Назначение предохранительного запорного клапана

Клапан отсечной быстродействующий предназначен для автоматического прекращения подачи газа к потребителям при повышении или понижении контролируемого давления от заданных пределов.

Краткое описание устройства и работы клапана КПЗ

Клапан предохранительный-запорный в соответствии с рисунком 1 состоит из литого корпуса 1. Внутри корпуса находится седло, которое перекрывается клапаном 2 с резиновым уплотнителем. Клапан 2 закреплен на оси 3, которая размещена в корпусе 1. На оси 3 установлены пружины 4,5, один конец которых упирается в корпус 1, другой – в клапан 2. На конце оси 3, выходящей наружу, жестко закреплен поворотный рычаг 6, который упирается в рычаг 16. На корпусе 1 закреплен механизм контроля 7, который имеет мембрану 8,

шток 9 и жестко закрепленный на штоке 9 наконечник 15. Наконечник 15 входит в зацепление с упором 12 рычага 16 и не дает ему провернуться. Мембрана уравновешивается контролируемым давлением и пружинами 10,11, усилия которых регулируются втулками 13, 14.

Клапан КПЗ работает следующим образом: Контролируемое давление подается в подмембранную полость механизма контроля 7, обуславливая положение наконечника 15 в среднем положении. При повышении или понижении давления в подмембраиной полости сверх пределов настройки происходит перемещение наконечника 15 влево или вправо, и упор 12, установленный на рычаге 16, выходит из зацепления с наконечником 15, освобождает связанные между собой рычаг 16,и поворотный рычаг 6 и дает возможность оси 3 повернуться. Усилие от действия пружин 4,5 передается клапану 2, который закрывает проход газа.

Приведение клапана 2 в рабочее состояние после срабатывания производится вручную поворотом рычага 6, при этом перепускной клапан, встроенный в клапан 2 открываемся в первую очередь. После выравнивания давления до и после клапана 2 производится дальнейший подъем рычага 6 до зацепления с рычагом 16 и фиксации их с наконечником 15, при этом клапан 2 должен удерживаться в открытом положении.

Настройка клапана предохранительного-запорного КПЗ.

Рекомендуется следующий порядок настройки:

1. Настроить верхний предел срабатывания клапана, изменяя натяжение пружины 11, путём вращения втулки 14. Во время настройки давление в импульсной трубке следует поддерживать несколько ниже установленного верхнего предела, а затем медленно повысить давление и убедиться что клапан срабатывает при установленном верхнем пределе.

2. Настроить нижний предел срабатывания клапана, изменяя натяжение пружины 10, путём вращения втулки 13.

Во время настройки давление в импульсной трубке следует поддерживать несколько выше установленного нижнего предела, а затем медленно понизить давление и убедиться что клапан срабатывает при установленном нижнем пределе.

3. После окончания настройки повысить давление в импульсной трубке и убедиться повторно в срабатывании клапана при установленном верхнем приделе.

Поделиться "Назначение трубопроводной арматуры: запорная, регулирующая, предохранительная"

Трубопроводная арматура определение:

Трубопроводную арматуру устанавливают на трубопроводах и емкостях с целью управлять потоками рабочих сред (вода, пар, газ, мазут и другие) посредством увеличения и уменьшения проходного сечения.

Управление арматурой

Управлять арматурой можно в ручную (ручной привод) или автоматически (электроприводом, электромагнитным приводом, гидравлическим приводом, пневматическим приводом). Также привода бывают местными и дистанционными. В первом случае привод устанавливается непосредственно на саму арматуру, во втором привод относится на некое расстояние.

Условные и рабочие и пробные давления

Условное давление – максимальное избыточное давление при температуре 20 С, при котором обеспечивается продолжительная безопасная работа арматуры и присоединительных частей трубопроводов.

Ряд условных давлений МПа

условные давления для арматуры и трубопроводных соединений

Значения со звездочкой применять не рекомендуется.

Рабочее давление отличается от пробного лишь тем, что продолжительная и безопасная работа должны обеспечиваться при рабочей температуре, а не при 20С.

Пробное давление – избыточное давление гидроиспытаний при температуре не выше 100 С.

К примеру: для арматуры из углеродистой стали, рабочее давление совпадает с условным на всем диапазоне температур от 0 до 200 С

С увеличением температуры рабочее давление падает. Для примера возьмем таблицу с изменениями рабочего давления арматуры из углеродистой стали (20) в зависимости от температуры. Ру взяты как самые распространенные для трубопроводов низкого давления.

