ریلیف ولو و طراحی

با عرض سلام و احترام
جناب اقای مهندس میخواستم بپرسم در مورد ریلیف ولو و محاسبات مربوط به ان جهت کنترل فشار سیال به کجا مراجعه کنیم؟اصلا ریلیف ولو روی خط 32 و 64 اینچ میشه استفاده کرد؟برای کنترل فشار اب out از روی تپه پنجاه متری به ساحل

1 پسندیده

سلام و ارادت :pray:

اول چند نکته کلیدی را خدمت شما عنوان میکنم که برای خط ۳۲ و ۶۴ اینچ چه کار باید کرد.

در مورد اینکه برای محاسبات و اصول کاری ریلیف‌ ولو به کجا مراجعه کنیم، معمولاً رفرنس‌های اصلی این‌ها هستند:
۱) ASME Section VIII (بخش UG-125 تا UG-137) برای الزامات کلی شیرهای اطمینان روی مخازن تحت فشار
۲) API 520 (قسمت ۱ و ۲) برای اصول انتخاب و سایزینگ ریلیف ولو
۳) API 521 برای فلسفه حفاظت از سیستم و سناریوهای افزایش فشار
۴) API 526 برای ابعاد استاندارد فلنج و اوریفیس شیرهای اطمینان

این‌ها رفرنس‌های طراحی و محاسباتی هستند؛ یعنی اگر بحث «ایمنی و overpressure protection» روی تجهیزات باشد، باید به این استانداردها رجوع کنی، نه برای کنترل دائم فشار یک خط لوله آب.

در مورد اینکه آیا می‌شود روی خط ۳۲ اینچ و ۶۴ اینچ برای کنترل فشار از ریلیف ولو استفاده کرد، جواب مهندسی و واضح این است: اصولاً نه، این کار کاربرد درست ریلیف ولو نیست. ریلیف ولو اساساً برای این طراحی شده که وقتی فشار از یک حد مشخص بالاتر رفت، در حالت اضطراری باز شود و از تجهیزات در برابر overpressure محافظت کند، نه اینکه به‌صورت دائمی فشار را تنظیم کند.

برای کنتر‌ل فشار آب خروجی از یک تپه ۵۰ متری تا ساحل، اول باید بفهمیم با چه فشاری طرف هستیم. فقط از بابت اختلاف ارتفاع، فشار استاتیک در پایین تقریباً این قدر می‌شود:

ρgh ≈ 1000 × 9.81 × 50 ≈ 490500 Pa ≈ 4.9 bar

یعنی صرفاً به‌خاطر اختلاف ارتفاع ۵۰ متری، حدود ۵ بار فشار اضافه در پایین خط داریم (اگر پمپ یا فشار اضافی دیگری نباشد). حالا تصور کن این فشار روی یک خط ۳۲ یا ۶۴ اینچ چه دبی عظیمی ایجاد می‌کند. اگر بخواهی با ریلیف ولو فشار را کنترل کنی، باید ولوهایی با سایز بسیار بزرگ و ظرفیت تخلیه خیلی بالا انتخاب کنی، که از نظر اقتصادی، ابعادی و حتی از نظر پایداری فرایندی اصلاً منطقی نیست. ضمن این‌که ریلیف ولو برای کارکرد دائم (modulating برای کنترل پیوسته فشار خط) طراحی نشده؛ اکثراً یا on/off هستند یا در محدوده‌ای کوچک عمل می‌کنند و اگر مدام در حال باز و بسته شدن باشند، خیلی زود خراب می‌شوند و از کنترل خارج می‌شوند.

