Thiết bị an toàn chống quá áp - phần 4: van an toàn có van điều khiển - phần 1

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 7915-4 : 2009

THIẾT BỊ AN TOÀN CHỐNG QUÁ ÁP - PHẦN 4: VAN AN TOÀN CÓ VAN ĐIỀU KHIỂN

Safety devices for protection against excessive pressure - Part 4: Pilot-operated safety valves

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu chung cho các van an toàn có van điều khiển, khác với van an toàn được nêu trong TCVN 7915-1 (ISO 4126-1), không phụ thuộc vào môi chất dùng để thiết kế van. Trong mọi trường hợp, sự vận hành của van được thực hiện bởi môi chất trong hệ thống được bảo vệ.

Có thể áp dụng các van an toàn có van điều khiển có đường kính dòng chảy của van từ 6 mm trở lên và được dùng ở áp suất chỉnh đặt từ 0,1 bar theo áp kế trở lên. Không có sự hạn chế về nhiệt độ.

Đây là một tiêu chuẩn sản phẩm và không đề cập đến việc sử dụng các van an toàn có van điều khiển.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu dưới đây là rất cần thiết đối với việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với tài liệu có ghi năm công bố áp dụng phiên bản được nêu. Đối với tài liệu không có năm công bố, áp dụng phiên bản mới nhất (bao gồm cả các sửa đổi).

EN 1092-1, Flanges and their joints - Circular flanges for pipes, valves, fittings and accessories PN designated - Part 1: Steel flanges, (Mặt bích và các mối nối mặt bích - Mặt bích tròn dùng cho ống, van, phụ tùng nối ống và thiết bị phụ, có ký hiệu PN - Phần 1: Mặt bích thép).

EN 1092-2, Flanges and their joints - Circular flanges for pipes, valves, fittings and accessories PN designated - Part 2: Cast iron flanges, (Mặt bích và các mối nối mặt bích - Mặt bích tròn dùng cho ống, van, phụ tùng nối ống và thiết bị phụ có ký hiệu PN - Phần 2: Mặt bích ngang).

EN 1092-3 , Flanges and their joints - Circular flanges for pipes, valves, fittings and accessories PN designated - Part 3: Copper alloy and composite flanges, (Mặt bích và các mối nối bích - Mặt bích tròn dùng cho ống, van, phụ tùng nối ống và thiết bị phụ có lấy ký hiệu PN - Phần 3: Mặt bích hợp kim đồng và composit).

prEN 1759-1, Flanges and their joints - Circular flanges for pipes, valves, fittings and accessories, Class designated - Part 1: Steel flanges NPS1/2 to24, (Mặt bích và các mối nối bích - Mặt bích tròn dùng cho ống, van, phụ tùng nối ống và thiết bị phụ có lấy ký hiệu theo loại - Phần 1: Mặt bích thép NPS 1/2 đến 24).

EN 12516-3, Valves - Shell design strength - Part 3: Experimental method, (Van - Độ bền của kết cấu thân - Phần 3: Phương pháp thực nghiệm).

EN 12627, Industrial Valves - Butt welding ends for steel valves, (Van công nghiệp - Các đầu mút hàn giáp mép dùng cho các van thép).

EN 12760, Valves - Socket welding ends for steel valves, (Van - Các đầu mút hàn theo kiểu ống nối dùng cho các van thép).

EN ISO 6708, Pipework components-Definition and selection of DN (nominal size) (ISO 6708: 1995), (Các bộ phận của đường ống - Định nghĩa và sự lựa chọn DN - cỡ kích thước danh nghĩa).

ISO 7-1, Pipe threads where pressure-tight joints are made on the threads - Part 1: Dimensions, tolerances and designation, (Ren ống dùng cho mối nối ren kín áp - Phần 1: Kích thước, dung sai và ký hiệu ren).

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1. Van an toàn có van điều khiển (pilot operated safety valve)

Cơ cấu tự vận hành gồm một van và một van điều khiển được nối với van này.

CHÚ THÍCH: Van điều khiển phản ứng với áp suất của môi chất mà không có bất cứ năng lượng nào khác ngoài năng lượng của bản thân môi chất và điều khiển sự vận hành của van. Van mở ra khi áp suất môi chất dùng để đóng van được dỡ bỏ hoặc giảm đi. Van được đóng lại khi áp suất của môi chất được tác động trở lại.

3.1.1. Các kiểu van điều khiển

3.1.1.1. Van điều khiển dòng liên tục (flowing pilot)

Van điều khiển xả môi chất trong suốt thời gian xả của van an toàn có van điều khiển.

3.1.1.2. Van điều khiển dòng không liên tục (non-flowing pilot)

Van điều khiển trong đó môi chất chỉ chảy trong quá trình mở và/hoặc đóng van an toàn có van điều khiển.

