На какие параметры рассчитываются предохранительные устройства трубопроводов
Перейти к содержимому

На какие параметры рассчитываются предохранительные устройства трубопроводов

  • автор:

«ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ ПАРА И ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ. ПБ 03-75-94» (утв. Постановлением Госгортехнадзора РФ от 18.07.94 N 45) (ред. от 13.01.97)

2.8.1. Каждый трубопровод для обеспечения безопасных условий эксплуатации должен быть оснащен приборами для измерения давления и температуры рабочей среды, а в необходимых случаях — запорной и регулирующей арматурой, редукционными и предохранительными устройствами и средствами защиты и автоматизации.

Количество и размещение арматуры, средств измерения, автоматизации и защиты должны быть предусмотрены проектной организацией с учетом обеспечения безопасного обслуживания и ремонта.

2.8.2. Предохранительные устройства должны быть рассчитаны и отрегулированы так, чтобы давление в защищаемом элементе не превышало расчетное более чем на 10%, а при расчетном давлении до 0,5 МПа (5 кгс/кв. см) — не более чем на 0,05 МПа (0,5 кгс/кв. см).

Расчет пропускной способности предохранительных устройств должен производиться согласно ГОСТ 24570.

Превышение давления при полном открытии предохранительного клапана выше чем на 10% расчетного может быть допущено лишь в том случае, если это предусмотрено расчетом на прочность трубопровода. Если эксплуатация трубопровода разрешена на пониженном давлении, то регулировка предохранительных устройств должна производиться по этому давлению, причем пропускная способность устройств должна быть проверена расчетом.

2.8.3. Отбор среды от патрубка, на котором установлено предохранительное устройство, не допускается. Предохранительные клапаны должны иметь отводящие трубопроводы, предохраняющие персонал от ожогов при срабатывании клапанов. Эти трубопроводы должны быть защищены от замерзания и оборудованы дренажами для слива скапливающегося в них конденсата. Установка запорных органов на дренажах не допускается.

2.8.4. Конструкция грузового или пружинного клапана должна иметь устройство для проверки исправности действия клапана во время работы трубопровода путем принудительного открытия. В случае установки на трубопроводе электромагнитного импульсно-предохранительного устройства (ИПУ) оно должно быть оборудовано устройством, позволяющим производить принудительное открытие клапана дистанционно со щита управления.

2.8.5. Класс точности манометров должен быть не ниже:

2,5 — при рабочем давлении до 2,5 МПа (25 кгс/кв. см);

1,5 — при рабочем давлении более 2,5 МПа (25 кгс/кв. см) до 14 МПа (140 кгс/кв. см);

1,0 — при рабочем давлении более 14 МПа (140 кгс/кв. см).

2.8.6. Шкала манометров выбирается из условия, чтобы при рабочем давлении стрелка манометра находилась в средней трети шкалы.

2.8.7. На шкале манометра должна быть нанесена красная черта, указывающая допустимое давление.

Взамен красной черты допускается прикреплять к корпусу манометра металлическую пластинку, окрашенную в красный цвет и плотно прилегающую к стеклу манометра.

Манометр должен быть установлен так, чтобы его показания были отчетливо видны обслуживающему персоналу, при этом шкала его должна быть расположена вертикально или с наклоном вперед до 30° для улучшения видимости показаний.

Номинальный диаметр манометров, устанавливаемых на высоте до 2 м от уровня площадки наблюдения за манометрами, должен быть не менее 100 мм, на высоте от 2 до 3 м — не менее 150 мм и на высоте от 3 до 5 м — не менее 250 мм. При расположении манометра на высоте более 5 м должен быть установлен сниженный манометр в качестве дублирующего.

2.8.8. Перед каждым манометром должен быть трехходовой кран или другое аналогичное устройство для продувки, проверки и отключения манометра. Перед манометром, предназначенным для измерения давления пара, должна быть сифонная трубка диаметром не менее 10 мм.

2.8.9. Арматура должна иметь четкую маркировку на корпусе, в которой указывается:

а) наименование или товарный знак предприятия — изготовителя;

б) условный проход;

в) условное или рабочее давление и температура среды;

г) направление потока среды;

2.8.10. Арматура с условным проходом 50 мм и более должна поставляться с паспортом установленной формы, где указываются применяемые материалы, режимы термической обработки и результаты неразрушающего контроля, если проведение этих операций было предусмотрено ТУ. Данные должны относиться к основным деталям арматуры: корпусу, крышке, шпинделю, затвору и крепежу.

2.8.11. На маховиках арматуры должно быть обозначено направление вращения при открытии и закрытии арматуры.

2.8.12. При конструировании привода арматуры трубопроводов следует соблюдать следующие условия:

а) открытие арматуры должно производиться движением маховика против часовой стрелки, закрытие — по часовой стрелке; кроме того, должна быть предусмотрена возможность закрытия вентилей и задвижек на цепи и замки;

б) прорезь, в которой движется указатель открытия арматуры, не должна ограничивать его движения в крайних положениях; на шкале указателя открытия арматуры крайние положения должны быть обозначены надписями.

2.8.13. Трубопровод, расчетное давление которого ниже давления питающего его источника, должен иметь редуцирующее устройство с манометром и предохранительным клапаном, которые устанавливаются со стороны меньшего давления (РОУ или другие редуцирующие устройства).

2.8.14. Редукционные устройства должны иметь автоматическое регулирование давления, а редукционно — охладительные устройства кроме того — автоматическое регулирование температуры.

(в ред. Постановления Госгортехнадзора РФ от 13.01.97 N 1)

2.8.15. В целях облегчения открытия задвижек и вентилей, требующих значительного вращающего момента, а также для прогрева паропроводов (в технически обоснованных случаях) они должны быть оснащены обводными линиями (байпасами), диаметр которых определяется проектной организацией.

На какие параметры рассчитываются предохранительные устройства трубопроводов

В какой документ записываются номер и дата приказа о назначении лица, ответственного за исправное состояние и безопасную эксплуатацию трубопроводов?

На кого должна быть возложена ответственность за исправное состояние и безопасную эксплуатацию трубопроводов?

Какую температуру не должна превышать поверхность, покрытых тепловой изоляцией, элементов трубопроводов, расположенных в доступных для персонала местах?

Кем составляются паспорта установленной формы на трубопроводы, на которые распространяются Правила?

Какие из перечисленных трубопроводов должны быть зарегистрированы до пуска в работу в органах Ростехнадзора?

Какие надписи должны быть нанесены на магистральных линиях трубопроводов?
Какие надписи должны быть нанесены на ответвлениях трубопроводов вблизи магистралей?

На какие трубопроводы не распространяются требования Правил устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды?

Какая организация имеет право проводить техническое диагностирование трубопроводов по истечении расчетного срока службы?

Кем вносится запись в паспорт вновь смонтированного трубопровода, подлежащего регистрации в органах Ростехнадзора, о разрешении на его эксплуатацию?

С какой периодичностью должна производиться проверка исправности действия манометров и предохранительных клапанов для трубопроводов с рабочим давлением до 1,4 МПа включительно?

