Пределы срабатывания пзк и пск. Предохранительно-запорные клапаны (ПЗК) Назначение и устройство предохранительно запорного клапана

информация о нормативно-технических документах:

Вся выпускаемая продукция имеет разрешения Ростехнадзора на применение, технические паспорта, свидетельства об изготовлении, руководства по эксплуатации и сертификаты соответствия. Дополнительные параметры, такие как: масса изделия, габаритно-присоединительные размеры, чертеж, высылаются по заявке.

Клапан отличается многообразием конструктивных исполнений, что зависит от функционального назначения арматуры. В основном, клапаны делятся на запорные, регулирующие, предохранительные и обратные. Реже встречаются перепускные, дыхательные, отключающие, отсечные, редукционные, смесительные и распределительные, балансировочные клапаны. Рассмотрим некоторые из них:

• Перепускной клапан - это устройство, предназначенное для поддержания давления жидкой или газообразной среды на заданном уровне путём перепуска её через ответвление трубопровода. В отличие от предохранительного клапана перепускной обеспечивает непрерывный отвод среды из системы. Стоит отметить, что данный вид клапана поддерживает постоянное давление на входе в клапан, то есть «до себя»;
• Дыхательный клапан призван максимально сократить потери нефтепродуктов при дыхании резервуара с одновременным предотвращением превышения в нем заданных величин давления и вакуума;
• Отключающий клапан является защитной арматурой, необходимой для предотвращения течь или выброса рабочей среды в случае разрыва трубопровода. Кроме этого, они существенно ограничивают расход среды в системе сверх установленного предела. В основном, отключающие клапаны применяются на трубопроводах малого диаметра при транспортировке сред, утечка которых в окружающую среду недопустима;
• Отсечной клапан служит для оперативного перекрытия трубопровода в аварийных ситуациях либо по технологической необходимости. В действие такой клапан приходит посредством пневматического либо электрического привода по команде от специальных датчиков;
• Редукционный клапан представляет собой автоматически действующий дроссель, обеспечивающий постоянное давление на выходе. Может использоваться как для понижения давления, так и для выравнивания переменного давления;
• Смесительный клапан является разновидностью регулирующей арматуры, которая используется для смешивания нескольких потоков среды в один с целью стабилизации свойств рабочей среды. Корпус смесительного клапана характеризуется наличием двух входных и одного выходного патрубка. Стоит отметить, что в процессе смешивания изменяется лишь соотношение потоков, при этом скорость потока всегда остается неизменной;
• Распределительный клапан предназначен для направления потоков рабочей среды из двух или более трубопроводов в один. Зачастую, распределительный клапан используется для управления пневматическими и гидравлическими приводами. В зависимости от числа обслуживаемых линий данный клапан подразделяется на трехходовые, четырехходовые и многоходовые клапаны;
• Балансировочный клапан - это вид дросселирующей арматуры, призванный обеспечивать расчетное потокораспределение по элементам трубопроводной сети или стабилизации в них циркуляционных давлений или температур. Балансировочные клапаны подразделяются на ручные и автоматические.

Климатическое исполнение - это климатические условия эксплуатации арматуры, которые определяются в соответствии с ГОСТ 15150-69.

Тип фланцевого соединения по исполнению и материал прокладки выбирают в зависимости от условий работы арматуры, давления, рабочей температуры и коррозионных свойств среды.

Список случайных изделий:

Трубопроводная арматура с приводным управлением применятся в случаях частого использования трубопроводной арматуры. Также она используется при необходимости быстрого воздействия на рабочий орган арматуры в опасных условиях и при аварийных ситуациях.

