Программа для расчета и подбора предохранительных клапанов.

   Последняя версия программы еще больше расширяет возможности VALVESTAR и благодаря использованию технологии Net-portal отличается удобной графической оболочкой и высокой скоростью обращения к базе данных. Важным усовершенствованием программы VALVESTAR является возможность расчетов для двухфазного потока и термического расширения. Расчет предохранительных клапанов можно выполнять без установки программы при помощи сетевой версии по адресу www.valvestar.com.

   Немецкая компания LESER, ведущий мировой производитель предохранительных клапанов, выпускает 38 видов клапанов для различных отраслей промышленности. Программы расчета предохранительных клапанов разрабатываются компанией с 80-х годов XX века. Началом послужила программа EDP, поддерживающая электронную обработку данных испытательного стенда. Позднее при помощи одной из первых версий операционной системы DOS стало возможным производить расчет предохранительных клапанов по техническим условиям заказчика.
   Для расчета и подбора предохранительных клапанов компания LESER предлагает новую версию программы VALVES-TAR - современную программу уже седьмого поколения VALVESTAR®7.


Необходимость и стандартизация предохранительных клапанов
   Предохранительный клапан многократного срабатывания для пропуска любой рабочей среды должен подбираться по типоразмеру так, чтобы давление внутри защищаемой установки не превышало максимально допустимого.
   Правильно рассчитанный предохранительный клапан должен обеспечить пропуск необходимого количества рабочей среды при требуемом давлении в любых нештатных режимах. При неправильном подборе предохранительных клапанов возрастает возможность неисправностей и аварийных ситуаций. Например, потеря давления на входе может вызвать колебания или высокое противодавление, что может привести к нарушениям в работе.
   Это требует от заводского оператора правильного расчета предохранительных клапанов. Точный расчет, который обеспечит требуемый расход массового потока рабочей жидкости на выходе, легко можно провести с помощью программы VALVESTAR.
   Одним из важнейших факторов таких технологических процессов является статическое и динамическое противодавление.


   Динамическое противодавление зависит от работы трубопровода на выходе, где благодаря VALVESTAR 7 теперь возможно применение труб различных размеров. Это является преимуществом при моделировании реальных ситуаций во время работы. VALVESTAR проверяет допустимое противодавление и выдает предупреждение при его превышении. Аналогичное предупреждение выдается, когда падение давления на входе превышает 3%, что указано во всех ведущих мировых стандартах.
   AD, TRD, TRB и другие стандарты были разработаны в Германии в начале прошлого столетия. На мировом уровне разработку основ расчета достаточно рано начало Американское общество инженеров-механиков (ASME). На национальном и международном уровне непрерывно появлялись новые стандарты расчета предохранительных клапанов, например DIN EN ISO 4126-1, основанный на директиве PED.

Особенности расчета предохранительных клапанов

   Отвечающий техническим условиям расход жидкости предохранительного клапана LESER должен быть рассчитан соответственно международным стандартам.
При расчете учитываются все значимые параметры - требуемое давление, температура, среда, падение давления, противодавление, кавитация. В перечень расширенных параметров расчета входит конкретная информация о рабочей среде - показатель адиабаты, молекулярная масса, условия двухфазного потока и т.д.

Какие возможности предлагает VALVESTAR®7.1?

   Алгоритмы расчета программы основаны на современных вариантах международных стандартов, к которым относятся API 526, стандарт ASME для бойлеров и сосудов высокого давления (разд. VIII, ч. 1), ISO 4126-1 и AD 2000-Merkblatt A2. Пользователи также могут рассчитать термическое расширение согласно API RP 521 и вычислить параметры безопасности для случаев двухфазного потока.

   Программа VALVESTAR предоставляет совершенно новые возможности расчета для случаев двухфазного потока и термического расширения, что является важным усовершенствованием расчетов предохранительных клапанов с помощью VALVESTAR.
   Двухфазный поток представляет собой смесь жидкости и газа при их одновременном выходе из предохранительного клапана Он может возникнуть, когда часть жидкости на выходе вскипает вследствие расширения или в сосуде, защищенном предохранительным клапаном, уже содержится жидкая и газовая фаза. Предохранительный клапан срабатывает при недопустимом повышении давления путем сброса жидкости и газа.
   Для снижения давления при двухфазном потоке были сформулированы различные подходы программного расчета. Наиболее важным является расчет двухфазного потока по стандарту API 520, приложение D (Q-метод), реже используется расчет двухфазного потока согласно VdTUV Merkblatt 100/2 (Инструкция Союза работников технического надзора Германии) и расчет по смешанной формуле LESER. Различные способы расчета представляют собой предмет дискуссий среди специалистов.