На какое давление должны быть рассчитаны и отрегулированы предохранительные устройства трубопроводов?

Кто проводит техническое освидетельствование трубопроводов, не зарегистрированных в органах Ростехнадзора?

Где на трубопроводах должны предусматриваться спускные штуцера, снабженные запорной арматурой, для опорожнения трубопровода?

Что входит в перечень документов, предоставляемых владельцем трубопровода при регистрации его в органах Ростехнадзора?

Что входит в перечень обязанностей лица, ответственного за исправное состояние и безопасную эксплуатацию трубопроводов пара и горячей воды?

Какими правами обладает ответственный за исправное состояние и безопасную эксплуатацию трубопроводов?

Какие трубопроводы, на которые распространяются Правила, до пуска в работу подлежат регистрации в организации, являющейся владельцем трубопровода?

Когда проводится регистрация трубопроводов в органах Ростехнадзора?

На кого может быть возложено исполнение обязанностей лица, ответственного за исправное состояние и безопасную эксплуатацию трубопроводов на время его отсутствия (отпуск, командировка, болезнь)?

Какую ответственность несут руководители и специалисты организаций, занятые эксплуатацией трубопроводов пара и горячей воды, допустившие нарушения Правил?

С какой организацией согласуются изменения в проекте, необходимость в которых может возникнуть в процессе эксплуатации трубопровода?

На сколько категорий делятся трубопроводы, на которые распространяются Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды?

К какой категории относится трубопровод, транспортирующий горячую воду с температурой свыше 115оС до 250оС или водяной пар с рабочим давлением более 0,07 МПа до 1,6 МПа?

В какой документ вносится запись о разрешении на включение в работу трубопровода как регистрируемого, так и не регистрируемого в органах Ростехнадзора?

Что входит в перечень данных вносимых в специальную табличку трубопровода?
Какие надписи должны наноситься на вентили, задвижки и приводы к ним?

В какой период проводится осмотр трубопровода по всей длине при проведении гидравлического испытания?

В каком случае трубопровод и его элементы считаются выдержавшими гидравлическое испытание?

После проведения какого мероприятия выдается разрешение на эксплуатацию вновь смонтированных трубопроводов, подлежащих регистрации в органах Ростехнадзора?

Кто может быть допущен к обслуживанию трубопроводов?
Кем проводится проверка знаний персонала, обслуживающего трубопроводы?
Каким давлением испытываются сосуды, являющиеся неотъемлемой частью трубопроводов?
Кто, в какой документ вносит результаты технического освидетельствования трубопровода?
В каком случае манометры не допускаются к применению?
Трубопроводы каких категорий подлежат гидравлическому испытанию после окончания монтажа?

Какой должна быть минимальная величина пробного давления при гидравлическом испытании трубопроводов, их блоков и отдельных элементов?

В каком документе должна быть указана категория трубопровода?
Сколько специальных табличек должно быть установлено на каждом трубопроводе?

В каком случае по результатам обследования, находящихся в эксплуатации трубопроводов, их работа должна быть запрещена?

Что из перечисленного входит в обязанности владельца трубопровода по обеспечению содержания трубопроводов в исправном состоянии и созданию безопасных условий их эксплуатации?

Какая запись вносится в паспорт трубопровода при положительном результате технического освидетельствования?

Что предпринимается в случае, если при освидетельствовании трубопровода окажется, что он находится в аварийном состоянии или имеет серьезные дефекты?

В какой документ заносятся сведения о ремонтных работах, вызывающих необходимость проведения внеочередного освидетельствования трубопровода, о материалах, использованных при ремонте, а также сведения о качестве сварки?

В течение какого времени трубопровод должен выдерживаться под пробным давлением при гидравлическом испытании?

Каким образом производится проверка исправности действия грузового или пружинного клапана во время работы трубопровода?

В каком случае до пуска в работу трубопроводы подлежит перерегистрации?

Каким видам технического освидетельствования должны подвергаться трубопроводы, на которые распространяются Правила, перед пуском в работу и в процессе эксплуатации?

Какие требования предъявляются к заглушкам, применяемым для отсоединения трубопровода, перед началом ремонтных работ?

Какой должна быть температура стенок паропроводов, работающих с давлением 10 МПа и выше,

Какие мероприятия должны быть проведены по истечении расчетного срока службы (расчетного ресурса) трубопровода?

На какие трубопроводы распространяются Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды?

Каким требованиям должны соответствовать окраска, условные обозначения, размеры букв и расположение надписей на трубопроводах?

Как контролируется давление при гидравлическом испытании трубопровода?

С какой периодичностью трубопроводы, зарегистрированные в органах Ростехнадзора, должны подвергаться наружному осмотру специалистом организации, имеющей лицензию Ростехнадзора на экспертизу промышленной безопасности?

В каком из перечисленных случаев трубопроводы, зарегистрированные в органах Ростехнадзора, должны подвергаться наружному осмотру и гидравлическому испытанию?

С какой периодичностью должна производиться проверка исправности действия манометров и предохранительных клапанов для трубопроводов с рабочим давлением свыше 1,4 до 4,0 МПа включительно?

Какие надписи должны быть нанесены на ответвлениях от магистралей вблизи агрегатов?

Какие требования предъявляются к окраске трубопровода по всей длине при покрытии поверхности изоляции трубопровода металлической обшивкой (листами алюминия, оцинкованного железа и другими коррозионно-стойкими материалами)?

Кем вносится запись в паспорт вновь смонтированного трубопровода, не регистрируемого в органах Ростехнадзора, о разрешении на его эксплуатацию?

Кем выдается разрешение на включение в работу трубопроводов, как регистрируемых, так и не регистрируемых в органах Ростехнадзора?

ГОСТ 12.2.085-2002 Сосуды, работающие под давлением. Клапаны предохранительные. Требования безопасности

3. Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 19 сентября 2002 г. № 335-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 12.2.085-2002 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2003 г.

4. Настоящий стандарт гармонизирован с международным стандартом ИСО 4126-91 в части терминологии и определений и Германским стандартом AD-Merkblatt A1-88 «Предохранительные устройства от превышения давления. Обеспечение сохранности от разрушения» в части расчета пропускной способности

5. ВЗАМЕН ГОСТ 12.2.085-82

Дата введения 2003-07-01

1. Область применения

Настоящий стандарт распространяется на сосуды для различных жидких и газообразных сред, работающие под давлением свыше 0,07 МПа (0,7 кгс/см 2 ), снабженные предохранительными клапанами, предназначенными для защиты от аварийного повышения давления путем выпуска (сброса) рабочей среды из сосуда через клапан. Стандарт устанавливает общие требования безопасности к выбору, установке и эксплуатации предохранительных клапанов, а также устанавливает порядок расчета пропускной способности предохранительных клапанов.

Настоящий стандарт не распространяется на сосуды, работающие под вакуумом.