Вместе с этим изделием также просматривают:

Аналоги этого изделия:

Трубопроводная или запорная арматура - технические устройства, которые устанавливают на трубопроводы и емкости. В зависимости от рабочей среды и ее параметров трубопроводную арматуру разделяют на пароводяную: для паропроводов и водопроводных систем; энергетическую арматуру, нефтяную, газовую, канализационную, вентиляционную, криогенную, вакуумную, резервуарную. Водопроводные системы - это инженерные сооружения, решающие задачи водоснабжения различных потребителей. Различают внутренние и внешние водопроводные системы. Энергетическая арматура - используется на трубопроводах пара и воды энергетического оборудования и установок, энергоблоках, ТЭЦ и АЭС. Энергетическая арматура обеспечивает пуски и остановы энергетического оборудования, сброс и набор нагрузки, регулирование расхода и давления рабочей среды, защиту от сверхноминального давления и обратных потоков среды. Для этих целей используется следующая трубопроводная арматура: регулирующая, защитная, предохранительная и запорная арматура. Среди энергетической арматуры наибольшее распространение получила специальная запорная арматура Ду от 6 до 65 мм: клапаны воздушные, трехходовые, запорные, задвижки с малогабаритным затвором. Клапаны воздушные на Ду 6 мм применяются для выпуска пара или воздуха из трубопроводов, или котлов в период растопки. Для присоединения манометров используют клапаны трехходовые Ду 10 мм. Среди самой используемой запорной арматуры на энергетическом оборудовании - клапаны запорные DN от 10 до 65 мм, работающие на паре и на воде. Задвижки используются в качестве управляемых запорных органов для отключения среды на главных паровых и водяных магистралях. Для этих целей применяются задвижки с Ду 100 - 450 мм.

Углеродистая сталь - одна из самых распространенных групп материалов для производства компонентов трубопровода. Она предназначена для изделий, транспортирующих нейтральные, слабоагрессивные жидкие и газообразные среды при пороговых температурах от -40 до +425 градусов. Точные значения допустимой температуры перемещаемых веществ вычисляется отдельно для каждой марки стали этого типа.

Предохранительные устройствапредназначаются для предупреждения повышения давления выше заданной величины и предотвращения движения среды в направлении, обратном заданному. В качестве предохранительной арматуры используются обратные, запорные, сбросные, скоростные клапаны.

Предохранительные запорные клапаны (ПЗК) применяются для автоматического прекращения подачи газа к потребителям в случае изменения его давления в контролируемой точке сверх заданных пределов. Они устанавливаются в ГРП (ГРУ), на газовых разводках, перед горелкамигазопотребляющих агрегатов.

Точность срабатывания ПЗК должна составлять ±5% заданных контролируемых величин давления для ПЗК, установленных в ГРП, и ±10% для ПЗК в шкафных ГРП (ГРУ). В основном для ГРП (ГРУ) и крупных газопотребляющих агрегатов используются предохранительные запорные клапаны ПКВ и ПКН с диаметрами условного прохода 50, 80, 100 и 200 мм. В мембране клапана ПКВ применена более жесткая пружина, что позволяет использовать его на газопроводах высокого давления.

Предохранительно-запорный клапан типа ПКН (В)(рис.4.3.)состоит из чугунного литого корпуса 1 вентильного типа, мембранной камеры, надстроечной головки и системы рычагов. Внутри корпуса имеется седло и клапан 9. Шток клапана входит в соединение с рычагом 14, один конец которого крепится шарнирно внутри корпуса, а другой с грузом выведен наружу. Для открытия клапана 9 с помощью рычага 14 сначала немного поднимается шток и удерживается в таком положении, при этом открывается отверстие в клапане и перепад давления до и после него уменьшается. Рычаг с грузом 14 вводится в зацепление с анкерным рычагом 15, который укреплен на корпусе шарнирно. Ударный молоточек 17 также крепится шарнирно и расположен над плечом анкерного рычага. Над корпусом под надстроечной головкой расположена мембранная камера, в которую под мембрану подается газ из рабочего газопровода. На мембране сверху расположен шток с гнездом, в которое одним плечом входит коромысло 16. Другое плечо коромысла входит в зацепление со штифтом ударного молоточка.

Рис.4.3. Предохранительно-запорный клапан типа ПКН (В) :

Предохранительные сбросные клапаны.

Предохранительные сбросные клапаны срабатывают при повышении рабочего давления до +15%, методом сброса газа в атмосферу.

Как один из видов трубопроводной арматуры клапан предохранительный (рис.4.4) предназначен для автоматической защиты технологической системы и трубопроводов от недопустимого повышения давления рабочей среды. Различают пружинные и рычажные предохранительные клапаны.

По способу выпуска рабочей среды разделяют клапан предохранительный, работающий без противодавления и сбрасывающий рабочую среду в атмосферу, и клапан предохранительный с противодавлением, сбрасывающий рабочую среду в трубопровод.

