Клапан отсечной пзк. Предохранительно-запорные клапаны пзк. Шариковая конструкция затвора

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.

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

Параметр		Размерность	Значение
Паропроизводительность
Давление пара
Давление воды
Давление газа перед горелками
Расход топлива
Давление воздуха на горение	за вентилятором
	первичного
	вторичного
Разрежение в топке
Разрежение за котлом
Разрежение за экономайзером
Температура воды до экономайзера
Температура воды за экономайзером
Температура про- дуктов сгорания	за котлом
	за экономайзером
Состав продуктов сгорания топлива	за котлом
	за экономайзером
Коэффициент избытка воздуха	за котлом
	за экономайзером
Потери тепла котлоагрегатом	с прод. сгорания
	с хим. недожогом
	в окру ж. среду
КПД котлоагрегата брутто
Удельный расход условного топлива на выработку 1 Гкал тепла при среднеэксплуатационном КПД = 92,8 %		Условное топливо на Гкал

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.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11

Цель работы: Изучить назначение, устройство и принцип работы газорегуляторного пункта, а так же подробно ознакомиться со всеми узлами и агрегатами входящих в него. Изучить прокладку внутренних газопроводов и подключения их к котлам.

Рис.3.1. Принципиальная схема газорегуляторного пункта:

1 - предохранительно-сбросный клапан (сбросное устройство); 2 - задвижка на байпасной линии; 3 - манометры: 4 - импульсная линия ПЗК: 5 - продувочный газопровод; 6 - байпасная линия; 7 - расходомер; 8 -задвижка ни входе; 9 - фильтр; 10 - предохранительно-запорный клапан (ГИК); 11 - регулятор давле­ния; 12 -задвижка на выходе.

Газорегу­ляторные пункты (ГРП) предназначены для снижения входного давления газа до заданно­го выходного (рабочего) и поддержания его постоянным незави­симо от изменения входного давления и потребления газа. Коле­бания давления газа на выходе из ГРП допускаются в пре­делах 10% рабочего давления. Кроме того, в ГРП осущест­вляются: очистка газа от механических примесей, контроль вход­ного и выходного давления и температуры газа, предохранение от повышения или понижения давления газа за ГРП, учет рас­хода газа.

На схеме ГРП, приведенной на рис.3.1, можно выделить три линии: основную, обводную (байпасную) и рабочую . На основ­ной линии газовое оборудование располагается в следующей по­следовательности: запорное устройство на входе (задвижка 8 ) для отключения основной линии; продувочный газопровод 5 : фильтр 9 для очистки газа от разных механических примесей; предохранительно-запорный клапан 10 , автоматически отключающий подачу газа при повышении или понижении давления газа в рабочей ли­нии за установленные пределы; регулятор 11 давления газа, кото­рый снижает давление газа и автоматически поддерживает его на заданном уровне независимо от расхода газа потребителями; за­порное устройство на выходе 12 .

Байпасную (от англ. bypass – обход) линию составляют продувочный газопровод 5, два запорных устройства (задвижки 2), которые используются для ручного регулирования давления газа в рабочей линии во время выполнения ремонтных работ на отключенной основной линии.

На рабочей линии (линия рабочего давления) устанавлива­ется предохранительно-сбросной клапан 1 (ПСК), который служит для сброса газа через сбросную свечу в атмосферу при повышении давления газа в рабочей линии выше установленного предела.

В ГРП установлены следующие контрольно-измерительные при­боры: термометры для измерения температуры газа и в помеще­нии ГРП; расходомер 7 газа (газовый счетчик, дроссельный расхо­домер); манометры 3 для измерения входного давления газа и дав­ления в рабочей линии, давления на входе и выходе из газового фильтра.

Газовые фильтры. Фильтры предназначены для очистки газа от механических примесей: пыли, ржавчины и различных включений, содержащихся в газе. Очистка газа необходима для уменьшения износа запорной и регулирующей арматуры, предотвращения за­сорения импульсных трубок, дроссельных отверстий, защиты мем­бран от преждевременного старения и потери эластичности и т.д.

