Расчет размера вентиляционной трубы резервуара для хранения этанола Это проблема защиты от избыточного давления и вакуума, а не правило, согласно которому каждый резервуар должен иметь патрубок определенного диаметра. Заполнение вытесняет пары; отвод продукта и охлаждение могут создать вакуум; нагрев и другие изменения в работе могут привести к выходу газов наружу; а вероятные аварийные ситуации могут потребовать отдельного расчета сброса давления. Пары этанола также вызывают вопросы, связанные с воспламенением и выбросами. Покупатель должен предоставить точную смесь этанола, проектные ограничения емкости, максимальные скорости перекачки, условия площадки и предполагаемый маршрут отвода паров, чтобы квалифицированный инженер мог рассчитать и проверить всю систему в сборе. В этом руководстве объясняются исходные данные и проверки; оно не дает универсального размера, уставки или разрешения на изображенное изделие.
Подтвердите назначение резервуара и границу давления
Начните с утвержденного чертежа резервуара и технического паспорта. Зафиксируйте, является ли сосуд атмосферным или рассчитан на определенное давление или вакуум, и определите лимитирующий элемент: обечайку, крышку или днище, лаз, смотровое стекло, уплотнение, подсоединенную трубу или другую арматуру. Не делайте выводов о номинальных параметрах на основании того, что резервуар изготовлен из нержавеющей стали, имеет верхний фланец или использовался для работы с другим спиртом. Подтвердите фактическую концентрацию этанола, содержание воды, добавки, ожидаемую рабочую температуру, максимальный уровень заполнения, а также то, находится ли резервуар в помещении или на открытом воздухе. Технологический процесс и применимый нормативный документ определяют, как положения о легковоспламеняющихся жидкостях применяются к данной установке.
Сфотографированный приемная емкость для спирта объемом 1 000 л дает полезный пример формы сосуда и соединений без арматуры; это не является свидетельством наличия установленного вентиляционного отверстия, пламегасителя, азотной подушки, допуска для работы во взрывоопасных зонах или безопасной уставки. Покупателям следует запрашивать их в качестве отдельных проектных deliverables. Более широкий диапазон емкости резервуаров включает другие геометрии, границы давления и соединения которых требуют отдельного рассмотрения.
Свяжите каждый достоверный случай вдоха и выдоха
При нормальной вентиляции необходимо учитывать перекачку жидкости и тепловое «дыхание». Во время наполнения поступающая жидкость вытесняет газ из верхнего пространства и может способствовать образованию паров; во время опорожнения газ-заменитель должен поступать достаточно быстро, чтобы избежать образования вакуума, превышающего допустимый предел для емкости. Нагрев жидкости или верхнего пространства может усилить выделение паров, тогда как охлаждение — их поглощение. Следует учитывать вероятные одновременные сценарии — например, быструю откачку во время охлаждения или наполнение, когда жидкость теплее, чем температура в резервуаре. Переключение между партиями, очистка, инертизация, рекуперация паров и взаимосвязанная последовательность перекачки могут изменять расходы и перепады давления. Необходимо задокументировать, какие условия являются нормальными, какие — аномальными, и какие требуют независимых мер безопасности.
Эт Руководство по вентиляции Института стальных резервуаров / Ассоциации производителей стальных листов объясняет, почему нормальное и аварийное вентилирование разделены, а также почему конструкция резервуара и конфигурация системы имеют значение. Для выполнения фактического расчета используйте действующий применимый стандарт и квалифицированного проектировщика. Если предлагается азотная подушка, необходимо также оценить отказ подачи в открытом положении, реакцию регулятора и взаимодействие с вентиляцией. Регулятор создания подушки из газа не является заменой независимой защиты от избыточного давления и вакуума.