зависимость условного давления арматуры от рабочего

Классификация трубопроводной арматуры

Запорная трубопроводная арматура

Запорная арматура может работать только в двух положениях – открытом и закрытом (служит для полного перекрытия потока рабочей среды), применять запорную арматуру в качестве регулирующей запрещается. Запорная арматура – самая распространенная из всех видов арматур применяемых на ТЭС и АЭС.

две запорных арматуры на воздушнике высокого давления

1. Две последовательно расположенные запорные арматуры на воздушнике паропровода высокого давления, если бы пар был низкого давления, то была бы одна арматура.

Читайте также:  Размеры топора для охоты ходовой

В обычном режиме работы они обе закрыты, но например перед гидроиспытаниями трубопровода их полностью открывают, чтобы выдавить воздух.

одна запорная арматура на напоре конденсатного насоса друга на всасе

2. На напоре конденсатных насосов устанавливается сначала обратный клапан, а затем запорная арматура. На всасе насоса также устанавливается запорная арматура. В данном случае запорная арматура служит для отключения насоса из работы. Также на чертеже можно увидеть еще две запорные арматуры, которые установлены на дренажных линиях.

Регулирующая трубопроводная арматура

Регулирующая арматура изменяя расход рабочей среды регулирует ее параметры, такие как давление и температура. Регулирующая арматура работает во всем диапазоне положений от полностью открытого до полностью закрытого.

узел регулирования питательной воды на впрыск в РОУ

1. На схеме изображена редукционно-охладительная установка, она предназначена для того, чтобы выдать пар нужных параметров потребителю, для этого необходимо снизить температуру и давление пара.

Давление снижается за счет дроссельного клапана входящего в состав РОУ. Температура снижается за счет впрыска питательной воды с напорной линии питательных насосов. Температура пара регулируется количеством питательной воды. Для этого предусматривается узел регулирования.

Сначала ставится запорная арматура, затем регулирующий клапан и затем еще одна запорная арматура, на байпасе устанавливается регулятор малого расхода. Меняя проходное сечение в регулирующем клапане, мы тем самым меняем расход питательной воды через него.

узел регулирования греющего пара для атмосферного деаэратора

2. На чертеже проиллюстрировано, как выполняется подвод греющего пара к деаэратору. Принцип узла регулирования такой же, как на предыдущей схеме. Здесь мы регулируем расход пара для того, чтобы держать постоянным давление в деаэраторе.

Это выглядит так: к примеру у нас увеличился расход питательной воды из деаэратора, следовательно уровень в деаэраторе падает, подается сигнал для регулятора на конденсате, регулирующий клапан на конденсате открывается ( на схеме он не показан), постепенно уровень воды в деаэраторе приходит в норму, но температура воды упала, пар конденсируется сильнее и его давление падает, поэтому подается сигнал на регулирующий клапан греющего пара и мы увеличиваем расход пара.

Предохранительная трубопроводная арматура

Предохранительная арматура ставится на трубопроводы и оборудование для срабатывания в случае достижения аварийного уровня давления. Если давление в системе превышает разрешенное, происходит автоматическое срабатывание предохранительной арматуры и избыток среды сбрасывается например в атмосферу.

В предохранительную арматуру входят:

  • Предохранительные клапаны
  • Импульсные предохранительные устройства
  • Мембранные разрывные устройства

предохранительный клапан РОУ

На чертеже изображен выхлопной трубопровод от предохранительного клапана редукционно-охладительной установки.

На выхлопном трубопроводе предусмотрен гидрозатвор для отвода скопившийся воды и грязи(которая может попасть с улицы).

Когда система работает нормально, предохранительный клапан находится в закрытом состоянии. Когда давление повышается сверх допустимого – предохранительный клапан РОУ открывается и происходит сброс пара через выхлопной трубопровод в атмосферу.

Защитная арматура

Защитная арматура работает следующим образом. При возникновении аварийных ситуаций, она в отличие от предохранительной (которая открывается, чтобы сбросить среду) – закрывается и отсекает определенный участок, например оборудование.

схема ГРП с ПЗК

Примером защитной арматуры могут служить: обратный клапан, стопорный клапан турбины, ПЗК (предохранительно запорный клапан) на газу.

