Thiết bị an toàn chống quá áp – phần 5 : hệ thống an toàn xả áp có điều khiển - phần 4

8. Xác định tính năng của CSPRS

8.1. Xác định hệ số xả

Hệ số xả CSPRS được tính toán như sau:

8.2. Dòng chảy tới hạn và dưới tới hạn

Dòng chảy tới hạn xảy ra khi

và dòng chảy dưới tới hạn xảy ra khi

8.3. Lưu lượng xả ở dòng chảy tới hạn

8.3.1. Lưu lượng xả đối với hơi nước

Giá trị này áp dụng cho hơi nước quá nhiệt và bão hoà khô. Hơi nước bão hoà khô ở đây là hơi nước có độ khô nhỏ nhất là 98%, trong đó C là một hàm số của số mũ đẳng entropi ở các điều kiện xả.

Giá trị k dùng để xác định c phải dựa trên các điều kiện dòng chảy thực tại cửa vào của van chính và phải được xác định từ Bảng 1 của TCVN 7915-7.

8.3.2. Lưu lượng xả cho khí bất kỳ trong điều kiện dòng chảy tới hạn

(xem các số qui tròn trong Bảng 2 của TCVN 7915-7)

8.4. Lưu lượng xả cho khí bất kỳ ở dòng chảy dưới tới hạn

8.5. Lưu lượng xả cho chất lỏng không bốc cháy dùng làm môi chất thử trong vùng chảy rối ở đó số Reynolds Re bằng hoặc lớn hơn 80000.

9. Xác định cỡ kích thước của van chính

9.1. Qui định chung

Không cho phép tính toán lưu lượng ở độ quá áp thấp hơn độ quá áp ở đó đã thực hiện các phép thử xác định đặc tính dòng chảy mặc dù cho phép tính toán lưu lượng ở bất cứ độ quá áp nào cao hơn (xem 7.6).

Các van có hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận được xác lập trên dòng chảy tới hạn ở áp suất ngược cho thử nghiệm có thể không có cùng một hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận ở áp suất ngược cao hơn, xem 7.3.3.4.

9.2. Van để xả khí hoặc hơi

Không có sự phân biệt giữa các chất dưới tên gọi chung là hơi; thuận ngữ “khi được dùng để mô tả cả khí và hơi.

Để tính toán lưu lượng của bất cứ khí nào, phải giả thiết hệ số xả và diện tích dòng chảy là không đổi và phải sử dụng các phương trình cho trong Điều 8.

9.3. Tính toán lưu lượng

CHÚ THÍCH 1: Phương trình được áp dụng phụ thuộc vào môi chất được xả.

CHÚ THÍCH 2: Xem tính toán trong Phụ lục A.

9.3.1. Tính toán lưu lượng cho hơi nước(bão hoà hoặc quá nhiệt) ở dòng chảy tới hạn

9.3.2. Tính toán lưu lượng cho hơi nước ẩm

Phương trình sau đây chỉ áp dụng cho hơi nước ẩm đồng nhất có độ khô 90% và cao hơn.

9.3.3. Tính toán lưu lượng đối với các môi chất khí

9.3.3.1. Tính toán lưu lượng đối với các môi chất khí ở dòng chảy tới hạn

9.3.3.2. Tính toán lưu lượng đối với các môi chất khí ở dòng chảy dưới tới hạn

Xem phương trình trong 8.4 và Bảng 3 của TCVN 7915-7.

9.3.4. Tính toán lưu lượng đối với chất lỏng

10. Ghi nhãn và niêm phong

10.1. Ghi nhãn trên thân (vỏ) van chính

Nhãn trên thân van chính có thể được ghi ngay vào thân van hoặc được ghi trên một tấm nhãn được kẹp chắc chắn trên thân van. Thông tin tối thiểu sau đây phải được ghi trên tất cả các van chính.

a) ký hiệu cỡ kích thước (cửa vào) ví dụ DN xxx;

b) ký hiệu vật liệu của thân van;

c) tên hoặc nhãn hiệu của nhà sản xuất;

d) một mũi tên chỉ chiều của dòng chảy khi các đầu nối vào và ra có cùng một kích thước hoặc cùng một áp suất danh định.

10.2. Ghi nhãn trên tấm biển nhận dạng

10.2.1. Van chính

Thông tin sau đây phải được ghi trên tấm biển nhận dạng được kẹp chắc chắn với van chính

a) áp suất chỉnh đặt, tính bằng bar theo áp kế;

b) số hiệu của tiêu chuẩn này, TCVN 7915-5;

c) kiểu tham chiếu của nhà sản xuất;

d) hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận cho biết môi chất chuẩn:

"G” đối với khí, “S” đối với hơi và “L“ đối với chất lỏng.

CHÚ THÍCH: Ký hiệu của môi chất có thể được đặt trước hoặc sau hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận, ví dụ G-0,815.

e) diện tích dòng chảy

f) giá trị nhỏ nhất của độ nâng, tính bằng milimét, và độ quá áp tương ứng được biểu thị, ví dụ, bằng tỷ lệ phần trăm của áp suất chỉnh đặt;

g) kiểu tham chiếu của nhà sản xuất để nhận dạng bộ phận điều khiển kèm theo.