В зависимости от расходов газа, его давления, типа регуляторов применяются различные конструкции фильтров.

Рис. 3.2. Газовые фильтры:

а – угловой сетчатый; б – волосяной; в – сварной; 1 – корпус; 2 – обойма; 3 – пробка; 4 – кассета; 5 – крышка; 6 – отбойный лист; 7 – люк для чистки.

В ГРП,размещаемых в шкафах, и в ГРПс диаметром трубо­проводов до 50 мм устанавливаются угловые сетчатые фильтры (рис. 3.2. а). Фильтр состоит из корпуса /, фильтрующего элемента - обоймы 2, обтянутой мелкой металлической сеткой. Газ по входному патрубку поступает в фильтрующий элемент, очищается там от пыли и по выходному патрубку выходит из фильтра. Частицы пыли осаждаются на внутренней поверхности металлической сетки. Для ревизии фильтра и его замены предусмотрена пробка 3, отвернув которую можно извлечь из корпуса фильтрующий элемент.

В ГРП с условным диаметром трубопроводов 50 мм и более широко применяются чугунные волосяные фильтры (рис. 3.2, б). Фильтр состоит из корпуса /, крышки 5 и кассеты 4. Очистка газа от пыли происходит в кассете из проволочных сеток, между кото­рыми находится конский волос или капроновая нить. Фильтрую­щий материал пропитывают висциновым маслом. На выходной стороне кассеты устанавливают перфорированный лист, предохра­няющий заднюю (по ходу газа) сетку от разрыва и уноса фильтру­ющего материала.

Фильтры сварные (рис. 3.2, в) предназначены для ГРП с расхо­дом газа от 7 до 100 тыс. м 3 /ч. Фильтр имеет сварной корпус 1 с присоединительными патрубками для входа и выхода газа, крыш­ку 5, люк 7 для чистки и кассету 4, заполненную капроновой ни­тью. Со стороны входа газа внутри корпуса приварен отбойный лист 6.

Крупные частицы, попадая в фильтр, ударяются об отбойный лист, теряют скорость и падают на дно. Мелкие частицы улавлива­ются в кассете с фильтрующим материалом, пропитанным висциновым маслом.

В процессе работы аэродинамическое сопротивление фильтров возрастает. Оно определяется как разность давлений газа на входе и выходе из фильтра. Перепад давления газа на кассете не должен превышать величину, установленную заводом-изготовителем. Раз­борку и очистку кассеты проводят во время технического обслу­живания вне помещения ГРП в местах, удаленных от легковоспла­меняющихся веществ и материалов не менее чем на 5 м.

Предохранительно-запорные клапаны. Наиболее распростра­ненными предохранительно-запорными клапанами являются кла­паны низкого (ПКН) и высокого (ПКВ) давления, выпускаемые с условным проходом 50, 80, 100 и 200 мм. Они устанавливаются перед регулятором давления. Конструкции клапанов ПКН и ПКВ практически одинаковы.

Предохранительно-запорный клапан ПКН и ПКВ (рис. 3.3) состоит из чугунного литого корпуса 4 вентиль­ного типа, мембранной камеры, настроечной головки и системы рычагов. Внутри корпуса имеется клапан 5 . Шток клапана входит в соединение с рычагом 3, один конец которого крепится шарнирно внутри корпуса, а другой с грузом выведен наружу. Для откры­тия клапана 5 с помощью рычага 3 необходимо, чтобы сначала немного был поднят шток и чтобы шток удерживался в таком поло­жении. При этом открывается отверстие в клапане и перепад давления до и после него уменьшается. Рычаг 3 с грузом вводится в зацепление с одним из концов анкерного рычага 6, который укреплен на корпусе шарнирно. Ударный молоточек 1 также кре­пится шарнирно и расположен над другим свободным плечом ан­керного рычага.

