암모니아 적용 분야의 글로브 밸브

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암모니아는 질산, 암모늄염, 아민 제조에 중요한 원료이다. 암모니아는 실온에서 기체이며 압력을 가하면 액화될 수 있습니다. 스테인레스 스틸, 알루미늄, 납, 마그네슘, 티타늄 등 대부분의 금속은 암모니아 가스, 액체 암모니아 및 암모니아수에 대한 내식성이 우수합니다. 주철 및 탄소강은 암모니아 가스 또는 액체 암모니아에 대한 내식성이 우수하며 부식 속도는 일반적으로 0.1mm/년 미만이므로 암모니아 생산 및 저장 장비는 일반적으로 비용 측면에서 강철로 만들어집니다.

체크 밸브, 글로브 밸브, 볼 밸브 및 기타 밸브는 암모니아 및 액체 암모니아 배관 시스템에 사용할 수 있습니다. 이 밸브는 가스 압력을 안전한 수준으로 낮추고 다른 밸브를 통해 서비스 시스템으로 전달합니다. 그 중 가장 일반적으로 사용되는 것은 글로브 밸브입니다. 암모니아 글로브 밸브는 일종의 강제 밀봉 밸브입니다. 즉, 밸브가 닫힐 때 밀봉 표면에 누출이 없도록 디스크에 압력을 가해야합니다.

매체가 디스크 아래에서 밸브로 들어갈 때 스템과 패킹의 마찰과 매체의 압력을 극복해야 합니다. 밸브를 닫는 힘은 밸브를 여는 힘보다 크기 때문에 스템의 직경이 크거나 스템이 구부러지는 힘이 있어야 합니다. 자체 밀봉 암모니아 가스 글로브 밸브의 흐름은 일반적으로 위에서 아래로 진행됩니다. 즉, 매체가 디스크 상단에서 밸브 공동으로 들어간 다음 매체의 압력 하에서 밸브 폐쇄력이 작고 밸브 개방이 이루어집니다. 크기가 크면 그에 따라 줄기의 직경도 줄어들 수 있습니다. 글로브 밸브가 열려 있을 때 디스크의 개방 높이가 공칭 직경의 25% ~ 30%일 때 유량이 최대에 도달하여 밸브가 완전히 열린 위치에 도달했음을 나타냅니다. 따라서 글로브 밸브의 완전 개방 위치는 디스크의 이동에 따라 결정됩니다. 그렇다면 암모니아 적용을 위한 글로브 밸브의 특성은 무엇입니까?

  • 구리는 암모니아 가스 및 암모니아수와 반응하여 용해성 복합체를 형성하고 위험한 응력 부식 균열을 생성합니다. 암모니아 환경에서는 미량의 암모니아라도 대기 중에 응력 부식을 일으킬 수 있습니다. 구리 및 구리 합금으로 만들어진 밸브는 일반적으로 암모니아 용도에 적합하지 않습니다.
  • 암모니아 글로브 밸브는 일반적인 글로브 밸브에 비해 오노 상승 스템 콘 디자인입니다. 밀봉 표면은 대부분 Babbitt 합금이며 밸브 본체는 스테인레스 스틸 CF8 또는 고품질 탄소강 WCB로 만들어져 최대 요구 사항에 맞게 사용되며 암모니아 부식에 강하고 -40℃까지 저온 저항이 가능합니다.
  • 플랜지 연결의 텅 앤 그루브 면 설계는 파이프라인 압력이 변동하는 경우에도 안정적인 밀봉 성능을 보장합니다.
  • 다층 PTFE(PTFE) 또는 Babbitt 합금 밀봉재와 PTFE+부탄올+스프링으로 만들어진 복합 소프트 패킹)은 서비스 수명 동안 밸브 패킹 상자에 누출이 없도록 보장합니다.
  • 암모니아 밸브에는 PTFE 일반 개스킷, 스테인리스강 + 흑연 상처 개스킷, 스테인리스강 + PTFE 상처 개스킷도 권장됩니다.

