Статья содержит тест для закрепления изложенного материала
Предохранительный клапан - вид арматуры, предназначенный для защиты трубопроводов, емкостей, и оборудования от избыточного давления.
Предохранительные клапаны устанавливаются на котлах, емкостях, в обвязке редукционных клапанов и т.д.
Важно отметить, что предохранительные клапаны не подбираются по диаметру трубопровода, на котором они установлены.
Это значит, что для защиты трубопровода Ду100 не следует устанавливать клапан Ду100.
Стоит обратить внимание, что полноподъемные клапаны и пропорциональные клапаны с одинаковым диаметром патрубка подключения могут иметь пропускную способность, отличающуюся в 3,5-4 (!) раза.
Как же подбираются предохранительные клапаны и на что обратить внимание при подборе?
Для подбора предохранительных клапанов неоходима следующая информация:
Наименование рабочей среды (пар, вода, воздух и т.д.); 
Расход среды;
При выборе предохранительного клапана необходимо руководствоваться номинальным расходом среды в защищаемом трубопроводе, несмотря на то,
что клапан сбрасывает через себя только то количество среды, которые вызывает избыточный рост давления. 
Давление срабатывания (настройки).
Давление срабатывания принимают выше номинального рабочего давления, чтобы исключить срабатывание в номинальном режиме.
Большинство производителей рекомендует принимать давление срабатывания с коэффициентом 1,1Рр для жидкостей и 1,15Рр для газов и водяного пара.
На что еще следует обратить внимание?
Тип клапана
- пропорциональный: как правило, чаще применяются на жидкостях и имеют меньшую пропускную способность
- полноподъемный: имеют большую, нежели у пропорциональных, пропускную способность. Часто применяются для газов и насыщенного пара.Материал корпуса клапана (латунь/чугун/сталь/нержавеющая сталь) и совместимость корпуса с рабочей средой;Материал уплотнений, а также совместимость с рабочей средой;Место установки (в помещении/на улице). Монтаж клапана: сбросной патрубок подсоединяется к безнапорному трубопроводу.
При монтаже клапанов на пар необходимо предусмотреть отводной патрубок вверх и дренажную трубку (для образовавшегося конденсата) вниз.
Варианты монтажа клапанов изображены ниже.
Методы подбора предохранительных клапанов. Инженерный расчет клапанов довольно сложный и энергозатратный. Производится по формулам и включает в себя большое количество исходных величин:
- для водяного пара;
- для воды, где
- В1 - коэффициент, учитывающий физико-химические свойства водяного пара при рабочих параметрах перед клапаном;
- В2 - коэффициент, учитывающий соотношения давлений перед клапаном и за клапаном;
- F - площадь сечения клапана, равная наименьшей площади сечения в проточной части седла, мм2;
- α - коэффициент расхода, соответствующий площади F
- ρ - плотность пара, газа или жидкости перед клапаном при параметрах Р1 и Т1, кг/м3;
- Р1 - наибольшее избыточное давление перед клапаном (избыточное давление до клапана, равное давлению полного открытия), МПа (кгс/см2);
- Р2 - наибольшее избыточное давление за клапаном (избыточное давление за клапаном в положении его полного открытия), МПа (кгс/см2).
Как говорилось ранее, данный метод достаточно энергозатратный и трудоёмкий. Поэтому значительно легче использовать метод №2.
Использование сводных таблиц с предварительно рассчитанными пропускными способностями клапанов.
Данные таблицы составлены для различных сред с широким диапазоном давления срабатывания, что значительно упрощает подбор клапанов.
Такие таблицы Вы можете увидеть на нашем сайте в товарах, которые находятся в разделе предохранительные клапаны.
В данных значениях уже учтены все коэффициенты и величины, используемые для расчетов.
Т.е. для выбора клапана необходимо лишь взять ближайшее большее значение пропускной способности при необходимом давлении и расходе.
Пример.
Необходим предохранительный клапан для установки после редукционного клапана.
Исходные данные для подбора клапана следующие:
- Среда - пар;
- Расход пара Gп=1850 кг/ч;
- Давление настройки Р=5 бар(и).
В первом столбце выбираем давление настройки Р;
Далее, перемещаясь вправо от выбранного давления срабатывания, находим значение расхода пара равное или больше требуемого.
Таким образом, для выполнения исходной задачи, необходим полноподъемный предохранительный клапан Ду40х65 с пропускной способность 1982 кг/ч.
Одним из недостатков данного метода является то, что при значениях давления между указанными в таблице необходимо произвести линейную интерполяцию для получения более точного результата.
Программа подбора WiseSelect.
Инженеры Wise Engineering максимально упростили подбор предохранительных клапанов в программе подбора WiseSelect.
Работа программы основана на методе подбора по таблицам производителя (см. выше) и включает в себя следующие преимущества:
- подбор клапанов для различных сред: вода, насыщенный пар, воздух
- расчет пропускной способности при давлениях настройки с точностью до 0,1 бар.
- подбор оптимального решения с учетом не только пропускной способности, но и стоимости
- высока скорость расчета (расчет занимает не более 30 секунд)
- возможность выбора клапана по материалу корпуса и типу присоединения.
Если у Вас остались вопросы по данной статье или по использованию программы подбора, Вы можете обратиться к инженерам компании Вайз Инжиниринг.