As soon as mankind was able to boil

As soon as mankind was able to boil water to create steam, the necessity of the safety device became evident. As long as 2000 years ago, the Chinese were using cauldrons with hinged lids to allow (relatively) safer production of steam. At the beginning of the 14th century, chemists used conical plugs and later, compressed springs to act as safety devices on pressurised vessels.

Early in the 19th century, boiler explosions on ships and locomotives frequently resulted from faulty safety devices, which led to the development of the first safety relief valves.

In 1848, Charles Retchie invented the accumulation chamber, which increases the compression surface within the safety valve allowing it to open rapidly within a narrow overpressure margin. Today, most steam users are compelled by local health and safety regulations to ensure that their plant and processes incorporate safety devices and precautions, which ensure that dangerous conditions are prevented.

The primary function of a safety valve is therefore to protect life and property.

The principle type of device used to prevent overpressure in plant is the safety or safety relief valve. The safety valve operates by releasing a volume of fluid from within the plant when a predetermined maximum pressure is reached, thereby reducing the excess pressure in a safe manner. As the safety valve may be the only remaining device to prevent catastrophic failure under overpressure conditions, it is important that any such device is capable of operating at all times and under all possible conditions.

Safety valves should be installed wherever the maximum allowable working pressure (MAWP) of a system or pressure-containing vessel is likely to be exceeded. In steam systems, safety valves are typically used for boiler overpressure protection and other applications such as downstream of pressure reducing controls. Although their primary role is for safety, safety valves are also used in process operations to prevent product damage due to excess pressure. Pressure excess can be generated in a number of different situations, including:

An imbalance of fluid flowrate caused by inadvertently closed or opened isolation valves on a process vessel.
Failure of a cooling system, which allows vapour or fluid to expand.
Compressed air or electrical power failure to control instrumentation.
Transient pressure surges.
Exposure to plant fires.
Heat exchanger tube failure.
Uncontrollable exothermic reactions in chemical plants.
Ambient temperature changes.
The terms 'safety valve' and 'safety relief valve' are generic terms to describe many varieties of pressure relief devices that are designed to prevent excessive internal fluid pressure build-up. A wide range of different valves is available for many different applications and performance criteria. Furthermore, different designs are required to meet the numerous national standards that govern the use of safety valves.

A listing of the relevant national standards can be found at the end of this tutorial.

In most national standards, specific definitions are given for the terms associated with safety and safety relief valves. There are several notable differences between the terminology used in the USA and Europe. One of the most important differences is that a valve referred to as a 'safety valve' in Europe is referred to as a 'safety relief valve' or 'pressure relief valve' in the USA. In addition, the term 'safety valve' in the USA generally refers specifically to the full-lift type of safety valve used in Europe.

The ASME / ANSI PTC25.3 standards applicable to the USA define the following generic terms:

Pressure relief valve - A spring-loaded pressure relief valve which is designed to open to relieve excess pressure and to reclose and prevent the further flow of fluid after normal conditions have been restored. It is characterised by a rapid-opening 'pop' action or by opening in a manner generally proportional to the increase in pressure over the opening pressure. It may be used for either compressible or incompressible fluids, depending on design, adjustment, or application.

This is a general term, which includes safety valves, relief valves and safety relief valves.
Safety valve - A pressure relief valve actuated by inlet static pressure and characterised by rapid opening or pop action.

Safety valves are primarily used with compressible gases and in particular for steam and air services. However, they can also be used for process type applications where they may be needed to protect the plant or to prevent spoilage of the product being processed.
Relief valve - A pressure relief device actuated by inlet static pressure having a gradual lift generally proportional to the increase in pressure over opening pressure.

Relief valves are commonly used in liquid systems, especially for lower capacities and thermal expansion duty. They can also be used on pumped systems as pressure overspill devices.
Safety relief valve - A pressure relief valve characterised by rapid opening or pop action, or by opening in proportion to the increase in pressure over the opening pressure, depending on the application, and which may be used either for liquid or compressible fluid.

In general, the safety relief valve will perform as a safety valve when used in a compressible gas system, but it will open in proportion to the overpressure when used in liquid systems, as would a relief valve.
The European standard EN ISO 4126-1 provides the following definition:

Safety valve - A valve which automatically, without the assistance of any energy other than that of the fluid concerned, discharges a quantity of the fluid so as to prevent a predetermined safe pressure being exceeded, and which is designed to re-close and prevent further flow of fluid after normal pressure conditions of service have been restored.
Typical examples of safety valves used on steam systems are shown in Figure 9.1.1.

