Принудительный подрыв предохранительного клапана

Предохранительный пружинный клапан

Предохранительный клапан — тип арматуры прямого действия, которая работает под влиянием рабочей среды. В ее качестве могут использоваться вода, пар, аммиак, воздух, масляные фракции, нефтепродукты и другие вещества. Когда давление жидкости или газа в системе превышает допустимые значения, предохранительный клапан сбрасывает излишки рабочей среды. Он действует автоматически и защищает трубы, оборудование и промышленные резервуары от механических повреждений.

Особенности конструкции и исполнения

Основные элементы предохранительного клапана — корпус, пружина и запорный орган, состоящий из золотника и седла. Силу сжатия пружины регулируют с помощью винта. Он расположен на крышке корпуса и надежно защищен от повреждений колпаком. Пружину клапана настраивают так, чтобы золотник был плотно прижат к седлу и не допускал утечки рабочей среды.

Корпус предохранительного клапана может быть изготовлен из углеродистой 25Л, легированной 20 ГЛ или нержавеющей 12Х18Н9ТЛ стали. Для золотника и седла используют сталь 12Х18Н9ТЛ с наплавкой ЦН-12М или 20Х13, а пружину производят из стали 50ХФА по ГОСТ 14959-2016. Допустимый интервал температур рабочей среды и наружного воздуха при эксплуатации клапана зависят от материала корпуса. Закрепляют клапан на месте установки с помощью фланцев.

Чертеж

Типы клапана — «открытый» и «закрытый»

По способу сбрасывания рабочей среды предохранительные клапаны могут быть закрытыми или открытыми. Клапаны закрытого типа герметичны по отношению к окружающей среде. При срабатывании арматуры излишки жидкости или газа сбрасываются в отводящий трубопровод и не попадают в атмосферу. Клапан открытого типа негерметичен. Когда давление в системе превышает допустимую норму, он открывается и сбрасывает излишки рабочей среды в атмосферу.

Предохранительные клапаны закрытого типа обычно используют в химической промышленности. Они устанавливаются в системах, по которым перемещаются жидкости или газы, представляющие опасность для окружающей среды.

Клапаны открытого типа применяют, если при сбросе излишков рабочей среды атмосфера не загрязняется. Покупка клапана открытого типа позволяет сэкономить, так как он стоит примерно на 30% дешевле, чем клапан закрытого типа с такими же характеристиками.

Узел ручного подрыва

Предохранительный клапан может быть укомплектован узлом ручного подрыва. Он используется для проверки исправного состояния клапана и не допускает прилипания, примерзания и прикипания золотника к седлу. После изменения положения рычага шток клапана перемещается вверх и сила сжатия пружины уменьшается.

Арматуру с узлом подрыва не используют в системах с токсичными и агрессивными средами. Нельзя переносить клапаны держа за рычаг (подрыв), так как рабочий элемент может деформироваться.

При заказе предохранительного клапана нужно указать:

• применение и обозначение;
• материальное исполнение;
• величину условного прохода, DN(мм);
• давление начала открытия Pно (МПа или кгс/м 2 );
• давление номинальное PN(МПа или кгс/м 2 );
• необходимость наличия узла ручного подрыва;
• климатическое исполнение.

Чтобы избежать ошибок при заказе, следует обратить внимание: давление клапана в МПа или в кгс/м 2 — не идентичные величины. 1 МПа соответствует 10 кгс/м 2 .

Источник

1. Общие положения

1.1. Инструкция по выбору сосудов и аппаратов работающих под давлением до 100 кгс/см 2 и защите их от превышения давления содержит указания, направленные на повышение безопасности эксплуатации предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и на дальнейшее уменьшение загрязнения воздушного бассейна выбросами от предохранительных клапанов.

1.2. Выполнение инструкции обязательно для вновь проектируемых объектов нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

1.3. С введением в действие настоящей инструкции утрачивают силу «Рекомендации по установке предохранительных клапанов» (РПК-66).

2. Защита сосудов и аппаратов от превышения давления

2.1. Каждый сосуд, аппарат или группа сосудов и аппаратов должны быть защищены от превышения давления.

2.2. Защита сосудов и аппаратов от превышения давления осуществляется:

— путем установки предохранительных клапанов или мембран;

— исключением из системы источников, которые могут создать давление в сосуде и аппарате выше их расчетного давления.

2.3. Предохранительные клапаны устанавливаются непосредственно на сосуде и аппарате в наиболее высокой их части с таким расчетом, чтобы в случае открытия клапана и аппарата, в первую очередь, удалялись скапливающиеся пары и газы.

На горизонтальных цилиндрических сосудах и аппаратах предохранительные клапаны следует устанавливать по длине верхнего положения образующей; на вертикальных сосудах и аппаратах, как правило, на верхних днищах или в местах наибольшего скопления паров и газов.

Если клапаны по конструктивным соображениям нельзя разместить на верхнем днище сосуда и аппарата, в виде исключения, их можно ставить на отводящем трубопроводе или специальном отводе.

