تامین ایمنی با شیر مانع سرریز مخازن (Overfill Prevention Valve)
شیر مانع سرریز مخازن (Overfill Prevention Valve) یک شیر ایمنی است که در مخازن مختلف ذخیره، به خصوص مخازن دفنی ذخیره‌ی بنزین در جایگاه‌های سوخت استفاده میشود. شیرهای مانع سرریزی که در ساختار مخازن زیر زمینی به کار میروند با شیرهای مورد استفاده در مخازن رو زمینی متفاوت هستند و نباید به جای هم استفاده شوند.
وظیفه‌ی شیر مانع سرریز اینگونه است که در جریان بارگیری مخزن، زمانی که مقدار سوخت موجود در مخزن به 90% از ظرفیت اسمی مخزن برسد، شیر مانع سرریز به طور خودکار شروع به بسته شدن و کم کردن دبی ورودی به مخزن میکند. هنگامی که مقدار سوخت موجود در مخزن به 95% ظرفیت اسمی مخزن برسد این شیر کاملاً بسته میشود و جریان ورودی به مخزن را قطع میکند.
شما می توانید جزییات لازم در خصوص مخازن جایگاه سوخت را در مقاله لنک شده دنبال کنید.
کاهش ناگهانی دبی جریان باعث ایجاد یک شوک در شلنگ انتقال سوخت میشود و این امر اوپراتور مسئول انتقال سوخت را آگاه میکند تا متوجه شود که مخزن به نزدیک 95% ظرفیت خود رسیده است. درون این شیرها یک فنر به نام Shut-off Flapper وجود دارد که وظیفه‌ی آن کاهش شوک ناشی از بسته شدن ناگهانی جریان است. کاهش این شوک سبب کاهش صدمات به شیر، لوله‌ی انتقال و دیگر تجهیزات مخزن میشود.
پیمانه‌گر الکترونیکی مخزن که اصطلاحاً ATG خوانده میشود وسیله ای است که میتواند سطح مخزن را به طور دائم کنترل و گزارش کند و هنگامی که سطح مخزن به 95% برسد آلارم هشدار می‌دهد و به اوپراتور خبر داده تا جریان خروجی از تانکر حمل سوخت را قطع کند.
انواع شیر مانع سرریز مخازن
شیر مانع سرریز مخازن با توپی شناور (Ball float Overfill Prevention Valve)
شیر مانع سرریز مخازن (Overfill Prevention Valve) با توپی شناور بر روی دریچه‌ی ورودی سوخت به مخزن نصب میشود. توپی این شیرها در کف محفظه‌ی شیر قرار دارد؛ با بالا آمدن سطح جریان و رسیدن جریان به شیر، توپی روی سیال شناور شده. هنگامی که مخزن به 95% ظرفیت خود برسد توپی بالا رفته و جلوی دریچه‌ی ورودی سوخت را می‌بندد و اینگونه جریان ورودی به مخزن را قطع میکند. از معایب این روش این است که هنگامی که توپی جلوی دریچه را می‌گیرد جریان دیگر به مخزن وارد نمی‌شود اما همچنان در شلنگ جریان برقرار است و میتواند باعث ایجاد فشار بر شیر و شلنگ و تجهیزات انتقال سوخت شود. همچنین این شیر وظیفه‌ی بازیافت بخارات خروجی از مخزن را هم ایفا کرده و با پر شدن مخزن بخارهای سوخت را به خارج از مخزن هدایت میکند.
شیر مانع سرریز مخزن با بالشتک شناورShut-off Overfill) (Prevention Valve
شیر مانع سرریز اتوماتیک با بالشتک شناور یک شیر دو مرحله‌ای است. مرحله‌ی اول آن جریان را به طور چشمگیری کاهش داده تا اوپراتور را آگاه کند که مخزن تقریباً پر شده است و باید شیر خروجی جریان از تانکر حمل سوخت را ببندد. اگر اوپراتور متوجه این موضوع نشود و به آن توجهی نکند، سطح مایع در مخزن بالاتر می‌رود و در مرحله‌ی دوم نهایتاً شیر به طور خودکار بسته میشود. این شیرها دارای یک یا دو بالشتک شناور هستند که با بالا رفتن سطح مخزن و رسیدن سیال به شیر، روی آب شناور میشوند و دبی جریان را کاهش می‌دهند و در اثر رسیدن سطح مخزن به 95% ظرفیت اسمی، شیر به طور کامل بسته میشود.
راه‌های جلوگیری از آسیب شیر و مخزن
شرکت OPW در محصولات خود برای شیر مانع سرریز مخازن، جهت جلوگیری از ایجاد فشار بالای ناشی از بسته شدن شیر و صدمه دیدن مخزن و تجهیزات دو راه را پیش بینی کرده است:
- در مدل OPW 53VML، هنگام رسیدن سطح مخزن به 90% جریان را به مرور کم میکند تا افت فشار ناگهانی رخ ندهد.
