شير ايمني

 

شير اطمينان يا ايمني (Safety Valve)

 

     شير اطمينان فشار يا PSV يكي از تجهيزات ايمني در صنعت است كه مانع از قرار گرفتن لوله ها ، شيرآلات ، مخازن تحت فشار و... در شرايط فشاري بيش از فشار طراحي مي شود. بنابراين انتخاب PSV بسيار مهم بوده و بايد با احتياط كامل صورت پذيرد.

 

 

     در انتخاب PSV و تعيين جزئيات آن چند سئوال مهم مطرح مي گردد:

   -چه نوع PSV براي فرآيند مورد نظر ما مناسب است؟

   -آيا روش ساده اي براي محاسبه سايز PSV وجود دارد كه راحتر از محاسبات دستي باشد؟

   -چه نوع متريالي براي PSV بايد انتخاب گردد تا با شرايط فرآيندي مورد نظر هم خواني داشته باشد؟

     قبل از پاسخ دادن به اين سوالات و نحوه انتخاب PSV بهتر است با نحوه كار PSV آشنا شويم و آشنايي با قطعات اساس PSV به ما كمك خواهد كرد كه با آگاهي كامل اين انتخاب را انجام دهيم.

 

     تعريف شير اطمينان فشار PSV:

 

     طبق استاندارد API 520 Part 1 كه به بررسي نحوه انتخاب، محاسبه سايز ، نحوه نصب تجهيزات فشار شكن در پالايشگاهها مي پردازد . در مورد شير اطمينان تعريف زير ارائه شده است: يك شير اطمينان شيري است كه توسط يك فنر بسته شده است. و با رسيدن فشار پشت شير به يك فشار استاتيكي مشخص عمل كرده و به سرعت باز مي شود. (به اين عمل pop كردن شير مي گويند)شيرهاي اطمينان معمولا براي سيالات تراكم پذير كاربرد دارد .

     در صنعت ، مخازن تحت فشار بايستي بوسيله دريچه اطمينان محافظت شوند . دريچه هاي اطمينان را بايد طوري انتخاب كرد كه در صورت بهم خوردن تعادل در فشار مخزن ، شير اطمينان باز شده و مقاديري اضافي مايع يا گاز را خارج كند . در موارديكه فشار علاوه بر امكان بهم خوردن تعادل در شرايط كاري در معرض خطرات آتش سوزي و يا انفجار نيز هستند بايد اين شيرها طوري انتخاب شوند كه نه فقط در فشار معيني باز گردند بلكه ظرفيت آنرا را داشته باشند تا مقدار زيادي مايع يا گاز داخل مخزن را كه در اثر حرارت تغيير حالت داده است را به خارج منتقل كنند . شيرهاي اطمينان در فشاري در حدود 10 درصد بيش از فشاري كه مخزن بايد نگه دارد و يا در حدود بالاترين فشاري كه مخزن مي تواند تحمل كند طراحي مي شوند . در مخازن ضد انفجار ، فشار مخزن نبايد از 20 درصد فشار طراحي بالاتر برود.

     شيرهاي اطمينان به عنوان وسيله اي مناسب جهت جلوگيري از ازدياد فشار ناگهاني در موتورخانه ها ، كارخانه ها و بطور كلي انواع سايتهاي صنعتي و براي انواع سيالات از قبيل گاز ، بخار ، آب و يا هواي فشرده استفاده مي گردند.

 

     محدوديت فشار در اينگونه كاربردها معمولا ناشي از فشار قابل تحمل تجهيزات ، لوله ها و دستگاهها و يا محصولات توليدي و همچنين مسائل مرتبط با حفظ ايمني افراد مي باشد كه اصطلاحاً به محدوده فشار كاركرد امن (Safe perating limits for pressure) و يا SOL/P معروف است . نحوه باز شدن شيرهاي اطمينان و مشخصات كاري آنها ارتباط مستقيم با نحوه طراحي قطعات داخلي شير دارد. در اغلب  موارد اين طراحي بگونه اي انجام مي گيرد كه پس از شروع باز شدن شير اطمينان در اثر ازدياد فشار ، در اثر خاصيت (POP Action) اين عمل به سرعت تشديد شده تا زماني كه شير كاملاً باز گردد شكل زير نشان دهنده عملكرد يك شير اطمينان مي باشد.