Fig. 9.1.1 Typical safety valves
Fig. 9.1.1 Typical safety valves
Arrow Top
Safety valve design
The basic spring loaded safety valve, referred to as 'standard' or 'conventional' is a simple, reliable self-acting device that provides overpressure protection.

The basic elements of the design consist of a right angle pattern valve body with the valve inlet connection, or nozzle, mounted on the pressure-containing system. The outlet connection may be screwed or flanged for connection to a piped discharge system. However, in some applications, such as compressed air systems, the safety valve will not have an outlet connection, and the fluid is vented directly to the atmosphere.

Fig. 9.1.2 Typical safety valve designs
Fig. 9.1.2 Typical safety valve designs
The valve inlet (or approach channel) design can be either a full-nozzle or a semi-nozzle type. A full-nozzle design has the entire 'wetted' inlet tract formed from one piece. The approach channel is the only part of the safety valve that is exposed to the process fluid during normal operation, other than the disc, unless the valve is discharging.

Full-nozzles are usually incorporated in safety valves designed for process and high pressure applications, especially when the fluid is corrosive.

Conversely, the semi-nozzle design consists of a seating ring fitted into the body, the top of which forms the seat of the valve. The advantage of this arrangement is that the seat can easily be replaced, without replacing the whole inlet.

The disc is held against the nozzle seat (under normal operating conditions) by the spring, which is housed in an open or closed spring housing arrangement (or bonnet) mounted on top of the body. The discs used in rapid opening (pop type) safety valves are surrounded by a shroud, disc holder or huddling chamber which helps to produce the rapid opening characteristic.

Fig. 9.1.3 A full-nozzle valve (a) and a semi-nozzle valve (b)
Fig. 9.1.3 A full-nozzle valve (a) and a semi-nozzle valve (b)
The closing force on the disc is provided by a spring, typically made from carbon steel. The amount of compression on the spring is usually adjustable, using the spring adjuster, to alter the pressure at which the disc is lifted off its seat.

Standards that govern the design and use of safety valves generally only define the three dimensions that relate to the discharge capacity of the safety valve, namely the flow (or bore) area, the curtain area and the discharge (or orifice) area (see Figure 9.1.4).

1. Flow area - The minimum cross-sectional area between the inlet and the seat, at its narrowest point. The diameter of the flow area is represented by dimension 'd' in Figure 9.1.4.

Equation 9.1.1
Equation 9.1.1
2. Curtain area - The area of the cylindrical or conical discharge opening between the seating surfaces created by the lift of the disk above the seat. The diameter of the curtain area is represented by dimension 'd1' in Figure 9.1.4.

Equation 9.1.2
Equation 9.1.2
3. Discharge area - This is the lesser of the curtain and flow areas, which determines the flow through the valve.

Fig. 9.1.4 Illustration of the standard defined areas
Fig. 9.1.4 Illustration of the standard defined areas
Valves in which the flow area and not the curtain area determines the capacity are known as full lift valves. These valves will have a greater capacity than low lift or high lift valves. This issue will be discussed in greater depth in Tutorial 9.2.

Although the principal elements of a conventional safety valve are similar, the design details can vary considerably. In general, the DIN style valves (commonly used throughout Europe) tend to use a simpler construction with a fixed skirt (or hood) arrangement whereas the ASME style valves have a more complex design that includes one or two adjustable blowdown rings. The position of these rings can be used to fine-tune the overpressure and blowdown values of the valve.

