Предохранительно сбросной клапан назначение устройство

Предохранительные сбросные клапаны (ПСК)

ПСК служат для сброса газа в атмосферу при повышении давления газа на выходе ГРП, ГРУ (за РД) на 15% больше рабочего давления.

ПСК устанавливаются на выходе ГРУ за регулятором давления и являются первой ступенью защиты ГРП, ГРУ от повышения давления газа. Они предупреждают преждевременное срабатывание ПЗК при повышении конечного давления газа. В зависимости от величины выходного давления устанавливаются следующие виды ПСК:

1. Жидкостные – гидравлические затворы — при низком и небольшом среднем давлении газа Р₂ £ 1000 мм вод.ст.(10КПа)

2. Мембранные – при низком и среднем давлении газа Р₂ £ 0,3 МПа.

3. Пружинные — при высоком давлении газа Р₂ > 0,3 МПа.

Жидкостные ПСК (гидрозатворы)

Гидрозатвор изготавливается из отрезка стальной трубы, устанавливаемаего вертикально. Внизу корпуса имеется глухое днище. В верхней части имеется крышка, присоединенная к корпусу на болтах. В крышку вваривается патрубок, к которому присоединяется свеча. По оси корпуса устанавливается труба, присоединенная к газопроводу на выходе ГРУ. Нижний конец трубы доходит до дна корпуса и имеет косой срез. Гидрозатвор снабжается указателем уровня жидкости. Обычно корпус заполняется водой и иногда глицерином или маслом.

При нормальном конечном давлении газа уровень жидкости находится в положении, изображенном на рисунке. При этом давление газа уравновешивается столбом жидкости высотой h, т.е. h = Р₂ мм вод.ст. При повышении давления газа на 15% выше рабочего уровень воды в трубке понижается, доходит до обреза трубки и газ начинает барботировать через толщу воды, а затем через свечу сбрасывается в атмосферу.

Расчетная высота гидрозатвора будет равна H = 1,15 Р₂ мм вод.ст. После сброса некоторого количества газа давление в газопроводе понижается, вода снова заполняет трубу и сброс газа прекращается. Настройка гидрозатвора на срабатывание осуществляется изменением уровня воды в корпусе. При увеличении уровня давление срабатывания возрастает, при уменьшении уровня – уменьшается.

Рисунок 3.2.5 Схема жидкостного ПСК

3. Патрубок, присоединяемый к свече;

4. Указатель уровня жидкости;

Мембранный ПСК

Настройка ПСК на срабатывание производится вращением регулировочного винта: при ввертывании винта давления срабатывания возрастает, при вывертывании – уменьшается. После настройки необходимо затянуть контргайку во избежание самопроизвольного вращения винта. Наиболее распространенными являются ПСК–50, имеющие Dу = 50 мм.

Рисунок 3.2.6. Схема мембранного ПСК

3. Резиновая уплотнительная прокладка;

Мембранный ПСК является наиболее распространенным и устанавливается в ГРП и ГРУ с низким или средним конечным давлением. При нормальной работе ГРП, ГРУ клапан ПСК закрыт под действием силы сжатия пружины. При повышении конечного давления газа Р₂ на 15% выше рабочего, сила давления газа на мембрану сверху становится больше силы сжатия пружины. Мембрана вместе с клапаном опускается и через зазор между клапаном и седлом происходит сброс газа в атмосферу; в результате сброса газа давление в газопроводе снижается и под действием пружины клапан снова закрывается, прекращая сброс газа.

Дыхательное отверстие в нижней крышке мембранной коробки обеспечивает свободное перемещение мембраны. Через него воздух свободно входит и выталкивается в нижней полости мембранной коробки.

Пружинные ПСК не имеют мембраны. В них давление газа действует непосредственно на клапан, который с противоположной стороны подпирается пружиной. Пружина снабжается регулировочным винтом для настройки ПСК на заданное давление.

При исправном регуляторе давления причиной срабатывания ПСК является небольшой пропуск газа через неплотно прикрытый дроссельный клапан регулятора давления при очень малом потреблении газа (менее 10 % от номинального расхода) или при полном отсутствии потребления газа.

Расчет пропускной способности и выбор ПСК по каталогам производится по пропуску газа через РД при отсутствии потребления газа. Этот пропуск принимается равным 0,05% от номинальной пропускной способности РД, если в ГРП имеется ПЗК. При отсутствии в ГРП ПЗК пропускная способность ПСК должна составлять не менее 0,5% от номинальной пропускной способности РД.