 

 

     شيرهاي اطمينان  بوسيله آزاد كردن مقداري از سيال به واحد (يا به درون خطوط) عمليات ايمن سازي را انجام مي دهند. شيرهاي فشار در جاهائيكه  حداكثر فشار كاري بوجود مي آيند نصب مي گردند. درسيستم هاي توليد بخار ، شيرهاي اطمينان براي جلوگيري از افزايش فشار بر روي بويلرها نصب مي گردند. در ارتباط با شيرهاي اطمينان لازم است كه با اصطلاحاتي در اين زمينه آشنا شويم:

 

     Over pressure (بالاترين فشار)

فشاري است كه شيراطمينان در وضعيت كاملاً باز قرار مي گيرد و حداكثر ظرفيت تخليه خود را دارا مي باشد. واضح است كه اين فشار بالاتر از فشار نقطه تنظيم (Set pressure) مي باشد و مقدار آن با توجه به كاربردها و استانداردهاي مختلف ، متفاوت مي باشد. استاندارد BS 5500 اين مقدار اختلاف فشار را در مورد سيستم هاي بخار و گاز برابر حداكثر 10% درصد فشار تنظيمي شير اطمينان در نظر مي گيرد.

شيرهاي اطمينان در فرآيندهاي كه ممكن است در اثر ازدياد فشار به محصول و يا تجهيزات خسارتي وارد شود از بروز اين خسارات جلوگيري مي كنند.

 

     Blow down (پايين ترين فشار)

مقدار اختلاف فشار پايين تر از نقطه تنظيم شير اطمينان است كه جهت بسته شدن كامل و محكم شير اطمينان پس از باز شدن و سپس برگشت سيستم به فشار عادي مورد احتياج مي باشد. اين پارامتر به Reset Differential نيز معروف است. ميزان Blow down نيز طبق استاندارد مذكور حدود 10% مي باشد.

مقادير Over pressure و Blow down بسته به نوع سيستم انتخاب طراح متغيير بوده و بطور مثال مي تواند به ترتيب 3% و 4 % انتخاب گردند.

 

     Set point (نقطه تنظيم) 

تنظيم مناسب نقطه عملكرد و باز شدن شير اطمينان ، اولاً به دلايل ايمني مذكور و ثانياً به منظور اطمينان از كاركرد شير اطمينان با حداقل صدا و همچنين ممانعت از صدمه به شير اطمينان ضروري مي باشد. اين نقطه نبايد بيشتر از SOL/P يا محدوده فشار كاركرد ايمن تجهيزات باشد و از طرفي بايد بخاطر داشت كه تنظيم فشار آزاد سازي شير اطمينان روي فشار كمتر از SOL/P هيچگونه مزيتي به همراه نخواهد داشت و تنها باعث افزايش احتمالي دفعات باز شدن شير اطمينان و فرسوده شدن آن خواهد گشت.

ميزان تغييرات احتمالي در فشار سيستم به عنوان پارامتر ديگري است كه بايد در فشار تنظيم شير اطمينان در نظر گرفته شود تا از باز شدن بي مورد شير جلوگيري بعمل آيد. در صورت ناديده انگاشتن اين مورد ، شير اطمينان در بسياري از موارد در حالت نزديك به بسته كار خواهد نمود كه به اين پديده Simmering گفته مي شود. اين حالت در نتيجه نزديك بودن بيش از اندازه فشار سيستم به نقطه تنظيم روي مي دهد و علاوه بر ايجاد سر و صدا و مسائل جانبي ، باعث ايجاد صدمه به قسمتهاي داخلي شير و در نتيجه نشت دائمي آن خواهد شد.

 

     Shut –off Margin (فشار اطميناني)

هنگامي كه فشار كاري سيستم و نقطه تنظيم شير اطمينان به هم نزديك باشند ، علاوه بر در نظر گرفتن تغييرات فشار احتمالي سيستم كه در بالا عنوان گرديد ، فشار اطميناني نيز بعنوان گارانتي كردن و مطمئن شدن از بسته ماندن كامل شير بر فشار كاري سيستم اضافه مي گردد كه معمولا حدود 0.1Bar است.

 

     Set pressure (فشار تنظيم)

فشار نسبي ورودي به شير ايمني كه شير براي باز شدن در اين فشار تنظيم مي شود.

 

     Back pressure (فشار پشتي)

لاين خروجي PSV مي تواند توسط يك لوله به هواي آزاد (فشار اتمسفر) تخليه گردد يا اينكه به يك خط ديگر هدايت گردد. فشار خط خروجي به BACK PRESSURE موسوم است.