3.1.2. Các kiểu tác động của van an toàn có van điều khiển

3.1.2.1. Bật/tắt (ON/OFF)

Tác động được đặc trưng bởi hoạt động ổn định dẫn đến vị trí của van chính được mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn.

3.1.2.2. Sự điều biến (modulating)

Tác động được đặc trưng bởi sự mở hoặc đóng dần từng bước đĩa van chính, là một hàm số của áp suất, có tỷ lệ nhưng không cần thiết phải tuyến tính.

3.2. Danh sách các bộ phận chính

Xem Hình 1

CHÚ DẪN

CHÚ THÍCH: Đường cảm biến từ van điều khiển có thể được nối với cửa vào van chính hoặc được nối trực tiếp với thiết bị được điều khiển. Trong trường hợp đường cảm biến không được nối với cửa vào van chính nên quan tâm đến chiều dài và bảo vệ đường cảm biến tránh hư hỏng.

Hình 1 - Danh mục các bộ phận chính của van an toàn có van điều khiển

3.3. Áp suất (pressure)

3.3.1. Áp suất chỉnh đặt (set pressure)

Áp suất được xác định trước mà tại đó van an toàn có van điều khiển bắt đầu mở.

CHÚ THÍCH: Đây là áp suất theo áp kế được đo tại đường vào của van tại đó các áp lực có xu hướng mở van đối với các điều kiện làm việc riêng cân bằng với các lực giữ đĩa van trên đế của nó.

3.3.2. Áp suất lớn nhất cho phép, PS (maximum allowable pressure)

Áp suất lớn nhất dùng để thiết kế thiết bị do nhà sản xuất quy định.

3.3.3. Áp suất cảm biến mở (open sensing pressure)

Áp suất tại đó van điều khiển bắt đầu mở để đạt được áp suất chỉnh đặt.

3.3.4. Độ quá áp (của van an toàn có van điều khiển) [overpressure (of a pilot operated safety valve)].

Độ tăng áp suất vượt quá áp suất chỉnh đặt, tại đó van chính đạt được độ nâng do nhà sản xuất quy định, thường biểu thị bằng một tỷ lệ phần trăm của áp suất chỉnh đặt.

CHÚ THÍCH: Đây là độ quá áp được dùng để chứng nhận van an toàn có van điều khiển.

3.3.5. Áp suất đóng (của van an toàn có van điều khiển) [reseating pressure (of a pilot operated safety valve)].

Giá trị của áp suất tĩnh trên đường vào tại đó đĩa van lại tiếp xúc với đế của đĩa van hoặc tại đó độ nâng bằng không (0).

3.3.6. Áp suất hiệu chỉnh nguội (cold differential test pressure)

Áp suất tĩnh trên đường vào tại đó van an toàn có van điều khiển được chỉnh đặt để bắt đầu mở ra khi thử trên băng thử.

CHÚ THÍCH: áp suất thử này bao gồm cả các giá trị hiệu chỉnh đối với các điều kiện vận hành, ví dụ, áp suất ngược và/hoặc nhiệt độ.

3.3.7. Áp suất xả (relieving pressure)

Áp suất lớn hơn hoặc bằng áp suất chỉnh đặt cộng với độ quá áp dùng để định cỡ kích thước của một van an toàn có van điều khiển.

3.3.8. Áp suất ngược (built-up back pressure)

Áp suất tồn tại ở đầu ra của van chính do dòng chảy qua van chính và hệ thống xả tạo nên.

3.3.9. Áp suất ngược dư (superimposed back pressure)

Áp suất tồn tại ở đầu ra của van chính tại thời điểm khi thiết bị cần phải hoạt động.

CHÚ THÍCH: Đây là kết quả của áp suất trong hệ thống xả từ các nguồn khác.

3.3.10. Độ chênh áp (của van an toàn có van điều khiển) [blowdown (of a pilot operated safety valve)].

Độ chênh lệch giữa áp suất chỉnh đặt và áp suất đóng, thường được biểu thị bằng một tỷ lệ phần trăm của áp suất chỉnh đặt, trừ trường hợp các áp suất nhỏ hơn 3 bar thì độ chênh áp được tính bằng bar.

3.4. Độ nâng (lift)

Chiều dài hành trình thực của đĩa van chính tính từ vị trí đóng.

3.5. Diện tích dòng chảy (flow area)

Diện tích mặt cắt ngang nhỏ nhất của dòng chảy (nhưng không phải là diện tích che) giữa cửa vào và đế của van được dùng để tính toán lưu lượng lý thuyết của dòng chảy của van chính mà không trừ đi bất cứ sự cản trở nào.

CHÚ THÍCH: Diện tích dòng chảy có ký hiệu là A.

3.6. Đường kính dòng chảy (flow diamater)

Đường kính tương ứng với diện tích dòng chảy.

