Van an toàn là thiết bị an toàn dùng để ngăn áp suất trong thiết bị áp suất vượt quá giá trị cho phép. Chức năng của van an toàn được thực hiện theo quy trình hành động sau: Khi hệ thống đạt áp suất cho phép tối đa, van an toàn có thể mở chính xác và nhanh chóng đạt đến độ cao mở định mức và xả lượng môi chất làm việc định mức; van an toàn ở trạng thái mở Việc xả phải ổn định; khi áp suất hệ thống giảm xuống một giá trị nhất định, van an toàn phải được đóng kịp thời và ở trạng thái đóng, phải giữ ở dạng kín. Sau đây mô tả các yêu cầu hiệu suất cơ bản của van an toàn.
1. Mở chính xác
Van an toàn phải mở đáng tin cậy đến độ cao mở quy định dưới áp suất định trước và đạt đến dung tích xả quy định. Đây là yêu cầu cơ bản đối với van an toàn. Nghĩa là khi áp suất đầu vào của van an toàn đạt đến áp suất cài đặt định trước, van an toàn phải mở chính xác và nhanh chóng đạt đến độ cao mở quy định.
Khi áp suất trong hệ thống đạt đến áp suất cho phép tối đa, phản ứng không nhạy của van an toàn đối với sự gia tăng áp suất sẽ dẫn đến các tình huống nguy hiểm như vỡ và hư hỏng nồi hơi, bình chịu áp suất và đường ống. Đặc biệt đối với môi trường khí nén, nguy hiểm càng cao.
Áp suất cài đặt của van an toàn không được lớn hơn giá trị áp suất thiết kế của nồi hơi, bình chịu áp lực và đường ống.
Độ lệch áp suất dương của van an toàn được quy định rõ ràng trong các quy định và tiêu chuẩn có liên quan. Khi van an toàn được điều chỉnh theo áp suất cài đặt, độ lệch của nó phải được kiểm soát chặt chẽ trong phạm vi quy định.
2. Phát thải ổn định
Sau khi van an toàn đạt đến độ cao mở quy định, nó duy trì trạng thái xả ổn định và có thể xả một lượng môi trường làm việc định mức. Trong quá trình xả môi trường phải có tính chất cơ học tốt (không nhảy tần, rung lắc, v.v.). Yêu cầu này rất quan trọng.
Van an toàn phải có cấu trúc hợp lý và lò xo có độ cứng hợp lý để duy trì các đặc tính cơ học tốt và khả năng xả ổn định. Kích thước của đường dẫn dòng chảy của van an toàn phải đáp ứng các yêu cầu về thông số cần thiết để tính toán. Nếu diện tích mặt cắt ngang của đường dẫn dòng chảy quá nhỏ, sau khi van an toàn được mở, phần quá áp của môi trường không thể được xả kịp thời và áp suất hệ thống tiếp tục tăng, điều này rất nguy hiểm. Ngược lại, nếu diện tích mặt cắt ngang của đường dẫn dòng chảy quá lớn, sau khi van an toàn được mở, áp suất sẽ giảm mạnh xuống dưới áp suất làm việc và đĩa van an toàn sẽ đóng lại và gây ra tác động mạnh lên đế van; tuy nhiên, do hệ số tăng áp suất hệ thống chưa được loại bỏ, đĩa sẽ lại mở để tạo thành một bước nhảy tần số và kết quả là đế van và bề mặt làm kín của đĩa sẽ bị hỏng do tác động lặp đi lặp lại. Khi van an toàn được sử dụng cho chất lỏng không nén được, các bước nhảy tần số cũng có thể gây ra búa nước trong hệ thống.
Áp suất đầu vào của van an toàn khi đạt đến độ cao mở định mức được gọi là áp suất xả. Nó được sử dụng trong các phương tiện khác nhau hoặc cùng một phương tiện trong các điều kiện làm việc khác nhau và áp suất xả định mức của nó là khác nhau, được quy định rõ ràng trong các quy định và tiêu chuẩn có liên quan. Nó thường được biểu thị bằng phần trăm áp suất cài đặt vượt quá giá trị. Thiết kế cấu trúc của van an toàn phải đảm bảo rằng áp suất xả định mức được kiểm soát chặt chẽ trong phạm vi quy định.
3. Đóng trong thời gian
Khi van an toàn xả áp suất trung bình giảm xuống một giá trị nhất định, cánh van tiếp xúc với bề mặt niêm phong của đế van và đạt đến trạng thái đóng một lần nữa. Van an toàn có thể được lắp và đóng kịp thời và hiệu quả, đây là một chỉ số quan trọng của hiệu suất tốt.