Рис 3.3. Предохранительно-запорный клапан низкого (ПКН) и высокого

(ПКВ) давления:

1 - ударный молоточек; 2 - штифт рычага; 3 – рычаг с грузом; 4 – корпус; 5 – клапан; 6 – рычаг анкерный; 7 – штуцер; 8 – мембрана; 9 – большая настроечная пружина; 10 – малая настроечная пружина; 11 – коромысло; 12 – штифт

Над корпусом под настроечной головкой расположена мемб­ранная камера, в которую через штуцер 7 пол мембрану 8 посту­пает импульс давления газа из рабочей линии. На мембране сверху расположен шток с гнездом, в которое одним плечом входит ко­ромысло 11 . Другое плечо коромысла входит в зацепление со штиф­том 12 ударного молоточка.

Если в рабочем газопроводе давление превышает верхний пре­дел или оно ниже нижнего заданного предела, то мембрана пере­мешает шток, выводя из зацепления штифт ударного молоточка с коромыслом. Молоточек при этом падает, ударяет по плечу анкер­ного рычага и выводит другое его плечо из зацепления с рычагом с грузом. Под действием груза клапан опускается и подача газа прекращается. Для настройки предохранительно-запорного клапа­на на верхний предел срабатывания используется большая настро­ечная пружина 9 , а на нижний предел срабатывания - малая на­строечная пружина 10.

Предохранительно-запорный клапан КПЗ (рис. 3.4) состоит из литого корпуса 4, клапана 3 , закрепленного на оси 1 . На оси 1 установлены пружины 2, один конец которых упирается в корпус 4, а другой - в клапан 3. На конце оси 1 , выходящем наружу, закреп­лен рычаг 12. который через промежуточный рычаг 13 с упором 14 удерживается в вертикальном положении наконечником 15 меха­низма контроля 10. Механизм контроля включает в себя мембра­ну 11 , шток 5 и закрепленный на штоке наконечник 15. Мембрана уравновешивается контролируемым давлением и пружинами 8 и 9 , усилия которых регулируются резьбовыми втулками 6 и 7 .

Рис. 3.4.:Предохранительно-запорный клапан КПЗ:

1 – ось; 2,8,9 – пружины; 3 – клапан; 4 – корпус: 5 – шток: 6,7 – втулки; 10 – механизм контроля; 11 – мембрана; 12, 13 – рычаги; 14 – упор; 15 – наконечник

При повышении или понижении давления газа в подмембранной области относительно пределов настройки наконечник пере­мещается влево или вправо и упор 14. установленный на рычаге 13, выходит из зацепления с наконечником 15. освобождает связан­ные между собой рычаги 12 и 13 и дает возможность оси 1 повер­нуться под действием пружин 2 . При этом клапан 3 закрывает про­ход газа.

Верхний предел срабатывания предохранительно-запорных кла­панов не должен превышать номинальное рабочее давление газа после регулятора более чем на 25 %. Нижний предел определяется минимально допустимым давлением, указанным в паспорте го­релки, или давлением, при котором по данным наладочных испы­таний могут погаснуть горелки, произойти проскок пламени.

Регуляторы давления. В ГРПприменяют, как правило, регуля­торы давления непрямого действия, в которых регулирование дав­ления газа происходит путем изменения его расхода, а управление осуществляется за счет энергии самого газа. Наибольшее распро­странение получили регуляторы непрерывного действия с усили­телями (пилотами), например, типа РДУК-2.

Регулятор давления универсальный Ф.Ф.Казанцева РДУК-2 состоит из собственно регулятора и регулятора управления - пи­лота (рис. 3.5).

Газ городского (входного) давления через фильтр 8 поимпульс­ной трубке А поступает в надклапанное пространство пилота. Силой своего давления газ прижимает клапаны (плунжеры) 2 и 9 (регулятора и пилота) к седлам 7 и 10. При этом газ не поступает в рабочий газопровод и давление в нем отсутствует. Для пуска ре­гулятора давления в работу необходимо медленно вкручивать ста­кан 4 в тело пилота. Пружина 5 , сжимаясь, воздействует на мемб­рану и преодолевает силу давления газа в надклапанном простран­стве пилота и усилие пружины 1 . Клапан пилота открывается, и газ из надклапанного пространства пилота поступает в подклапанное и далее по соединительной трубке Б через дроссель 12 под мембра­ну 11 регулятора. Часть газа через дроссель 13 сбрасывается в рабо­чий газопровод, однако давление под мембраной регулятора все­гда несколько больше давления в рабочем газопроводе. Под воз­действием перепада давления под и над мембраной 11 регулятора последняя приподнимается, приоткрывая клапан 9 регулятора, и газ будет поступать к потребителю. Стакан пилота вкручивают до тех пор, пока давление в выходном газопроводе не станет равным заданному рабочему.

