راهنمای انتخاب شیر ایمنی و شیر تنظیم فشار (PSV) در صنایع شیمیایی | محافظت از گاز طبیعی، خطوط لوله و راکتورها در برابر افزایش فشار

صنایع شیمیایی شامل محیط‌های قابل اشتعال، انفجاری، خورنده و پرخطر مانند گاز طبیعی، مواد اولیه شیمیایی و حلال‌های واکنشی هستند. محافظت در برابر فشار اضافی در راکتورها، خطوط انتقال و مخازن ذخیره‌سازی کاملاً به سیستم‌های قابل اعتماد شیر اطمینان فشار (PSV) و دیسک گسیختگی متکی است. برای مهندسان و خریداران نیروگاه‌های شیمیایی، انتخاب شیر اطمینان فشاری (PSV) ضد انفجار، بسته و مقاوم در برابر خوردگی، تضمین اصلی ایمنی تولید در نیروگاه است.

داده‌های صنعتی نشان می‌دهد که ۳۸ درصد از حوادث ایمنی در نیروگاه‌های شیمیایی مرتبط با تجهیزات فشاری، ناشی از انتخاب نادرست شیرهای اطمینان فشار و تنظیم نادرست مرجع فشار است، به‌ویژه در شرایط کاری خطوط گاز طبیعی و راکتورهای خلأ.

۱. کاربرد فشار مانومتری و فشار مطلق در نیروگاه‌های شیمیایی

بیشتر خطوط تولید شیمیایی، سیستم‌های انتقال گاز طبیعی و دیگ‌های واکنش فشار جو از فشار نسبی به‌عنوان استاندارد برای تنظیم فشار شیر ایمنی فنری استفاده می‌کنند. در سناریوهای تقطیر خلأ، واکنش‌های فشار منفی و واکنش‌های ترمودینامیکی دمای پایین، برای محاسبهٔ دقیق و جلوگیری از شکست حفاظت سیستم‌های فشار منفی باید از فشار مطلق استفاده کرد.

موارد سیستم‌های خلأ شیمیایی نشان می‌دهند که هنگامی که فشار نسبی ۰٫۰۸- مگاپاسکال باشد، فشار مطلق ۰٫۰۲ مگاپاسکال است. تنها با تأیید مقدار واقعی فشار مطلق می‌توان شیر دیسک پارگی و شیر ایمنی فشار بالا مقاوم در خلأ مناسب را انتخاب کرد تا از آسیب ناشی از انفجار داخلی تجهیزات جلوگیری شود.

۲. استاندارد تطبیق واحدهای رایج فشار در صنعت شیمی

پروژه‌های شیمیایی اغلب شامل همکاری‌های بین‌المللی هستند و شیرهای مطابق استانداردهای مختلف در کنار یکدیگر استفاده می‌شوند. تبدیل یکپارچهٔ واحدها برای انتخاب دقیق شیر ضروری است:

• لوله‌کش گاز طبیعی با فشار پایین: ۰٫۱ تا ۰٫۵ مگاپاسکال (۱۴٫۵ تا ۷۲٫۵ پوند بر اینچ مربع)، منطبق با شیر اطمینان فشار بستهٔ معمولی

• واکنش‌دهندهٔ شیمیایی با فشار متوسط: ۱٫۰ تا ۲٫۰ مگاپاسکال (۱۴۵ تا ۲۹۰ پوند بر اینچ مربع)، مناسب برای شیر اصلی اطمینان فشار با مقاومت بالا در برابر فشار

• مخزن ذخیرهٔ شیمیایی با فشار بالا: ۵٫۰ مگاپاسکال و بالاتر، شیر اطمینان فشار (PSV) تقویت‌شدهٔ سفارشی

۳٫ راه‌حل‌های اختصاصی شیر برای سناریوهای صنایع شیمیایی و گاز طبیعی

با توجه به ویژگی‌های قابل اشتعال، انفجاری و خورندهٔ صنایع شیمیایی و گاز طبیعی، محصولات شیر مبتنی بر سناریوی شرکت شیائوزاو والو (Xiazhao Valve) مشکلات رایج شیرهای سنتی از جمله خوردگی آسان، آسیب‌دیدگی فنر در معرض محیط و عملکرد ضعیف در برابر انفجار را برطرف می‌کند:

• شیر اطمینان زاویه‌ای بسته: کل دستگاه کاملاً بسته است و هیچ فنری در معرض نیست؛ بنابراین به‌طور مؤثر در برابر خوردگی گازهای شیمیایی و فرسایش محیط گاز طبیعی مقاومت می‌کند و به‌طور ویژه برای خطوط انتقال گاز طبیعی و خطوط فرآیندی شیمیایی به‌کار می‌رود.

• شیر دیسک پارگی‌شونده: با شیر ایمنی فشار بالا (PSV) همکاری می‌کند تا سیستم دوگانه‌ی محافظت در برابر فشار اضافی را تشکیل دهد؛ مناسب برای ظروف واکنش‌های شیمیایی پرخطر، با سرعت تخلیه‌ی فشار بالا و ضریب ایمنی بالا.

• مقاوم در برابر آتش شیر توپ برای مخازن نگهداری مایعات شیمیایی قابل اشتعال و لوله‌کشی ایستگاه‌های LNG استفاده می‌شود و امکان تخلیه‌ی اضطراری فشار در شرایط آتش‌سوزی و محافظت از قطع خودکار را فراهم می‌کند.

• شیر تخلیه‌ی فشار موتور و شیر ایمنی مخزن پروپان: به‌صورت سفارشی‌سازی‌شده برای تجهیزات ذخیره‌سازی گازهای کمکی شیمیایی، با عملکرد پایدار در محدودکردن فشار.

۴. نکات کلیدی انتخاب شیرهای شیمیایی

تجهیزات شیمیایی هنگام سفارش شیرهای ایمنی فشار (PSV) باید حتماً واحد فشار را به‌صورت G (فشار نسبی) یا A (فشار مطلق) مشخص کنند. برای تجهیزات خلاء و فشار منفی، کالیبراسیون باید بر اساس فشار مطلق انجام شود، درحالی‌که برای لوله‌کشی‌های معمولی با فشار مثبت و تأسیسات گاز طبیعی از استاندارد فشار نسبی استفاده می‌شود. همچنین، برای انطباق با استانداردهای بین‌المللی بازرسی ایمنی، در گزارش‌های بازرسی تجهیزات شیمیایی و پلاک‌های شیرها از واحد غیررسمی «kg» پرهیز شود.