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.063-81 Система стандартов безопасности труда. Арматура промышленная трубопроводная. Общие требования безопасности

ГОСТ 14249-89 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность

ГОСТ 25215-82 Сосуды и аппараты высокого давления. Обечайки и днища. Нормы и методы расчета на прочность

ГОСТ 26303-84 Сосуды и аппараты высокого давления. Шпильки. Методы расчета на прочность

СТ СЭВ 5206-85 Сосуды и аппараты высокого давления. Фланцы, крышки плоские и выпуклые. Методы расчета на прочность

3. Определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 предохранительный клапан: Клапан, предназначенный для защиты от недопустимого давления посредством сброса избытка рабочей среды и обеспечивающий прекращение сброса при давлении закрытия и восстановления рабочего давления.

3.1.1 предохранительный клапан прямого действия: Предохранительный клапан, в котором действию давления рабочей среды на запорное устройство (затвор) противодействует механическая нагрузка (груз, рычаг с грузом, пружина).

3.1.2 предохранительный клапан, приводимый в действие клапаном управления: Предохранительный клапан, открытие и закрытие которого обеспечивается клапаном управления, изолированным от воздействия рабочей среды и имеющим независимый от основного клапана источник энергии.

3.2 давление:

3.2.1 рабочее давление: Наибольшее избыточное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса, без учета гидростатического давления среды и допустимого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного клапана.

Под нормальным протеканием рабочего процесса следует понимать условия (давление, температуру), при сочетании которых обеспечивается безопасная работа сосуда.

3.2.2 расчетное давление: Избыточное давление, на которое производится расчет прочности сосуда в соответствии с ГОСТ 14249, [1].

3.2.3 давление настройки: Наибольшее избыточное давление на входе в клапан, при котором затвор закрыт и обеспечивается заданная герметичность затвора.

Давление настройки клапанов при направлении сброса в систему без противодавления принимается равным расчетному давлению.

Давление настройки клапанов при направлении сброса в систему с противодавлением принимается меньшим на значение расчетного противодавления.

3.2.4 противодавление: Избыточное давление на выходе из клапана при сбросе среды.

3.3 пропускная способность: Весовой расход рабочей среды через клапан.

3.4 расчетное проходное сечение: Площадь узкого сечения проточной части седла клапана.

3.5 коэффициент расхода:

3.5.1 коэффициент расхода для газообразных сред: Отношение измеренной пропускной способности к пропускной способности, рассчитанной при тех же параметрах, через идеальное сопло с площадью узкого сечения, равной расчетному проходному сечению клапана.

3.5.2 коэффициент расхода для жидкости: Отношение измеренной пропускной способности к пропускной способности, рассчитанной без учета сопротивлений, создаваемых клапаном, через сечение площадью, равной площади выходного патрубка клапана.

4. Общие требования

4.1 Для защиты сосудов следует применять клапаны и их вспомогательные устройства, соответствующие требованиям ГОСТ 12.2.063, [1].

Защите предохранительными клапанами подлежат сосуды, в которых возможно превышение рабочего давления от питающего источника, химической реакции, нагрева подогревателями, солнечной радиации, в случае возникновения пожара рядом с сосудом и т.д.

4.2 Количество клапанов, их размеры и пропускная способность должны быть выбраны так, чтобы в сосуде не могло создаваться давление, превышающее расчетное давление более чем на 0,05 МПа (0,5 кг/см 2 ) для сосудов с давлением до 0,3 МПа (3 кгс/см 2 ), на 15 % — для сосудов с давлением свыше 0,3 до 6,0 МПа (от 3 до 60 кгс/см 2 ) и на 10 % — для сосудов с давлением свыше 6,0 МПа (60 кгс/см 2 ).

При работающих клапанах допускается превышение давления в сосуде не более чем на 25 % расчетного при условии, что это превышение подтверждено расчетом на прочность по ГОСТ 14249, ГОСТ 25215, ГОСТ 26303, СТ СЭВ 5206, действующим нормативным документам, предусмотрено технической документацией и отражено в паспорте сосуда.

4.3 Расчет пропускной способности клапанов приведен в приложении А.

4.4 Конструкцию и материалы элементов клапанов и их вспомогательных устройств следует выбирать в зависимости от свойств и параметров рабочей среды, и они должны обеспечивать надежность функционирования клапана в рабочих условиях.

4.5 Конструкция клапана должна обеспечивать свободное перемещение подвижных элементов клапана и исключать возможность их выброса.

4.6 Конструкция клапанов и их вспомогательных устройств должна исключать возможность произвольного изменения их регулировки.

4.7 Конструкция клапана должна исключать возможность возникновения недопустимых ударов при открывании и закрывании.

4.8 Клапаны следует размещать в местах, доступных для удобного и безопасного обслуживания и ремонта.

При расположении клапана, требующего систематического обслуживания на высоте более 1,8 м, должны быть предусмотрены устройства для удобства обслуживания.

4.9 Клапаны на вертикальных сосудах следует устанавливать на верхнем днище, а на горизонтальных сосудах — на верхней образующей в зоне газовой (паровой) фазы.

Клапаны следует устанавливать в местах, исключающих образование застойных зон.

4.10 Установка запорной арматуры между сосудом и клапаном, а также за клапаном не допускается, за исключением требований 4.11.

4.11 Для пожаро- и взрывоопасных веществ и веществ 1-го и 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007, а также для сосудов, работающих при криогенных температурах, следует предусматривать систему клапанов, состоящую из рабочего и резервного клапанов.

Рабочий и резервный клапан должны иметь равную пропускную способность, обеспечивающую полную защиту сосуда от превышения давления свыше допустимого. Для обеспечения ревизии и ремонта клапанов до и после них должна быть установлена отключающая арматура с блокирующим устройством, исключающим возможность одновременного закрытия запорной арматуры на рабочем и резервном клапанах, причем проходное сечение в узле переключения в любой ситуации должно быть не менее проходного сечения устанавливаемого клапана.

4.12 Клапаны не допускается использовать для регулирования давления в сосуде или группе сосудов.

4.13 Изготовитель обязан поставлять клапаны с паспортом и руководством по эксплуатации. В паспорте должны быть указаны коэффициенты расхода для газов и жидкостей, а также площадь сечения, к которой они отнесены.

5. Требования к предохранительным клапанам прямого действия

5.1 Рычажно-грузовые клапаны допускается устанавливать только на стационарных сосудах.

5.2 Конструкцией грузового и пружинного клапана должно быть предусмотрено устройство для проверки исправности действия клапана в рабочем состоянии путем принудительного открывания его во время работы сосуда. Возможность принудительного открывания должна быть обеспечена при давлении, равном 80 % давления настройки.

Допускается устанавливать клапаны без приспособлений для принудительного открывания, если оно недопустимо по свойствам рабочей среды (вредная, взрывоопасная и т.д.) или по условиям проведения рабочего процесса. В этом случае проверку клапанов следует проводить периодически в сроки, установленные технологическим регламентом, но не реже одного раза в 6 мес при условии исключения возможности примерзания, прикипания, полимеризации или забивания клапана рабочей средой.