Рис. 3.5. Схема регулятора давления универсального Ф.Ф.Казанцева РДУК-2:

1, 5 – пружины; 2 – клапан пилота; 3 – ручка; 4 – стакан; 6 – мембрана пилота; 7, 10 – седла; 8 – фильтр; 9 – клапан регулятора; 11 – мембрана регулятора; 12, 13 – дроссели; А, Б, В, Г, Д – трубки

При изменении расхода газа у потребителя в рабочем газопро­воде изменяется давление. Благодаря импульсной трубке В изменя­ется и давление над мембраной 6 пилота, которая, опускаясь и сжимая пружину 5 или приподнимаясь под воздействием пружи­ны, соответственно прикрывает или приоткрывает клапан пилота 2.

При этом уменьшается или увеличивается подача газа через труб­ку Б под мембрану регулятора давления. Например, при уменьше­нии расходования газа потребителем давление в рабочей линии повышается, клапан 2 пилота прикрывается и клапан 9 регулятора тоже прикроется, восстанавливая давление в рабочем газопроводе до заданного. При увеличении расхода и снижении давления кла­паны пилота и регулятора приоткрываются, давление в рабочем газопроводе поднимается до заданного.

Предохранительно-сбросный клапан. На рис. 3.6 показан пред­охранительно-сбросный клапан ПСК-50, который состоит из кор­пуса 1 , мембраны 2 с тарелкой, на которой укреплен плунжер (клапан) 4 , настроечной пружины 5 и регулировочного винта 6 . С рабочим газопроводом клапан сообщается через боковой патру­бок. При повышении давления газа выше определенного настроеч­ная пружина 5 сжимается, мембрана 2 вместе с плунжером допус­кается, открывая выход газу через сбросной трубопровод в атмо­сферу. При уменьшении давления плунжер под действием пружи­ны перекрывает седло, сброс газа прекращается.

Предохранительно-сбросный клапан (ПСК) устанавливается за регулятором давления; при наличии расходомера - за ним. Перед ПСК устанавливается отключающее устройство, открытое при нор­мальной работе и используемое при выполнении ремонта ПСК.

Рис. 3.6.Предохранительно-сбросный клапан ПСК-50:

1 – корпус; 2 – мембрана с тарелкой; 3 – крышка; 4 – плунжер; 5 – пружина; 6 – регулировочный винт.

Контрольно-измерительные приборы в ГРП. Для измере­ния входного и выходного давления и температуры газов в ГРП устанавливают показывающие и регистрирующие конт­рольно-измерительные приборы (КИП). Если учет расхода газа не проводится, допускается отсутствие регистрирующего прибора для измерения температуры газа.

КИП с электрическим выходным сигналом и электрооборудо­вание в помещении ГРП предусматриваются во взрывозащищенном исполнении.

КИП с электрическим выходным сигналом в нормальном ис­полнении размещают снаружи в закрывающемся шкафу или в обо­собленном помещении, пристроенном к противопожарной газо­непроницаемой стене ГРП.

Требования к помещениям ГРП. Газорегуляторные пункты ГРП располагаются в соответствии со строительными нормами и пра­вилами (СНиП). Их запрещено встраивать или пристраивать к об­щественным, административным и бытовым зданиям непроизвод­ственного характера, а также размещать в подвальных и цоколь­ных помещениях зданий. Используемые для размещения ГРП от­дельно стоящие здания должны быть одноэтажными I и II сте­пеней огнестойкости с совмещенной кровлей. Материал полов, устройство окон и дверей помещений ГРП должны исключать воз­можность образования искр.