 

암모니아 글로브 밸브의 핸드휠은 일반적으로 다른 용도의 밸브와 구별하기 위해 노란색으로 칠해져 있습니다. 또한 암모니아 응용 분야에는 수직 체크 밸브와 리프트 체크 밸브도 사용할 수 있습니다. 디스크는 유체의 차압과 자체 중량에 따라 상승 및 하강하여 매체를 전류에 대해 자동으로 중지하고 상류 장비를 보호하며 수평 파이프라인의 대부분의 암모니아 탱크에 적합합니다.

 

정유공장용 비상블록밸브(EBV)

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비상 차단 밸브는 비상 차단 밸브(ESDV) 또는 비상 차단 밸브(EIV)라고도 합니다. API RP 553, 제어 및 안전 계측 시스템용 정유소 밸브 및 부속품 사양에서는 비상 차단 밸브를 다음과 같이 정의합니다. “비상 차단 밸브는 위험한 사고를 제어하도록 설계되었습니다. 이는 비상 격리용 밸브이며 가연성 또는 독성 물질의 통제되지 않은 방출을 중지하도록 설계되었습니다. 가연성 액체를 취급하는 화재 구역의 모든 밸브는 화재로부터 안전해야 합니다.

일반적으로 금속 시트 볼 밸브, 게이트 밸브, 버터 플라이 밸브는 차단 또는 격리를 위해 EBV로 사용할 수 있습니다. 일반적으로 입구 압력 소스와 조절기 사이에 설치됩니다. 보호 시스템의 압력이 지정된 값에 도달하면 화재, 누출 및 기타 사고 발생을 방지하기 위해 밸브가 신속하게 닫히거나 차단되거나 격리됩니다. 가스, 천연 가스, 액화 석유 가스 및 기타 가연성 가스 저장, 운송 등에 적합합니다.

비상 차단 밸브는 액화 탄화수소 구형 탱크의 입구 및 출구 파이프 라인에 설치됩니다. API 2510 "액화석유가스(LPG) 시설의 설계 및 건설"에서는 액화 탄화수소 파이프라인의 차단 밸브가 탱크 본체에 최대한 가까워야 하며, 작동 및 유지 관리가 용이하도록 탱크 벽 파이프 출구 플랜지에 가까운 것이 바람직하다고 규정합니다. . 38m3(10,000갤런)의 액화 탄화수소 탱크에 15분 동안 화재가 발생하면 탱크의 최고 액체 수위 아래 파이프라인에 위치한 모든 차단 밸브가 자동으로 닫히거나 원격으로 작동할 수 있어야 합니다. 블록 밸브 제어 시스템은 화재에 안전하고 수동으로 작동되어야 합니다. API RP2001 “정유공장 화재 예방”에서는 “다량의 가연성 액체를 담는 용기의 액체 수위 아래 노즐에 비상 차단 밸브를 설치해야 한다”고 명시적으로 요구하고 있습니다.

API RP553은 압축기, 펌프, 가열로, 용기 등의 비상 차단 밸브 설정에 대한 기본 원칙을 규정하고 있습니다. 이는 장비 용량, 매체, 온도의 크기뿐만 아니라 펌프 전력 및 용량과 밀접한 관련이 있습니다. 요구 사항 및 설계 사례에 따라 비상 차단 밸브 EBV는 화재 위험이 높은 장비에 인접한 출구(또는 입구) 라인에 설치되어야 하며 가연성 또는 독성 물질의 방출을 막기 위해 완전히 격리되어야 합니다. 비상 차단 밸브는 일반적으로 높은 화재 장비 및 화재 구역에 필요합니다.

 

높은 화재 장비에는 다음이 포함됩니다.