API 520, приложение D (&-метод)

   В API 520 рассматриваются отдельно жидкая часть и парообразная часть и суммируются по площади для определения минимально необходимого поперечного сечения потока предохранительного клапана. Различные условия среды при этом не рассматриваются изолированно, для проведения расчета используются данные по всему процессу с использованием расширенной информации.
В API 520 анализируются четыре различных случая.
Двухфазный поток (например, пропан - насыщенная жидкость и насыщенный пар) поступает в предохранительный клапан и вскипает. Несконденсированный газ при этом отсутствует. Это относится и к жидкостям выше и ниже термодинамического центра тяжести в конденсирующем двухфазном потоке.
   В зависимости от конкретного случая, для расчета по формуле могут быть необходимы данные о нескольких показателях процесса:

   Если имеются другие показатели, могут быть применены другие формулы.
   Метод двухфазного расчета только один из ныне применяемых. Появляются и новые методы. Необходимо отметить, что методы, представленные в данном Приложении, не были обоснованы экспериментальным путем, не существует и какой-либо признанной процедуры для определения пропускной способности клапанов сброса давления при двухфазном потоке [API 520].
   Слабое место методики расчета заключается и в необходимости имитации процесса с целью установить диапазон рабочего давления предохранительного клапана. Данные по процессу должны подтверждаться заводским оператором, однако не все заводские операторы имеют возможность получить подобные показатели.

Инструкция Союза работников технического надзора Германии VdTOV Merkblatt 100/2

   В соответствии с этой инструкцией формулы расчета применимы для определенных сред.
   При проведении расчетов предохранительных клапанов по газам и сжиженным средам рассчитывается частичная площадь для газовой фазы и жидкой фазы путем их сложения и последующего умножения на коэффициент 1,2:

Смешанная формула LESER.

   Смешанная формула, разработанная LESER, подтверждена на практике. В этой формуле учитывается, что при сбросе давления горячей воды до атмосферного при температуре до 100 °С вскипания не происходит, а температура свыше 100 °С приводит к вскипанию. Формула показывает, что при сбросе давления не происходит полного вскипания горячей воды, она не меняет свое общее состояние, а это значит, что имеет место частичное вскипание:

Термическое расширение
   Процедура расчетов термического расширения не представлена в немецких и европейских стандартах.
   В соответствии с требованиями стандарта ASME аккумулированное давление должно быть ограничено до 21% максимально допустимого рабочего давления в сосудах, которые защищены устройствами сброса давления, рассчитанными на термическое расширение. Это относится к установкам, состоящим из одного и нескольких устройств, а также дополнительных устройств.
   В соответствии с API RP 521 можно вычислить внешнее воздействие тепла на сосуды. При помощи VALVESTAR 7.1 возможно провести расчеты для различных типов сосудов, в том числе горизонтальных, вертикальных или сферических, при допустимом превышении давления на 21%.


Заключение
   Программа Valvestar® 7.1 обладает удобным интерфейсом и помогает легко рассчитать и подобрать предохранительные клапаны в соответствии с международными стандартами, экономя при этом время и деньги. Программа имеет широкие возможности создания документов с выбором типа программы и несколькими форматами экспорта, например, pdf или xls. Достоинством Valvestar® 7.1 является возможность расчета для случаев двухфазного потока и термического расширения.
   VALVESTAR® 7.1 предназначена для свободного пользования. Расчеты предохранительных клапанов можно производить в режиме online на сайте www.valvestar.com.
   VALVESTAR® 7.1 - это несомненное достижение компании LESER, которая сделала данную программу расчета и подбора предохранительных клапанов доступной для пользователей во всем мире.


LESER
   Немецкая компания LESER является ведущим производителем предохранительных клапанов в Европе. Шаг за шагом компания LESER довела уровень своих предохранительных клапанов до высочайшего и расширила ассортимент, который теперь может удовлетворить потребности всех сфер производства. Ассортимент включает в себя клапаны от переливных, предохранительных и полноподъемных до управляемых предохранительных клапанов, предохранительных клапанов в сочетании с разрывной мембраной и клапанов снижения давления для самых разных областей применения.