5.3 Пружины клапанов должны быть защищены от недопустимого нагрева (охлаждения) и непосредственного воздействия рабочей среды, если она оказывает вредное воздействие на материал пружины.

5.4 Массу груза и длину рычага рычажно-грузового клапана следует выбирать так, чтобы груз находился на конце рычага.

Отношение плеч рычага не должно превышать 10 : 1. При применении груза с подвеской его соединение должно быть неразъемным. Масса груза должна быть не более 60 кг и указана (выбита или отлита) на поверхности груза.

5.5 В корпусе клапана и отводящих трубопроводах должна быть предусмотрена возможность удаления конденсата из мест его скопления.

6. Требования к предохранительным клапанам, приводимым в действие с помощью клапанов управления

6.1 Клапаны и их вспомогательные устройства должны быть сконструированы так, чтобы при отказе любого управляемого или регулирующего органа или при прекращении подачи энергии на клапан управления была сохранена функция защиты сосуда от превышения давления путем дублирования или иных мер. Конструкция клапанов должна удовлетворять требованиям 5.3 и 5.5.

6.2 Конструкцией клапана должна быть предусмотрена возможность управления им вручную или дистанционно.

6.3 Клапаны, приводимые в действие с помощью электроэнергии, должны быть снабжены двумя независимыми друг от друга источниками питания. В электрических схемах, где отключение энергии вызывает импульс, открывающий клапан, допускается один источник питания.

6.4 Если органом управления является импульсный клапан, то диаметр условного прохода этого клапана должен быть не менее 15 мм.

Внутренний диаметр импульсных линий (подводящих и отводящих) должен быть не менее 20 мм и не менее диаметра выходного штуцера импульсного клапана. Импульсные линии и линии управления должны обеспечивать надежный отвод конденсата. Устанавливать запорные органы на этих линиях запрещается. Допускается устанавливать переключающее устройство, если при любом положении этого устройства импульсная линия будет оставаться открытой.

6.5 Рабочая среда, применяемая для управления клапанами, не должна подвергаться замерзанию, коксованию, полимеризации и оказывать коррозионное воздействие на материал клапана.

6.6 Конструкция клапана должна обеспечивать его закрывание при давлении не менее 95 % давления настройки.

6.7 Клапан должен быть снабжен не менее чем двумя независимо действующими цепями управления, которые должны быть сконструированы так, чтобы при отказе одной из цепей управления другая цепь обеспечивала надежную работу клапана.

7. Требования к подводящим и отводящим трубопроводам

7.1 Клапаны следует устанавливать на патрубках или трубопроводах, непосредственно присоединенных к сосуду.

При установке на одном патрубке (трубопроводе) нескольких клапанов площадь поперечного сечения патрубка (трубопровода) должна быть не менее 1,25 суммарной площади сечения клапанов, установленных на нем.

При определении сечения присоединительных трубопроводов длиной более 1000 мм необходимо также учитывать их сопротивление.

7.2 Падение давления перед клапаном в подводящем трубопроводе при наибольшей пропускной способности не должно превышать 3 % давления настройки.

7.3 В трубопроводах клапанов должна быть обеспечена необходимая компенсация температурных удлинений. Крепление корпуса клапана и трубопроводов должно быть рассчитано с учетом статических нагрузок и динамических усилий, возникающих при срабатывании клапана.

7.4 Подводящие трубопроводы должны быть выполнены с уклоном по всей длине в сторону сосуда. В подводящих трубопроводах следует исключать резкие изменения температуры стенки (тепловые удары) при срабатывании клапанов.

7.5 Внутренний диаметр подводящего трубопровода должен быть не менее наибольшего внутреннего диаметра подводящего патрубка клапана.

7.6 Внутренний диаметр и длину подводящего трубопровода следует рассчитывать, исходя из наибольшей пропускной способности клапана.

7.7 Внутренний диаметр отводящего трубопровода должен быть не менее наибольшего внутреннего диаметра выходного патрубка клапана.

7.8 Внутренний диаметр и длина отводящего трубопровода должны быть рассчитаны так, чтобы при расходе, равном наибольшей пропускной способности клапана, противодавление в его выходном патрубке не превышало допустимого наибольшего противодавления.

7.9 Присоединительные трубопроводы клапанов должны быть защищены от замерзания в них рабочей среды.

7.10 Отбор рабочей среды из патрубков (и на участках присоединительных трубопроводов от сосуда до клапанов), на которых установлены клапаны, не допускается.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. (обязательное). Расчет пропускной способности клапана

А.1 Обозначения

В настоящем приложении приняты следующие обозначения:

G — пропускная способность клапана, кг/ч;

В1 — коэффициент, учитывающий физико-химические свойства водяного пара при рабочих параметрах перед клапаном;

В2 — коэффициент, учитывающий соотношения давлений перед клапаном и за клапаном;

В3 — коэффициент, учитывающий физико-химические свойства газов и паров при рабочих параметрах;

В4 — коэффициент сжимаемости реального газа;

F — площадь сечения клапана, равная наименьшей площади сечения в проточной части седла, мм2;

a1 — коэффициент расхода, соответствующий площади F, для газообразных сред;

a2 — коэффициент расхода, соответствующий площади F, для жидких сред;

Р1 — наибольшее избыточное давление перед клапаном (избыточное давление до клапана, равное давлению полного открытия), МПа (кгс/см 2 );

Р2 — наибольшее избыточное давление за клапаном (избыточное давление за клапаном в положении его полного открытия), МПа (кгс/см 2 );

r — плотность пара, газа или жидкости перед клапаном при параметрах Р1 и Т1, кг/м 3 ;

R — газовая постоянная;

Т1 — температура рабочей среды перед клапаном при давлении Р1, К;

k — показатель адиабаты;

V1 — удельный объем пара перед клапаном при параметрах Р1 и Т1, м 3 /кг;

b — отношение давлений;

bкр — критическое отношение давлений.

А.2 Пропускную способность предохранительного клапана следует рассчитывать по формулам:

для водяного пара:

для других паров и газов:

G = 3,16В3a1F — для давления в МПа,

G = В3a1F — для давления в кгс/см 2 ;

G = 5,03a2F — для давления в МПа,

G = 1,59a2F — для давления в кгс/см 2 ,

где r — определяют по таблицам или диаграммам состояния; плотность реального газа также подсчитывают по формулам

— для давления в МПа [R в ];

— для давления в кгс/см 2 [R в ];

R — определяют по таблице А.1;

В4 — определяют по таблице А.2 (для идеального газа В4 = 1);

В1 — определяют по таблице А.3 для насыщенного водяного пара и по таблице А.4 для перегретого водяного пара или подсчитывают по формулам:

— для давления в МПа;

— для давления в кгс/см 2 ;

В2 — определяют по таблице А.5 в зависимости от k и b;

где — для давления в МПа,

— для давления в кгс/см 2 ,

bкр — определяют по таблице А.1 или подсчитывают по формуле

В3 — выбирают по таблицам А.1 и А.6 или подсчитывают по формулам:

для давления в МПа:

для давления в кгс/см 2 ;