2.4. Предохранительные клапаны должны быть защищены от примерзания, прикипания или засорения рабочей средой.

2.5. Установка запорной арматуры между сосудом и аппаратом и предохранительным клапаном не допускается за исключением решений, согласованных с Госгортехнадзором СССР.

2.6. Проходное сечение подводящего патрубка, на котором устанавливается предохранительный клапан, должно быть не менее проходного сечения фланца со стороны входа продукта в предохранительный клапан. При необходимости установки двух клапанов и более (по расчету) на одном патрубке, площадь поперечного сечения патрубка должна быть не менее 1,25 суммарной площади проходного сечения клапанов.

2.7. Внутренний диаметр выхлопной трубы предохранительного клапана должен быть не менее внутреннего диаметра выходного штуцера клапана. В случае объединения выхлопных труб от нескольких предохранительных клапанов, установленных на одном сосуде или аппарате, сечение коллектора должно быть не менее суммы сечений выхлопных труб от этих клапанов.

2.8. При проектировании сброса от предохранительных клапанов технологических установок в факельные системы следует руководствоваться «Временными нормами и Правилами по проектированию факельных систем» ВН и ПФ 01-74.

2.9. Количество рабочих клапанов, их пропускная способность должны быть выбраны так, чтобы в сосуде или в аппарате при полном открытии клапана не могло образоваться давление, превышающее расчетное более, чем на 0,5 кгс/см 2 для сосудов и аппаратов с давлением до 3 кгс/см 2 включительно и на 10% для сосудов и аппаратов с давлением свыше 3 кгс/см 2 .

Примечание . При выборе предохранительного клапана следует учитывать, что клапаны конструкции ВНИИНефтемаша типа ППК4, СППК4 открываются на полный проход при превышении давления над давлением начала открытия на 10%.

2.10. Регулировка предохранительных клапанов перед установкой должна осуществляться на давление начала открытия.

2.11. На сосудах и аппаратах, содержащих ядовитые, горючие или взрывоопасные среды, на которых подрыв предохранительных клапанов в процессе нормальной работы приводит к потере герметичности клапана, нарушению технологического режима, загазованию территории, должны устанавливаться предохранительные клапаны без приспособления для принудительного открывания их (рычага для принудительной продувки).

2.12. В случаях, когда продукты в сосудах и аппаратах по своим свойствам не гарантируют нормальную работу предохранительных клапанов (повышенная коррозия, полимеризация, коксообразование, отложения и т.д.) перед клапанами должны устанавливаться предохранительные мембраны.

2.13. Ревизия предохранительных клапанов всех типов должна производиться в сроки, предусмотренные «Руководящими указаниями по эксплуатации, ревизии и ремонту пружинных предохранительных клапанов», согласованными Госгортехнадзором СССР 2 декабря 1977 г.

2.14. На аппаратах непрерывно действующих процессов, оборудованных предохранительными клапанами, продолжительность межремонтного пробега которых меньше межремонтного пробега установки или цеха, допускается установка резервного клапана к рабочему.

Рабочий и резервный клапаны должны устанавливаться на отдельных штуцерах, иметь одинаковую пропускную способность и обеспечивать в отдельности полную защиту сосуда или аппарата от превышения давления. Допускается установка на сосуде или аппарате рабочего и резервного клапанов с использованием переключающего устройства в соответствии с указаниями статьи 5-2-3 «Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов работающих под давлением».

2.15. Выхлопные трубы от каждого предохранительного клапана до коллектора, к которому они подключаются, при необходимости теплоизолируются и обогреваются, чтобы избежать конденсации, кристаллизации, застывания и забивания проходного сечения в зависимости от химического состава, физических свойств и температуры сбрасываемого продукта.

Стояки, отводящие сбросы от предохранительных клапанов непосредственно в атмосферу, также, при необходимости, теплоизолируются и обогреваются.

Теплоизоляция должна быть из несгораемых материалов.

2.16. Конструкция стояка для отвода газа от предохранительного клапана в атмосферу должна исключать возможность попадания в него атмосферных осадков и в нижней точке, т.е. около клапана, иметь дренажное отверстие диаметром 20-50 мм для спуска жидкости.

2.17. В случае возможности уноса жидкости через предохранительный клапан вместе с газами или парами должен быть предусмотрен сепаратор (отбойник). В этом случае выхлопная труба от предохранительных клапанов должна прокладываться с уклоном не менее 0,002 в сторону сепаратора (отбойника).

2.18. Крепления предохранительных клапанов должны быть рассчитаны на нагрузки от веса клапанов и реактивных усилий, возникающих при срабатывании клапана.

2.19. Допускается защищать сосуд или аппарат от превышения давления установкой предохранительного клапана на насосе или компрессоре, если они являются единственными источниками давления. Сбросы от предохранительного клапана в этом случае разрешается осуществлять на прием машин.

3. Требования к выбору сосудов и аппаратов

3.1. Выбор сосудов и аппаратов следует осуществлять с учетом рабочей среды, давления и температуры стенок.