10.2.2. Bộ phận điều khiển

Phải ghi các thông tin tối thiểu sau đây trên tấm biển nhận dạng được kẹp chắc chắn với bộ phận điều khiển hoặc các chi tiết của bộ phận điều khiển nếu các chi tiết này ở ngoài vỏ của bộ phận điều khiển.

a) kiểu tham chiếu của nhà sản xuất;

b) số hiệu của tiêu chuẩn này, TCVN 7915-5;

c) dấu hiệu để nhận dạng van chính kèm theo;

d) áp suất chỉnh đặt, tính bằng bar theo áp kế.

10.3. Niêm phong CSPRS

Tất cả các điều chỉnh bên ngoài của van chính và bộ phận điều khiển phải được niêm phong.

PHỤ LỤC A

(tham khảo)

CÁC VÍ DỤ VỀ TÍNH TOÁN CỠ KÍCH THƯỚC CHO CÁC MÔI CHẤT KHÁC NHAU

CHÚ THÍCH: Các ký hiệu và đơn vị được giới thiệu trong Điều 4.

A.1. Tính toán lưu lượng cho các môi chất khí ở dòng chảy tới hạn (xem 9.3.3.1)

VÍ DỤ 1: Tính toán diện tích dòng chảy của một van chính được dùng trên một bình chứa khí nitơ có áp suất lớn nhất cho phép PS là 55 bar theo áp kế.

Hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận của van chính [K_dr] ở độ quá áp 10 % = 0,87.

T₀ = 20 + 273 = 293K

P₀ = [55 x 1,1] + 1= 61,5 bar (abs)

Vì ≤ dòng chảy là tới hạn

Diện tích yêu cầu.

Hệ số nén có thể được đánh giá từ các dữ liệu được công bố. Tính toán có liên quan như sau:

Áp suất qui đổi, P_r =

trong đó

P_c áp suất tới hạn = 33,94 bar (abs) (theo sổ tay nhiệt động lực học)

Nhiệt độ qui đổi: T_r =

trong đó

T_C là nhiệt độ tới hạn = 126,05 K (theo sổ tay nhiệt động lực học)

p_r = 61,5/33.94 = 1,81

T_r = 293/126,05 = 2,32

Z = 0,975 [từ Hình 1 của TCVN 7915-7].

VÍ DỤ 2: Khi K_dr được chứng nhận ở độ quá áp 5 % và độ quá áp xả giữ ở 10 % như trong ví dụ 1.

Tính toán diện tích dòng chảy của một van chính được sử dụng trên một bình chứa khí nitơ với áp suất cho phép, PS là 55 bar theo áp kế.

Hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận của van chính [K_dr ] ở độ quá áp 5 % = 0,87

T₀ = 20 + 273 = 293K

P₀ = [55 X 1,1] + 1= 61,5 bar (abs)

Vì ≤ dòng chảy là tới hạn

Diện tích yêu cầu:

Hệ số nén có thể được đánh giá từ các dữ liệu được công bố. Các tính toán có liên quan như sau:

Áp suất qui đổi, P_r =

trong đó

p_c là áp suất tới hạn = 33,94 bar (abs) (theo sổ tay nhiệt động lực học)

Nhiệt độ qui đổi T_r =

trong đó

T_c là nhiệt độ tới hạn = 126,05 K (theo sổ tay nhiệt động lực học)

A.2. Tính toán lưu lượng đối với môi chất khí ở dòng chảy dưới tới hạn (xem 9.3.3.2)

VÍ DỤ: Sử dụng các giá trị từ ví dụ trên (nghĩa là dòng chảy tới hạn), tính toán diện tích xả yêu cầu nếu áp suất ngược tăng lên từ áp suất khí quyển đến 36,0 bar theo áp kế và hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận là 0,80 trong các điều kiện mới.

Vì > dòng chảy là tới hạn

CHÚ THÍCH: 

Diện tích yêu cầu

(Có thể tính K_b hoặc tra theo Bảng 3 của TCVN 7915-7)

A.3. Tính toán lưu lượng đối với các chất lỏng (xem 9.3.4)

VÍ DỤ: Tính toán diện tích dòng chảy của van chính cần thiết để xả dầu trong các điều kiện đã cho như sau:

Hệ số điều chỉnh xả được chứng nhận của van chính [K_dr ] ở độ chênh áp 10 % = 0,65

Phương trình áp dụng

Tính toán diện tích dòng chảy khi giả thiết môi chất không có độ nhớt (nghĩa là bỏ qua độ nhớt)

1) Chọn lỗ lớn hơn tiếp sau A’, trong trường hợp này: A’ = 380 mm² và nhận được giá trị nhỏ nhất của hệ số hiệu chỉnh độ nhớt.

K_vm = 257,43/380=0,68

2) Tính toán số Reynolds (Re) đối với lưu lượng dòng chảy đã cho và lỗ được lựa chọn

Từ biểu đồ trong TCVN 7915-7

K_v = 0,92 > 0,68

3) Nếu như trong ví dụ trên K_vm ≤ K_v thì diện tích được lựa chọn đủ để xả lưu lượng đã cho. Nếu điều này không đúng thì lặp lại các quá trình 1) và 2) ở trên.

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] ANSI/ASME B1.20.1 Pipe threads, general purpose (inch) (Ren ống thông dụng).

Xem tiếp: Thiết bị an toàn chống quá áp – phần 6: ứng dụng, lựa chọn và lắp đặt đĩa nổ - phần 1

Xem lại: Thiết bị an toàn chống quá áp – phần 5 : hệ thống an toàn xả áp có điều khiển - phần 3

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