7.571m(2,000갤런)보다 큰 컨테이너,

15.5m(4,000갤런)보다 큰 LPG 저장 탱크;

가연성액체의 내부온도가 315℃를 초과하거나 자연발화를 초과한 용기 또는 열교환기

탄화수소와 같은 가연성 액체의 운송 용량이 45m3/h를 초과합니다.

가연성 가스 압축기의 출력은 150kW 이상입니다.

로관을 통하여 가연성 액체를 가열하는 가열로;

내부 압력은 3.45mpa보다 크고 모드는 발열 탄화수소 반응기입니다.

화재 구역:

화재 위험이 높은 장비로부터 수평 9m 또는 수직 12m 이내의 구역

가연성 매체 등을 담은 구형 탱크로부터 9m 이내의 구역.

고압자체조임플랜지(Grayloc Flange)란?

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고압 자체 조임 플랜지는 고압(1500CL-4500CL), 고온, 고부식성 공정을 위한 클램핑 커넥터입니다. 재사용 가능한 금속 링의 탄성으로 밀봉됩니다. 유니버셜 플랜지에 비해 가볍지만 씰링 효과가 뛰어나 무게와 공간이 절약되고 유지보수 시간과 비용이 절약됩니다. 그것은 석유 화학, 석유 및 가스 착취, 산업용 가스 생산, 석유 정제, 식품 가공, 화학 산업, 환경 공학, 광물 및 원자력, 항공 우주, 조선, 합성 연료 처리, 석탄 산화 및 액화 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. GRAYLOC 커넥터는 중요한 서비스 배관 및 용기 연결을 위한 생산 표준으로 인정받고 있습니다.

고압 자체 조임 플랜지는 세그먼트 클램프, 맞대기 용접 허브, 밀봉 링 및 볼트로 구성됩니다. 기존의 부드러운 밀봉 플랜지, 즉 밀봉을 달성하기 위한 개스킷의 소성 변형과 비교하여 고압 자체 조임 플랜지는 밀봉을 위해 밀봉 링(T-Arm)의 허브 탄성 변형에 따라 달라집니다. 금속 대 금속 씰. 조인트, 클램프 및 밀봉 링의 조합으로 인해 파이프 기반 재료의 강도보다 조인트의 강도가 훨씬 더 커집니다. 한번 누르면 밀봉 요소는 외부 연결에 의해 가해지는 힘뿐만 아니라 매체 자체의 압력에 의해서도 밀봉됩니다. 매체 압력이 높을수록 밀봉 요소에 더 큰 압축력이 가해집니다.

금속 밀봉 링: 밀봉 링은 고압 자체 조임 플랜지의 핵심 부분이며 단면은 대략 "T"자 모양입니다. 밀봉 링은 두 세트의 허브 끝면에 의해 고정되어 기본 튜브와 전체를 형성하여 연결 부품의 강도를 크게 향상시킵니다. "T" 모양 섹션의 두 암, 즉 밀봉 립은 소켓이 있는 밀봉 영역의 내부 원추형 표면을 생성하며 외부 힘의 작용 하에서 밀봉을 형성하기 위해 자유롭게 확장됩니다(항복 한계 내에서).

허브: 두 개의 허브 조인트가 고정된 후 밀봉 링에 힘이 가해지고 밀봉 립이 허브의 내부 밀봉 표면에서 벗어납니다. 이러한 편향된 탄성은 허브 내부 밀봉 표면의 하중을 밀봉 링의 립으로 다시 되돌려 자체 강화된 탄성 밀봉을 형성합니다.

클램프: 클램프는 360° 방향으로 자유롭게 조정할 수 있어 설치가 쉽습니다.

구형 너트/볼트: 일반적으로 각 고압 자체 조임 플랜지 세트에는 전체 강도를 달성하기 위해 4세트의 고압 구형 볼트만 필요합니다.