Отделите нормальную вентиляцию от аварийного сброса давления
Обычный дыхательный клапан или иной предусмотренный путь справляется с ожидаемыми условиями эксплуатации. Аварийный сброс рассчитан на маловероятные экстремальные нагрузки, которые для наземного резервуара с горючей жидкостью могут включать пожар от внешнего источника возгорания и другие специфические для объекта события. Эти функции нельзя объединять в один произвольный размер трубопровода. Там, где применимы положения Управления по охране труда и гигиене труда США (OSHA) по хранению горючих жидкостей, стандарт 29 CFR 1910.106 разделяет нормальное вентилирование для заполнения, опорожнения и температурных изменений и аварийный сброс при воздействии огня. Ответственная проектная группа должна проверить применимость, допустимые условия для резервуара и действующие редакции других соответствующих норм; данная статья не определяет выбор предохранительного устройства для реальной установки.
Проверьте весь установленный тракт потока, а не только номинальное сечение сопла. Пламегаситель, фильтр, длинный сливной трубопровод, скопление конденсата, коллектор рекуперации паров или закрытый клапан могут привести к дополнительному падению давления или образованию засора. Производительность устройства зависит от указанного давления в потоке и данных испытаний производителя, а не только от диаметра его соединений. Обзор устройств для вентиляции резервуаров компании Protectoseal описывает взаимосвязь между рабочим давлением, вдохом, выдохом и устройствами защиты или аварийными устройствами. Описания его продукции не заменяют полный расчет проекта.
Создайте реестр корпусов перед сравнением устройств
| Кейс для оценки | Требуется информация | Потенциальные последствия в случае пропуска |
|---|---|---|
| Максимальное заполнение | Фактическая характеристика насоса, одновременное поведение тепла и пара, выпускной путь | Избыточное давление при перекачке |
| Максимальная сумма вывода | Скорость откачки, кожух охлаждения, источник замещающего газа | Вакуумная деформация и деформация оболочки |
| Термическое дыхание | Диапазон температур на объекте, площадь воздействия, изоляция и рабочий цикл | Неучтенное суточное колебание давления |
| Неисправность подачи азота, если используется | Давление питания, режим отказа регулятора, независимая защита | Внезапный приток газа |
| Засорение системы улавливания паров топлива | Длина линии, приборы, конденсат, противодавление в коллекторе | Номинальная производительность клапана не обеспечивается у резервуара |
| Аварийная нагрузка | Пожар или другое применимое расчетное условие и открытая геометрия | Недостаточная независимая пропускная способность сброса |
Инженер должен зафиксировать, какие варианты могут сосуществовать, метод расчета, требуемый расход в каждом направлении, уставки оборудования, фактический сертифицированный расход при данных условиях, перепад давления до точки сброса, а также запас по предельным параметрам резервуара. Не следует слепо добавлять все возможные варианты или игнорировать вероятные комбинации; рамки определяются технологическим процессом и применяемым методом расчета.
Учитывайте направление испарений и выбросы на раннем этапе
Выделение паров этанола непосредственно вблизи дверей, воздухозаборников, источников воспламенения или рабочих зон может быть недопустимым. Анализ безопасности и воздействия на окружающую среду для конкретного объекта должен определять расположение выпускного отверстия вентиляции, рекуперацию или очистку паров, защиту от атмосферных воздействий, дренаж и изоляцию от других систем. Общий коллектор может создавать противодавление или перекрестный поток из соседних резервуаров, особенно во время одновременных перекачек. Если коллектор недоступен, следует определить, прекращается ли перекачка, имеется ли безопасный альтернативный путь или применяются другие инженерные решения. Ни в коем случае не глушите вентиляционное отверстие исключительно для предотвращения запаха или сокращения потерь.
Не следует полагать, что пламегаситель автоматически подходит или является достаточным. Выбор устройства зависит от рабочей среды, состава паров, конфигурации трубопроводов, потенциальных источников воспламенения и утвержденного метода проектирования. Пламегасители и дыхательные клапаны также требуют доступа для осмотра и технического обслуживания, и их склонность к засорению имеет значение. Аналогичным образом, азотная подушка не исключает необходимости учета легковоспламеняющихся паров во время технического обслуживания, заполнения и сброса через вентиляционную трубу. Руководство по материалам для хранения этанола рассматривает другое решение — совместимость сосуда и арматуры, в то время как эта страница сосредоточена на пропускной способности газового пространства и вентиляционного отверстия.
