मैनुअल लिफ्टिंग टेस्ट हर 6 महीने (उच्च दबाव) या त्रैमासिक (कम दबाव)

केस स्टडी: 600 मेगावाट पावर प्लांट

मुख्य भाप दबाव: 2,400 psig
सुरक्षा वाल्व सेट दबाव: 2,465 psig (ऑपरेटिंग दबाव का 103%)
आवश्यक क्षमता: 4.2 मिलियन एलबी/घंटा स्टीम
कॉन्फ़िगरेशन: कई 8 "x 10" स्प्रिंग-लोडेड सुरक्षा वाल्व

तेल और गैस उद्योग

पाइपलाइन दबाव सुरक्षा प्रणाली (एपीआई 521)

डिजाइन दबाव:1.1 × अधिकतम स्वीकार्य परिचालन दबाव (MAOP)
सुरक्षा वाल्व आकार:अधिकतम प्रत्याशित प्रवाह और दबाव परिदृश्यों के आधार पर
सामग्री:खट्टा गैस सेवा के लिए NACE MR0175 अनुपालन की आवश्यकता है

केस स्टडी: प्राकृतिक गैस पाइपलाइन स्टेशन

ऑपरेटिंग प्रेशर: 1,000 psig
सुरक्षा वाल्व सेट दबाव: 1,100 psig
क्षमता की आवश्यकता: 50 mmscfd
स्थापना: 6 "x 8" पायलट-संचालित सुरक्षा राहत वाल्व

जल उपचार और वितरण

वाल्व स्टेशनों को कम करने वाला दबाव

इनलेट दबाव:150-300 PSIG (नगरपालिका आपूर्ति)
आउटलेट दबाव:60-80 पीएसआईजी (वितरण नेटवर्क)
फ्लो रेंज:500-5,000 gpm
नियंत्रण सटीकता:± 2 साई

हाइड्रोलिक गणना उदाहरण:

एक 6 "पानी के लिए PRV 200 psig को 2,000 gpm पर 75 psig तक कम करता है:

आवश्यक सीवी = 2,000 and (1.0/125) = 179
CV = 185 के साथ 6 "वाल्व का चयन करें

रासायनिक और पेट्रोकेमिकल प्रसंस्करण

रिएक्टर संरक्षण प्रणालियाँ

परिचालन की स्थिति:500 ° F, 600 psig
राहत परिदृश्य:थर्मल विस्तार, भगोड़ा प्रतिक्रियाएं, शीतलन विफलता
सामग्री:संक्षारक सेवा के लिए हेस्टेलॉय सी -276
आकार:एपीआई 521 के अनुसार सबसे खराब स्थिति के आधार पर परिदृश्य विश्लेषण के आधार पर

चयन मानदंड और इंजीनियरिंग गणना

प्रदर्शन पैरामीटर

दबाव रेटिंग (ASME B16.5):

कक्षा	दबाव रेटिंग @ 100 ° F
कक्षा 150	285 PSIG
कक्षा 300	740 PSIG
कक्षा 600	1,480 PSIG
कक्षा 900	2,220 psig
कक्षा 1500	3,705 psig

तापमान व्युत्पत्ति:

ASME B16.5 तापमान-दबाव तालिकाओं के अनुसार ऊंचे तापमान के लिए दबाव रेटिंग प्राप्त की जानी चाहिए।

सामग्री चयन मार्गदर्शिका

सेवा	शरीर की सामग्री	ट्रिम सामग्री	वसंत सामग्री
पानी	कार्बन स्टील, कांस्य	316 एस.एस.	संगीत तार
भाप	कार्बन स्टील, 316 एस.एस.	316 एसएस, स्टेलाइट	INCONCEL X-750
खट्टा गैस	316 एसएस, डुप्लेक्स एस.एस.	स्टेलाइट, अचेतन	INCONCEL X-750
क्रायोजेनिक	316 एसएस, 304 एस.एस.	316 एस.एस.	316 एस.एस.
ऊँची टेम्पल	कार्बन स्टील, मिश्र धातु स्टील	स्टेलाइट, अचेतन	INCONCEL X-750

आकार की गणना

तरल सेवा के लिए (एपीआई 520):

आवश्यक क्षेत्र:A = (gpm ×) g) / (38.0 × kd × kw × kc × ofp)

कहाँ:

ए = आवश्यक प्रभावी निर्वहन क्षेत्र
GPM = आवश्यक प्रवाह दर
जी = विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण
केडी = डिस्चार्ज गुणांक (तरल पदार्थ के लिए 0.62)
Kw = बैक प्रेशर करेक्शन फैक्टर
केसी = संयोजन सुधार कारक
ΔP = सेट प्रेशर + ओवरप्रेसर्स - बैक प्रेशर

गैस/वाष्प सेवा के लिए (एपीआई 520):

महत्वपूर्ण प्रवाह:A = w/(ckdp₁kb)
उप-आलोचनात्मक प्रवाह:A = 17.9w√ (tz/mkdp₁ (p₁-p₂) kb)

स्थापना और रखरखाव मानकों

स्थापना आवश्यकताएँ (ASME BPVC)

सुरक्षा वाल्व स्थापना:

इनलेट पाइपिंग:लघु और प्रत्यक्ष, 5 पाइप व्यास के भीतर कोहनी से बचें
आउटलेट पाइपिंग:10% बैक प्रेशर अधिकतम के लिए आकार
बढ़ते:ऊर्ध्वाधर पसंदीदा, समर्थन के साथ क्षैतिज स्वीकार्य
एकांत:इनलेट में निषिद्ध ब्लॉक वाल्व; आउटलेट में स्वीकार्य अगर लॉक खुला