 

고압 자체 조임 플랜지의 특징

  • 우수한 인장 강도: 대부분의 경우 연결부의 고압 자체 조임 플랜지는 파이프 자체보다 인장 하중을 더 잘 견딜 수 있습니다. 파괴 테스트는 인장 하중을 받는 파이프가 파손된 후에도 플랜지가 누출 없이 그대로 유지된다는 것을 증명합니다.
  • 우수한 내식성: 다양한 플랜지 재질이 다양한 환경의 특수 부식 방지 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
  • 우수한 굽힘 저항성: 많은 테스트를 통해 이 플랜지가 큰 굽힘 하중을 받을 때 누출되거나 느슨해지지 않는 것으로 나타났습니다. 실제 테스트에 따르면 DN15 고압 자체 조임 플랜지는 파이프라인에서 많은 냉간 굴곡을 겪었고 조인트에 누출이 없고 느슨해지지 않은 것으로 나타났습니다.
  • 우수한 압축 저항: 고압 자체 조임 플랜지는 일반 파이프라인에서 과부하 압축을 견디지 않습니다. 더 높은 압축 하중에서 플랜지의 최대 하중은 파이프의 최종 강도에 의해 결정됩니다.
  • 우수한 내충격성: 작은 크기, 컴팩트한 구조로 기존의 고압 플랜지가 견딜 수 없는 충격을 견딜 수 있습니다. 금속-금속 씰은 내충격성을 크게 향상시킵니다.

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밸브를 통한 일반 매체의 유량

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밸브 유량 및 유속은 주로 밸브 크기, 구조, 압력, 온도 및 매체 농도, 저항 및 기타 요인에 따라 달라집니다. 유량과 유량은 상호 의존적이며 유량이 증가할 때 일정한 유량 값의 조건에서 밸브 포트 면적이 작고 매체의 저항이 커서 밸브가 손상되기 쉽습니다. 유량이 크면 가연성 및 폭발성 매체에 정전기가 발생합니다. 그러나 유량이 낮다는 것은 생산 효율성이 낮다는 것을 의미합니다. 오일과 같은 대형 폭발성 매체의 농도에 따라 낮은 유속(0.1-2m/s)을 선택하는 것이 좋습니다.

밸브 r에서 유량을 제어하는 목적은 주로 임계 온도 및 압력, 밀도, 매체의 물리적 특성에 따라 달라지는 정전기 발생을 방지하는 것입니다. 일반적으로 밸브의 유량과 유량을 알면 밸브의 공칭 크기를 계산할 수 있습니다. 밸브 크기는 동일한 구조이지만 유체 저항은 동일하지 않습니다. 동일한 조건에서 밸브의 저항 계수가 클수록 밸브를 통과하는 유량이 많아지고 유량이 낮아집니다. 항력 계수가 작을수록 밸브를 통과하는 유량 흐름이 줄어듭니다. 참고용으로 밸브를 통과하는 일부 일반적인 매체의 유량은 다음과 같습니다.

중간 유형 정황 유속, m/s
증기 포화 증기 DN > 200 30~40
DN=200~100 25~35
DN < 100 15~30
과열 증기 DN > 200 40~60
DN=200~100 30~50
DN < 100 20~40
저압 증기 P<1.0(절대압력) 15~20
중압 증기 P=1.0~4.0 20~40
고압 증기 P=4.0~12.0 40~60
가스 압축 가스(게이지 압력) 진공 5~10
P ≤0.3 8~12
Ρ=0.3~0.6 10~20
Ρ=0.6~1.0 10~15
Ρ=1.0~2.0 8~12
Ρ=2.0~3.0 3~6
Ρ=3.0~30.0 0.5~3
산소(게이지압력) Ρ=0~0.05 5~10
Ρ=0.05~0.6 7~8
Ρ=0.6~1.0 4~6
Ρ=1.0~2.0 4~5
Ρ=2.0~3.0 3~4
석탄가스   2.5~15
몬드 가스(게이지 압력) Ρ=0.1~0.15 10~15
천연 가스   30
질소가스(절대압) 진공/Ρ=5~10 15~25
암모니아 가스(게이지 압력) Ρ<0.3 8~15
Ρ<0.6 10~20
Ρ≤2 3~8
기타 매체 아세틸렌 가스 P<0.01 3~4
P<0.15 4~8
P<2.5 5
염화물 가스 10~25
액체 1.6
 염소수소화물 가스 20
액체 1.5
액체 암모니아 (게이지 압력) 진공 0.05～0.3
Ρ ≤0.6 0.3~0.8
Ρ ≤2.0 0.8~1.5
수산화나트륨(농도) 0~30% 2
30%~50% 1.5
50%~73% 1.2
황산 88%~100% 1.2
염산 / 1.5
 