Настройки давления и вакуума должны соответствовать сосуду
Уставки управления и сброса должны быть согласованы в пределах одобренного рабочего диапазона сосуда с учетом допусков оборудования, текущего давления, потерь в линии и возможных видов отказов. Настройка, которая кажется ниже предела на паспортной табличке, все равно может быть небезопасной, если устройство не может пропустить требуемый расход до достижения более высокого давления. Техническое обсуждение резервуаров-хранилищ АЭО предупреждает, что многие резервуары для хранения не выдерживают значительного давления или вакуума, и предостерегает от изменения настроек клапанов без учета конструкции резервуара. Это утверждение является общим инженерным предупреждением; оно не указывает допустимое давление для данного изделия YIYI.
Если в проекте рекуперации паров предлагаются более жесткие настройки вентиляционных отверстий, переоцените резервуар и все подключенные компоненты, вместо того чтобы полагаться на существующую полевую регулировку. Изменение температуры, продукта, увеличение размера насоса, изменение обратной линии или новая фильтрация могут аннулировать более ранний расчет. Храните расчеты, технические паспорта оборудования и исполнительные технологические схемы (P&ID) под контролем изменений. Связанный Руководство по хранению растворителей охватывает более широкие вопросы объекта и материалов; точный состав этанола и его монтаж по-прежнему требуют собственного инженерного обоснования.
Что запрашивать в комплекте документации для расчета предохранительных устройств (вентов)
Запросите у проектировщика или поставщика чертеж резервуара и проектные ограничения; рабочую среду и паспорт безопасности; максимальные скорости заполнения и опорожнения; тепловые режимы и аварийные случаи; применимый стандарт и пересмотр расчетов; результаты нормального вдоха и выдоха; обоснование аварийного сброса; модель устройства и номинальную пропускную способность при соответствующем давлении; расчет падения давления на полной линии сброса; место сброса; интерфейсы системы рекуперации паров; детали монтажа; а также план инспекций и испытаний. Укажите ответственных за владение резервуаром, дыхательным клапаном, трубопроводом, средствами управления, экологическим разрешением и вводом в эксплуатацию. Коммерческое предложение, в котором указан размер дыхательного клапана без расчетов, данных по пропускной способности и граничных условий, не является завершенным инженерным анализом.
На заводе подтвердите соединения сосуда и запроектированную границу по документации. На объекте проверьте ориентацию устройства, уставки, обвязку, опоры, дренаж, направление сброса, КИП, логику срабатывания сигнализации и остановки перекачки, а также фактический путь потока. Используйте контролируемый метод пусконаладки; не создавайте избыточное давление и не вакуумируйте резервуар для “проверки” работы предохранительной системы. Запланируйте периодический осмотр и повторные испытания в зависимости от условий эксплуатации, рекомендаций производителя и программы анализа рисков объекта. Фиксируйте любые последующие изменения насоса, коллектора сброса, рабочей среды или системы подушки из инертного газа.
Обучающее видео: назначение дыхательного клапана резервуара
В этом коротком видео объясняется, почему резервуару для хранения необходим путь для газового пространства. Это лишь концептуальная иллюстрация, а не специфический для этанола проект или метод расчета размеров.
Посмотрите концептуальное видео о вентиляции бака на YouTube.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли выбрать размер вентиляционного отверстия только на основе объема резервуара для этанола?
Нет. Расчёт зависит от скоростей переноса, тепловых изменений, возможных аварийных режимов, ограничений сосуда, пропускной способности устройств, потерь в трубопроводах и применимых стандартов. Номинальный объем — это лишь один из исходных параметров.
Одинаков ли диаметр штуцера резервуара с производительностью вентиляции?
Нет. Пропускная способность зависит от выбранного устройства, его характеристик открытия и расчетных условий, всей трассы трубопровода и перепада давления. Голый штуцер сам по себе не защищает резервуар.
Устраняет ли азотная подушка необходимость расчета системы вентиляции и сброса давления?
Нет. Заполнение, опорожнение, тепловое изменение, неисправности регуляторов и аварийные ситуации по-прежнему должны оцениваться с учетом пределов давления и вакуума резервуара.