Дата добавления: 2019-05-21 ; просмотров: 3617 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Предохранительные сбросные клапаны (ПСК)

Для сброса газа за регулятором в случае кратковременного повышения давления газа сверх установленного должны применяться предохранительные сбросные клапаны (ПСК). ПСК — это закрытая в эксплуатационном состоянии арматура; она открывается на короткий период времени, а после достижения давления в контролируемой точке номинального значения автоматически закрывается.

ПСК могут быть пружинные и мембранные. Пружинные ПСК должны быть снабжены устройством для их принудительного открытия и контрольной продувки с целью предотвращения прикипания, примерзания и прилипания золотника к седлу, а также для удаления твердых частиц, попавших между уплотнительными поверхностями.

ПСК подразделяются на полноподъемные и малоподъемные. У малоподъемных клапанов (типа ПСК) открытие затвора происходит постепенно, пропорционально увеличению давления в контролируемой точке газопровода. Полноподъемные клапаны (СППКР4Р-16) открываются полностью и резко, рывком, и так же резко, с ударом золотника о седло, закрываются при понижении давления. То есть, полноподъемный клапан имеет двухпозиционное положение: «закрыто» и «открыто».

При достижении максимально допустимого давления настройки затвор ПСК должен безотказно открываться до полного подъема, устойчиво работать в открытом положении. Затвор должен закрываться при понижении давления до номинального или ниже его на 5 % и обеспечивать герметичность. В случае запаздывания закрытия затвора давление газа в сети может значительно понизиться, что может привести к нарушению режима работы системы, а также выбросу в атмосферу относительно большого количества газа.

Предохранительный сбросной клапан ПСК-50 производства ОАО «Газаппарат»

У малоподъемных ПСК при закрытии затвора после сброса необходимого количества газа трудно достигнуть герметичности затвора, так как для этого бывает необходимо приложить усилие большее, чем в режиме «закрыто».

Такие ПСК прекращают сброс газа только после уменьшения давления до 0,8–0,85 % рабочего давления, что приводит к постоянному или длительному сбросу газа в атмосферу. Главным преимуществом мембранных ПСК является наличие в их конструкции эластичной мембраны, выполняющей роль чувствительного элемента. Если в пружинных клапанах золотник выполняет функции и чувствительного элемента, и запорного органа, то в мембранных клапанах золотник выполняет только запорные функции. Мембрана позволяет увеличить чувствительность ПСК в целом и расширить область их использования, включая низкое давление газа. ПСК должны обеспечивать открытие при превышении установленного рабочего давления не более, чем на 15 %.

Выбор конструкции ПСК должен производиться в соответствии с пропускной способностью.

Количество газа, подлежащего сбросу ПСК, следует определять:

• при наличии перед регулятором давления ПЗК по формуле Q≥0,0005Q_d, где Q — количество газа, подлежащее сбросу ПСК в течение часа при t = 0 °C и Р_бар = 0,10132 МПа, м 3 /ч; Q_d — расчетная пропускная способность регулятора давления при t = 0 °C и Р_бар = 0,10132 МПа, м 3 /ч;
• при отсутствии перед регулятором давления ПЗК по формулам: для регуляторов давления с седельным затвором — Q≥0,01Q_d, для регулирующих заслонок — Q≥0,02Q_d.

Малоподъемные мембранные и пружинные ПСК имеют небольшую пропускную способность. Так, пропускная способность СППК4Р-50-16 (диаметр седла 30 мм) при рабочем давлении 0,125 МПа равна 830 м3/ч, а ПСК-50С/125 (диаметр седла 50 мм) — только 10 м3/ч. Это объясняется малой высотой подъема золотника. Пропускная способность клапанов ПСК-50 (КПС-50) с направляющими ребрами на низком давлении составляет: 0,5–3 м3/ч, на среднем — 7–20 м3/ч (при давлении во входном патрубке ПСК 1,15 давления настройки).

Пропускная способность ПСК-50 без направляющих ребер при тех же параметрах может приниматься вдвое большей.

В таблице (стр. 1245) приведены основные технические характеристики серийно выпускаемых ПСК. Кроме этих ПСК, сбросные клапаны могут являться также частью (составным элементом) комбинированных регуляторов давления газа.

Данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Для получения информации об условиях сотрудничества, пожалуйста, обращайтесь к сотрудникам ГК «Газовик».

