بررسی انواع شیر مانع سرریز مخزن و مزایا و معایب آن ها

شیر مانع سرریز مخزن (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.

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.

شما می توانید جزئیات لازم در خصوص مخازن جایگاه سوخت را در مقاله لینک شده دنبال کنید.

انواع شیر مانع سرریز مخزن

شیر مانع سرریز مخزن با توپی شناور (Ball float Overfill Prevention Valve)

شیر مانع سرریز مخزن (Overfill Prevention Valve) که از جمله تجهیزات سر مخزن به شمار می رود، 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 شیلنگ 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 شناور (Shut-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 مخزن، جهت جلوگیری از ایجاد فشار بالای ناشی از بسته شدن شیر و صدمه دیدن مخزن و تجهیزات دو راه را پیش بینی کرده است:

1. در مدل OPW 53VML، هنگام رسیدن سطح مخزن به 90% جریان را به مرور کم می­‌کند تا افت فشار ناگهانی رخ ندهد.
2. 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:

1. نصب و تعمیرات آن آسان است.
2. بدون ایجاد فشار بر مخزن از بالا رفتن بیش از حد سطح مخزن جلوگیری می‌­کند.
3. لوله کش ها و اوپراتورها را از انجام یکسری مقررات اضافی CA معاف می­‌کند و کار آن­ها را راحت می­‌کند.

معایب:

1. هنگام قطع شدن شلنگ سوخت رسان مقداری سوخت به عقب پس می­‌زند.
2. نیاز به آب بندی خیلی دقیق و یکپارچه دارد.

جدول مشخصات و استانداردها

استانداردهای موجود برای شیر مانع سرریز مخزن 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:

مشخصات فنی

جمع بندی

شیر مانع سرریز در مخزن 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.