Таблица А.1

Наименование газа k В3 при b £ bкр bкр R
при t = 0 °С и P = 0,1 МПа (1 кгс/см 2 ) Дж/(кг×К) кгс×м/(кг×°С)
Азот 1,40 0,770 0,528 298,0 30,25
Аммиак 1,32 0,757 0,543 490,0 49,80
Аргон 1,67 0,825 0,488 207,0 21,20
Ацетилен 1,23 0,745 0,559 320,0 32,50
Бутан 1,10 0,710 0,586 143,0 14,60
Водород 1,41 0,772 0,527 4120,0 420,00
Воздух 1,40 0,770 0,528 287,0 29,27
Гелий 1,66 0,820 0,483 2080,0 212,00
Дифтордихлорметан 1,14 0,720 0,576 68,6 7,00
Кислород 1,40 0,770 0,528 259,0 26,50
Метан 1,30 0,755 0,547 515,0 52,60
Хлористый метил 1,20 0,730 0,564 165,0 16,80
Окись углерода 1,40 0,770 0,528 298,0 30,25
Пропан 1,14 0,720 0,576 189,0 19,25
Сероводород 1,30 0,755 0,547 244,0 24,90
Сернистый ангидрид 1,40 0,770 0,528 130,0 13,23
Углекислый газ 1,31 0,755 0,545 189,0 19,25
Хлор 1,34 0,762 0,540 118,0 11,95
Этан 1,22 0,744 0,560 277,0 28,20
Этилен 1,24 0,750 0,557 296,0 30,23

Таблица А.2

Р1 + 0,1, МПа
(Р1 + 1, кгс/см 2 )
Значение B4 при T1, К (t1, °С)
273 (0) 323 (50) 373 (100) 473 (200)
для азота и воздуха
0 1,00 1,00 1,00 1,00
10,0 (100,0) 0,98 1,02 1,04 1,05
20,0 (200,0) 1,03 1,08 1,09 1,10
30,0 (300,0) 1,13 1,16 1,17 1,18
40,0 (400,0) 1,27 1,26 1,25 1,24
100,0 (1000,0) 2,03 1,94 1,80 1,65
для водорода
0 1,00 1,00 1,00 1,00
100,0 (1000,0) 1,71 1,60 1,52 1,43
для кислорода
0 1,00 1,00 1,00 1,00
10,0 (100,0) 0,92 0,97 1,00
20,0 (200,0) 0,91 1,02 1,06
30,0 (300,0) 0,97 1,07 1,10
40,0 (400,0) 1,07 1,12 1,14
50,0 (500,0) 1,17 1,20 1,19
80,0 (800,0) 1,53 1,44 1,37
100,0 (1000,0) 1,77 1,59
для метана
0 1,00 1,00 1,00 1,00
10,0 (100,0) 0,78 0,90 0,96 1,00
20,0 (200,0) 0,73 0,88 0,95 1,01
30,0 (300,0) 0,77 0,89 0,96 1,02
40,0 (400,0) 0,90 0,96 1,01 1,08
50,0 (500,0) 1,20 1,20 1,20 1,20
100,0 (1000,0) 2,03 1,87 1,74 1,62
для окиси углерода
0 1,00 1,00 1,00 1,00
10,0 (100,0) 0,97 1,01 1,03 1,05
20,0 (200,0) 1,02 1,06 1,08 1,11
30,0 (300,0) 1,12 1,16 1,17 1,18
40,0 (400,0) 1,26 1,25 1,24 1,23
100,0 (1000,0) 2,10 1,94 1,83 1,70
для двуокиси углерода
0 1,00 1,00 1,00 1,00
5,0 (50,0) 0,10 0,60 0,80 0,93
10,0 (100,0) 0,20 0,40 0,75 0,87
20,0 (200,0) 0,39 0,43 0,60 0,87
30,0 (300,0) 0,57 0,57 0,66 0,88
60,0 (600,0) 1,07 1,02 1,01 1,07
100,0 (1000,0) 1,70 1,54 1,48 1,41
для этилена
0 1,00 1,00 1,00 1,00
5,0 (50,0) 0,20 0,74 0,87 0,96
7,0 (70,0) 0,23 0,60 0,81 0,94
10,0 (100,0) 0,32 0,47 0,73 0,92
15,0 (150,0) 0,45 0,51 0,68 0,90
20,0 (200,0) 0,58 0,60 0,70 0,89
30,0 (300,0) 0,81 0,81 0,82 0,95
100,0 (1000,0) 2,35 2,18 1,96 1,77

Таблица А.3. Значения коэффициента В1 для насыщенного водяного пара при k = 1,135

Р1 + 0,1, МПа
1 + 1, кгс/см 2 )
B1 Р1 + 0,1, МПа
1 + 1, кгс/см 2 )
B1
0,2 (2,0) 0,530 11,0 (110,0) 0,535
0,6 (6,0) 0,515 12,0 (120,0) 0,540
1,0 (10,0) 0,510 13,0 (130,0) 0,550
1,5 (15,0) 0,505 14,0 (140,0) 0,560
2,0 (20,0) 0,500 15,0 (150,0) 0,570
3,0 (30,0) 0,500 16,0 (160,0) 0,580
4,0 (40,0) 0,505 17,0 (170,0) 0,590
6,0 (60,0) 0,510 18,0 (180,0) 0,605
8,0 (80,0) 0,520 19,0 (190,0) 0,625
10,0 (100,0) 0,530 20,0 (200,0) 0,645

Таблица А.4. Значения коэффициента В1 для перегретого водяного пара при k = 1,31

Р1 + 0,1, МПа
1 + 1, кгс/см 2 )
Значение B1 при температуре пара T1, К (°С)
523 (250) 573 (300) 623 (350) 673 (400) 723 (450) 773 (500) 823 (550) 873 (600)
0,2 (2,0) 0,480 0,455 0,440 0,420 0,405 0,390 0,380 0,365
1,0 (10,0) 0,490 0,460 0,440 0,420 0;405 0,390 0,380 0,365
2,0 (20,0) 0,495 0,465 0,445 0,425 0,410 0,390 0,380 0,365
3,0 (30,0) 0,505 0,475 0,450 0,425 0,410 0,395 0,380 0,365
4,0 (40,0) 0,520 0,485 0,455 0,430 0,410 0,400 0,380 0,365
6,0 (60,0) 0,500 0,460 0,435 0,415 0,400 0,385 0,370
8,0 (80,0) 0,570 0,475 0,445 0,420 0,400 0,385 0,370
16,0 (160,0) 0,490 0,450 0,425 0,405 0,390 0,375
18,0 (180,0) 0,480 0,440 0,415 0,400 0,380
20,0 (200,0) 0,525 0,460 0,430 0,405 0,385
25,0 (250,0) 0,490 0,445 0,415 0,390
30,0 (300,0) 0,520 0,460 0,425 0,400
35,0 (350,0) 0,560 0,475 0,435 0,405
40,0 (400,0) 0,610 0,495 0,445 0,415