 

     Build-up back pressure (فشار پشتي ساختاري)

به افزايش فشار در مدار تخليه در اثر جريان ناشي از باز شدن شير ايمني فشار مي گويند.

 

     Superimposed back pressure (فشار تحميلي)

فشار استاتيكي در خروجي شير ايمني فشار درست در لحظه باز شدن شير را گويند . اين فشار مي تواند ثابت و يا متغيير باشد.

 

     Opening pressure (فشار باز شدن)

فشار استاتيكي در ورودي شير كه موجب باز شدن شير بسته مي گردد.

 

     Closing pressure (فشار بسته شدن)

فشار استاتيكي در ورودي شير كه منجر به بسته شدن مجدد يك شير اطمينان باز مي گردد.

 

     Maximum operating (حداكثر فشار عملكرد)

ماكزيمم فشار كه در حين عملكرد سيستم اتفاق مي افتد.

 

     (MAWP)Maximum allowable working pressure (حداكثر فشار كاري قابل قبول)

مبنايي براي تنظيم كردن فشار در شيرهاي ايمني كه بر روي مخازن نصب مي شوند و همچنين فشار است كه براي طراحي مخازن مورد استفاده قرار مي گيرد.

 

     Accumulation pressure (فشار انباشتگي)

     به افزايش فشار از مقدار MWAP يك مخزن كه باعث تخليه از تجهيزات ايمني فشار مي گردد گويند و بر حسب واحد يا درصد بيان مي شود.

     بيشترين مقدار مجاز براي آن توسط كدهاي كاربردي براي حوادث در حين كار و يا انفجاري بيان مي شود.

     واژه شير اطمينان (Safety Valve) و شير اطمينان فشار شكن(Safety Relief Valve) اصطلاحاتي هستند كه جهت تشريح انواع متنوعي از تجهيزات مرتبط با آزاد سازي فشار اضافي سيال در واحد مي باشند.

     در همين رابطه محدوده وسيعي از شيرهاي مختلف كه براي كاركردهاي متنوعي جهت عمل در شرايط بحراني فشار مي باشند مورد استفاده قرار مي گيرند.

     در بيشتر استانداردها تعاريف ويژه اي براي دو شير اطمينان(Safety Valve) و شير اطمينان فشار شكن (Safety Relief Valve) عنوان گرديده است.

     در استانداردهاي امريكايي و اروپايي تفاوتهاي بين اصطلاحات تجهيزات كاربردي از لحاظ معني وجود دارد. از جمله اين تجهيزات مي توان به همين شيرها اشاره نمود.

     در استانداردهاي اروپايي به اين قبيل ولوها اصطلاحاً شير اطمينان (Safety Valve) و در استانداردهاي آمريكايي شير اطمينان فشار شكن (Safety Relief Valve) گفته مي شود.

     از جمله موارد ديگر اختلاف بين Safety Valve و Relief Valve مي توان به اين نكته اشاره نمود كه در شيرهاي اطمينان (Safety Valve) به محض اينكه فشار عملكردي به فشار تنظيمي(Set Point) برسد سريعاً اين شير عمل مي كند و تا هنگاميكه فشار عملكردي به پائين تر از فشار تنظيمي نرسد اين شير باز خواهد ماند.

     ولي در شيرهاي اطمينان فشار شكن (Safety Relief Valve) هنگاميكه فشار ورودي سيال تا نقطه فشار تنظيمي بالا برود اين شير به تدريج باز كرده تا فشار را بالانس نمايد.

     شير فشار شكن (Relief Valve) عموماً براي سيالاتي كه غير قابل تراكم مي باشند مانند آب و روغن و غيره مورد استفاده قرار مي گيرد ولي شير اطمينان (Safety Valve) عموماً براي سيالات تراكم پذير مورد استفاده قرار مي گيرد.

     Relief Valve ها معمولاً بصورت مداوم در حالت Overpressure عمل مي كنند تا فشار سيستم را در حد نرمال تنظيم كنند. عمل كردن اين شيرها هيچگاه بصورت POP-Action (عمل كردن ضربه اي) نمي باشد.

  • RSS
  • افراد آنلاين : ‌11

تهران، خیابان سعدی جنوبی

مجتمع تجاری اداری سعدی

طبقه 6، واحد 617

اطلاعات تماس

مرکزی 33113377-021 سی خط

فکس 43856936-021

پست الکترونیکی

info[at]famco.co.ir

انتقادات و پیشنهادات

+98 30002530331133

twitter facebook linkedin google plus instagram
LiveZilla Live Help