На схеме изображен газорегуляторный пункт, задача которого сбросить давление газа до необходимого значения для подачи газа на горелки котлов. ПЗК (выделены красным цветом) устанавливаются сразу же за регуляторами. Если давление выходят за рамки установленного диапазона, то ПЗК закрывается. Сейчас есть регуляторы со встроенным ПЗК и шумоглушителем, примером может служить серия CRONOS у фирмы Tartarini

Распределительная арматура

Как ясно из названия распределительная арматура разделяет поток рабочей среды по различным направлениям движения.

Фазоразделительная арматура

Фазоразделительная арматура разделяет рабочую среду на фазовые составляющие. К примеру при прогреве трубопровода паром, конденсатоотводчик выполняет роль фазоразделительной арматуры, отделяя воду от пара.

Материал трубопроводной арматуры и тип присоединения

Чаще всего арматура делается из углеродистой и коррозионностойкой стали.

Какую арматуру применяют в зависимости от температуры среды:

Арматура бывает фланцевая, под приварку, муфтовая и другие виды. В энергетике наиболее распространенный вид – фланцевая и под приварку.

Ну наконец, чтобы закончить статью, покажем как обозначается арматура в схемах согласно ГОСТ.

Условные обозначения трубопроводной арматуры

как показывается арматура на схемах согласно ГОСТ

Поделиться "Назначение трубопроводной арматуры: запорная, регулирующая, предохранительная"

Предохранительные устройства подразделяются на запорные и сбросные. Предохранительно-запорные устройства (запорные клапаны) – устройства, обеспечивающие прекращение подачи газа, у которых скорость приведения рабочего органа в закрытое положение составляет не более 1 сек. Предохранительно-сбросные устройства (сбросные клапаны) – устройства, обеспечивающие защиту газового оборудования от недопустимого повышения давления газа в сети.

Предохранительно-запорные устройства устанавливают перед регулятором давления газа. Их мембранная головка через импульсную трубку соединена с газопроводом конечного давления. При увеличении конечного давления сверх установленных норм ПЗК автоматически отсекают подачу газа на регулятор.

Читайте также:  Что такое эпоксидный клей

Предохранительно-сбросные устройства, применяемые в ГРП, обеспечивают сброс избыточного количества газа в случае неплотного закрытия ПЗК или регулятора. Монтируют их на отводящем патрубке газопровода конечного давления, а выходной штуцер подключают к отдельной свече. Если технологический процесс потребителей газа предусматривает непрерывную работу газовых горелок, то ПЗК не устанавливают, а монтируют только ПСК. В этом случае необходимо установить сигнализаторы давления газа, оповещающие о повышении давления газа сверх допустимой величины. Если ГРП (ГРУ) снабжает газом тупиковые объекты, то установка ПЗК необходима.

Рассмотрим наиболее распространенные типы запорных и предохранительных устройств.

ПЗК низкого (ПКИ) и высокого давления (ПКВ) контролируют верхний и нижний пределы выходного давления газа; выпускаются с условными проходами 50, 80, 100 и 200 мм. Клапан ПКВ отличается от клапана ПКН тем, что у него активная площадь мембраны меньше за счет наложения на нее стального кольца.

Принципиальная схема этих клапанов представлена на рисунке ниже.

Предохранительно-запорные клапаны ПКН и ПКВ

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

В открытом положении клапан удерживается рычагом , который фиксируется в верхнем положении за штифт крючком анкерного рычага; ударник с помощью штифта упирается в коромысло и удерживается в вертикальном положении.

Импульс конечного давления газа через штуцер подается в подмембранное пространство клапана и оказывает противодавление на мембрану. Перемещению мембраны вверх препятствует пружина. Если давление газа повысится сверх нормы, то мембрана переместится вверх и соответственно переместится вверх гайка. Вследствие этого левый конец коромысла переместится вверх, а правый опустится и выйдет из зацепления со штифтом. Ударник, освободившись от зацепления, упадет и ударит по концу анкерного рычага. Вследствие этого рычаг выводится из зацепления со штифтом, и клапан перекроет проход газа. Если давление газа понизится ниже допустимой нормы, то давление газа в подмембранном пространстве клапана становится меньше усилия, создаваемого пружиной, опирающейся на выступ штока мембраны. В результате мембрана и шток с гайкой переместятся вниз, увлекая конец коромысла вниз. Правый конец коромысла поднимется, выйдет из зацепления со штифтом и вызовет падение ударника.