Hoạt động của van an toàn không nhất thiết đòi hỏi thiết bị hoặc hệ thống phải ngừng chạy hoặc phải sửa chữa. Đôi khi, hoạt động của van an toàn là do các yếu tố ngẫu nhiên như hoạt động sai trong hệ thống. Trong trường hợp này, không mong muốn áp suất hồi lưu của van an toàn thấp hơn nhiều so với áp suất làm việc. Áp suất hồi lưu quá thấp có nghĩa là mất năng lượng và môi chất quá mức, làm gián đoạn hoạt động bình thường của toàn bộ hệ thống. Ngược lại, áp suất tựa lưng ghế không quá cao. Nếu áp suất hồi lưu gần với áp suất mở, dễ khiến van an toàn mở lại, khiến van an toàn nhảy thường xuyên và không có lợi cho việc thiết lập lại độ kín sau khi đóng. Ngoài ra, trong trường hợp van an toàn không thể đóng lại một cách đáng tin cậy, vì môi chất giữa các bề mặt làm kín không bị cắt hoàn toàn, không thể khôi phục hiệu suất làm kín dưới áp suất làm việc bình thường của hệ thống.
Thiết kế của van an toàn phải đảm bảo rằng nó có thể đóng nhanh chóng và hiệu quả. Sự trở lại của ghế nhanh chóng và mạnh mẽ có lợi cho việc thiết lập khả năng bịt kín hơn là sự trở lại của ghế chậm và dần dần.
Hiệu suất trả về của van an toàn tương đối được đo bằng giá trị áp suất mở, thường được xác định bằng chênh lệch áp suất mở và đóng. Van an toàn được sử dụng cho các phương tiện khác nhau có chênh lệch áp suất mở và đóng khác nhau, được quy định rõ ràng trong các quy định và tiêu chuẩn có liên quan.
4. Niêm phong đáng tin cậy
Khi hệ thống được bảo vệ ở áp suất vận hành bình thường, van an toàn đóng có hiệu suất bịt kín tốt và đáng tin cậy. Do van an toàn bị rò rỉ, môi trường làm việc (đôi khi là môi trường rất đắt tiền hoặc nguy hiểm) sẽ bị mất, mức tiêu thụ năng lượng sẽ tăng lên và môi trường và bầu khí quyển xung quanh sẽ bị ô nhiễm bởi môi trường làm việc. Rò rỉ quá mức thậm chí sẽ ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của thiết bị hoặc hệ thống và thậm chí buộc thiết bị phải ngừng chạy. Rò rỉ liên tục cũng sẽ ăn mòn bề mặt bịt kín của van an toàn, dẫn đến hỏng hoàn toàn van an toàn.
Việc thiết lập lại phớt sau khi van an toàn được vận hành khó hơn việc duy trì trạng thái phớt ban đầu. Vì van an toàn đóng, áp suất trung bình tác động lên diện tích lớn hơn của đĩa van, nhưng trước khi mở, nó chỉ tác động lên diện tích nhỏ hơn bị giới hạn bởi bề mặt phớt. Do đó, hiệu suất phớt của van an toàn có khả năng bị giảm sau khi vận hành và do đó bị mất. Đặc biệt, việc giải quyết phớt ghế sau của van an toàn tác động trực tiếp tải trọng khó hơn. Trong các van an toàn có cơ cấu vận hành phụ, vấn đề này được giải quyết bằng phương pháp phớt cưỡng bức.
Khó hơn để yêu cầu van an toàn duy trì độ kín so với van thường dùng cho van đóng. Vì không có lực lớn tác dụng giữa các phớt nên đĩa van an toàn bám vào đế van chỉ để tạo thành áp suất phớt với áp suất phớt riêng nhỏ. Áp suất phớt được xác định bởi chênh lệch giữa áp suất cài đặt của van an toàn và áp suất vận hành của thiết bị, thường là một giá trị nhỏ (thường là 10% áp suất cài đặt), do đó kích thước và độ nhám bề mặt của bề mặt phớt của van an toàn được yêu cầu Rất nghiêm ngặt.
Yêu cầu về độ kín của van an toàn khác nhau tùy thuộc vào môi trường hoặc điều kiện làm việc. Nói chung, rất khó để đạt được van an toàn có bề mặt bịt kín kim loại-kim loại để không bị rò rỉ. Van an toàn có cấu trúc bịt kín mềm kim loại-phi kim loại có hiệu suất bịt kín tốt hơn nhiều.
Thời gian đăng: 02-09-2021