Расчет предохранительного клапана

Размещено на http://allbest.ru

Расчет предохранительного клапана

Исполнительный директор

М.П. Шанаев

Главный инженер проекта

Ю.М. Иванов

г. Нижний Новгород

Содержание

1. Исходные данные

2. Место установки

3. Условия работы

4. Расчет пропускной способности клапана

5. Необходимая площадь сечения предохранительного клапана

Нормативные ссылки

1. Исходные данные

1. Насыщенный пар

2. Избыточное давление Ри=1,3 Мпа (13 кг/см²)

3. Температура 210⁰С

4. Плотность в рабочих условиях 5,6141 кг/м³

5. Показатель адиабаты к=1,135

6. Трубопровод до узла редуцирования dy=80, Сталь 20

7. Узел редуцирования - Регулятор давления прямого действия «После себя» тип ZSN-1 (DN 80, Р_р=0,4 Мпа)

Состав рабочей документации. Узел редуцирования пара с давления 1,3 Мпа на давление 0,4 МПа с установкой регулятора давления

2. Место установки

Место установки клапана СППК4-16 (17с13нж) на трубопроводе Ф159х4,5 на расстоянии 400 мм после регулятора давления. Регулятор давления прямого действия «после себя» тип ZSN-1 (dy=50, K_vs=32 м³/час).

3. Условия работы

Условия работы регулятора давления:

- рабочее давление Р_раб=0,4 Мпа (4кг/см²);

- наибольшее избыточное давление за клапаном (избыточное давление за клапаном в положении его полного открытия) Р₀=0 Мпа;

- рабочая температура t_раб=142,9⁰С;

- расчетное давление для сосудов, содержащих нейтральное вещество (пар), должно превышать рабочее давление на 10%

Р_расч.=Р_раб. х 1,1=0,4 х 1,1 = 0,44 Мпа (4,4кг/см²).

4. Расчет пропускной способности клапана

Количество пара, подлежащих сбросу через предохранительный клапан, определяем по формуле:

т/час

где: В1 - коэффициент, учитывающий физико-химические свойства водяного пара при рабочих параметрах перед предохранительным устройством, подсчитываем по формуле:

,

где: V₁=0,4708 м³/кг - удельный объем пара перед клапаном при 142,9⁰С и Р_раб=4 кг/см²;

K = 1,135 - показатель адиабаты для насыщенного водяного пара;

Р₁ - максимальное избыточное давление перед предохранительным клапаном.

Для определения Р₁ необходимо определить давление начала открытия предохранительного клапана принимается с коэффициентом 0,95.

Р_{н. откр.}=0,95 х Р_расч.=0,95 х 4,4 = 4,18 кг/см²

Давление полного открытия предохранительного клапана

Р₁=Р_{н. откр.} х 1,15=4,18 х 1,15 = 4,81 кг/см²

=0,432073

В₂ - коэффициент, учитывающий соотношение давлений перед и за предохранительным клапаном.

В₂=1 при в<в_кр.

где,

0,172117<0,58

?=0,00212 г/см³- плотность пара при давлении Р_р=4 кг/см² и Т_р=142,9⁰С.

K_vy=32 м³/час - Условная пропускная способность регулятора давления прямого действия «после себя» тип ZSN-1.

==2,013 т/час

при применении регулятора давления ZSN-1 dy=50;

K_vy=20 м³/час - Условная пропускная способность регулятора давления прямого действия «после себя» тип ZSN-1.

==1,26 т/час

при применении регулятора давления ZSN-1 dy=40.

5. Необходимая площадь сечения предохранительного клапана

На основании проведенных испытаний коэффициент расхода клапана СППК 4-16 принимается равным 90% от значения, полученного предприятием изготовителем ?₁=0,6х0,9=0,54.

=34,41 мм² , dc принимаем =40 мм.

При окончательном выборе клапана, необходимо руководствоваться следующими критериями:

- выбирая диаметр проточной части седла d_с, принимаем ближайшее наибольшее стандартизированное значение, (>d_с);

- выбирая номинальное (рабочее) давление и пределы давлений настройки на начало открытия Р_н, кгс/см² (1 МПа = 10 кгс/см²), необходимо руководствоваться условием:

Р_н - давление настройки, наибольшее избыточное давление на входе клапана, при котором обеспечивается заданная герметичность в затворе.

Р_{н. откр.}=0,95 х Р_расч.=0,95 х 4,4 = 4,18 кг/см²

трубопровод клапан вода

Давление полного открытия предохранительного клапана

Р₁=Р_{н. откр.} х 1,15=4,18 х 1,15 = 4,81 кг/см²

В результате расчета выбран пружинный предохранительный клапан марки СППК 4-16 (dy=80/dy1=100), пружина № 32 (112 старый ряд) - 17с13нж. (предел PN настройки 0,3 - 0,5 Мпа).

Нормативные ссылки

1. ГОСТ 12.2.085-2002 Межгосударственный стандарт. Сосуды, работающие под давлением. Клапаны предохранительные. Требования безопасности.

2. ПБ 10-573-03 Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды.

3. ПБ 03-576-03 Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, утвержденные постановлением Госгортехнадзора России от 11.06.2003 № 91. Зарегистрировано Минюстом России 19.06.2003, рег. № 4776.

Размещено на Allbest.ru