Рекомендуется следующий порядок настройки. Сначала клапан настраивают на нижний предел срабатывания. Во время настройки давление за регулятором следует поддерживать несколько выше установленного предела, затем, медленно снижая давление, убедиться, что клапан срабатывает при установленном нижнем пределе. При настройке верхнего предела необходимо поддерживать давление немного больше настроенного нижнего предела. По окончании настройки нужно повысить давление, чтобы убедиться, что клапан срабатывает именно при заданном верхнем пределе допустимого давления газа.

Предохранительно-запорный клапан ПКК-40М.

В шкафных ГРУ (рисунок ниже) устанавливают малогабаритный ПЗК ПКК-40М. Этот клапан рассчитан на входное давление 0,6 МПа.

Схема обвязки шкафной ГРУ с ПЗК ПКК-40М

а – принципиальная схема: 1 – входной штуцер; 2 – входной клапан; 3 – фильтр; 4 – штуцер для манометра; 5 – клапан ПКК-40М; 6 – регулятор РД-32М (РД-50М); 7 – штуцер замера конечного давления; 8 – выходной клапан; 9 – сбросная линия встроенных в регуляторы предохранительных клапанов; 10 – импульсная линия конечного давления; 11 – импульсная линия; 12 – штуцер с тройником; 13 – манометр; б – разрез клапана ПКК-40М: 1, 13 – клапаны; 2 – штуцер; 3, 11 – пружины; 4 – резиновое уплотнение; 5, 7 – отверстия; 6, 10 – мембраны; 8 – пусковая пробка; 9 – импульсная камера; 12 – шток

Для открытия клапана отвинчивают пусковую пробку, после чего импульсная камера клапана сообщается с атмосферой через отверстие. Под действием давления газа мембрана, шток и клапан перемещаются вверх, при этом, когда мембрана находится в крайнем верхнем положении, отверстие в штоке клапана прикрывается резиновым уплотнением и поступление газа из корпуса в импульсную камеру прекращается. Затем пусковую пробку завинчивают. Через открытый клапан газ поступает на регуляторы давления и по импульсной трубке – в камеру. Если давление газа за регуляторами повысится сверх установленных пределов, то мембрана, преодолевая упругость пружины, переместится вверх, в результате чего отверстие, прикрытое ранее резиновым уплотнением, откроется. Верхняя мембрана, поднимаясь, упирается своим диском в крышку, а нижняя под действием пружины и массы клапана со штоком опускается вниз, и клапан закрывает проход газа.

Клапан предохранительно-запорный КПЗ (рисунок ниже) устанавливается перед регулятором давления газа. Его верхний предел срабатывания не должен превышать номинальное рабочее давление после регулятора более чем на 25%, а нижний предел срабатывания в правилах не установлен, так как эта величина зависит от потерь давления в подводящем газопроводе и от диапазона регулирования.

Клапан предохранительно-запорный КПЗ

1 – корпус; 2 – клапан с резиновым уплотнителем; 3 – ось; 4, 5 – пружины; 6 – рычаг; 7 – механизм контроля; 8 – мембрана; 9 – шток; 10, 11 – пружины настройки; 12 – упор; 13, 14 – втулки; 15 – наконечник; 16 – рычаг

Принцип работы КПЗ состоит в следующем:

  • в рабочем положении рычаги клапана в зацеплении и в упоре с наконечником штока мембранной головки, а клапан КПЗ открыт;
  • при изменении давления газа выше или ниже допустимого мембрана прогибается и перемещает шток соответственно изменению давлению вправо или влево вместе с наконечником;
  • рычаг выходит из касания с наконечником, при этом нарушается зацепление рычагов и под действием пружин ось закрывает клапан;
  • входное давление газа поступает на клапан и плотнее прижимает его к седлу.
Читайте также:  Сколько воды в бетоне

Сбросные предохранительные устройства, в отличие от запорных, не перекрывают подачу газа, а сбрасывают его часть в атмосферу, за счет чего снижается давление в газопроводе.

Существует несколько видов сбросных устройств, различных по конструкции, принципу действия и области применения: гидравлические, рычажно-грузовые, пружинные и мембранно-пружинные. Некоторые из них применяют только для низкого давления (гидравлические), другие – как для низкого, так и для среднего давления (мембранно-пружинные).

Предохранительно-сбросной клапан ПСК. Мембранно-пружинный ИСК (рисунок ниже) устанавливают на газопроводах низкого и среднего давлений. Клапаны ПСК-25 и ПСК-50 отличаются один от другого только габаритами и пропускной способностью.