Таблица А.5

b Значение В2 при k, равном
1,100 1,135 1,310 1,400
0,500 1,000 при b £ bкр
0,528
0,545 0,990
0,577 0,990 0,990
0,586 0,980 0,990 0,990
0,600 0,990 0,957 0,975 0,990
0,700 0,965 0,955 0,945 0,930
0,800 0,855 0,850 0,830 0,820
0,900 0,655 0,650 0,628 0,620

Таблица А.6

b Значение B3 при k, равном
1,135 1,200 1,300 1,400 1,660 2,0 2,5 3,0
0,100 0,715 0,730 0,755 0,770 0,820 0,865 0,930 0,960
0,200
0,300
0,354
0,393 0,959
0,400 0,929 0,957
0,445 0,928 0,950
0,450 0,864 0,925 0,942
0,488 0,863 0,920 0,935
0,500 0,819 0,860 0,919 0,933
0,528 0,819 0,853 0,912 0,925
0,546 0,769 0,816 0,850 0,902 0,915
0,550 0,754 0,768 0,816 0,845 0,900 0,914
0,564 0,753 0,765 0,815 0,842 0,899 0,911
0,577 0,729 0,752 0,764 0,810 0,840 0,898 0,900
0,600 0,714 0,725 0,750 0,762 0,805 0,835 0,877 0,880
0,650 0,701 0,712 0,732 0,748 0,773 0,800 0,848 0,850
0,700 0,685 0,693 0,713 0,720 0,745 0,775 0,810 0,815
0,750 0,650 0,655 0,674 0,678 0,696 0,718 0,716 0,765
0,800 0,610 0,613 0,625 0,630 0,655 0,670 0,700 0,705
0,850 0,548 0,550 0,558 0,560 0,572 0,598 0,615 0,620
0,900 0,465 0,468 0,474 0,475 0,482 0,502 0,520 0,525
1,000 0 0 0 0 0 0 0 0

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. (справочное). Библиография

[1] Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 10-115-96)

Информация о доставке оборудования для сжиженных углеводородных газов

Информация о гарантии на оборудование для сжиженных углеводородных газов

Программирование сайта —
Сайтмедиа

© 2007–2024 «Газовик». Все права защищены.
Использование материалов сайта без разрешения владельца запрещено и будет преследоваться по закону.

Предохранительные устройства на технологическом оборудовании

Материал о предохранительных устройствах. Дана классификация, правила размещения, понятия давления, а также расчетные формулы пропускной способности и площади проходного сечения. Рассказывает доцент кафедры ТМО УГНТО

4268 просмотров

Елена-Юрьевна-Туманова-

Елена Юрьевна Туманова кандидат технических наук, доцент, руководитель отделения «Нефтегазовый инжиниринг»

Елена Туманова ведет ютуб канал на тему “Конструирование и расчет технологического оборудования”
Задать вопрос
ПРЕДОЖЕНИЯ ОТ ПО АЛМАШ ИЩИТЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНУЮ АРМАТУРУ?

Предохранительные устройства на технологическом оборудовании

Выбрать клапан Перейдите в каталог для выбора предохранительного клапана.

Предохранительные устройства на технологическом оборудовании

Полезные статьи Экспертные материалы о предохранительной арматуре.

Предохранительные устройства на технологическом оборудовании

Заказать клапана Отправьте запрос на нужные клапана предохранительные.

Содержание

  • Требования установки
  • Классификация предохранительной арматуры
  • Предохранительные клапаны применяют чаще всего на оборудование. Их можно классифицировать по следующим признакам:
  • Конструкции предохранительных клапанов
  • Размещение предохранительных устройств
  • В каких случаях устанавливают на сосудах
  • Как устанавливают на сосудах
  • На взрывоопасных объектах
  • На аппаратах колонного типа
  • Указание данных в паспорте сосуда
  • Блок предохранительных устройств
  • Давление
  • Давление сосуда (аппарата)
  • Как соотносятся давления между собой:
  • Давление предохранительных клапанов
  • Диапазон давлений клапана
  • Расчет предохранительных клапанов
  • Расчет пропускной способности клапана предохранительного
  • Конструкция клапана предохранительного пружинного
  • Видео о предохранительных устройствах тех. оборудования

Требования установки

Основные виды опасностей установлены в документе ТР ТС 032/2013. Это технический регламент таможенного союза – документ, устанавливающий требования безопасности к оборудованию, работающему при избыточном давлении. Перечень широкий, нл мы рассмотрим только 2 пункта опасности –

  • превышение давления
  • неисправность предохранительных устройств.

То есть превышение давления является опасностью, которая требует установку предохранительных устройств, но и неисправность предохранительных устройств также является опасностью. То есть, если устройство не сработает ввиду своей неисправности, тогда мы вернемся к пункту один – превышение давления.

В связи с этим элемент оборудования, внутренний объем которого ограничен запорной арматурой и в котором давление может повыситься сверх допустимого, оснащается предохранительными устройствами. Они автоматически предотвращают повышение давления сверх допустимого путем выпуска рабочей среды в атмосферу или утилизационную систему.

Классификация предохранительной арматуры

Предохранительные устройства на технологическом оборудовании

Предохранительная арматура разделяется на 3 группы.

  • предохранительные клапаны
  • импульсные предохранительные устройства
  • мембранные разрывные устройства.

Далее более подробно будут приведены их конструкции. Сейчас отметим, что по названию, мембранные разрывные устройства, видно что они являются одноразовыми. После того, как устройство сработает, приходится заменять его рабочий орган.

Предохранительные клапаны и импульсные предохранительные устройства – это многоразовые устройства, они могут срабатывать несколько раз и у них есть схожие элементы.

Импульсные предохранительные устройства обеспечивают большую пропускную способность, по сравнению с предохранительными клапанами. Состоят из 2 элементов.

Предохранительные клапаны применяют чаще всего на оборудование. Их можно классифицировать по следующим признакам:

  1. По высоте подъема запирающего элемента. Это зависит от пропускной способности:
    • малоподъемные,
    • среднеподьемные,
    • полуоподъемные.
  2. По виду нагрузки на запирающий элемент. То есть по тому приспособлению, которое удерживает запирающий элемент в седле до тех пор, пока давление не превысит установленного.
  3. По характеру подъема замыкающего элемента. Они бывают пропорциональные и двухпозиционные.
  4. По способу выпуска избыточной среды. Бывает открытый и закрытый. То есть по способу организации того, куда выходит избыточная среда. Либо она выходит в закрытую систему и сбрасывается на факел, либо она сбрасывается в атмосферу, но не напрямую ,а через свечу просеивания например. Либо сразу напрямую в атмосферу.

Конструкции предохранительных клапанов

Предохранительные устройства на технологическом оборудовании

Предохранительные клапаны прямого действия рычажно-грузовые и пружинные.

Чаще всего используются пружинные клапаны. Я думаю, что вы встречали их и знакомы с этой конструкцией. Отличаются от рычажно-грузовых тем приспособлением, которое удерживает золотник в седле. То ли это система грузов на рычаге, то ли пружина. Соответственно давление, которое создается в аппарате должно преодолеть силы сжатия пружины, чтобы поднять золотник из седла, либо преодолеть вес грузов.

