KR20140087477A - Methods of Safety Valve installation - Google Patents

Abstract

The present invention relates to a method for installing a safety valve. The method for installing a safety valve according to the present invention comprises the steps of: (a) checking conditions of systems and equipment requiring protection; (b) selecting properties of fluid flowing in a valve, a set point, and a management case; and (c) checking the sizes of an inlet and an outlet by calculating the size of the safety valve.

Description

안전밸브 설치 방법{Methods of Safety Valve installation}Methods of Safety Valve installation [

본 발명은 안전밸브 설치 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 공정에 필요한 안전밸브의 외부환경에 적합한 조건을 확인하여 안전밸브의 사이즈를 계산하는 PSV 설치 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a safety valve mounting method, and more particularly, to a PSV mounting method for calculating a size of a safety valve by confirming conditions suitable for an external environment of a safety valve necessary for a process.

안전밸브(Safety valve)라 함은 밸브 입구쪽의 압력이 설정압력에 도달하면 자동적으로 스프링이 작동하면서 유체가 분출되고 일정압력 이하가 되면 정상 상태로 복원되는 밸브를 말한다. 일반적으로 가스와 증기를 취급할 경우 안전밸브(SV: safety valve), 액체를 취급할 경우 릴리프 밸브(RV: relief valve), 액체와 증기를 같이 취급할 경우 세이프티 릴리프 밸브(SRV: safety relief valve)로 구분한다. Safety valve refers to a valve that automatically returns to the normal state when the pressure at the inlet side of the valve reaches the set pressure and the spring is activated and the fluid is ejected and the pressure drops below a certain pressure. Generally, safety valves (SV) are used when handling gases and vapors. Relief valves (RV) are used when handling liquids. Safety relief valves (SRV) .

그 외 일부에서는 안전밸브를 RV(relief valve), SRV(safety relief valve), PRV(pressure relief valve), PSV(pressure safety valve), TSV(temperature safety valve), 파열판(rupture disc)로 구분하여 쓰기도 한다. In others, safety valves are divided into RV (relief valve), SRV (safety relief valve), PRV (pressure relief valve), PSV (pressure safety valve), TSV (temperature safety valve) and rupture disc Also.

일반적으로 밸브의 작동방식에 따라서 스프링식 안전밸브, 파열판식 안전밸브, 가용전식 안전밸브로 구분한다. 안전밸브의 성능은 분출(개시)압력, 분출정지압력, 분출개시압력차, 분출용량의 정확도로 정해진다. Generally, it is classified into a spring type safety valve, a rupture type safety valve, and an avant-garde safety valve according to a valve operation method. The performance of the safety valve is determined by the accuracy of the ejection (start) pressure, the ejection stop pressure, the ejection start pressure difference, and the ejection volume.

밸브가 열려 가스가 분출할 때 그 입구측 압력을 분출압력, 밸브가 닫혀 가스의 유출이 정지되었을 때 그 입구의 압력을 분출정지압력, 분출압력과 분출정지압력의 차이를 분출차 압력이라고 한다. When the valve is opened and the gas is ejected, the inlet pressure is called the ejection pressure. When the valve is closed and the gas outflow is stopped, the inlet pressure is called the ejection stop pressure, and the difference between the ejection pressure and the ejection stop pressure is called the ejection difference pressure.

안전밸브를 사용하는 장치에서의 압력상승(over pressure) 요인에는 외부화재, 주변의 대기온도 및 기압변화, 밸브의 오작동, 설비의 오동작(회전기기의 정지 등), 계기의 오작동, 운전원의 오조작, 기타 설비 내부에 반응물의 침적이나 저장물간의 비중차로 인한 롤오버(roll over) 현상 등이 있다.The overpressure factors in safety valve devices include external fire, ambient temperature and pressure changes, malfunction of valve, malfunction of equipment (malfunction of rotating equipment), malfunction of instrument, malfunction of operator , Roll over phenomenon due to deposition of reactants inside the equipment or difference in specific gravity between the stored materials.

