دراسة حالة: كيفية اختيار صمام تنفيس مناسب للتعامل مع الضغط الخلفي

في تطبيقات خزانات التخزين الصناعية، من الأهمية بمكان اختيار صمامات تخفيف الضغط والفراغ المناسبة (PVRV) لضمان التشغيل الآمن للخزان. لقد تلقينا مؤخرًا سؤالاً من أحد العملاء الذي واجه مشكلة نموذجية عند اختيار صمام التنفيس. هذه حالة قيمة لمشاركتها ومناقشة الحلول المناسبة.

خلفية المشروع

يتضمن هذا المشروع خزان تخزين يستخدم لتخزين الأسيتون مع غاز النيتروجين المستخدم كوسيط عازل خامل. يستخدم النيتروجين لمنع الأكسجين الموجود في الهواء من ملامسة الأسيتون، مما يقلل من خطر الحريق المحتمل. تم تصميم خزان التخزين لضغط 180 ملي بار (ضغط إيجابي) و-10 ملي بار (ضغط سلبي) للتعامل مع ظروف التدفق الداخل والخارج المختلفة.

يتم توصيل مخرج تفريغ صمام التنفس بنظام الاشتعال الذي يحتوي على أقصى ضغط خلفي 65 مليبار، و تم ضبط صمام التنفس على 90 مليبار. ومع ذلك، أخبره مورد صمام التنفس الآخر للعميل أنه بسبب الضغط الخلفي، فإن ضغط الفتح الفعلي للصمام سيكون 155 ملي بار (90 + 65)، وهذا يتجاوز بكثير ما صممه مهندس العملية، وقد يؤدي إلى زيادة ضغط الخزان. كما أنهم لم يقدموا أي حل للعميل، ولهذا السبب يجد العميل THINKTANK وأطلب الحل.

تصميم خزان التخزين

• ضغط الإعداد الإيجابي: 180 ميلي بار
• ضغط الإعداد السلبي: ضبط -10 ملي بار

مشكلة العميل

• يحدث الضغط الخلفي بسبب توصيل صمام التفريغ بالخط المشتعل.
• شروط تصميم الخزان هي 180 ملي بار و -10 ملي بار.

تكمن المشكلة في نقطة الضبط المرتفعة لأن بائع صمام التنفيس يقول إن الصمام سيخفف الضغط فقط عند 155 ملي بار (90+65) وليس عند نقطة الضبط 90 بار

تحليل المشكلة

المشكلة الأساسية هنا هي تأثير الضغط الخلفي. تستخدم تصميمات صمامات التنفس التقليدية الوزن أو تحميل الزنبرك، ومع زيادة الضغط الخلفي، يزداد ضغط الفتح الفعلي للصمام وفقًا لذلك. عادةً، لا يوجد ضغط خلفي عند تفريغ صمام التنفس إلى الغلاف الجوي، ولكن في هذا المشروع، بسبب توصيل صمام التنفس برأس الشعلة، حدث ضغط خلفي خارج النطاق الطبيعي. لا يسمح هذا التصميم لصمام التنفس بالعمل بشكل صحيح عند 90 ملي بارج المحدد مسبقًا.
في هذه الحالة، قد يؤدي استخدام صمام التنفس التقليدي إلى ارتفاع نقطة الضبط إلى ما هو أبعد من ضغط التصميم للخزان، مما يزيد من المخاطر التي يتعرض لها الخزان.

THINKTANKالحل

1. تقليل الضغط الخلفي

يمكننا تقليل الضغط الخلفي عن طريق زيادة حجم الأنبوب، أو توصيل منفذ المخرج عن قرب بنظام الشعلة.

2. حدد النوع الصحيح لصمام التنفس - صمام PVRV الذي يعمل بالتوجيه

بالنسبة لصمامات التنفيس العادية أو المحملة بنابض، إذا تم اتباع قيمة الضبط 155 ملي بار من قبل موردين آخرين، فعندما ينخفض ​​الضغط الخلفي (نطاق الضغط الخلفي هو 0 ~ 65 ملي بار)، فقد تحدث مشكلة ضغط فتح أعلى. على سبيل المثال، إذا انخفض الضغط الخلفي إلى 10 ملي بار، فسيكون ضغط الفتح 155-10 = 145 ملي بار، وهو ما سيتجاوز قيمة إعداد الأمان للخزان. يجب ضبط صمام التنفيس على قيمة تخفيف ضغط 90 ملي بار، وسيزداد الخطر على الخزان بشكل كبير.

يوصى باستخدام صمام تخفيف الضغط الذي يتم تشغيله بواسطة الطيار، بحيث يمكن بدء تخفيف الضغط عند نقطة الضبط 90 ملي بار في ظل ظروف الضغط الخلفي المختلفة.

لماذا يجب استخدام صمام تخفيف الضغط/الفراغ الذي يتم تشغيله بواسطة الطيار؟

السبب وراء قدرة صمام تخفيف الضغط والفراغ الذي يعمل بالتوجيه (POPVRV) على منع الصمام الرئيسي من التأثر بالضغط الخلفي يرجع إلى تصميمه الخاص. لا يتأثر الصمام الرئيسي بالضغط الخلفي لأن الصمام التجريبي يتحكم في تشغيل الصمام الرئيسي. يتم عزل فتح وإغلاق الصمام عن ضغط الخزان أو الضغط الخلفي الخارجي بواسطة الصمام التجريبي.