Рис. 4.4. Предохранительно-запорные клапаны ПКН (ПКВ) :

1 – штуцер, 2,4 – рычаги, 3, 10 – шифты, 5 – гайка, 6 – тарелка, 7,8 – пружины, 9 – ударник, 11 – коромысло, 12 – мембрана

Так же клапан предохранительный пружинный может быть оборудован рычагом ручного подрыва, для проверки его работоспособности или ручного выпуска рабочей среды.

Клапан предохранительный (клапан сбросной) предназначены для защиты оборудования от недопустимого превышения давления сверх установленного. Клапаны предохранительные применяются на резервуарах, котлах, емкостях, сосудах и трубопроводах для автоматического или ручного сброса давления в атмосферу или отводящий трубопровод. После снижения давления до нужного предела предохранительный клапан прекращает сброс среды. Предохранительные клапаны предназначены для жидкой и газообразной, химической или нефтяной рабочих сред. Нормы герметичности по ГОСТ 9789-75.

Газовые фильтры

Очистка газа от твердых частиц ржавчины, пыли, смолистых веществ необходима для того, чтобы предотвратить истирание уплотняющих поверхностей запорных устройств, острых кромок расходомерных диафрагм, роторов газовых счетчиков и импульсных трубок и дросселей от загрязнения.

На ГРУ применяются следующие фильтры:

– сетчатые (фильтры ФС с чугунным и фильтры ФСС со сварным корпусом) – применяют при небольших расходах газа, в основном в шкафных ГРП.

– волосяные кассетные (фильтры ФВ с чугунным и фильтры ФГ со сварным корпусом) имеют кассету, которая имеет спереди проволочную сетку, а на выходе – дырчатую металлическую пластину для удержания и равномерного распределения фильтруемого материала. Кассета заполняется конским волосом или капроновой нитью.

Степень загрязнения фильтра характеризуется перепадом давления на нем, которое в процессе эксплуатации не должно превышать для сетчатых – 500 мм вод.ст., для волосяных – 1000 мм вод.ст. Для очищенных и промытых фильтров соответственно 200 – 250 и 400 – 500 мм вод.ст.

Классификация арматуры

В зависимости от назначения газопроводная арматура подразделяется на четыре класса:

I класс- запорная арматура;

II класс - регулирующая арматура;

III класс - предохранительная и защитная арматура;

IV класс - контрольная арматура.

Каждый класс в зависимости от принципа действия арматуры подразделяется на две группы.

1. Приводная арматура, приводимая в действие при помощи привода (ручного, механического, электрического, пневматического).

2. Автоматическая, самодействующая арматура, приводимая в действие автоматически, непосредственно потоком рабочей среды или изменением ее параметров.

Основные требования, предъявляемые к запорной арматуре:

а) герметичность отключения,

б) быстрота закрытия и открытия,

в) надежность в эксплуатации и простота обслуживания при соблюдении нормы герметичности,

г) минимальное гидравлическое сопротивление проходу газа, небольшая строительная длина, небольшая масса и габаритные размеры.

ПЗК устанавливается после фильтра перед регулятором по ходу газа. Наиболее распространенными клапанами являются клапаны ПКН (низкого давления) и клапаны ПКВ (высокого давления), которые имеют условный проход 50, 80, 100 и 200 мм.

Для установки клапана в рабочее (открытое) положение необходимо поднять рычаг с грузом 10 и ввести в зацепление с анкерным рычагом, а ударный молоточек поставить в вертикальное положение.

При этом клапан через зубчатое соединение поднимается и если импульсное давление газа за регулятором, которое передается в межмембранное пространство через штуцер, равно силе натяжения пружины 14 , в соответствующей верхней границе дозволенного давления, клапан будет находиться в открытом положении.

При повышении или понижении давления мембрана поднимается или опускается и ударный молоточек пока не выходит из зацепления с корпусом 17 . Затем молоточек падает, ударяет по свободному концу анкерного рычага, рычаг с грузом опускается и клапан закрывается.

На верхнюю границу давления клапан настраивается сжатие пружины 14 , а на нижнюю – подбором массы груза 16 .