또한, 밸브가 분출시 급격하게 디스크가 상하로 진동하여 밸브의 이음새가 느슨해져 유체의 누설이 발생할 수 있는 채터링 현상, 분출과 정지를 심하게 반복하는 난조의상태에서 충격에 의해 시트부분을 침식시키고 배관의 문제를 일으키는 헌팅, 밸브의 분출 정지시 밸브가 완전히 닫히지 않아 소량의 증기가 계속해서 누설되는 와이어 드로잉 현상등을 예방할 필요가 있었다.In addition, when the valve is blown out, the disk abruptly vibrates up and down to loosen the seam of the valve, causing the chattering phenomenon in which fluid leakage may occur, It is necessary to prevent the wire drawing phenomenon in which a small amount of steam leaks continuously because the valve is not closed completely when the valve is shut down.

따라서 밸브 설계시에는 압력상승에 의한 기계적 파손, 제품 손실, 독성 물질의 방출, 인명 피해등의 치명적 문제가 될 수 있는 요인을 제거하거나 최소화하기 위한 Pressure relief system 설치가 필요하다. Therefore, when designing a valve, it is necessary to install a pressure relief system to eliminate or minimize factors that may be fatal such as mechanical damage, product loss, release of toxic substances, and personal injury due to pressure rise.

밸브의 사이즈(size)는 상기 요인 제거의 중요한 요인이고, 따라서 구체적인 PSV의 사이즈를 계산하는 것도 규격을 따라야 함은 물론이고, 일반적으로 국제 표준 규격에서 제시하는 계산식을 통해 접근해야 한다.The size of the valve is an important factor in eliminating the above factors. Therefore, it is necessary to calculate the specific size of the PSV as well as to conform to the standard.

그러나, 설계에서 계산된 밸브 사이즈 및 밸브 제조업자의 실제 제조과정의 밸브 사이즈는 오차가 발생될 가능성이 높기 때문에 이를 최소화할 사전 프로세스가 필요하다
However, since the valve size calculated in the design and the valve size of the actual manufacturing process of the valve manufacturer are highly likely to be error, a pre-process is required to minimize this

대한민국 공개특허공보 제 2002-0000965호Korean Patent Publication No. 2002-0000965

따라서, 본 발명은 종래 안전밸브 설치 방법에서 제기되는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 보호가 필요한 시스템 및 장비의 조건을 판단하는 과정 및 파이프를 통과하는 유체의 특성등의 변수를 통해 PSV의 사이즈를 계산할 수 있도록 한 PSV 설치 방법이 제공됨에 발명의 목적이 있다.Accordingly, the present invention was conceived to solve the above-mentioned problems and disadvantages encountered in the conventional safety valve installation method, and it is an object of the present invention to provide a method for determining the conditions of systems and equipment requiring protection, A method of installing a PSV to calculate the size of the PSV is provided.

본 발명의 상기 목적은, (a) 보호가 필요한 시스템 및 장비의 조건을 확인하는 단계; (b) 밸브를 흐르는 플루이드 특성, 세트 포인트 및 관리 케이스 선정하는 단계; (c) PSV 사이즈 계산을 통한 주입구 및 배출구의 사이즈를 체크하는 단계; 및 (d) 설계된 PSV를 벤더로부터 주문받아 설치하는 단계; 를 포함하는 PSV 설치 방법이 제공됨에 의해 달성된다.The above object of the present invention can be achieved by a method comprising: (a) confirming conditions of a system and equipment requiring protection; (b) selecting a fluid characteristic, a set point and a management case flowing through the valve; (c) checking the sizes of the inlet and outlet through the PSV size calculation; And (d) ordering and installing a designed PSV from a vendor; A PSV installation method is provided.

이때, 상기 (b) 단계는 밸브가 설치되는 환경에 따른 변수가 가변적일 수 있다.At this time, the variable according to the environment in which the valve is installed may be variable in the step (b).

또한, 상기 (c) 단계는 요구되는 릴리빙 구역(relieving area)을 계산하고 오리피스 사이즈 및 타입을 결정할 수 있다.Also, step (c) may calculate the required relieving area and determine the orifice size and type.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 PSV 설치 방법은 밸브 공급처의 밸브 납품에 앞서 다양한 외부 조건을 고려한 밸브의 사이즈를 계산할 수 있으므로 밸브에 작용되는 압력에 저항할 수 있는 내구성이 있는 밸브를 제공받을 수 있는 장점이 있다.As described above, since the PSV installation method according to the present invention can calculate the size of the valve considering various external conditions prior to delivery of the valve of the valve supply source, it is possible to provide a durable valve capable of resisting pressure acting on the valve There are advantages to be able to.