물

 저점도수(게이지압) Ρ=0.1~0.3 0.5~2
Ρ ≤1.0 0.5~3
Ρ ≤8.0 2~3
Ρ 20~30 2~3.5
난방 네트워크 순환수 0.3~1
응축수 자체 흐름 0.2~0.5
바닷물, 약알칼리성 물 Ρ<0.6 1.5~2.5

 

밸브의 유동 저항 계수 및 압력 손실

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밸브 저항과 압력 손실은 서로 다르지만 매우 밀접한 관련이 있으므로 그 관계를 이해하려면 먼저 저항 계수와 압력 손실 계수를 이해해야 합니다. 유동 저항 계수는 다양한 유동 구조, 밸브 개방 및 매체 유량에 따라 달라지며 가변 값입니다. 일반적으로 말하면, 특정 개방도에서 밸브의 고정 구조는 고정된 유량 계수이며, 유량 계수에 따라 밸브 입구 및 출구 압력을 계산할 수 있으며, 이것이 압력 손실입니다.

유량계수(토출계수)는 밸브의 유량을 측정하는 중요한 지표입니다. 밸브를 통해 단위 압력당 유체가 손실될 때의 유량을 나타냅니다. 값이 높을수록 유체가 밸브를 통과할 때의 압력 손실이 작아집니다. 대부분의 밸브 제조업체는 설계 및 사용을 위한 제품 사양에 다양한 압력 등급, 유형 및 공칭 크기 밸브의 유량 계수 값을 포함합니다. 유량계수의 값은 밸브의 크기, 형태, 구조에 따라 달라집니다. 또한 밸브의 유량계수는 밸브 개방도에 영향을 받습니다. 다양한 단위에 따르면 유량 계수에는 여러 가지 코드와 정량적 값이 있으며 그 중 가장 일반적인 것은 다음과 같습니다.

 

  • 유량 계수 Cv: 물이 15.6°C(60°F)에서 밸브를 통해 흐를 때 1psi 압력 강하에서의 유량입니다.
  • 유량계수 Kv : 5 ℃ ~ 40 ℃ 사이의 물 흐름이 밸브를 통해 1bar의 압력 강하를 발생시킬 때의 체적 유량입니다.

Cv=1.167Kv

각 밸브의 Cv 값은 고체 흐름의 단면에 따라 결정됩니다.

밸브 저항 계수는 밸브 유체 저항 손실을 통한 유체를 말하며 이는 밸브 전후의 압력 강하(차압 △P)로 표시됩니다. 밸브 저항 계수는 밸브의 크기, 캐비티의 구조 및 모양에 따라 달라지며 디스크, 시트 구조에 따라 더 많이 달라집니다. 밸브 본체 챔버의 각 요소는 저항을 생성하는 구성 요소(유체 회전, 팽창, 수축, 복귀 등) 시스템으로 간주될 수 있습니다. 따라서 밸브의 압력 손실은 밸브 구성 요소의 압력 손실의 합과 거의 같습니다. 일반적으로 다음과 같은 상황에서는 밸브 저항 계수가 증가할 수 있습니다.