На пружинных клапанах также есть рычаг, но он дополнительный, то есть не является основным элементом срабатывания. Здесь рычаг предназначен для ручного подъема. Для ручной сработки, когда необходимо в ручном режиме обеспечить сработку клапана.

Предохранительные устройства на технологическом оборудовании

Предохранительные устройства на технологическом оборудовании

Импульсные предохранительные устройства.

Принцип работы такой же. Есть седло, есть золотник и импульсные предохранительные устройства, предназначенные для большей пропускной способности. То есть у них площадь прохождения избыточной среды гораздо больше. Соответственно за меньшее время давление сбрасывается быстрее.

Но если у нас большая площадь золотника для сброса большого давления потребовалась бы либо значительная масса груза, чтобы удерживать седло в золотнике либо слишком большая пружина. Поэтому в данном случае принцип срабатывания следующий: рабочая среда и ее давление наоборот удерживает золотник в седле, то есть прижимает. Но когда давление в системе превышает установленное, срабатывает маленький клапан. Он как раз может быть рычажно-грузовым либо пружинным. Он срабатывает и тогда избыточное давление в системе поступает сверху на главный предохранительный и, давя сверху воздействует против давления в системе и открывает его. То есть изначально давление в системе прижимает золотник в седло.

Но когда давление повышается, срабатывает импульсный клапан и это давление начинает давить в противоположном направлении и открывает седло в золотнике, тем самым выпуская рабочую среду. Казалось бы, на золотник у нас действует одинаковое давление одной и той же системы, но срабатывание происходит за счет разности площадей. То есть в верхней части площадь воздействия больше чем в нижней части.

Предохранительные устройства на технологическом оборудовании

Предохранительные устройства на технологическом оборудовании

Мембранные предохранительные устройства.

Как уже было сказано, она является разрывным устройством. То есть устанавливается мембрана в специальном приспособлении, которое ее удерживает. Когда давление превышает установленное, мембрана разрывается, открывая всю площадь проходного сечения и пропуская избыточную среду в нужном направлении. Пока давление не превысило допускаемые значения для срабатывания мембраны, она перекрывает проходное сечение, удерживает и герметизирует среду в нужном пространстве. После того, как мембранное предохранительное устройство сработало, придется разобрать устройство и поменять мембрану. Она является одноразовым устройством.

Размещение предохранительных устройств

В каких случаях устанавливают на сосудах

Предохранительные устройства размещаются на сосудах, в которых возможно превышение рабочего давления. Превышение рабочего давления может произойти:

  • от питающего источника,
  • вследствие химической реакции,
  • из-за нагрева подогревателя,
  • из-за солнечной радиации,
  • в случае возникновения пожара рядом с сосудом.

Это различные причины, но не все, могут быть еще. Но на сосудах, в которых возможно превышение давления мы устанавливаем предохранительные устройства

Как устанавливают на сосудах

Клапаны на вертикальных сосудах устанавливают на верхнем днище. На горизонтальных – на верхней образующей в зоне газовой или паровой фазы.

На взрывоопасных объектах

Для пожаро- и взрывоопасных опасных веществ, а также веществ 1-го и 2-го класса опасности следует предусматривать систему клапанов, состоящую из рабочего и резервного клапанов.

На аппаратах колонного типа

На аппаратах колонного типа, а мы помним, что это вертикальные аппараты и казалось бы необходимо предохранительный клапан установить на верхнем днище. Но для аппаратов колонного типа с большим числом тарелок зачастую больше 40, при возможности резкого увеличения их сопротивления предохранительные клапаны устанавливают и в зоне паровой фазы куба аппарата. То есть, если в колонне большое число тарелок, то в нижней, кубовой части колонны давление может повыситься значительно больше допускаемого.

Мы помним с вами, что давление в колонне неравномерно:

  • давление в верхней части колонны меньше,
  • давление в нижней части колонны больше из-за гидравлического сопротивления тарелок.

Поэтому для колонных аппаратов со значительным числом тарелок и в зоне паровой фазы куба также следует устанавливать предохранительные клапаны.

Указание данных в паспорте сосуда

Сведения о предохранительных устройствах, основной арматуре, контрольно-измерительных приборах и приборах безопасности следует заносить в паспорт сосуда.

Стандартная таблица для паспорта сосуда, как и все элементы, необходимые для паспорта сосуда установлена в ГОСТ 34247-2017. Это сосуды и аппараты, общие технические требования.

Номинальный диаметр, мм

Номинальное давление, МПа

Блок предохранительных устройств

При необходимости установки системы клапанов состоящей из рабочего и резервного клапанов, используют блоки предохранительных устройств. Вот блок предохранительных устройств, например, в таком исполнении приведен на слайде.

Предохранительные устройства на технологическом оборудовании

Состоит он из 2 предохранительных клапанов [1]. В данном случае мы видим пружинные предохранительные клапаны: один является рабочим, другой резервным;

переключающее устройство на входе в клапаны [2], на выходе из клапанов [3];

и устройство контроля синхронности перемещения [4] обоих запорных органов переключающего устройства.

То есть если с одной стороны у нас устройство перекручено на левый клапан, то синхронно и на выкидке тоже будет переключение на левый клапан и точно также на правый клапан. Перемещение переключение синхронизируется

Давление

Давление сосуда (аппарата)

Разберем различные понятия давления. Для начала вспомним понятие давления сосуда или аппарата. Для сосуда аппарата мы различаем: технологическое давление, рабочее давление, расчетное давление.

Технологическое давление

– это давление, при котором производится технологический процесс в сосуде. Зачастую технологическое давление определяется некоторым допустимым диапазоном. Мы говорим об избыточном давлении, поэтому технологическое давление – это допустимый диапазон избыточного давления проведения технологического процесса в сосуде.

Рабочее давление

Под рабочим давлением понимается максимальное внутреннее избыточное либо наружное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса. Рабочее давление не учитывает гидростатическое давление среды и не учитывает допустимое кратковременное повышение давления во время срабатывания предохранительного клапана и других предохранительных устройств. То есть рабочее давление максимальное внутреннее при нормальном протекании рабочего процесса.

Расчетное давление

– это давление, при котором мы сами производим расчет на прочность элементов сосудов и аппаратов.

Как соотносятся давления между собой:

Предохранительные устройства на технологическом оборудовании

Рабочее давление больше чем технологическое и меньше либо равно чем расчетное давление. То есть расчетное давление учитывает гидростатическое давление как минимум. Оно может быть равно рабочему, но зачастую оно больше.

Рабочее давление должно быть выше, чем технологическое не меньше чем на 10 процентов и не меньше чем на 0,2 МПа.

Это установлено для сосудов, предназначенных для пожаровзрывоопасных веществ и веществ 1 и 2 класса опасности. Для остальных веществ это превышение чуть меньше.