В помещениях ГРП предусматривается естественное и искусст­венное освещение и естественная постоянно действующая вентиля­ция, обеспечивающая не менее трехкратного воздухообмена в 1 ч. Температура воздуха в ГРП должна соответствовать требованиям, указанным в паспортах оборудования и КИП. Ширина основного прохода в ГРП должна быть не менее 0,8 м. В помещениях ГРП допускается установка телефонного аппарата во взрывозащишей­ном исполнении. Дверь в ГРП должна открываться наружу. Снару­жи здания ГРП должна быть предупредительная надпись «Огне­опасно - газ».

Внутренние газопроводы. Внутренние газопроводы выполняются из стальных труб. Трубы соединяют с помощью сварки, разъемные соединения (фланце­вые, резьбовые) допускаются для установки арматуры, приборов, КИП и др.

Газопроводы прокладываются, как правило, открыто. Скрытая проводка допускается в бороздах стен с легко снимаемыми щита­ми с отверстиями для вентиляции.

Газопроводы не должны пересекать вентиляционные решетки, оконные и дверные проемы. В местах прохода людей газопроводы прокладываются на высоте не менее 2,2 м. Крепятся трубы при помощи кронштейнов, хомутов, крючьев и подвесок.

Запрещается использовать газопроводы в качестве опорных кон­струкций, заземления. Газопроводы окрашиваются водостойкими лакокрасочными материалами желтого цвета.

Рис.3.7. Схема внутренних газопроводов котельной и расположение отключающих устройств:

1 – футляр; 2 – общее отключающее устройство; 3 – кран на продувочном газопроводе; 4 – штуцер с краном для взятия пробы; 5 – продувочный газопровод; 6 – манометр; 7 – аспределительный коллектор; 8 – ответвление к котлу (опуски); 9 – отключающее устройство на опусках.

Принципиальная схема внутренних газопроводов котельной с несколькими котлами приведена на рис. 6.8. Газ по вводному газо­проводу проходит через футляр, установленный в стене помеще­ния котельной. Футляр 1 выполняется из отрезка стальной трубы, внутренний диаметр которой не менее чем на 100 мм больше диа­метра газопровода. Футляр обеспечивает независимую осадку стен и газопроводов. Общее отключающее устройство 2 предназначено для отключения всех котлов при плановом или аварийном от­ключении котельной. Отключающие устройства 9 на ответвлени­ях 8 к котлам (опусках) предназначены для отключения отдель­ных котлов.

Рис. 6.9. Схема расположения запор­ных устройств газового оборудова­ния котла с двумя горелками:

1 – газовый коллектор; 2 – ответвле­ние к котлу (опуск); 3 – отключающее устройство на опуске; 4 – ПЗК на кот­ле; 5 – регулирующая газовая заслонка; 6 – газовый запальник; 7 – ЗУ перед горелками;

8 – горелки; 9 – продувоч­ный газопровод; 10 – кран на проду­вочном газопроводе; 11 – кран к манометру; 12 – манометр

Схема расположения запорных устройств газового оборудова­ния котла с двумя горелками показана на рис. 6.9. Газ из распре­делительного газового коллектора котельной 1 по ответвлению к котлу (опуску) 2 проходит через отключающее устройство 3 на опуске, предохранительно-запорный клапан 4 (ПЗК), регулирую­щую газовую заслонку 5 и запорные устройства 7 (ЗУ) поступает в горелки 8.

Для внутренних газопроводов и для газового оборудования долж­но быть предусмотрено техническое обслуживание не реже одного раза в месяц. Текущий ремонт должен проводиться не реже одного раза в 12 месяцев в случаях, если в паспорте завода-изготовителя нет ресурса эксплуатации и нет данных о его ремонте.

Перед ремонтом газового оборудования, осмотром и ремонтом топок или газоходов, а также при выходе из работы установок сезонного действия газовое оборудование и запальные трубопро­воды должны отключаться от газопроводов с установкой заглушек после запорной аппаратуры.

Контрольные вопросы:

1. Как классифицируются газовые сети по величине давления газа?

