Безопасност на предпазните клапани: Методът на DIERS за оразмеряване на аварийните отдушници

Отвеждането на опасни газове чрез вентилация предотвратява тяхното натрупване в помещения, в които се намират хора, както и опасното повишаване на налягането в тръбопроводи. Институтът за системи за аварийно освобождаване на налягане (Design Institute for Emergency Relief Systems – DIERS) е разработил утвърдена методика за определяне на необходимия размер на отдушниците. Тя дава конкретни препоръки относно размерите на отвърстията при предпазните клапани и при проектирането на вентилационни системи за освобождаване на налягане.

Стандартът

DIERS е част от Американския институт на инженерите-химици (American Institute of Chemical Engineers – AIChE). Методиката на DIERS е описана подробно в публикацията „Emergency Relief System Design Using DIERS Technology“ („Проектиране на системи за аварийно освобождаване чрез технологията на DIERS“).

Размерът на отдушника се определя въз основа на скоростта, с която налягането трябва да бъде понижено, след като то достигне зададеното гранично стойност, при която предпазният клапан се отваря.

Препоръки за проектиране

Според стандартите на DIERS при проектирането на системи за безопасност трябва винаги да се приема най-неблагоприятният сценарий.

Методиката описва включването на аварийни отдушници за неконтролируеми химични реакции (т.нар. „runaway reactions“) в технологични съдове. Важно е да се има предвид, че DIERS не предоставя указания за системите от колектори (vent header systems), които събират изходите от няколко отдушника.

Както се посочва в „Encyclopedia of Chemical Processing and Design, Volume 61“, основният метод за оразмеряване на отдушници при газообразуващи системи е двуфазното отдушване, при което налягането се поддържа постоянно. Проектирането по метода на DIERS предполага, че при активиране на системата за освобождаване на налягане скоростта на газогенериране е максимална.

Ако изчисленият размер на клапана или на тръбата за отвеждане се окаже по-малък от размера на стандартна арматура, инженерите са длъжни да използват по-голям стандартен размер от изчисления.

Допълнителни препоръки

DIERS допуска моделиране на химични реактори с цел определяне на оптималния дизайн на аварийния отдушник в случаите, когато хода на химичната реакция не може да бъде точно описан със съществуващи уравнения.

Освен това методиката позволява използването на лабораторни (bench-scale) модели за оценка на най-лошия сценарий при изпитвания на отдушване на хибридни течливо-газови системи.

Като добра практика се препоръчва системите за освобождаване на налягане да включват резервни варианти за действие при запушване на линията на отдушника.