Давление предохранительных клапанов

Теперь про понятие предохранительных клапанов. Для предохранительных устройств установлены следующие понятия давления:

Давление настройки:

наибольшее избыточное давление на входе в клапан, при котором обеспечивается заданная герметичность в затворе. То есть затвор закрыт и герметичность обеспечена, клапан закрыт. Давление настройки равно рабочему давлению сосуда, Либо давление настройки должно быть равно рабочему давлению за вычетом противодавления

Давление начала открытия

– это давление, при котором начинает срабатывать предохранительный клапан, начинает открываться золотник в седле. Давление начала открытия – это избыточное давление на входе в клапан, при котором усилие, стремящееся открыть клапан, уравновешенно усилиями, удерживающими запирающий элемент в седле. То есть силы уравновешены и малейшее изменение давления либо сильнее его закроет, если давление снизится, либо малейшее превышение и золотник откроется и предохранительный клапан сработает.

Давление полного открытия:

избыточное давление на входе в клапан, при котором достигается его требуемая пропускная способность. То есть золотник поднялся на максимальную высоту и отверстие для выхода рабочей среды открыто максимально.

Противодавление

– это максимальное избыточное давление за предохранительным клапаном. То есть в трубопроводном коллекторе сброса рабочей среды.

Предохранительные устройства на технологическом оборудовании

Диапазон давлений клапана

Давление начала открытия, давление полного открытия, этот диапазон от начала до полного открытия, от Рн.о. до Р1 представлен в виде таблицы.

Давление начала открытия

Давление полного открытия

При давлении настройки (Pн) до 0,3 Мпа:

При давлении настройки (Pн) до 0,3 Мпа до 6,0 Мпа:

При давлении настройки (Pн) свыше 6,0 Мпа:

Рн – это давление настройки клапана и сейчас возьмем случай, что давление настройки клапана равно рабочему давлению в аппарате. Получается, что давление начала открытия равно рабочему + 0,02 МПа. Давление полного открытия 0,05 МПа. Это для сосудов и аппаратов, у которых рабочее давление и давление настройки невысокое: всего лишь до 0,3 МПа. От 0,3 до 6 МПа давление начала открытия, и давление полного открытия составляют от 7 процентов до 15 процентов, выше, чем давление настройки.

То есть превышение давления на 15 процентов от рабочего – уже клапан должен сработать полностью, должно максимально открыться проходное сечение для сброса рабочей среды. Если давление настройки выше, чем 6 МПа, то здесь требования жестче. Давление уже высокое, здесь уже допускается 10 процентов превышения давления в аппарате.

Если же достигло значения 10 процентов от давления настройки, то клапан должен быть полностью открыт и рабочая среда должна выходить через максимальное открытое проходное сечение.

Расчет предохранительных клапанов

Предохранительные устройства на технологическом оборудовании

Предохранительные клапаны рассчитывают и подбирают под задачи расчета. Что определяется при расчете? При расчете определяется: пропускная способность, тип и количество клапанов. Исходными данными для расчета являются:

Давление полного открытия предохранительного клапана (Р1). Оно зависит от давления настройки, рабочего давления в аппарате, поэтому оно является исходным данным.

Температура среды перед клапаном. Также исходные данные – это температура среды в аппарате – это расчетная температура в аппарате.

Максимальное избыточное давление за клапаном. Мы должны знать, куда сбрасывается разведочная среда и какое давление в противосистеме.

Фазовое состояние и состав среды. Это повлияет на расчетные зависимости.

Где можно посмотреть расчеты:

они приведены в нормативных документах – это

ГОСТ 12.2.085-2002 Сосуды, работающие под давлением. Клапаны предохранительные

Руководящий документ, РД 51-0220570-93: Клапаны предохранительные. Выбор, установка, расчет

Расчет пропускной способности клапана предохранительного

Разберем 2 основных понятия.

Пропускная способность

– это весовой расход рабочей среды через клапан. То есть, какое количество рабочей среды в единицу времени проходит через отверстие клапана. Весовой расход формулы зависит от фазового состояния среды: для паров и газов или для жидкостей.

Предохранительные устройства на технологическом оборудовании

Пропускная способность клапана зависит:

  1. от площади сечения клапана (F)
  2. от давления полного открытия клапана
  3. от давления в противосистеме
  4. от плотности рабочей среды

Коэффициенты альфа – это коэффициенты расхода. Соответственно, для газообразных и жидких сред с индексом 1 или 2. Коэффициенты альфа зависят от конструкции клапана и являются стандартными параметрами и их можно определить, выбирая клапан по каталогу, по справочникам. То есть эти коэффициенты идут вместе с клапаном. Коэффициент В вводится только для паров и газов. Коэффициент физико-химических свойств газов и паров при рабочих температурах. Таким образом, мы рассчитываем пропускную способность клапана.

Требуемая площадь

Либо мы должны посчитать площадь. Дело в том, что пропускная способность зависит от объема аппарата, от того сколько требуется сбросить рабочей среды и от того количества сколько требуется сбросить рабочей среды. И от этих значений мы и будем подбирать предохранительный клапан и их количество.

Предохранительные устройства на технологическом оборудовании

G – Требуемая пропускная способность предохранительного клапана. Она определяется по максимальной производительности сосуда, из условия подачи в сосуд среды при закрытых выходах из него.

То есть чем больше объем сосуда, чем больше производительность этого сосуда и если принять, что все выходы, все штуцеры выхода среды закрыты, то сырье будет поступать в этот сосуд, давление будет повышаться и, исходя, из максимальной производительности сосуда определяется требуемая пропускная способность. Теперь уже в зависимости от объема сосуда, в зависимости от требований пропускной способности мы посчитаем, какая потребуется площадь для вывода избыточной среды сосуда с помощью предохранительного устройства.

Площадь сечения в проточной части седла, мы ее определим, здесь параметры те же самые, в этой формуле: коэффициент В, коэффициент альфа, давление полного открытия, противодавление, плотность.

Таким образом, мы определили F – какая требуется площадь сечения в проточной части седла и далее можем определить количество клапанов, если площадь окажется значительной и мы не сможем подобрать один предохранительный клапан, обеспечивающий нам данную площадь. Тогда может быть несколько клапанов. Требуемую площадь мы относим к площади проходного сечения, выбранного клапана и определяем количество клапанов.

Конструкция клапана предохранительного пружинного

В заключении подробнее представлена конструкция клапана предохранительного устройства со всеми элементами, которые в него входят. Данная конструкция принята для слайда из каталога Благовещенского арматурного завода. В этом каталоге можно найти и другие конструкции предохранительных устройств, а так же их характеристики: по пропускным способностям, по размерным характеристикам, по коэффициенту альфа и по всем необходимым размерам.

Предохранительные устройства на технологическом оборудовании

Видео о предохранительных устройствах тех. оборудования

  1. Характеристики предохранительных клапанов Бийского котельного завода
  2. Принцип работы предохранительных клапанов
  3. Регулировка рычажного предохранительного клапана
  4. ГОСТ 12.2.085-2002. Сосуды, работающие под давлением. Клапаны предохранительные. Требования безопасности
  5. Параметры размеров пружин СППК БАЗ

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *