Газовое хозяйство котельных установок. Клапан предохранительный запорный пкн, пкв Предохранительно-запорные клапаны ПКН и ПКВ

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.

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.

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).

ПЗК служат для отключения подачи газа при аварийных ситуациях при повышении или понижении давления газа после регулятора давления.

Пределы срабатывания предохранительно-запорных клапанов:

– при повышении давления газа

P max =1.5*P 2 (29)

– при понижении давления газа

P min =0.5*P 2 (30)

где P max – максимальное давление газа, при котором происходит

срабатывание ПЗК, кПа;

P min – минимальное давление газа, когда происходит отсечка газа на

вы ходе из ГРП, кПа.

P max =1.5*3=4,5кПа;

P min =0.5*3=1,5 кПа;

По пределам срабатывания подбираем тип и марку ПКН по /3, табл 18/.

На ГРП установлен предохранительно-запорный клапан типа ПКН. Предохранительный запорный клапан и контролирует верхний и нижний пределы давление на выходе газа, обычно, комплектуется с регуляторами типа РДУК. Клапан срабатывает при понижение давления в пределах от 300 до 3000ПА при повышении от 1 до 60 кПа. Максимальное давление 1.2МПа.

1. 6.3 Подбор предохранительно-сбросных клапанов (пск)

ПСК служат для сброса избыточного давления газа в атмосферу при возрастании давления газа после регулятора давления газа в результате уменьшения его потребления и неплотностей запорно-регулирующей

арматуры. ПСК настраивается на более низкий уровень, чем ПЗК. Предел срабатывания ПСК при повышении давления:

P max =1.25*P 2 (31)

P max =1.25*3=3,75 кПа

По /3, табл 18/ подбираем тип ГП – Гидравлический сбросной клапан.

Гидравлический сбросной предохранитель, гидрозатвор применяется при давлении до себя не выше 0,3 МПа и сбросе избытков газа возрастании

1. 6.4 Пункты измерения расхода газа, кип, запорная арматура

Для замера расхода газа на ГРП используются газовые нормальные диафрагмы с дифманометрами.

Для измерения температуры газа применяются ртутные термометры, которые устанавливаются в кармане, обтекаемом потоком газа.

В качестве КИП используются показывающие манометры ОБМ класса точности 1,5 которые устанавливаются на входе и выходе из ГРП, на

обводной линии для регулирования давления газа в периоды ремонта РД,

ПСК, фильтров и регистрирующие манометры: на входе – типа МТС – 710, на выходе типа ДОС – 710, которые записывают давление газа по времени суток.

В качестве запорной арматуры используются задвижки, вентили – для плавного регулирования давления газа при его движении через байпасную линию, пробковые краны – на импульсных газопроводах.

Заключение

В данной курсовом проекте спроектирована система газоснабжения в районе города Кемерово численностью 54068 тыс. человек.

Расчетный расход газа на данный район составил 4327.8 м 3 /ч. На 26 кварталов было установлено 3 газораспределительных пунктов. Так же подсчитана

нагрузка на систему отопления и вентиляцию и горячего водоснабжения для общественных и жилых зданий района города.

Далее выполнен гидравлический расчет высокого и низкого давления. Цель гидравлического расчета - подобрать на данном участке газопровода диаметр трубы. Гидравлический расчет производится в трех режимах- в двух аварийных режимах с коэффициентами обеспеченности на промышленные предприятия 70% , газораспределительные пункты 80% и котельные 50% от общей потребляемой нагрузки. При нормальном режиме коэффициент

обеспеченности равен 100% от общей потребляемой нагрузки. В данном

проекте трубы прокладывались под землей на глубине 2,3 метра. Трубы были выбранные бесшовные в соответствии ГОСТом 8732-78 . Диаметр наружного газопровода 328*5 мм.

Был сделан гидравлический расчет на ответвлении - на котельные,

газораспределительные пункты и на промышленные предприятия.

Выбранные диаметры труб от 108*4мм до 273*7мм.

Произведен так же расчет низкого давления распределительного

газопровода. Начальное давление от газораспределительного пункта 3000 Па, так как плотность газа составляет 0,795 кг/м 3 .

Произведен гидравлический расчет внутридомового газопровода

восьмиэтажного здания. Наружный газопровод прокладывается открыто с

креплением к стенам здания при помощи кронштейнов над окнами первого этажа по уличному и дворовому фасадам здания. Ввод в здания

осуществляется в кухни второго этажа. Установлено оборудование: плита

трехконфорочная с духовым шкафом с тепловой нагрузкой 9 кВТ и

четырехконфорочная с духовым шкафом с тепловой нагрузкой 11,2 кВТ, в зависимости от числа комнат в квартире. Так же в каждой квартире

установлены проточные газовые водонагреватели ВПГ-18 с тепловой

нагрузкой 20,93 кВТ. На стояке были выбраны трубы диаметром 26.8*2,8 и 33,5*3,2, так как в доме 8 этажей, по магистрали до колодца диаметры от 43,3*3,2 до 88,5*4.

На газораспределительных пунктах были установлены волосяные фильтры d у =150, для очистки газа от мелких частиц. Так же подобраны

предохранительно-запорные клапаны типа ПКН для отключения

подачи газа при аварийных ситуациях, при повышении или понижении

давления газа после регулятора давления. Так же установлен

предохранительный сбросной клапан ГП-40, который служит для сброса

избыточного давления газа в атмосферу при возрастании давления газа после регулятора давления газа в результате уменьшения его потребления и

неплотностей запорно-регулирующей арматуры.

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.

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.

Предохранительные устройства предназначаются 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 горелками газопотребляющих 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.

В шкафных ГРУ используется малогабаритный запорно-пре-дохранительный клапан ПКК-40, рассчитанный на входное давление 0,6 МПа (табл. 4.2).

Мосгазниипроектом для постепенной замены клапанов ПКВ и ПКН разработаны клапаны КПВ и КПН с максимальной пропускной способностью при рабочем давлении 1,2 МПа для КПН (В)-50 -5800 м3/ч, для КПН (В)-100 - 18000.

Клапаны КПВ в отличие от ПКВ можно настраивать на срабатывание при повышении давления в контролируемой точке до 0,72 МПа и, следовательно, поддерживать при необходимости в газопроводах давление, близкое к 0,6 МПа.

Предохранительные сбросные устройства (ПСУ ) предназначены для удаления в атмосферу некоторого избыточного объема газа на газопроводе после регулятора с целью предотвращения повышения давления выше заданного допустимого предела. Предохранительные сбросные клапаны, в том числе встроенные в регуляторы давления, должны обеспечивать начало открытия при превышении установленного максимального рабочего давления не более чем на 5 % и полное открытие при превышении этого давления не более чем на 15 %.

Плотность закрытого затвора ПСУ должна соответствовать 1 классу герметичности.

Подводящий к ПСУ газопровод должен иметь минимальное количество поворотов, диаметр не менее 20 мм и присоединяться к участку газопровода после регулятора, как правило, следом за расходомером.

На сбросном трубопроводе целесообразно установить штуцер с пробкой или краном для подключения газоанализатора или газоиндикатора, а при их отсутствии - для отбора проб в стеклянный или резиновый сосуд. Диаметр сбросного трубопровода от ПСУ должен быть не меньше диаметра выходного патрубка ПСУ и выводиться наружу в место, где обеспечиваются условия для безопасного рассеивания газа (не менее чем на 1 м выше карниза здания), а также оборудоваться устройством (оголовком), исключающим возможность попадания в трубопровод атмосферных осадков. Довольно часто вместо специального оголовка конец сбросного трубопровода просто изгибают, направляя устье горизонтально или вертикально вниз. Это недопустимо, так как приводит к заполнению газом здания ГРП.

На газопроводах среднего (более 0,05 МПа) и высокого давления используют сбросные предохранительные полноподъемные клапаны ССПК-4Р с рычагом для контрольной продувки. Клапаны предназначены для сброса газа непосредственно в атмосферу или через сбросной трубопровод, гидравлическое сопротивление которого не должно быть более 0,1 рабочего давления. В зависимости от давления настройки клапан комплектуют пружиной.

Входной патрубок клапана соединяют с контролируемым участком газопровода после регулятора. Настройка клапана на открытие регулируется сжатием пружины. В крышке размещено отжимное устройство, которое позволяет производить контрольную продувку: при нажиме на наружный рычаг поворачивается валик, жестко соединенный с ним кулачок отводит вверх гайку, навернутую на резьбу штока. При подъеме штока и плунжера осуществляется принудительная продувка клапана. Согласно заводской инструкции, принудительный подъем плунжера рычагом следует производить при давлении на 10 % меньше рабочего. При отсутствии давления во входном патрубке контрольный подъем не допускается.

Предохранительно-сбросной мембранно-пружинный клапан (ПСК) устанавливают на газопроводах низкого и среднего давлений. Газ из газопровода после регулятора поступает на мембрану 3 клапана ПСК. Если давление газа больше давления пружины 2 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 1 в нижней части корпуса.

Для повышения надежности работы ПСК при его сборке необходимо: очистить клапанное устройство от механических частиц и убедиться, что на кромке седла и на уплотняющей резине золотника нет царапин или забоев; добиться соосности расположения золотника сбросного клапана с центральным отверстием мембраны.

Пружинные ПСУ типа ППК-4, СППК-4, СППК-4Р монтируют на газопроводах среднего или высокого давления в вертикальном положении. Диаметр сбросного трубопровода должен быть не менее диаметра выпускного патрубка. Клапаны имеют набор пружин и могут применяться в большом диапазоне давлений

Гидравлический предохранитель (ГП) конструктивно представляет собой стальной сварной цилиндр с патрубками, занолненный жидкостью. Один конец первого патрубка соединен с газопроводом, а другой проходит через сосуд почти до дна. Второй патрубок соединен с трубопроводом, сбрасывающим газ в атмосферу. Высота столба жидкости определяет давление, при котором начинается сброс газа из газопровода.

При повышении давления газа сверх установленного предела газ прорывается через жидкость (барботирует) в верхнюю часть цилиндра и по второму патрубку сбрЬсывается в атмосферу.

В качестве запорной жидкости при положительной температуре используют воду, при отрицательной - веретенное масло или глицерин.

Для уменьшения испарения воды на поверхность наливают тонкий слой масла.

Недостатком ГП является его громоздкость, а также ограниченная применяемость - только Б системах газопроводов низкого или среднего давления (0,002...0,02 МПа).

Обратные клапаны применяются в системах газоснабжения сжиженного газа на ГНС, ГНП, в автомобильных цистернах сжиженного газа. Затвор в этих клапанах открывается под действием потока среды, а при изменении его направления на обратное - закрывается.

Обратные клапаны могут быть поворотными (захлопочного типа) и подъемными (вентильного типа).

Скоростные клапаны являются защитными устройствами, предохраняющими от слишком больших расходов сжиженного газа при разрыве трубопроводов или арматуры. Они рассчитаны на пропуск номинального расхода газа или жидкости в любом направлении и закрытие при слишком большом расходе в одном направлении. Наличие скоростных клапанов в системе газопроводов автоцистерны или емкостей требует плавного открытия вентилей, так как при резком их открывании скоростной клапан может закрываться.