  • 밸브 포트가 갑자기 확대되었습니다. 포트가 갑자기 커지면 와전류 형성, 유체의 교반 및 가열 등으로 인해 유체 부분의 속도가 소모됩니다.
  • 밸브 포트의 점진적 확장: 확장 각도가 40° 미만인 경우 점차 확장되는 원형 튜브의 저항 계수는 급격한 확장의 저항 계수보다 작지만 확장 각도가 50°를 초과하면 저항 계수 급격한 확장에 비해 15% ~ 20% 증가합니다.
  • 밸브 포트가 갑자기 좁아집니다.
  • 밸브 포트는 부드럽고 균일하게 회전하거나 코너 회전합니다.
  • 밸브 포트의 대칭형 테이퍼형 연결입니다.

 

일반적으로 풀 보어 볼 밸브와 게이트 밸브는 회전 및 축소가 없기 때문에 유체 저항이 가장 적으며, 가장 우수한 유량을 제공하는 밸브 유형인 배관 시스템과 거의 동일합니다.

 

자동 작동 레귤레이터 VS 릴리프 밸브

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릴리프 밸브와 자체 작동식 레귤레이터는 모두 매체 자체의 압력에 의해 조절됩니다. 그만큼 릴리프 밸브 스프링에 의해 제어되고 밸브 코어의 압력 면적은 상대적으로 안정된 압력에 해당하며 밸브 헤드 실린더에 파일럿 압력 파이프를 설치하여 밸브 전후의 압력을 정확하게 조정할 수 있습니다. 자체 운영 레귤레이터. 자력레귤레이터와 릴리프밸브의 차이점이 있나요?

  1. 목적이 다릅니다. 자체 작동식 레귤레이터는 조절용이지만 릴리프 밸브는 압력 감소 전용입니다. 자체 작동 레귤레이터는 주로 압력의 안정성을 유지하는 것입니다. 감압 밸브 주로 압력을 안전한 값으로 낮추는 것입니다.
  2. 감압 밸브는 수동으로 압력을 조정할 수 있습니다. 밸브 앞의 압력이 크게 변하면 자주 조정해야 합니다. 자체 작동식 제어 밸브는 설정된 객관적인 값에 따라 자동으로 작동하며 조정 후에도 압력이 일정할 수 있습니다. 밸브 전후의 압력이 동시에 변경되면 릴리프 밸브는 자동으로 고정 압력으로 조정할 수 없지만 자체 작동식 조절기는 배압 또는 밸브 안정 전의 압력을 자동으로 유지할 수 있습니다.
  3. 자체 작동식 조절 밸브는 밸브 전후의 압력을 조절할 수 있을 뿐만 아니라 차압, 온도, 액체 레벨, 유량 등을 제어할 수 있습니다. 릴리프 밸브는 밸브 후의 압력을 단일 기능으로 감소시킬 수 있습니다.
  4. 릴리프 밸브의 조정 정확도는 일반적으로 0.5로 높으며 자체 작동 조절기는 일반적으로 8-10%입니다.
  5. 다른 응용 프로그램입니다. 자체 운영 레귤레이터는 석유, 화학 산업 및 기타 산업에서 널리 사용됩니다. 릴리프 밸브는 주로 물 공급, 화재 통제, 난방 및 중앙 공조 시스템에 사용됩니다.

일반적으로 자체 작동식 조절기는 주로 DN80 이하의 파이프라인에 사용되며 공압식 조절 밸브는 파이프 직경에 비해 더 큽니다. 릴리프 밸브는 누출이 쉽기 때문에 고정 밸브 세트를 장착해야합니다. 즉 제어 밸브의 양쪽 끝에 유지 보수 및 디버깅을 위해 글로브 밸브와 연결 밸브가 설치되고 릴리프 밸브와 압력 게이지가 설치됩니다. 감압 후에 설정해야 합니다.