Рисунок 3.44 – Предохранительно-запорный клапан ПКН (ПКВ):

1- корпус; 2 – клапан с резиновым уплотнением; 3 – шток; 4 – корпус мембранный; 5 и 18 – штифты; 6 – анкерный рычаг с крючком; 7 – импульсная трубка; 8 – ударный молоточек; 9 – шток мембраны; 10 – рычаг с грузом; 11 – перепускной малый клапан; 12 – гайка штока мембраны; 13 – тарелка; 14 – пружина; 15 – регулировочный стакан; 16 – регулировочный груз; 17 – коромысло; 19 – мембрана.

Повышение или понижение давления газа после регулятора давления сверх заданных пределов может привести к аварийной ситуации. При чрезмерном повышении давления газа возможны отрыв пламени у горелок и появление в рабочем объеме газоиспользующего оборудования взрывоопасной смеси, нарушение герметичности, утечка газа в соединениях газопроводов и арматуры, выход из строя контрольно-измерительных приборов и т. д. Значительное понижение давления газа может привести к проскоку пламени в горелку или погасанию пламени, что при неотключении подачи газа вызовет образование взрывоопасной газовоздушной смеси в топках и газоходах агрегатов и в помещениях газифицированных зданий.

Причинами недопустимого повышения или понижения давления газа после регулятора давления для тупиковых сетей являются:

Неисправность регулятора давления (заклинивание плунжера, образование гидратных пробок в седле и корпусе, негерметичность затвора и др.);
неправильный подбор регулятора давления по его пропускной способности, приводящий к двухпозиционному режиму его работы при малых расходах газа и вызывающий всплески выходного давления и автоколебания.
Для кольцевых и разветвленных сетей причинами недопустимого изменения давления после регулятора давления могут быть:

Неисправность одного или нескольких регуляторов давления, питающих эти сети;
неправильный гидравлический расчет сети, из-за чего скачкообразные изменения потребления газа крупными потребителями приводят к всплескам выходного давления.
Общей причиной резкого снижения давления для любых сетей может быть нарушение герметичности газопроводов и арматуры, а следовательно, утечка газа.

Для предотвращения недопустимого повышения или понижения давления в ГРП (ГРПШ) устанавливают быстродействующие предохранительные запорные клапаны (ПЗК ) и предохранительные сбросные клапаны (ПСК).

ПЗК предназначены для автоматического прекращения подачи газа к потребителям в случае повышения или понижения давления сверх заданных пределов; их устанавливают после регуляторов давления. ПЗК срабатывают при «чрезвычайных ситуациях», поэтому самопроизвольное их включение недопустимо. До ручного включения ПЗК необходимо обнаружить и устранить неисправности, а также убедиться, что перед всеми газоиспользующими приборами и агрегатами запорные устройства закрыты. Если по условиям производства перерыв в подаче газа недопустим, то вместо ПЗК должна быть предусмотрена сигнализация оповещения обслуживающего персонала.

ПСК предназначены для сброса в атмосферу определенного избыточного объема газа из газопровода после регулятора давления с целью предотвращения повышения давления сверх заданного значения; их устанавливают после регулятора давления на отводном трубопроводе.

При наличии расходомера (счетчика газа) ПСК необходимо устанавливать после счетчика. Для ГРПШ допускается выносить ПСК за пределы шкафа. После снижения контролируемого давления до заданного значения ПСК должен герметично закрыться.

Предохранительные запорные клапаны
ПЗК - это открытая в эксплуатационном состоянии арматура. Расход газа через нее прекращается, как только в контролируемой точке газопровода давление достигает нижнего или верхнего предела настройки ПЗК.