도 1은 일반적인 PSV를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 PSV 설치 방법의 순서를 나타내는 플로우 차트.1 is a cross-sectional view showing a general PSV;
2 is a flowchart showing a procedure of a PSV installation method according to the present invention;

본 발명에 따른 전기 검사장치 및 방법의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.The electrical inspection apparatus and method according to the present invention will be apparent from the following detailed description of preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
The terms used herein are intended to illustrate the embodiments and are not intended to limit the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is to be understood that the terms 'comprise', and / or 'comprising' as used herein may be used to refer to the presence or absence of one or more other components, steps, operations, and / Or additions.

도 1은 일반적인 PSV를 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 PSV 설치 방법의 순서를 나타내는 플로우 차트이다.FIG. 1 is a sectional view showing a general PSV, and FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of a PSV installing method according to the present invention.

먼저, PSV(100)는 관련없는 두개 이상의 fail은 동시 고려하지 않고, 오퍼레이터의 실수는 잠재적 발원지로 고려되고, Fail-safe device나 automatic start-up equipment는 PSV(100)를 대신할 수 없고, interlock system도 PSV(100)를 대신할 수 없고, 한 over pressure의 조건이 또다른 경우를 연속적으로 야기한다면 동시에 고려해야한다는 전제에서 출발한다.First, the PSV 100 does not consider two or more unrelated failures simultaneously, the operator's real number is considered as a potential source, the fail-safe device or automatic start-up equipment can not replace the PSV 100, system also can not replace PSV (100), and one over pressure condition must be considered simultaneously if it causes another case in succession.

PSV(100)는 시스템 또는 압력용기가 최대 허용 운전압력을 초과하지 않도록 보호하기 위해서 공급되는 최대 가능 용량을 방출시킬 수 있어야 한다. 이 용량은 정상시의 운전용량보다 매우 많은 용량이다. The PSV 100 should be capable of discharging the maximum available capacity to protect the system or pressure vessel from exceeding the maximum permissible operating pressure. This capacity is much larger than the normal operation capacity.

따라서, 밸브가 허용 운전압력을 초과하는 여부 또는 보호가 필요한 시스템 및 장비의 조건을 확인하는 단계가 선행될 필요가 있다. 압력 상승(over pressure)의 원인이 어디에 있는지를 선정하는 단계는 PSV(100) 설계의 방향을 잡는 시발점이 될 수 있다.Therefore, it is necessary to precede the step of confirming whether the valve exceeds the permissible operating pressure or the condition of the system and equipment requiring protection. Selecting where the cause of the overpressure is located can be a starting point for designing the PSV 100 design.

예를 들어, 압력공급원의 최고 압력이 설비의 설계압보다 낮을 경우 즉, pump, filter, block valve 순으로 있을 때 pump 최고 압력이 10KG, filter 설계압이 15KG 인경우 blocked outlet case에서도 설비(filter)가 과압 조건이 안되므로 PSV(100) 미설치 사유가 될 수 있다.For example, if the maximum pressure of the pressure source is lower than the design pressure of the plant, ie, in the order of pump, filter and block valve, the maximum pressure of the pump is 10KG, The PSV 100 can not be installed due to the overpressure condition.

그리고, 공정 또는 압력용기에 적용될 경우에는 제어장치의 고장, 화재, 펌프의 고장, 제어불능에 따른 화학작용 등과 같은 사항들도 고려하여 밸브를 선정할 필요가 있다.In addition, when applied to a process or a pressure vessel, it is necessary to select a valve considering factors such as failure of the control device, fire, failure of the pump, and chemical action due to inability to control.

압력 제어용 밸브가 설치된 장소에 사용되는 PSV(100)는 운전용량보다 더 크게 선정하도록 한다. 바이패스 밸브 또는 병렬로 밸브가 설치된 장소에서 사용되는 PSV(100)는 이 두 밸브의 용량을 합한 양을 해소시킬 수 있는 용량을 선정하여야 한다. The PSV (100) used in the place where the pressure control valve is installed should be selected to be larger than the operation capacity. The PSV (100) used in the place where the bypass valve or the valve is installed in parallel should select the capacity which can solve the sum of the capacity of these two valves.