3.7. Lưu lượng xả (discharge capacity)

3.7.1. Lưu lượng xả lý thuyết (theoretical discharge capacity)

Lưu lượng tính toán được biểu thị bằng đơn vị khối lượng hoặc đơn vị thể tích trong một đơn vị thời gian của một vòi phun lý tưởng có diện tích mặt cắt ngang của dòng chảy bằng diện tích dòng chảy của van chính.

3.7.2. Hệ số xả (coefficient of discharge)

Giá trị của lưu lượng chảy thực tế (từ các phép thử) chia cho lưu lượng chảy lý thuyết (từ tính toán)

3.7.3. Lưu lượng (xả) được chứng nhận [certified (discharge) capacity].

Phần của lưu lượng đo được cho phép dùng làm cơ sở cho ứng dụng của van an toàn có van điều khiển.

CHÚ THÍCH: Lưu lượng xả được chứng nhận có thể bằng, ví dụ:

a) lưu lượng đo được nhân với hệ số điều chỉnh; hoặc

b) lưu lượng lý thuyết nhân với hệ số xả nhân với hệ số điều chỉnh; hoặc

c) lưu lượng lý thuyết nhân với hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận.

3.8. Cỡ kích thước danh nghĩa, DN (nominal size)

Xem EN ISO 6708.

4. Các ký hiệu và đơn vị

Bảng 1 - Các ký hiệu và mô tả các ký hiệu

5. Thiết kế

5.1. Quy định chung

5.1.1. Thiết kế phải kết hợp với các hướng dẫn cần thiết để bảo đảm sự vận hành phù hợp và độ kín của đế.

5.1.2. Đế của van chính khi không phải là một bộ phận gắn liền với thân van phải được kẹp chặt cẩn thận để tránh bị nới lỏng trong quá trình vận hành.

5.1.3. Phải có phương tiện để khóa và/hoặc niêm phong tất cả các điều chỉnh bên ngoài sao cho có thể ngăn ngừa hoặc phát hiện ra các điều chỉnh không được phép đối với van an toàn có van điều khiển.

5.1.4. Trong trường hợp các van chính có độ nâng hạn chế, cơ cấu hạn chế độ nâng phải giới hạn độ nâng của van chính nhưng mặt khác không được cản trở sự vận hành của van chính. Cơ cấu hạn chế độ nâng phải được thiết kế sao cho nếu điều chỉnh được thì sự điều chỉnh này có thể được khóa lại bằng cơ khí và được niêm phong. Cơ cấu hạn chế độ nâng phải do nhà sản xuất van lắp đặt và niêm phong.

Độ nâng của van không được hạn chế tới giá trị nhỏ hơn 1 mm.

5.1.5. Van an toàn có van điều khiển dùng cho các môi chất độc hại hoặc dễ cháy phải có van điều khiển được thông hơi vào nơi an toàn.

5.1.6. Van chính phải được trang bị ống nối thoát chất lỏng tại điểm thấp nhất để có thể gom chất lỏng trừ khi có trang bị các phương tiện khác để tiêu chất lỏng này.

5.1.7. Ứng suất tính toán của các bộ phận chịu tải không được vượt quá ứng suất được quy định trong tiêu chuẩn thích hợp của Châu Âu, ví dụ EN 12516-3.

5.1.8. Trong trường hợp các chi tiết bịt kín bị hư hỏng, van an toàn có van điều khiển phải xả lưu lượng được chứng nhận của nó ở áp suất không lớn hơn 1,1 lần áp suất lớn nhất cho phép của thiết bị được bảo vệ.

5.1.9. Vật liệu dùng cho các bề mặt trượt liền kề như bộ phận dẫn hướng và đĩa van/giá kẹp đĩa van/trục van phải được lựa chọn để bảo đảm độ bền chống ăn mòn và giảm thiểu độ mài mòn và tránh sự xây xát.

5.1.10. Trong trường hợp hư hỏng hợp lý thấy trước được đối với các mối nối giữa các bộ phận khác nhau thì các diện tích dòng chảy hình thành phải bảo đảm sao cho van an toàn được vận hành bằng van điều khiển sẽ xả lưu lượng được chứng nhận của nó ở áp suất không lớn hơn 1,1 lần áp suất lớn nhất cho phép.

5.1.11. Khi đối áp dư cao hơn áp suất tại cửa vào thì phải có phương tiện để không cho van chính mở ra.

5.1.12. Sự lắp ghép bất cứ bộ phận bổ sung nào với van điều khiển và tổ hợp van không được ngăn cản sự bảo vệ hệ thống áp lực trong bất cứ hoàn cảnh nào.

Xem tiếp: Thiết bị an toàn chống quá áp - phần 4: van an toàn có van điều khiển - phần 2

Xem lại: Thiết bị an toàn chống quá áp - phần 3 : tổ hợp van an toàn và đĩa nổ - phần 2

Sưu tầm và biên soạn bởi: https://honto.vn