К ПЗК предъявляют следующие требования:

Должен обеспечивать герметичное закрытие подачи газа в регулятор в случае повышения или понижения давления за ним сверх установленных пределов. Верхний предел срабатывания ПЗК не должен превышать максимальное рабочее давление после регулятора более чем на 25 %;
рассчитываются на входное рабочее давление по ряду: 0,05; 0,3; 0,6; 1,2; 1,6 МПа с диапазоном срабатывания при повышении давления от 0,002 до 0,75 МПа, а также с диапазоном срабатывания при понижении давления от 0,0003 до 0,03 МПа;
конструкция должна исключать самопроизвольное открытие запорного органа без вмешательства обслуживающего персонала;
герметичность запорного органа должна соответствовать классу «А» по ГОСТ 9544-93;
точность срабатывания должна составлять ±5% заданных величин контролируемого давления для ПЗК, устанавливаемых в ГРП, и ±10% для ПЗК в ГРПШ и комбинированных регуляторах;
инерционность срабатывания должна быть не более 40–60 с;
свободный проход запорного органа должен составлять не менее 80 % условного прохода патрубков ПЗК;
запорный орган не должен быть одновременно и исполнительным органом регулятора давления газа.
Отбор импульса контролируемого давления ПЗК надо делать рядом с точкой отбора импульса регулятора давления, т. е. на расстоянии от регулятора давления не менее пяти диаметров выходного газопровода. Подключать импульсный трубопровод ПЗК к нижней части горизонтального участка газопровода недопустимо для предотвращения попадания конденсата.

ПЗК, установленные в ГРПШ и объектовых ГРП, часто используют в качестве исполнительных механизмов автоматики безопасности, прекращающих подачу газа при отклонении любого из контролируемых параметров за заданные пределы (в т. ч. и по команде сигнализатора загазованности). При этом ПЗК обычно комплектуют электромагнитным устройством. К ПЗК также относятся термозапорные клапаны, перекрывающие трубопроводы в случае повышения температуры до 80–90° С.

Предохранительные запорные клапаны (ПЗК) устанавливаются перед регулятором (по ходу газа) для автоматической отсечки газа к регулятору в случаях отклонения его давления от установленного верхнего или нижнего предела. Верхний предел срабатывания ПЗК не должен превышать максимального рабочего давления газа после прохождения через регулятор более чем на 25%. Нижний предел срабатывания ПЗК определяется по результатам наладки газового оборудования, исходя из возможности погасания горелок и проскока пламени.

Сигнал об отклонении давления газа от заданного значения поступает к ПЗК по импульсной трубке, присоединенной к газопроводу выходного давления, что и вызывает срабатывание клапана.

ПЗК устанавливают на горизонтальном участке газопровода перед регулятором. Во избежание сотрясения ПЗК устанавливаются на неподвижную опору. Точность срабатывания ПЗК, устанавливаемых в ГРП, должна составлять ±5% от заданных значений контролируемого давления. Включение в работу регулятора давления в случае прекращения подачи газа должно производиться после выявления причины срабатывания ПЗК и принятия мер по устранению неисправности.

В эксплуатации встречаются следующие типы ПЗК: ПК (сняты с производства), ПКН (ПКВ), ПКК-40, КПЗ и др.

Клапаны типа ПКН (ПКВ) - это полуавтоматические запорные устройства, предназначенные для герметичного перекрытия подачи неагрессивных газов. Клапан автоматически закрывается при выходе контролируемого давления за установленные верхний или нижний пределы. Открытие клапана производится только вручную. Самопроизвольное открытие клапана исключено.

Клапаны данного типа выпускаются с диаметрами условного прохода (Д у) 50, 80, 100, 200 мм в следующих модификациях: ПКН - предохранительный клапан низкого контролируемого давления; ПКВ - предохранительный клапан высокого контролируемого давления.

Клапан состоит из корпуса вентильного типа с седлом, промежуточной головки, штампованной крышки головки, плунжера с резиновым уплотнением со встроенным перепускным клапаном, механизма регулировки контролируемого давления, мембранного привода, анкерно-рычажной системы.

В открытом (взведенном) состоянии плунжер и соединенный с его штоком рычаг подняты, штифт рычага сцеплен с крючком анкерного рычага. Ударник нижним концом упирается в выступ анкерного рычага. Штифт ударника сцеплен с выступом на конце коромысла: само сцепление возможно при условии, если давление газа под мембраной находится в пределах настройки.

При открывании клапана сначала придет в движение шток, перепускной клапан откроется и давление газа в полости корпуса выровняется, что даст возможность открыть основной клапан (без значительного усилия). При закрывании клапана плунжер садится на седло, затем под действием рычага закрывается и перепускной клапан.