1. آلية فتح مستقلة عن الضغط الخلفي

تعتمد صمامات التنفيس المحملة بالوزن أو المحملة بنابض التقليدية على الوزن المادي لقرص الصمام أو قوة النابض. فعندما يزداد الضغط الخلفي، يزداد الضغط الإجمالي المطلوب لفتح الصمام أيضًا. وهذا يعني أنه في حالات الضغط الخلفي الكبير، سيكون ضغط الفتح الفعلي للصمام أعلى من نقطة الضبط. من ناحية أخرى، يستخدم صمام التنفيس PVRV الذي يتم تشغيله بواسطة الطيار غرفة تحكم منفصلة للتحكم في فتح الصمام. وهذا يضمن أن ضغط الفتح يتأثر فقط بنقطة الضبط وليس بالتغيرات في الضغط الخلفي.

مبدأ عمل صمام تخفيف الضغط/الفراغ الذي يتم تشغيله بواسطة الطيار

صمام الطيار هو صمام صغير يتحكم في تشغيل الصمام الرئيسي. عندما يصل الضغط أو الفراغ داخل الخزان إلى نقطة الضبط، يفتح صمام الطيار، مما يحرر الضغط أو الفراغ في حجرة الصمام الرئيسي، مما يتسبب في فتح الصمام الرئيسي. يضمن هذا التصميم أن يفتح الصمام الرئيسي بالضبط عند الضغط المحدد دون أي تأخير بسبب الاختلافات في الضغط الخلفي.

2. خفض الضغط الزائد

تتطلب صمامات التحكم في التدفق PVRVs العادية المحملة بالوزن أو المحملة بنابض ضغطًا زائدًا كبيرًا (فوق الضغط المحدد) لفتح الصمام بالكامل، والذي قد يؤدي في بعض الحالات إلى خفض ضغط الخزان إلى ما يقرب من حد التصميم. ولكن صمام التحكم في التدفق PVRVs الذي يتم تشغيله بواسطة الطيار يمكنه البدء في الفتح والعمل بالكامل مع ضغط زائد أقل، وعادة ما يتطلب 10% إلى 15% فقط من الضغط الزائد لتحقيق التدفق الكامل. وهذا يقلل من تقلبات الضغط داخل الخزان ويعزز من سلامة المعدات.

3. التحكم الدقيق في الضغط

تمنحك صمامات التهوية التي تعمل بالتحكم اليدوي تحكمًا أفضل في نقاط ضبط الضغط والفراغ لخزانك. وبغض النظر عن الضغط الخلفي الخارجي، يمكن لصمام التهوية الذي يعمل بالتحكم اليدوي إبقاء الصمام الرئيسي مغلقًا حتى يصل الضغط الداخلي إلى نقطة الضبط. وهذا يتجنب مشاكل مثل الفتح المبكر أو المتأخر بسبب الضغط الخلفي المفروض، مما يضمن التشغيل الآمن للخزان في ظل ظروف الضغط المقصودة.

4. الختم الفعال

تتمثل إحدى مزايا تصميم صمام التحكم في التدفق PVRV الذي يعمل بالطيار في قدرته على الحفاظ على أداء جيد في الغلق عند اقترابه من الضغط المحدد، مما يمنع تسرب الغاز. على سبيل المثال، باستخدام تقنية الغلق الخاصة (مثل الغلق المبطن بالهواء)، يمكن للصمام أن يظل مغلقًا حتى عندما يقترب من الضغط المحدد، مما يمنع تسرب الغاز المبكر، ويقلل من فقدان المنتج، ويمنع التلوث البيئي.

5. المرونة والقدرة على التكيف

يمكن تكوين صمامات التحكم في الضغط PVR التي يتم تشغيلها بواسطة الطيار لتلبية نطاقات ضغط مختلفة وظروف تشغيل حسب الحاجة. على سبيل المثال، يمكنك تخصيص نقطة ضبط الضغط ووقت الاستجابة لصمام الطيار بناءً على احتياجات الخزان الخاصة بك. يمكنك حتى استخدامها في أنظمة ذات ضغط خلفي متقلب، مثل الخزانات المتصلة بأنظمة الشعلات.

الخاتمة

عند اختيار صمام تنفيس مناسب لتطبيقات خزانات التخزين، من المهم ألا نأخذ في الاعتبار ضغط تصميم النظام فحسب، بل يجب أيضًا مراعاة تأثير الضغط الخلفي بالكامل. يتمتع صمام تخفيف الضغط/الفراغ الذي يعمل بالطيار (POPVRV) بمزايا كبيرة في التعامل مع مشكلات الضغط الخلفي وضمان التشغيل الآمن في ظل ظروف الضغط الخلفي المتغيرة. ومع ذلك، يجب على المهندسين أيضًا مراعاة المخاطر المرتبطة بتقلبات الضغط الخلفي عند اختيار صمام تخفيف الضغط/الفراغ الذي يعمل بالطيار واتخاذ الاحتياطات اللازمة، مثل خفض الضغط المحدد، واستخدام نظام التحكم في الضغط الخلفي، وتثبيت نظام مراقبة.

بفضل هذا النوع من التصميم والحماية، يمكنك تجنب خطر زيادة ضغط الخزان بسبب تقلبات الضغط الخلفي بشكل فعال، مما يضمن سلامة واستقرار خزانك طوال فترة تشغيله.

إذا كنت بحاجة إلى مزيد من المعلومات حول صمامات التنفس التي يتم تشغيلها بواسطة الطيار أو غيرها من معدات حماية الخزان، فلا تتردد في زيارة موقعنا الإلكتروني لتنزيل كتالوجات المنتجات أو الاتصال بنا مباشرة. نتطلع إلى التعاون معك لتقديم أفضل الحلول لمشروعك.