2. Какие газопроводы являются распределительными, вводными и внут­ренними?

3. Какие материалы используются при строительстве газопроводов?

4. Какие методы используются для защиты стальных газопроводов от коррозии?

5. Укажите назначение ГРП?

6. Где размещаются ГРП?

7.Перечислите основные элементы, входящие в состав ГРП?

8.Укажите назначение, устройство и принципы действия газового филь­тра в ГРП.

9. Как определить степень засоренности фильтра?

10.Укажите назначение, устройство и принцип действия предохрани­тельно-запорного клапана типа ПКН (ПКВ), КПЗ?

11.Каковы назначение регулятора давления РДУК-2, его устройство и принцип действия?

12.Укажите назначение, устройство и принцип действия предохрани­тельно-сбросного клапана типа ПСК-50?

13. Сформулируйте основные требования, предъявляемые к КИП?

14. Сформулируйте основные требования, предъявляемые к помеще­ниям ГРП?

15. Каковы основные правила прокладки внутренних газопроводов?

Предохранительный запорный клапан ПЗК настраивается на срабатывание при выходе давления проводимой среды за максимальное или минимальное установленное значение. Диапазон настроек указан в эксплуатационной инструкции на изделие .

Устройство обязательно входи т в комплект оснащения газораспределительных пунктов, для прекращения подачи газа в систему потребителя в случае отклонения рабочего давления от установленного значения и

защиты регуляторов , манометров, счетчик ов и других эксплуатируемых газовых приборов . При этом возобновить подачу газа может только обслуживающий персонал, предварительно устранив причину, вызвавшую срабатывание клапан и прекращение поступления газа потребителям.

При п овышении давления газа на горелках приборов сверх допустимого предела может произойти отрыв пламени, что повлечет за собой поступление газа в помещение или рабочие камеры и топочные пространства установок, создав условия при которых возникает опасности взрыва. Для предотвращения подобных ситуаций применяется клапан ПЗК, который отсекает подачу газа в случае критического повышения давления. Конструкция изделия предусматривает также срабатывание в случае не менее опасного, значительного снижения рабочего давления, так как при этом может произойти п роскок пламени в сопла горелок, что приведет к неполному сгоранию газа и может закончиться разрушением самих горелок , если горение газа продолжиться внутри них и не будет немедленно прекращено.

Для обеспечения нормального функционирования изделия его необходимо устанавливать непосредственно перед регуляторами по ходу газа. При этом м аксимальное давление срабатывания которое необходимо настроить зависит от величины максимально допустимого давления для используемой газовой сети. Минимальное давление срабатывания определяется величиной давления, ниже которой возникает опасность перебоя в работате газовых приборов и установо к.Причиной недопустимого повышения или понижения давления газа после регулятора для тупиковых сетей может являть ся:неисправность регулятора давления (заклинивание плунжера, образование гидратных пробок в седле и корпусе, негерметичность затвора); неправильный подбор регулятора по его пропускной способности, приводящий к двухпозиционному режиму его работы при малых расходах газа и вызывающий всплески выходного давления и автоколебания.

Причиной недопустимого повышения или понижения давления газа после регулятора для кольцевых и разветвленных сетей может являть ся: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.

После включения газораспределительного пункта в работу следует проверить плотность соединений мыльным раствором и обнаруженные утечки немедленно устранить.

Предохранительный запорный клапан должен быть настроен таким образом, чтобы срабатывать при несколько большем давлении, чем сбросной клапан . Однако величина его не должна быть выше максимально допустимого рабочего давления газа, при котором обеспечивается нормальная работа газо-горелочных устройств. П роверка изделия на точность настройки и срабатывания производится следующим образом: необходимо постепенно повысить или понизить давление, наблюдая за тем, при каком давлении клапан сработает . Если давление соответствует заданному, настройку клапана оставляют без изменений. В противном случае необходимо произвести регулировку . При проверке клапана газ необходимо подавать по байпасной линии. Настройка проводится на давление, превышающее конечное (за регулятором) в точке отбора импульса на 25 - 50 %, но не выше допустимого для регулятора конечного давления.

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).