3.2. Расчетное давление сосудов и аппаратов, оборудованных предохранительными клапанами (без учета гидростатического давления) должно превышать рабочее давление:

— для сосудов и аппаратов содержащих нейтральные продукты (вещества) на 10%, но не менее, чем на 1 кгс/см 2 ;

— для сосудов и аппаратов со взрывоопасными, взрывопожароопасными и высокотоксичными продуктами (веществами) с рабочим давлением до 40 кгс/см 2 на 20%, но не менее, чем на 3 кгс/см 2 ;

— для сосудов и аппаратов со взрывоопасными, взрывопожароопасными и высокотоксичными продуктами (веществами) с рабочим давлением свыше 40 кгс/см 2 на 15%.

3.3. При выборе емкостей для хранения сжиженных нефтяных газов и легковоспламеняющихся жидкостей с температурой кипения до +45 ° С расчетное давление должно соответствовать или превышать упругость паров продуктов при температуре +50 ° С.

4. Организация сбросов паров, газов и жидкостей
от предохранительных устройств

4.1. Сброс ядовитых, взрывоопасных и взрывопожароопасных паров и газов от предохранительных клапанов и мембран должен осуществляться в закрытую систему на улавливание, сжигание на факеле или в атмосферу — в безопасное место.

4.2. Сбросы газов и паров в атмосферу от предохранительных клапанов, установленных на сосудах и аппаратах, содержащих ядовитые среды, производятся после обезвреживания в специальном поглощающем устройстве.

4.3. При сбросе в атмосферу ядовитых газов и паров без обезвреживания, а также сбросе в атмосферу взрывоопасных и взрывопожароопасных газов и паров на сосудах и аппаратах следует устанавливать две системы клапанов: рабочие — со сбросом в атмосферу в безопасное место и контрольные — со сбросом в закрытую систему на улавливание или сжигание на факеле.

4.4. Сбросы газов и паров от предохранительных клапанов, установленных на сосудах и аппаратах с невзрывоопасными и неядовитыми средами, направляются в атмосферу.

4.5. Сбросы жидких продуктов от предохранительных клапанов и мембран должны осуществляться в специальные емкости или на приемы насосов.

4.6. В отдельных случаях сбросы от предохранительных клапанов допускается направлять в другие сосуды и аппараты, расположенные на установке, если это не вызывает опасных последствий или нарушений технологического режима.

4.7. Давление начала открытия рабочих предохранительных клапанов следует принимать равным расчетному давлению сосудов и аппаратов.

4.8. Давление начала открытия контрольных клапанов, устанавливаемых на сосудах и аппаратах с расчетным давлением до 60 кгс/см 2 следует принимать на 10 процентов, но не менее чем на 1,5 кгс/см 2 ниже их расчетного давления, а для сосудов и аппаратов с расчетным давлением выше 60 кгс/см 2 — на 11% ниже их расчетного давления.

При наличии противодавления системы сброса от контрольного клапана давление начала открытия увеличивается на величину этого противодавления.

4.9. Пропускная способность контрольных клапанов должна быть равной пропускной способности рабочих клапанов. Рабочие и контрольные клапаны в отдельности должны обеспечивать полную защиту сосуда и аппарата от превышения давления. Для отключения контрольных клапанов на ремонт и ревизию допускается установка запорной арматуры до и после этих клапанов.

Запорная арматура на контрольных клапанах должна устанавливаться в положении, исключающем ее самопроизвольное закрытие и пломбироваться в открытом состоянии.

4.10. Допускается взамен контрольных клапанов, в случае технической целесообразности предусматривать блокировку источника давления, которая должна автоматически его исключать при превышении давления в сосуде и аппарате на 10 процентов, но не менее чем на 1,5 кгс/см 2 выше рабочего.

Примечание . под автоматической блокировкой понимается такая блокировка при срабатывании которой повышение давления в сосуде и аппарате исключается от любой причины.

Например: когда источником давления является нагрев-отключение источника нагрева; когда источником давления является насос или компрессор-отключение насоса или компрессора от сосуда и т.п. В случае, когда источником давления является химическая реакция, автоматическая блокировка не может заменять установку предохранительного контрольного клапана.

4.11. Емкости, предназначенные для хранения сжиженных газов, а также легковоспламеняющихся жидкостей с температурой начала кипения до 45 ° С, во всех случаях должны быть оборудованы рабочими и контрольными клапанами независимо от принятой системы сброса паров и газов.

4.12. Максимальная температура паров и газов, сбрасываемых от предохранительных клапанов в общезаводскую факельную систему, не должна превышать 200 ° С, а температура газов на входе в газгольдер должна быть не более 60 ° С.

4.13. Для предотвращения попадания сбрасываемого газа в газгольдер с температурой выше 60 ° С допускается установка блокировки по сбросу газа на факел, минуя газгольдер.

5. Направление сбросов от предохранительных клапанов

Источник