For a given orifice area, there may be a number of different inlet and outlet conne

Kết quả (Việt) 1:

Ngay sau khi nhân loại đã có thể đun sôi nước để tạo ra hơi nước, sự cần thiết của thiết bị an toàn trở thành hiển nhiên. Miễn là 2000 năm trước đây, người Trung Quốc đã sử dụng vạc với nắp giàn cho phép sản xuất an toàn hơn (tương đối) của hơi nước. Vào đầu thế kỷ 14, nhà hóa học sử dụng hình nón phích cắm và sau đó, nén springs để hoạt động như thiết bị an toàn bằng tàu.Vào đầu thế kỷ 19, nồi hơi vụ nổ trên tàu và đầu máy xe lửa thường xuyên kết quả từ các thiết bị an toàn bị lỗi, dẫn đến sự phát triển của các van an toàn cứu trợ đầu tiên. Năm 1848, Charles Retchie phát minh ra viện tích lũy tăng bề mặt nén trong Van an toàn cho phép nó để mở nhanh chóng trong vòng một margin hẹp overpressure. Ngày nay, hầu hết hơi kiểu người dùng được bắt buộc bởi các quy định địa phương của sức khỏe và an toàn để đảm bảo rằng của thực vật và các quá trình kết hợp thiết bị an toàn và biện pháp phòng ngừa, đảm bảo rằng các điều kiện nguy hiểm đang ngăn.Chức năng chính của một van an toàn là do đó để bảo vệ cuộc sống và tài sản.Nguyên tắc, loại thiết bị được sử dụng để ngăn chặn overpressure trong nhà máy là an toàn hoặc an toàn cứu trợ Van. Van an toàn hoạt động bằng cách thả một khối lượng của chất lỏng từ trong cây khi đạt đến một áp lực tối đa định trước, do đó làm giảm áp lực dư thừa trong một cách an toàn. Vì các van an toàn có thể là thiết bị còn lại duy nhất để ngăn chặn sự thất bại thảm họa trong điều kiện overpressure, nó là quan trọng rằng thiết bị bất kỳ như vậy là có khả năng hoạt động ở tất cả thời gian và trong tất cả các điều kiện có thể. Van an toàn phải được cài đặt bất cứ nơi nào tối đa cho phép áp suất làm việc (MAWP) của một hệ thống hoặc tàu có áp lực có thể được vượt quá. Trong hệ thống hơi nước, Van an toàn được thường được sử dụng cho lò hơi overpressure bảo vệ và các ứng dụng khác chẳng hạn như hạ lưu của áp lực giảm điều khiển. Mặc dù vai trò chính của họ là cho sự an toàn, Van an toàn cũng được dùng trong quá trình hoạt động để ngăn chặn thiệt hại sản phẩm do áp lực dư thừa. Áp lực dư thừa có thể được tạo ra trong một số tình huống khác nhau, bao gồm:Sự mất cân bằng của chất lỏng flowrate do vô tình đóng cửa hoặc mở van cô lập trên một tàu quá trình.Thất bại của một hệ thống làm mát, cho phép hơi hoặc các chất lỏng để mở rộng.Khí nén hoặc mất điện điện để điều khiển thiết bị.Thoáng qua áp lực dâng.Tiếp xúc với cây cháy.Trao đổi nhiệt ống thất bại.Không thể kiểm soát phản ứng tỏa nhiệt trong nhà máy hóa chất.Thay đổi nhiệt độ môi trường xung quanh.Cụm từ 'cộng Van an toàn' và 'Van an toàn cứu trợ' là thuật ngữ chung để mô tả nhiều loại thiết bị giảm áp lực được thiết kế để ngăn chặn quá nhiều áp lực nội bộ chất lỏng xây dựng. Một loạt các van khác nhau có sẵn cho nhiều ứng dụng khác nhau và các tiêu chí hiệu suất. Hơn nữa, thiết kế khác nhau được yêu cầu để đáp ứng các tiêu chuẩn quốc gia nhiều chi phối việc sử dụng của van an toàn. Một danh sách các tiêu chuẩn quốc gia có liên quan có thể được tìm thấy ở phần cuối của hướng dẫn này.Trong quốc gia đặt tiêu chuẩn, định nghĩa cụ thể được đưa ra cho các điều khoản liên quan đến an toàn và an toàn cứu trợ Van. Có rất nhiều sự khác biệt đáng chú ý giữa các thuật ngữ được sử