安全弁吹き出し圧力について

質問

化学プラントで使用されている蒸気用安全弁について教えてください。
現在、通常の蒸気圧が0.15MPaの蒸気ラインに、設定圧力が0.20MPaの
蒸気用安全弁を使用しています。
もし、蒸気圧が0.25MPaとなり、安全弁が動作した際、安全弁から吹き出す圧力は、設定圧力を超えた0.05(=0.25-0.20)MPaでしょうか？
それとも、0.25MPaの蒸気が吹き出すのでしょうか？
ちなみに使用している安全弁はヨシタケ製AL-300Tです。
教えて下さい。よろしくお願いいたします。

回答No.2

hornet3 · ベストアンサー

確かに、ご使用される安全弁の機構からすれば出口側に圧力がかかればそのまま入口側の圧力にモロに影響するでしょうね。

既存背圧と累積背圧の違いですが、既存背圧はこの場合、大気解放なので大気圧ですね。累積背圧とは安全弁が作動したときに蒸気が流れることによって発生する抵抗による圧力です。圧力損失計算で出すことになります。

（実際の累積背圧値についてですが、小生、現在はプラントの仕事から離れており、圧力損失計算に必要な資料を持ち合わせていないので残念ながら累積背圧値をお答えすることができません。あしからず。）

お礼

ご丁寧に説明していただき本当にありがとうございました。
既存背圧はやはり大気圧だったのか・・・。
圧力損失計算は、計算できています。
本当にありがとうございました。

回答No.3

hornet3

もしかして、圧力損失計算の蒸気条件に必要だったのですか？二次側の配管設計条件につかうのかと思っていました。

もしそうだとしたら、蒸気は圧縮流体なので、低圧になると膨張して配管流速が速くなり圧力損失が高まるでしょう。このような場合、厳密に言えば再帰計算が必要ですが、１気圧で計算しておけば安全側でしょう。

ただ、経験上、今回の場合は圧力損失の影響は小さいと思いますが、他の場合のことを考え補足しておきます。

回答No.1

hornet3

突如として配管内が0.25MPaとなるのではなく、配管内の圧力は徐々に上昇すると考えられます。すなわち、配管内の圧力が0.20MPaで安全弁が吹き始めます。

安全弁の設計として必要なのは、0.20MPaにおいて配管内に供給される蒸気発生量より多くの蒸気を噴き出す能力のあるものを選定することにより、配管内の圧力を0.20MPa以下に保つことではないでしょうか。

また、安全弁は減圧弁としても作用しますが、出口側圧力は流量によって変化します。ただ、上記の設計基準で選定をすれば、出口側圧力が入り口側圧力を超えることはないので吹き出す蒸気は0.20MPa以下となります。

補足

ご回答ありがとうございます。

安全弁の吹出し配管長が約15m（最後は大気開放）であり、安全弁にどの程度の背圧がかかっているのかを知りたいと思っていました。

安全弁に設定値の10％以上の背圧がかかると、
動作不良を起こすようでので、安全弁の出口側にかかる
(1)累積背圧と(2)既存背圧について調査したく、
(1)累積背圧は圧力がわかれば計算で背圧を算出できますので、出口の圧力を知りたかったということです。

ここでもう一つ教えて頂けるとありがたいのですが、(2)既存背圧は、「安全弁が吹き出す前に既に存在する圧力で，他の供給源から導入される圧力」と定義されていますが、実際にイメージが湧きません。
安全弁の吹出し配管長が約15m程度だとどの程度の背圧がかかっているのでしょうか？ちなみに配管径は50Aです。