한편, 밸브를 흐르는 플루이드 특성, 세트 포인트 및 관리 케이스 선정하는 단계 즉, 밸브가 설치되는 환경에 따른 변수는 다양하기 때문에 설치 목적을 선정하고 그 방향을 잡는 순서가 진행될 수 있다.On the other hand, since the variable depending on the environment in which the valve is installed, that is, the step of selecting the fluid characteristic, the set point, and the management case flowing through the valve, there are various variables.

예를 들면, 증기시스템에서의 PSV(100)의 설정압력을 결정할 때는 기본적으로 다음과 같이 두 가지 사항을 고려해야 한다.For example, when determining the set pressure of the PSV 100 in a steam system, there are basically two things to consider:

1. PSV(100)의 설정압력은 보일러, 압력용기 또는 시스템을 보호할 수 있는 최대허용 초과압력(MaximumAllowable Accumulated Pressure. MAAP)을 초과하지 않도록 충분히 낮아야 한다.1. The set pressure of the PSV (100) shall be sufficiently low to not exceed the Maximum Allowable Accumulated Pressure (MAAP) to protect the boiler, pressure vessel or system.

2. PSV(100)의 설정압력은 정상적인 시스템 압력에서 밸브가 열리지 않도록 정상 운전압력(Normal Operating Pressure)보다 충분히 높아야 한다. 그러나, 시스템의 최대허용 운전압력(Maximum Allowable Working Pressure, MAWP)보다 높지 않아야 한다.2. The set pressure of the PSV (100) must be sufficiently higher than the normal operating pressure to prevent the valve from opening at normal system pressure. However, it should not be higher than the Maximum Allowable Working Pressure (MAWP) of the system.

비록 시스템의 운전조건을 고려하지 않을지라도 PSV(100)의 설정압력은 항상 분출차를 허용할 수 있는 충분한 여유를 가질 수 있도록 시스템의 운전압력보다 충분히 높아야 한다. PSV(100)의 설정압력이 정상 운전압력 바로 위에서 설정되면 PSV(100)의 차단기능이 제대로 이루어지지 않을 수도 있다.Even though the operating conditions of the system are not taken into consideration, the set pressure of the PSV 100 should always be sufficiently higher than the operating pressure of the system to allow sufficient margin to allow the sprung mass. If the set pressure of the PSV 100 is set just above the normal operating pressure, the shutoff function of the PSV 100 may not be performed properly.

시스템의 운전압력과 PSV(100)의 설정압력을 가능한 근접하게 설치해야 하는 경우, PSV(100)가 충분한 차단기능을 보장할 수 있도록 분출정지압력(Blowdown Pressure)과 시스템의 운전압력사이에 최소 0.1bar 의 여유를 두도록 한다. If the operating pressure of the system and the set pressure of the PSV 100 need to be set as close as possible, the PSV 100 must have a minimum of 0.1 between the blowdown pressure and the operating pressure of the system, Allow a margin of bar.

이 경우 0.1bar 의 여유를 더하기 전에 시스템의 운전압력 변화(압력제어의 비례 대의 결과)를 따져 보아야 한다.In this case, you should look at the operating pressure change of the system (the result of proportional band of pressure control) before adding 0.1bar margin.

시스템의 최대허용 초과압력은 설비의 설계기준에 따라 다르다. 그러나, 대부분 적어도 최대허용 운전압력의 10%이상이 되도록 설계되어 있다. 이 의미는 분출 압력이 설정압력의 10%이내인 PSV(100)의 설정압력은 최대허용 운전압력으로 설정할 수 있다는 것을 의미한다. 그러나, 분출 압력이 설정압력의 10%를 초과하는 PSV(100)의 경우에는 최대허용 초과압력을 초과하지 않도록 더 낮은 압력에서 설정되어야 한다.The maximum permissible overpressure of the system depends on the design criteria of the installation. However, it is mostly designed to be at least 10% of the maximum permissible operating pressure. This means that the set pressure of the PSV (100) where the ejection pressure is within 10% of the set pressure can be set to the maximum permissible operating pressure. However, in the case of a PSV (100) where the ejection pressure exceeds 10% of the set pressure, it should be set at a lower pressure so as not to exceed the maximum permissible overpressure.