dụng tại Hoa Kỳ và châu Âu. Một trong những khác biệt quan trọng nhất là rằng một van gọi là Van an toàn' một' ở châu Âu được gọi là một 'Van an toàn cứu trợ' hoặc 'áp lực giảm van' ở Hoa Kỳ. Ngoài ra, thuật ngữ 'Van an toàn' tại Mỹ nói chung dùng đặc biệt để loại đầy đủ nâng Van an toàn được sử dụng ở châu Âu. ASME / tiêu chuẩn ANSI PTC25.3 áp dụng cho Hoa Kỳ xác định các điều khoản chung sau:Áp lực giảm van - van giảm áp lực mùa xuân-nạp được thiết kế để mở để làm giảm áp lực dư thừa và để reclose và ngăn chặn luồng tiếp tục của chất lỏng sau khi điều kiện bình thường đã được khôi phục. Nó được đặc trưng bởi một hành động nhanh chóng mở 'pop' hoặc bằng cách mở một cách nói chung tỷ lệ thuận với sự gia tăng áp lực trên áp lực mở. Nó có thể được sử dụng cho chất lỏng nén hoặc không nén được, tùy thuộc vào thiết kế, điều chỉnh, hoặc ứng dụng.Đây là một thuật ngữ chung, bao gồm Van an toàn, cứu trợ van và van an toàn cứu trợ.Van an toàn - một van giảm áp lực actuated bởi inlet tĩnh áp lực và đặc trưng bởi nhanh chóng mở cửa hoặc cửa sổ pop hành động.Van an toàn chủ yếu được sử dụng với nén khí và đặc biệt cho các dịch vụ hơi nước và không khí. Tuy nhiên, họ có thể cũng được sử dụng cho các quá trình loại ứng dụng nơi họ có thể cần thiết để bảo vệ các nhà máy hoặc để ngăn chặn các hư hỏng của sản phẩm được xử lý.Cứu trợ Van - một thiết bị giảm áp lực actuated bởi áp lực tĩnh đầu vào có một Thang máy dần dần nói chung tỷ lệ thuận với sự gia tăng áp lực trên mở áp lực. Cứu trợ Van thường được sử dụng trong các hệ thống chất lỏng, đặc biệt là cho năng lực thấp hơn và nhiệt mở rộng nhiệm vụ. Họ cũng có thể được sử dụng trên hệ thống bơm như áp lực overspill thiết bị.Van an toàn cứu trợ - một van giảm áp lực đặc trưng bởi nhanh chóng mở cửa hoặc cửa sổ pop hành động, hoặc bằng cách mở cửa theo tỷ lệ sự gia tăng áp lực trên áp lực khai mạc, tùy thuộc vào ứng dụng, và có thể sử dụng một trong hai cho chất lỏng lỏng hoặc nén.Nói chung, các van an toàn cứu trợ sẽ thực hiện như một van an toàn khi sử dụng trong một hệ thống nén khí, nhưng nó sẽ mở theo tỷ lệ overpressure khi được sử dụng trong các hệ thống chất lỏng, như một van cứu trợ.Tiêu chuẩn Châu Âu EN ISO 4126-1 cung cấp định nghĩa sau đây:Van an toàn - một van mà tự động, mà không có sự hỗ trợ của bất kỳ năng lượng khác hơn là của chất lỏng có liên quan, thải một số lượng của chất lỏng để ngăn chặn một Két an toàn xác định trước áp lực đang được vượt quá, và đó được thiết kế để tái đóng và ngăn ngừa thêm dòng chảy của chất lỏng sau khi áp lực bình thường điều kiện của dịch vụ đã được khôi phục.Các ví dụ điển hình của van an toàn được sử dụng trên hệ thống hơi nước được thể hiện trong hình 9.1.1.Hình 9.1.1 điển hình van an toànHình 9.1.1 điển hình van an toànĐầu trang mũi tênVan an toàn thiết kếVan an toàn cơ bản mùa xuân nạp, được gọi là 'tiêu chuẩn' hoặc 'thông thường' là một đơn giản, đáng tin cậy self-acting thiết bị cung cấp bảo vệ overpressure. Các yếu tố cơ bản của thiết kế bao gồm một góc bên phải mô hình van cơ thể với Van khí vào kết nối, hoặc vòi phun, gắn kết trên hệ thống áp lực có chứa. Kết nối ổ cắm có thể là hơi say hoặc mặt bích cho ống cho các kết nối với một hệ thống đường ống xả. Tuy nhiên, trong một số ứng dụng, chẳng hạn như hệ thống khí nén, các van an toàn sẽ không