Предохранительно-сбросной клапан ПСК

1 – регулировочный винт; 2 – пружина; 3 – мембрана; 4 – уплотнение; 5 – золотник; 6 – седло

Газ из газопровода после регулятора поступает на мембрану клапана. Если давление газа оказывается больше давления пружины снизу, то мембрана отходит вниз, клапан открывается и газ идет на сброс. Как только давление газа станет меньше усилия пружины, клапан закрывается. Сжатие пружины регулируют винтом в нижней части корпуса. Для установки ПСК на газопроводах низкого или высокого давления подбирают соответствующие пружины.

Золотник сбросного клапана ПСК-25 имеет форму крестовины и перемещается внутри седла, В ПСК-50 золотник клапана снабжен профилированными окнами. Надежность работ клапана ПСК во многом зависит от качества сборки.

При сборке необходимо:

  • очистив клапанное устройство от механических частиц, убедиться, что на кромке седла и уплотняющей резине золотника нет царапин или забоев;
  • добиться соосности расположения золотника сбросного клапана с центральным отверстием мембраны;
  • для проверки соосности ослабить или вынуть пружину и, нажимая на золотник через отверстие сброса, убедиться, что он свободно перемещается внутри седла.

Предохранительно-сбросной клапан ППК-4.

Пружинный предохранительный клапан среднего и высокого давлений ППК-4 (рисунок ниже) выпускается промышленностью с условными проходами 50, 80, 100 и 150 мм. В зависимости от диаметра пружины 3 он может настраиваться на давление 0,05-2,2 МПа.

Предохраниетльно-сбросной клапан ППК-4

1 – седло клапана; 2 – золотник; 3 – пружина; 4 – регулировочный винт; 5 кулачок

Газовые фильтры.

В ГРУ с условным проходом до 50 мм устанавливают угловые сетчатые фильтры (рисунок ниже), в которых фильтрующий элемент – обойма, обтянутая мелкой сеткой. В ГРП с регуляторами с условным проходом более 50 мм применяют чугунные волосяные фильтры (рисунок ниже). Фильтр состоит из корпуса, крышки и кассеты. Обойма кассеты с обеих сторон обтянута металлической сеткой, которая задерживает крупные частицы механических примесей. Более мелкая пыль оседает внутри кассеты на прессованном волокне, которое смазывают специальным маслом.

Газовые фильтры

а – угловой сетчатый; б – волосяной: 1 – корпус; 2 – крышка; 3 – сетка; 4 – прессованное волокно; 5 – кассета

Кассета фильтра оказывает сопротивление потоку газа, что вызывает перепад давлений до фильтра и после него. Повышение перепада давления газа в фильтре более 10 ООО Па не допускается, так как это может вызвать унос волокна из кассеты.

Чтобы уменьшить перепады давления, кассеты фильтра рекомендуется периодически очищать (вне здания ГРП). Внутреннюю полость фильтра следует протирать тряпкой, смоченной в керосине.

В зависимости от типа регуляторов и давления газа применяют различные конструкции фильтров.

На рисунке ниже показано устройство фильтра, предназначенного для ГРП, оборудованного регуляторами РДУК. Фильтр состоит из сварного корпуса с присоединительными патрубками для входа и выхода газа, крышки и заглушки. Со стороны входа газа внутри корпуса приварен металлический лист, защищающий сетку от прямого попадания твердых частиц. Твердые частицы, поступающие с газом, ударяясь в металлический лист, собираются в нижней части фильтра, откуда их периодически удаляют через люк. Внутри корпуса имеется сетчатая кассета, заполненная капроновой нитью.

Фильтры сварные

а – фильтр к регуляторам РДУК: 1 – сварной корпус; 2 – верхняя крышка; 3 – кассета; 4 – люк для чистки; 5 – отбойный лист; б – фильтр-ревизия: 1 – выходной патрубок; 2 – сетка; 3 – корпус; 4 – крышка

Оставшиеся в потоке газа твердые частицы фильтруются в кассете, которая по мере необходимости прочищается. Для очистки и промывки кассеты верхнюю крышку фильтра можно снимать. Для замера перепада давления используют дифференциальные манометры. Перед ротационными счетчиками устанавливают дополнительные фильтрующие устройства – фильтр-ревизию (рисунок выше).