安全弁は、許容範囲を超える過圧からシステム、人員、および環境を保護します。これらは、他の制御、運用、および監視ユニットがすでに故障した場合の最終的な安全装置となる保護装置です。したがって、安全弁は常に、いかなる状況下でも機能しなければなりません。
安全弁が開くと、過剰な圧力が放出されます。通常の運転状態に戻ると、安全弁は閉じ、媒体のさらなる損失を防ぎます。
過圧には多くの原因があります
容器やシステム内の圧力が最大許容圧力を超える原因には、熱膨張、化学反応、火災、冷却システムの故障など、さまざまなものがあります。これらの事象は、それぞれ個別に、または同時に発生する可能性があります。プラントのオペレーターにとって、これは過圧のケースごとに放出が必要な質量流量や体積流量が異なることを意味します(例:熱膨張時は少量の質量流量、化学反応時は大量の質量流量)。
安全弁とその仕組み
安全弁には、ばね搭載形安全弁とパイロット作動形安全弁の2種類があります。
ばね搭載形安全弁では、ヘリカルスプリングによって閉止力が発生します。設定圧力は、調整ねじでこのばねに予圧をかけることで調整されます。許容できない過圧が発生した場合、安全弁はそれに応じて開きます。
パイロット作動形安全弁(POSV)は、システム圧力を利用して閉止力を発生させます。閉止方向に作用する、いわゆる「ドーム」の面積は、POSVのシート面積よりも大きくなっています。ドームの表面積がシートの表面積よりも大きいため、それに応じた閉止力はより強くなります。パイロット弁が作動すると、ドーム内の圧力が解放され、POSVが開きます。