वाल्व की स्थापना को कम करने का दबाव:

अपस्ट्रीम स्ट्रेनर:क्लीन सर्विस के लिए 20-मेष न्यूनतम
बाईपास लाइन:रखरखाव और आपातकालीन संचालन के लिए
दबाव गेज:अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम मॉनिटरिंग
रिलीफ वाल्व:अतिवृद्धि के खिलाफ डाउनस्ट्रीम संरक्षण

रखरखाव अनुसूची और प्रक्रियाएँ

एपीआई 510 निरीक्षण आवश्यकताएं:

दृश्य निरीक्षण:हर 6 महीने में
परिचालन परीक्षण:हर साल
क्षमता परीक्षण:हर 5 साल
पूरा ओवरहाल:हर 10 साल या प्रति निर्माता सिफारिशें

परीक्षण प्रक्रिया:

दबाव परीक्षण सेट करें:सेटिंग के ± 3% के भीतर उद्घाटन दबाव को सत्यापित करें
सीट रिसाव परीक्षण:एपीआई 527 कक्षा IV (5,000 सीसी/एचआर अधिकतम)
क्षमता परीक्षण:सत्यापित प्रवाह प्रदर्शन डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा करता है
बैक प्रेशर टेस्ट:सिस्टम शर्तों के तहत प्रदर्शन का मूल्यांकन करें

भविष्य कहनेवाला रखरखाव प्रौद्योगिकियां

ध्वनिक उत्सर्जन परीक्षण:

पता लगाना:आंतरिक रिसाव, सीट पहनने, वसंत की थकान
आवृति सीमा:20 kHz से 1 मेगाहर्ट्ज
संवेदनशीलता:लीक का पता लगा सकते हैं <0.1 gpm

कंपन विश्लेषण:

आवेदन:पायलट वाल्व चैटरिंग, स्प्रिंग रेजोनेंस
पैरामीटर:आयाम, आवृत्ति, चरण विश्लेषण
ट्रेंडिंग:विफलता की भविष्यवाणी के लिए ऐतिहासिक डेटा

अनुपालन मानकों और प्रमाणपत्र

ASME बॉयलर और दबाव पोत कोड

धारा I (पावर बॉयलर):

क्षमता की आवश्यकताएं:सुरक्षा वाल्व को दबाव वृद्धि को रोकना चाहिए> 6% ऊपर दबाव दबाव
न्यूनतम सुरक्षा वाल्व:एक प्रति बॉयलर, दो अगर गर्म सतह> 500 वर्ग फुट
परीक्षण:मैनुअल उठाना हर 6 महीने (उच्च दबाव) या त्रैमासिक (कम दबाव)

धारा VIII (दबाव पोत):

राहत उपकरण की आवश्यकताएं:सभी दबाव वाहिकाओं को ओवरप्रेस सुरक्षा की आवश्यकता होती है
दबाव सेट करें:संरक्षित उपकरणों के MAWP से अधिक नहीं
क्षमता:एपीआई 521 प्रति सबसे खराब स्थिति के आधार पर

एपीआई मानक कार्यान्वयन

एपीआई 520 (राहत डिवाइस साइज़िंग):

दायरा:पारंपरिक, संतुलित और पायलट-संचालित राहत वाल्व शामिल हैं
आकार देने के तरीके:सभी द्रव प्रकारों के लिए गणना प्रक्रियाएं प्रदान करता है
स्थापना:पाइपिंग आवश्यकताओं और सिस्टम एकीकरण को निर्दिष्ट करता है

एपीआई 526 (फ्लैंग्ड स्टील रिलीफ वाल्व):

डिजाइन मानक:आयामी आवश्यकताएं, दबाव-तापमान रेटिंग
सामग्री:कार्बन स्टील, स्टेनलेस स्टील विनिर्देश
परीक्षण:कारखाना स्वीकृति परीक्षण आवश्यकताएँ

एपीआई 527 (वाणिज्यिक सीट जकड़न):

कक्षा I:कोई दृश्य रिसाव नहीं
कक्षा II:40 सीसी/घंटा प्रति इंच सीट व्यास
कक्षा III:300 सीसी/घंटा प्रति इंच सीट व्यास
कक्षा IV:सीट व्यास के 1,400 सीसी/घंटा प्रति इंच

अंतरराष्ट्रीय मानक

IEC 61511 (सुरक्षा इंस्ट्रूमेंटेड सिस्टम):

सिल रेटिंग:दबाव संरक्षण के लिए सुरक्षा अखंडता स्तर की आवश्यकताएं
सबूत परीक्षण:सुरक्षा कार्य बनाए रखने के लिए आवधिक परीक्षण
विफलता दर:सुरक्षा प्रणालियों के लिए अधिकतम स्वीकार्य विफलता दर

समस्या निवारण और विफलता विश्लेषण

सामान्य विफलता मोड

समय से पहले उद्घाटन (सिमर):

कारण:

इनलेट पाइपिंग नुकसान 3% से अधिक सेट दबाव
प्रणाली में कंपन या धड़कन
वाल्व सीट पर मलबे
ऑपरेटिंग दबाव के बहुत करीब दबाव सेट करें

समाधान:

इनलेट पाइपिंग का आकार बढ़ाएं (तरल पदार्थ के लिए वेग <30 फीट/सेकंड, <100 फीट/गैसों के लिए सेकंड)
पल्सेशन डम्पेनर स्थापित करें
स्वच्छ वाल्व सीट और डिस्क
ऑपरेटिंग और सेट दबाव के बीच मार्जिन बढ़ाएं (> 10%)