Бесплатная телефонная линия: 8-200-2000-230

© 2007–2021 ГК «Газовик». Все права защищены.
Использование материалов сайта без разрешения владельца запрещено и будет преследоваться по закону.

Источник

Предохранительный клапан

Любая система, работающая под давлением, нуждается в защите от перегрузок по давлению, возникающих в нештатных или аварийных ситуациях. Для этого применяются предохранительные клапаны. Они различаются по конструкции и характеристикам, для каждой установки — газовой или жидкостной — можно подобрать подходящую предохранительную арматуру.

Назначение

Основное назначение предохранительного клапана – защита системы от повышенного давления, которое может привести к ее повреждению или даже разрушению. Клапан сбрасывает излишки рабочей среды при превышении предельного значения ее напора. Сброс происходит в дренажную систему или в атмосферу. После того, как давление в системе упадет до нормального, предохранительный клапан закрывается и сброс прекращается.

Принцип действия клапанов

Принцип работы любого предохранительного клапана чрезвычайно прост. Запирающий элемент прижимается к седлу пружиной. По мере роста давления оно начинает превозмогать силу сжатия пружины, сжимая ее и отодвигая запорный элемент от седла. В открытый просвет устремляются излишки жидкости или газа. По мере выхода напор снижается, пружина отжимает запорный элемент обратно к седлу.

Устройство закрывается и готово к следующему рабочему циклу. Сила сжатия пружины, а, следовательно, порог срабатывания регулируется винтом.

Классификация предохранительных клапанов

Специалисты классифицируют устройства по различным параметрам.

• Прямого. Это классический механический предохранительный клапан.
• Непрямого. Используется датчик давления, автоматика управления, дистанционно управляемый вентиль. Датчик с вентилем могут быть разнесены по разным местам конструкции.

По способу открытия затвора:

• пропорционального (для малосжимаемых рабочих сред);
• двухступенчатые (для газов).

По способу нагружения золотника:

Существуют и другие типы аварийных предохранительных клапанов, применяемых в специальных промышленных установках.

Различия в конструкциях

Устройство различных предохранительных клапанов может различаться. Так, большая часть арматуры выпускается с одним седлом. Можно встретить и конструкции, в которых два седла (и два штока с пружинами) установлены рядом.

По отношению высоты подъема запорного элемента к его диаметру различают:

• малого подъема: до 1/20;
• среднего подъема: до 1/4;
• полного подъема: свыше 1/4.

Чем выше степень подъема, тем быстрее срабатывает устройство. Малоподъемные модели применяются для жидкостей, там, где не требуется сбрасывать большие объемы для снижения давления до нормального. В них высота подъема пропорциональна напору среды. Полноподъемные называют также двухпозиционными. Они имеют два положения: «Открыто» и «Закрыто» и предназначены для:

• жидкостных систем высокого давления;
• газов.

Такая конструкция позволяет быстро сбросить значительный объем газа или жидкости и применяется в особо ответственных установках и технологических комплексах.

Самые серьезные конструктивные различия наблюдаются в способах приложения нагружающей силы к запорному органу.

Пружинные клапаны

Наиболее распространены в бытовых системах- водонагревательных, водопроводных, отопительных. Золотник прижимается к седлу силой сжатой пружины. Изменяя степень предварительного сжатия пружины регулировочным винтом, можно настраивать ее на разные предельные значения. Многие модели снабжаются рычагом принудительного ручного открытия затвора для того, чтобы время от времени проверять работоспособность. Для устройств, работающих в опасных и вредных для здоровья средах, ручная контрольная продувка не предусматривается. Пружины, седла и камера устройств, работающих в агрессивных жидкостях и газах, покрывается специальными антикоррозийными покрытиями.

Шток, проходящий через корпус, уплотняется двойным сальником из особо стойких материалов (специальные сорта резины, фторопласт), исключающим в нормальных условиях проникновение агрессивных веществ в помещение.

Рычажно-грузовые клапаны

Такие конструкции для противодействия силе напора используют силу земного притяжения. Они могут монтироваться только в строго определенном производителем положении относительно горизонта и не допущены к применению на транспортных средствах и других подвижных объектах. Вес груза передается через рычаг штоку золотника, уравновешивая его до тех пор, пока давление в трубопроводе ниже порогового.

При больших значениях напора заметно увеличиваются габариты рычагов и грузов. Кроме того, они могут входить в резонанс и создавать высокие уровни вибрации.