برای چنین سناریویی که آب از ارتفاع زیاد به ساحل می‌رود، معمولاً راه‌حل‌ها این‌ها هستند:
۱) استفاده از pressure reducing valve (PRV) یا control valve با کنترلر فشار، که روی خط نصب می‌شود و فشار پایین‌دست را روی یک مقدار تنظیم‌شده نگه می‌دارد. این ولوها برای سرویس مداوم ساخته شده‌اند.
۲) استفاده از break pressure tank یا حوضچه کاهش فشار در میانه مسیر، که عملاً ستون آب را می‌شکند و اجازه نمی‌دهد فشار استاتیک زیاد به کل خط منتقل شود.
۳) در صورت دبی بالا و اختلاف ارتفاع قابل توجه، حتی می‌توان از توربین آبی (Pelton یا Francis بسته به شرایط) استفاده کرد تا هم فشار را بگیرد و هم انرژی را بازیابی کند.
۴) طراحی مناسب برای جلوگیری از surge و water hammer (اینجا هم به جای PSV، معمولاً از surge relief valve یا air vessel، surge tank و… استفاده می‌شود که طراحی‌شان با API/ASME فرق دارد و بیشتر در رفرنس‌های هیدرولیک خطوط آب و استانداردهای AWWA می‌آیند).

خیلی ممنونم اقای مانی زاده واقعا پاسخگوییتون خیلی کمک کرد بهم و ممنون از دوره عالی شما،اقای مانی زاده فقط در رابطه با اینده شغلیم یه سوالی داشتم از خدمتتون،من به عنوان مهندس مکانیک در مقطع کارشناسی در یک شرکت offshoreمشغول به کارم و قصد دارم ارشدم رو هم در رشته طراحی کاربردی ادامه بدم.میخواستم از خدمتتون بپرسم که نیازه من طراحی فرایند رو هم آموزش ببینم و یا اموزش پمپ ها و کمپرسور و pipeline و مخازن بهتره؟ من در حدودی هم نرم افزار هایی مثل اباکوس و کتیا هم بلدم.واقعا خیلی ممنون میشم راهنمایی بفرمایید.

1 پسندیده

سلام، خیلی ممنونم از لطف و بازخورد ارزشمندتون، خوشحالم که دوره براتون مفید بوده. در مورد سؤال مهمی که درباره آینده شغلی‌تون مطرح کردید، با توجه به اینکه در یک شرکت Offshore مشغول به کار هستید، کارشناسی مکانیک دارید و قصد ادامه تحصیل در مقطع ارشد طراحی کاربردی رو دارید، پیشنهاد می‌کنم تمرکز اصلی‌تون روی حوزه‌های مکانیکی باقی بمونه. برای یک مهندس مکانیک الزام نیست که وارد طراحی عمیق فرایند و شبیه‌سازی کامل با نرم‌افزارهایی مثل Aspen یا HYSYS بشه، اما آشنایی مفهومی با Design Basis، PFD، P&ID و شرایط عملیاتی تجهیزات کاملاً ضروریه چون کمک می‌کنه در طراحی مکانیکی تصمیم‌های فنی دقیق‌تری بگیرید. از نظر مسیر مهارتی، یادگیری و تسلط روی پمپ‌ها و کمپرسورها (Selection، Datasheet، استانداردهای API 610 و API 617)، پایپینگ و پایپ‌لاین (هیدرولیک، استرس آنالیز و آشنایی با ASME B31.3 و B31.8)، تجهیزات ثابت و مخازن (Pressure Vessels و Storage Tanks بر اساس ASME Section VIII و API 650/620) اهمیت بسیار بالاتری نسبت به ورود عمیق به Process Design دارد. دانشی که در نرم‌افزارهایی مثل Abaqus و CATIA دارید یک مزیت جدی محسوب می‌شود و اگر در کنار آن‌ها به‌صورت هدفمند با نرم‌افزارهایی مثل PV Elite، Compress و Caesar II کار کنید و همزمان به درک کدها و استانداردها مسلط باشید، پروفایل حرفه‌ای شما برای پروژه‌های Offshore و EPC بسیار قوی‌تر خواهد شد. جمع‌بندی نهایی این است که برای مسیر طراحی کاربردی در صنایع Offshore، تمرکز هوشمندانه روی تجهیزات دوار، تجهیزات ثابت و پایپینگ اولویت دارد و طراحی فرایند در حد شناخت و درک مفهومی کفایت می‌کند؛ اگر بخواهم اولویت‌بندی کنم، پمپ و کمپرسور، سپس تجهیزات ثابت، بعد پایپینگ و پایپ‌لاین و در نهایت آشنایی مفهومی با فرایند. موفق باشید.