한편, 밸브에 흐르는 플루이드 특성, 세트 포인트 및 관리 케이스 선정을 해야 한다.On the other hand, it is necessary to select the fluid characteristic, set point and management case flowing in the valve.

PSV(100)의 용량표가 주어지지 않았거나 특정 유체 및 공정조건(배압, 점도 등)이 제시되지 않았다면 최소 요구 오리피스 면적에서 계산해볼 필요가 있으며, 보다 더 큰 오리피스를 갖는 적당한 밸브를 선택한다. If no capacity table for the PSV 100 is given or specific fluid and process conditions (back pressure, viscosity, etc.) are not presented, a suitable valve with a larger orifice is selected, which needs to be calculated from the minimum required orifice area.

밸브 용량 선정에 대한 정확한 공식은 적용된 PSV(100)의 규정에 따른다. 그리고 PSV(100)의 규정에 따른 사이즈가 계산되면 주입구(inlet)(101) 및 배출구(outlet)(102)의 사이즈를 확인할 수 있다.The exact formula for valve capacity selection shall be in accordance with the requirements of the applicable PSV (100). The size of the inlet 101 and the outlet 102 can be confirmed when the size of the PSV 100 is calculated.

벤더마다 orifice size와 discharge coefficient(이하 Kd value)가 다르기 때문에 기본적으로는 PSV(100) vendor가 결정되기 전까지는 정확한 사이즈 및 타입 결정이 불가능하나, API 기준으로 사전에 계산할 수 있다. Since the vendor's orifice size and discharge coefficient (Kd value) are different, basically, it is impossible to determine the exact size and type until the PSV (100) vendor is decided, but it can be calculated in advance based on the API standard.

계산식은 API 와 Kd factor를 적용하여 추후의 size up을 미연에 방지할 수 있다. The calculation formula can prevent future size up by applying API and Kd factor.

이때, PSV(100)의 주입구(101) 또는 배출구(102)의 사이즈는 각각의 노즐 사이즈보다 크거나 최소한 같게해야 한다.At this time, the size of the injection port (101) or the discharge port (102) of the PSV (100) must be larger than or at least equal to the size of each nozzle.

설치할 PSV(100)가 선정되면 PSV(100) 벤더(vendor)에 PSV(100)의 규격을 송부하고 현실적인 제작여부를 확인하여 그 자료를 시스템에 반영할 수 있다.
When the PSV 100 to be installed is selected, the specification of the PSV 100 is transmitted to the vendor of the PSV 100, and it is confirmed whether the PSV 100 is actually manufactured and the data can be reflected in the system.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, and that various changes, substitutions and alterations can be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. However, it should be understood that such substitutions, changes, and the like fall within the scope of the following claims.

100. PSV(pressure safety valve)
101. 주입구(inlet)
102. 배출구(outlet)100. A pressure safety valve (PSV)
101. Inlet
102. The outlet

Claims (3)

(a) 보호가 필요한 시스템 및 장비의 조건을 확인하는 단계;
(b) 밸브의 흐르는 플루이드 특성, 세트 포인트 및 관리 케이스 선정하는 단계;
(c) 안전밸브 사이즈 계산을 통한 주입구 및 배출구의 사이즈를 체크하는 단계; 를 포함하는 안전밸브 설치 방법.(a) identifying the conditions of the systems and equipment requiring protection;
(b) selecting a flow characteristic of the valve, a set point, and a management case;
(c) checking the sizes of the inlet and outlet through the calculation of the safety valve size; Wherein the safety valve comprises: 제1항에 있어서,
상기 (b) 단계는 밸브가 설치되는 환경에 따른 변수가 가변적일 수 있는 안전밸브 설치 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step (b) may vary the variable depending on the environment in which the valve is installed. 제1항에 있어서,
상기 (c) 단계는 요구되는 릴리빙 구역(relieving area)을 계산하고 오리피스 사이즈 및 타입을 결정하는 안전밸브 설치 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step (c) calculates the required relieving area and determines the orifice size and type.

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