Чтобы избавиться от этих эффектов, и применяют двухседельные клапаны, каждый из которых невелик по габаритам и весу. Регулировка таких устройств проводится добавлением или удалением части груза, размещенного на рычаге. Они отличаются стабильностью параметров работы и отсутствием эффекта старения пружин, снижающих их упругость.

Магнито-пружинные клапаны

Современные конструкции относятся к изделиям непрямого действия. Запорный элемент приводится в действие соленоидом. В нормальном положении электромагнит прижимает его к седлу, а по достижении предельного напора автоматика управления отключает напряжение на катушке индуктивности. Давление среды отжимает золотник и затвор открывается.

В другой конструкции прижатие осуществляется мощной пружиной, а по достижении порогового значения напора управляющая команда включает соленоид, и он поднимает клапан.

Существует исполнение, в котором соленоид и прижимает золотник, и отжимает его под действием противоположно приложенного напряжения. В случае отключения питания устройство продолжает работать как обычное пружинное.

Главное преимущество магнитных устройств — для задания порогового значения нет необходимости в физическом доступе к арматуре. Порог можно изменить в настройках программы управления в зависимости от текущей ситуации или особенности данной стадии технологического процесса.

Такие конструкции стоят существенно дороже своих механических аналогов, но многократно окупают себя в сложных промышленных установках с большим чистом параметров и влияющих друг на друга элементов.

Технические требования к предохранительным клапанам

Основное требование, предъявляемое к аварийной арматуре- это надежность и четкость срабатывания. Достигается это за счет:

• Быстрое открытие при достижении порога срабатывания.
• Достаточная пропускная способность при открытии.
• Четкое закрытие при снижении напора до допустимого уровня.
• Гарантия герметичности и отсутствие утечек при нормальном напоре до и после срабатывания.
• Безотказность в течении паспортного срока эксплуатации и проектного числа срабатываний. Стабильность параметров упругих элементов и качества поверхностей золотника и седла.

Вся предохранительная арматура обязательно должна периодически испытываться на работоспособность, целостность и качество уплотнений. Для этого ее демонтируют и направляют в сертифицированную поверочную лабораторию или испытательный центр. Для предохранителей, работающих в сложных установках непрерывного цикла, допускается проверка на месте. Ее проводят методом испытания в действии.

Правила и стандарты

Применение предохранительной арматуры регулируется национальными и отраслевыми стандартами, правилами эксплуатации и техническими указаниями.

Для сосудов, работающих под давление, применяют следующие регламентирующие документы:

• (ПБ 03-576-03). Правила безопасности для сосудов и установок давления.
• «Boiler & Pressure Vessel Code» Американский стандарт.
• ГОСТ 24570-81 Национальный стандарт по предохранительным клапанам.

Системы, защищаемые аварийной арматурой, в случае их нештатной работы или аварии, представляют собой значительную угрозу производственной и общественной безопасности. Поэтому их проектирование, комплектация, монтаж, эксплуатация курируются уполномоченными органами, следящими за соблюдением требований правил и стандартов на всех этапах жизненного цикла оборудования. В РФ это поручено Ростехнадзору.

Выбор аварийной арматуры

При проектировании системы водоснабжения, отопления или технологической установки необходимо четко определить предельные значения давления, допустимые для ее компонентов или участков сети. При этом учитываются такие параметры, как:

• производительность бойлера или главного насоса;
• объем и рабочая температура рабочей среды;
• особенности ее циркуляции.

Исходя их этого, определяют тип, сечение, пропускную способность, пороговое значение срабатывания, скорость срабатывания и время возвращения в исходное состояние, а также количество и места монтажа предохранительной арматуры.

В бытовых отопительных системах чаще всего применяются пружинные клапаны. Для жидкостных сред вполне достаточно использовать устройства низкого или среднего подъема. Пропускная способность должна обеспечивать быстрый сброс напора до допустимых величин.

Конструкция корпуса определяется местом сброса излишнего количества рабочей среды. Если она будет сбрасывать непосредственно в окружающую среду- достаточно клапана открытого типа. Если сброс должен происходить в дренаж- потребуется корпус с выходным патрубком соответствующего типа присоединения. Чаще всего используют резьбовой или ниппельное.

Ни в коем случае нельзя приобретать клапан с завышенным относительно расчетного порогом срабатывания. Такое устройство не откроется в нужный момент. Это может привести к повреждению оборудования или даже к полной аварии системы.

Источник