có một kết nối cửa hàng, và các chất lỏng hơi trực tiếp vào khí quyển.Hình 9.1.2 Van an toàn đặc trưng thiết kếHình 9.1.2 Van an toàn đặc trưng thiết kếVan khí vào (hoặc phương pháp tiếp cận kênh) thiết kế có thể là một vòi phun đầy đủ hoặc một loại bán vòi phun. Một thiết kế đầy đủ vòi phun có toàn bộ 'lên' đầu hàng vào đường hình thành từ một mảnh. Cách tiếp cận kênh là phần duy nhất của các van an toàn tiếp xúc với các chất lỏng quá trình trong hoạt động bình thường, khác hơn so với đĩa, trừ khi các van xả. Đầu phun đầy đủ thường được kết hợp trong Van an toàn được thiết kế cho quá trình và các ứng dụng áp lực cao, đặc biệt là khi các chất lỏng ăn mòn.Ngược lại, thiết kế bán vòi phun bao gồm một vành đai chỗ ngồi được trang bị vào cơ thể, đầu mà tạo thành thủ phủ của các van. Lợi thế của sự sắp xếp này là rằng thủ phủ có thể dễ dàng được thay thế, mà không thay thế các đầu vào toàn bộ. Đĩa được tổ chức chống lại chỗ vòi phun (trong điều kiện hoạt động bình thường) tới mùa xuân, nằm trong một mở hoặc đóng cửa mùa xuân sắp xếp nhà ở (hoặc bonnet) gắn trên đầu trang của cơ thể. Các đĩa được sử dụng trong nhanh chóng mở (pop loại) van an toàn được bao quanh bởi một tấm vải liệm, vỏ đĩa hoặc huddling phòng giúp để sản xuất các đặc tính nhanh chóng mở.Hình 9.1.3 A đầy đủ vòi phun Van (a) và một bán vòi phun Van (b)Hình 9.1.3 A đầy đủ vòi phun Van (a) và một bán vòi phun Van (b)Đóng quân trên đĩa được cung cấp bởi một mùa xuân, thường được làm từ thép cacbon. Số nén vào mùa xuân là thường điều chỉnh, bằng cách sử dụng điều chỉnh mùa xuân, thay đổi áp suất mà tại đó đĩa được nâng lên ra thủ phủ.Tiêu chuẩn chi phối việc thiết kế và sử dụng của van an toàn nói chung chỉ xác định ba chiều có liên quan đến công suất xả Van an toàn, cụ thể là khu vực dòng chảy (hoặc nòng), vùng bức màn và khu vực xả (hoặc lỗ) (xem hình 9.1.4). 1. dòng chảy khu vực - khu vực mặt cắt tối thiểu giữa các đầu vào và thủ phủ, tại điểm hẹp nhất của nó. Đường kính của khu vực dòng chảy được đại diện bởi kích thước có ' trong hình 9.1.4.Phương trình 9.1.1Phương trình 9.1.12. màn lá - lá hình trụ hoặc hình nón xả mở giữa các bề mặt tiếp khách tạo bằng Thang máy đĩa trên thủ phủ. Đường kính của vùng bức màn được đại diện bởi kích thước 'd1' trong hình 9.1.4.Phương trình 9.1.2Phương trình 9.1.23. xả lá - đây là thấp hơn của bức màn và dòng chảy khu vực, mà quyết định dòng chảy qua các van.Hình 9.1.4 tác giả của các khu vực được xác định tiêu chuẩn Hình 9.1.4 tác giả của các khu vực được xác định tiêu chuẩnVan trong đó khu vực dòng chảy và không có vùng bức màn sẽ xác định khả năng được gọi là đầy đủ nâng Van. Các van sẽ có khả năng hơn nâng thấp hoặc nâng cao Van. Vấn đề này sẽ được thảo luận sâu hơn trong hướng dẫn 9.2. Mặc dù các yếu tố chính của một van an toàn thông thường tương tự, các chi tiết thiết kế có thể thay đổi đáng kể. Nói chung, các van phong cách DIN (thường được sử dụng trên khắp châu Âu) có xu hướng sử dụng một sắp xếp đơn giản xây dựng với một váy cố định (hoặc hood) trong khi các van phong cách ASME có một thiết kế phức tạp hơn bao gồm một hoặc hai vòng điều chỉnh xả đáy. Vị trí của các vòng có thể được sử dụng để tinh chỉnh các giá trị overpressure và xả đáy của các van.Cho một khu vực nhất định lỗ, có thể có một số đầu vào khác nhau và cửa hàng conne