- در مدل OPW 30MV ، سی دقیقه قبل از پر شدن مخزن شروع به کاهش جریان میکند.
ضریب اطمینان طراحی برای شیر مانع سرریز معمولاً 1.5 در نظر گرفته میشود. از آن جایی که این شیر به دفعات تحت فشار سیال قرار می‌گیرد لازم است تا طبق اصول تحلیل ریسک، پارامترهای عمر مفید و احتمال خرابی آن محاسبه گردد.
مزایا و معایب شیر مانع سرریز مخزن
مزایا :
- نصب و تعمیرات آن آسان است.
- بدون ایجاد فشار بر مخزن از بالا رفتن بیش از حد سطح مخزن جلوگیری میکند.
- لوله کش ها و اوپراتورها را از انجام یکسری مقررات اضافی CA معاف میکند و کار آنها را راحت میکند.
معایب:
- هنگام قطع شدن شلنگ سوخت رسان مقداری سوخت به عقب پس می‌زند.
- نیاز به آب بندی خیلی دقیق و یکپارچه دارد.
جدول مشخصات و استانداردها
استانداردهای موجود برای شیر مانع سرریز مخازن عبارتند از:
استانداردهای NFPA 30, PGS 29, OISD Guideline 152 که ممکن است برای یک سری کاربردهای خاص استفاده شوند و استانداردهای IEC 61511 , API 2350 که جامعیت بیشتری دارند.این استانداردها دامنه‌ها و اهداف مختلفی دارند. مثلا استاندارد API 2350 یک استاندارد بسیار پرکاربرد برای مخازن با ظرفیت بالا و تجهیزات ایمنی و متعلقات آن می‌باشد؛ درحالی که استاندارد IEC 61511 بیشتر به بررسی تجهیزات الکترونیکی مخازن ذخیره سوخت می‌پردازد.
جدول زیر مشخصات شیر مانع سرریز EBW 490 Series را طبق استاندارد NFPA 30 نشان می‌دهد که در مخازن زیرزمینی ذخیره سوخت (Underground Fuel Storage Tank) استفاده میشود:
| Anodized Cast Aluminum | بدنه |
| Aluminum or Anodized Aluminum (AG models) | لوله اتصال بالایی |
| Aluminum or Anodized Aluminum (AG models) | لوله اتصال پایینی |
| Die Cast Zinc and Acetal or Die-cast Zinc with nickel plating and Acetal (AG models) | فلپر Flapper |
| Polyethylene or fluorinated Polyethylene (AG models) | شناور Float |
| Buna-n , viton | آب بندی Gasket |
| 350 گالن بر دقیقه (gpm) (1325 لیتر بر دقیقه) | جریان عادی با شلنگ 4 اینچی |
| 180 گالن بر دقیقه (gpm) (681 لیتر بر دقیقه) | حداقل دبی |
| 10 psi (69 kPa) | بیشترین فشار کاری |
| 33 Pounds (15 kg) | وزن نهایی در کارتن |
| 17.44″ (443 mm) | طول بدنه شیر |
| 4″ (102 mm) Diameter x 60″ (1524 mm) Long | لوله اتصال بالایی |
| Std. 4″ (102 mm) Diameter x 96″ (2438 mm) Long | لوله اتصال پایینی |
جمع بندی
شیر مانع سرریز در مخازن ذخیره‌ی سوخت به خصوص مخازن زیر زمینی از اجزای بسیار مهم هستند. این شیرها باعث تأمین ایمنی مخزن و تجهیزات میشوند. برای انتخاب و نصب یک شیر سرریز مناسب باید به یکسری نکات مهم توجه کرد.
شرکت های آمریکایی OPW ، MORRISON ، EMERSON ، Franklin Fueling Systems و EBW از جمله مهم ترین برندهای تولید و فروش شیر مانع سر ریز مخازن هستند که این به تولید این شیرها در سری ها و کلاس بندی‌های مختلف پرداخته اند.
شیر مانع سرریز توپی (Ball float Overfill Prevention Valve) نسبت به شیرهای مانع سرریز اتوماتیک با بالشتک شناور (Shut-off Overfill Prevention Valve) دارای قیمت نسبتاً بیشتری هستند اما وظیفه‌ی خروج بخارات از مخزن را هم انجام می‌دهند. همچنین زمانی که جریان از تانکر حمل سوخت توسط پمپ وارد مخزن میشود بهتر است از شیر سرریز توپی استفاده شود. زمانی که به وسیله‌ی جاذبه‌ی زمین و اختلاف ارتفاع، جریان به طور طبیعی به مخزن جاری میشود معمولاً شیرهای اتوماتیک با بلاشتک شناور ترجیح داده میشوند.
