Доброго дня, уважаемые читатели и гости страниц нашего блога.
В данной статье кратко обсудим как рассчитать предохранительный клапан для емкости под давлением.
Предохранительный клапан – это трубопроводная арматура, предназначенная для защиты от механического разрушения оборудования и трубопроводов избыточным давлением путём
автоматического выпуска избытка жидкой, паро- и газообразной среды из систем и сосудов с давлением сверх установленного.
В данном случае рассмотрим применение предохранительного клапана, установленного
на горизонтальном (вертикальном) баке в системе пенного пожаротушения.
Методика расчета
Методика подбора предохранительных клапанов (СППК) изложена в ГОСТ 12.2.085-2002 — «Сосуды, работающие под давлением. Клапаны предохранительные. Требования безопасности»
и
ГОСТ 12.2.085-2017 — «Арматура трубопроводная. Клапаны предохранительные. Выбор и расчет пропускной способности». Методика расчета строиться на давлении настройки.
В данный момент ГОСТ 12.2.085-82 заменен на ГОСТ 12.2.085-2002.
ГОСТ 12.2.085-2002 заменен на ГОСТ 12.2.085-2017, но не отменен, частично действует, применяется в ЕАЭС.
ЕАЭС -Евразийский Экономический Союз.
Последовательность расчета СППК
Для наглядности расчета мы начнем с «Расчета пропускной способности клапана и перейдем к выбору оборудования».
С остальными пунктами которые идут выше по списку вы можете проработать самостоятельно взяв в руки указанные ГОСТы.
Методика расчет пропускной способности клапана указана в Приложении А (обязательное) ГОСТ 12.2.085-2002.
Исходные данные для подбора:
- Давление начало открытия 1,6 МПа;
- Рабочее давление 1,4 Мпа;
- Температура подачи 5/20/25 °C;
- Расчетная температура -52/50 °C;
- Давление после редуктора (клапан снижения давления) -1,0 МПа;
- Среда -пар (вода);
Расчет пропускной способности клапана предохранительного по ГОСТ 12.2085-2002
На основе данных составляем таблицу для расчета:
где
Р — 1.4 МПа Давление настройки (Рабочее давление);
∝² — Коэффициент расхода, соответствующий площади F. (Применим из паспорта на клапан)
Выполним расчет пропускной способности клапана предохранительного:
G= 5,03∙ ∝²∙F∙(( P1- P2)∙ r )^0,5
G=5,03∙0,38∙78,5мм²∙((1,61МПа- 0,1 МПа)∙ 997 кг/м³ )^0,5=5821,8кг/ч
5821,8 кг/ч = 5,839 м³ /ч
5,839 м³ /ч >0,1 м³ /ч
Вывод: G > G1, условие выполняется.
Давление расчетное Р: Избыточное давление, на которое производиться расчет прочности оборудования (в нашем случае сосуд в соответствии с ГОСТ 14249)
Примечание — Расчетное давление, как правило, принимают рваным рабочему давлению или выше.
Давление рабочее Р: Наибольшее (максимальное) избыточное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса, без учета гидростатического давления среды и допустимого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного клапана.
Расчет производительности предохранительных клапанов для обеспечения отсутствия избыточного давления жидкости на корпусе в случае пожара.
Расчет выполнен в соответствии с ГОСТ 12.2.085-2017
Исходные данные:
Давление подачи 1,2/1,4 МПа;
Температура подачи 5/20/25 °C;
Расчетная температура -52/50; °C
Давление после редуктора (клапан снижения давления) -1 МПа;
- Обязательное условие протекания процесса без утечки через ПК (предохранительный клапан)
Рн >Рр
где Рн — 1,4 МПа – давление настройки клапана, МПа (Параметры производителя. Паспорт. Предохранительный клапан тип D10/CS).
Рр – 1 МПа рабочее давление системы пенотушения, после клапана сброса давления.
- Давление открытия клапана, Рно МПа (плюс 10% к давлению настройки клапана Рно)
Рно= Рн х 1,1 [Табл.3 Примечание п. 4 ГОСТ 12.2.085-2017];
Р но= 1,4 х 1,1 = 1,54 МПа;
где 1,1 – коэффициент, учитывающий 10% от рабочего давления;
Расчетное давление является давлением начала открытия клапана
- Давление полного открытия клапанов, Рпо МПа
Рпо = Рн х 1,15 [п. 5.4 (2) ГОСТ 12.2.085-2017];
1,15 – коэффициент, учитывающий 15% от расчетного давления;
Рпо = 1,4 х 1,15 = 1,61 МПа
где Рпо — давление полного открытия клапана.
- Давление закрытия клапанов, Рз МПа (минус 15% от давления настройки клапана Рно)
Рз = 1,4 — 0,21 = 1,19 МПа
По результатам расчетов выбран клапан с параметрами:
Давление настройки клапана – 1,4 МПа;
Давление открытия — 1,4 плюс 10% = 1,54 МПа;
Давление закрытия — 1,4 минус 15% = 1,19 МПа;
Дорогие читатели, на этом можем закончить наш типовой расчет. Приведенную методику расчета предохранительного клапана пенного пожаротушения можно применить к системам отопления, кондиционирования, и.т.д
Читайте наш блог, совершайте подписки в социальных сетях и будьте здоровы!
