借助于:Grant Services&Ken Kurko总监Jens Conzen,Genere Safety Services Fauske&Associates,LLC主任
必须保护化学过程植物免受过度压抑的危害。如果要发生失控反应,则这对于反应过程尤其重要,其中压力可以快速积聚。通过安装浮雕装置来实现超压保护,这可以是破裂磁盘或一个减压阀。重要的是,浮雕装置适当尺寸,以确保可用于缓解流出物的足够容量。行业中的一个常见问题是喋喋不休的直接春天操作安全浮雕阀门(DSOSRV)在救济事件期间。在DSOSRV中,阀闭合力由螺旋弹簧提供,螺旋弹簧通过螺钉压缩。一旦阀门入口处的流体压力超过来自弹簧力的压力,阀盘将升力,这打开了一种减压的路径。如果阀门充分尺寸,圆盘应充分提升以提供标称浮雕区域。对于超大阀门,光盘可能仅升高,并且基本上漂浮在流量上。系统中的压力反馈最终会导致不稳定,这可能导致阀门盘打开和迅速地触发,导致颤动或喋喋不休。在阀门修剪时产生的白噪声也可能有助于不稳定性。颤动的特征在于阀盘的高频振荡,其中圆盘不完全打开或关闭。Chatter是一种更剧烈的振荡,阀盘反复撞入阀座。喋喋不休会导致阀门损坏。 This can have dangerous consequences such as a stuck open safety valve that would result in the failure to contain hazardous materials, for example.
Since engineers have to be conservative during the sizing calculation (e.g. rounding up the relief area to the nearest commercial pipe size), it can be assumed that most relief valves are slightly oversized, and therefore, prone to valve chatter due to the starvation of capacity. Recent experimental research [1] has demonstrated that the frequency of chatter is dictated by the quarter wave frequency of the inlet pipe. The quarter wave is a standing wave that is defined by the geometry of the inlet pipe. It is an acoustic phenomenon that is analogous to an organ pipe. Figure 1 illustrates a schematic of a DSOSRV with the quarter wave.
图1:
在核工业中观察到类似的SRV振动问题。在沸水反应器(BWR)植物中,SRV通常沿着主蒸汽管位于主管。流过蒸汽管的蒸汽可以在SRV入口管(或支架管)的前缘处导致将以恒定频率发生的涡流。如果涡旋脱落的频率重合或接近入口管的四分之一波峰,则发生声学共振。这在蒸汽流速增加的动力Uprate程序之后,特别是在电动上起伏之后观察到这一点。尽管当我们使用核植物应用程序比较化学过程设施应用时,励磁机制不同,但响应是相似的。因此,一个解决方案可以适用于两个应用程序。核设施已经安装了声学侧分支(ASB)以减轻共振。假设安装在DSOSRV的入口管中的ASB也可能具有稳定效果,导致阀性能改善。图2示出了安装在核电力设施中的ASB。
图2:来源:http://www.intechopen.com/source/html/6732/media/image74.png
声学辅助分支由一块管道组成,该管子被盲法兰盖住。包含声学阻尼材料的可拆卸罐插入ASB中。声学侧分支有两个主要功能:1)提供阻尼以降低振动的幅度和2)以提供干扰四分之一波的干扰。如果设计正确,它也可以用于产生可能对四分之一波具有取消效果的干扰波,并提供进一步缓解。声学侧分支技术被记录在美国专利US 8393437B2中,该专利US 8393437B2分配给FAI的拥有者的Westinghouse Electric Company LLC。FAI是Westinghouse和Fai的声学测试实验室,参与了ASB的设计和测试。
FAI目前在声学和热液压实验室中表演概念证明。目的是找出声学侧分支,是否可以采用可行的选择,以改善化工厂应用的浮雕阀稳定性。有关更多信息,请联系Jens Conzenconzen@fauske.com.或630-887-5203
参考
[1]C.J.Hös等。Al,天然气服务中直喷式减压阀的动态行为:模型开发,测量和不稳定机制。2014年第31,214,31,211,2014的过程工业损失预防杂志
[2] C.G.Moreno,湍流,振动,噪声和液体不稳定性。第5章计算流体动力学(ISBN:978-953-7619-59-6)