Внутри стакана, ввальцованного в крышку, помещается механизм регулировки контролируемого давления, а между головкой и крышкой зажата мембрана со штоком. В резьбовое отверстие верхнего торца штока мембраны ввернут регулировочный винт, на который надета тарелка, опирающаяся на выступы стакана крышки. В торцевое углубление регулировочного винта острием опирается шпилька. На резьбовую часть шпильки навернута гайка, на торец которой опирается малая пружина, предназначенная для настройки нижнего предела контролируемого давления. На тарелку опирается большая пружина, предназначенная для настройки верхнего предела контролируемого давления. Усилие малой пружины регулируют перемещением гайки при вращении верхней шпильки, а усилие большой пружины - перемещением гайки при вращении регулировочной втулки. Импульс контролируемого давления поступает под мембрану по импульсной трубке.

В случае, когда выходное давление газа превысит допустимый верхний предел, мембрана со штоком поднимется и сожмет большую пружину. Левый конец коромысла поднимется, правый выйдет из зацепления со штифтом молотка. Молоток упадет и ударит по концу анкерного рычага, который выйдет из зацепления с грузовым рычагом и упадет, в результате чего плунжер опустится на седло. При снижении выходного давления ниже предела, установленного малой пружиной, мембрана со штоком начнет опускаться, правый конец коромысла переместится вверх, выйдет из зацепления со штифтом молотка. В результате, как и в предыдущем случае, плунжер опустится на седло и перекроет проход газа.

Вход газа в клапан должен соответствовать стрелке, отлитой на корпусе. Клапан рассчитан на максимальное входное давление газа 12 кгс/см 2 .

Клапан ПКВ отличается от ПКН более сильной пружиной, наличием дополнительного диска, уменьшающего эффективную площадь мембраны, и отсутствием тарелки мембраны. Это позволяет настраивать ПКВ на более высокие значения давления срабатывания, чем ПКН.

Настройка клапана производится слесарем по газовому оборудованию. Сначала клапан настраивается на нижний предел, а затем на верхний. Проверка параметров срабатывания ПЗК должна выполняться не реже одного раза в три месяца, а также по окончании ремонта оборудования.

Эксплуатацию установок, использующих газовое топливо, обслуживающий персонал предприятия осуществляет по производственным инструкциям, разработанным на основании инструкций заводов-изготовителей с учетом местных условий и утвержденным главным инженером предприятия или лицом, на которое возложены обязанности технического руководителя предприятия.

Допускается эксплуатация газоиспользующих установок без постоянного наблюдения со стороны обслуживающего персонала при оборудовании их системой автоматизации, обеспечивающей безаварийную работу и противоаварийную защиту в случае неполадок.

Сигналы о загазованности и неисправности оборудования, состоянии охранной сигнализации помещения, в котором оно размещено, должны выводиться на диспетчерский пункт или в помещение с постоянно присутствующими там работниками, способными направить по указанному адресу персонал для принятия мер или оперативно передать информацию в организацию, с которой заключен договор на обслуживание.

Режим работы газифицированных агрегатов должен соответствовать картам (табл. 9.1), утвержденным главным инженером предприятия. Режимные карты должны быть вывешены у агрегатов и доведены до сведения обслуживающего персонала.

Основное назначение режимной карты - обеспечение устойчивого теплового режима газоиспользующей установки и экономичного сжигания топлива с минимальным коэффициентом избытка воздуха.

На каждую газоиспользующую установку после испытания ее на разных режимах горения для получения разной производительности пусконаладочная организация составляет режимную карту на три и более режима, каждый из которых имеет строгую зависимость между параметрами.

Основные параметры режимной карты

Перечислим исходные данные при составлении режимной карты :

• - для паровых котлов: паропроизводительность, давление пара в котле, температура питательной воды, теплота сгорания топлива (Qh );
• - для водогрейных котлов: температура воды на входе и выходе из котла, давление воды на входе и выходе из котла, расход воды, проходящей через котел, теплота сгорания топлива (З н).

Остальные параметры режимной карты определяют путем лабораторных анализов состава дымовых газов и расчетов.

При растопке, отключении горелок, переходе с одного режима работы на другой персонал должен строго придерживаться режимов горения, указанных в режимной карте.

Режимные карты необходимо корректировать один раз в три года, а также после ремонта агрегатов.