Предохранительные клапаны

Предохранительные клапаны предназначены для обеспечения безопасной работы сосудов и связанных с ними устройств от повышения давления, угрожающего разрушением.

Всякий сосуд, работающий под давлением, имеет определенную толщину стенки, рассчитанную на максимальное рабочее давление в емкости, возникающее при максимально возможной ожидаемой температуре окружающей среды. Для экономии металла принимают небольшие запасы прочности.

Причинами возникновения высоких давлений могут быть:

- повышение давления от нагрева солнцем и при пожаре;
- расширение жидкости в хранилище от повышения температуры при отсутствии или недостатке парового пространства;
- наполнение сосуда жидкостью с большей упругостью паров, чем предусмотрено;
- подача жидкости в уже заполненный сосуд насосами, которые создают давление выше рабочего.

Наибольшую опасность представляет нагрев емкости открытым огнем при пожаре. В этом случае резкое повышение давления в емкости может привести к взрыву. Пропускная способность ППК должна быть выбрана таким образом, чтобы в случае пожара они могли пропустить весь образующий в емкости пар. Не менее опасна подача насосом жидкости в заполненный сосуд. По этой причине размеры ПК должны быть проверены также и на пропускную способность при работе всех насосов, которые могут подать жидкость в данную емкость.

На сосудах большого объема или при невозможности отключения сосуда на длительное время при выходе из строя предохранительного клапана следует устанавливать сдвоенные предохранительные клапаны. Предохранительные клапаны устанавливают непосредственно на сосудах, при этом установка запорных органов между сосудом и клапаном не допустима. Диаметр штуцера на сосуде должен быть не менее диаметра приемного патрубка предохранительного клапана. Предохранительные клапаны монтируются с помощью трехходового крана, обеспечивающего их поочередно с или одновременное включение и исключающего их одновременное отключение.

Давление открытия в клапанах устанавливают таким образом, чтобы сначала открывался контрольный клапан, а затем рабочий. Проходные сечения контрольного и рабочего клапана одинаковы.

Принцип работы ПК следующий: при повышении давления в сосуде сверх допустимого, клапан автоматически открывается и газ выходит в факельный коллектор или в атмосферу через свечу. Диаметр свечи должен быть равен (или больше) сечения выходного штуцера клапана, а высота не менее 3 м. (Для каждого ПК желательно иметь отдельную свечу.) При снижении давления газа до рабочего клапан закрывается, и выход газа в атмосферу прекращается. Утечка газа через ППК в закрытом положении недопустима, поэтому для создания герметичности их снабжают мягкими прокладками или уплотнительными кольцами.

Размещение запорных устройств между сосудом и клапаном, а также на продувочной свече недопустимо.

Предохранительный клапан – это автоматическое устройство для сброса давления, приводимое в действие статическим давлением, возникающим перед клапаном, и отличающееся быстрым полным подъёмом золотника за счет динамического действия выходящей из сопла струи сбрасываемой среды.

Основной характеристикой предохранительных клапанов является их пропускная способность, определяемая количеством сбрасываемой среды в единицу времени при открытом клапане.

По правилам Госгортехнадзора пропускная способность предохранительных клапанов (рабочего и контрольного) должна быть таковой, чтобы давление в сосуде не превышало рабочее более чем на 15% при работающих клапанах.

Настройка и регулировка предохранительных клапанов производится с таким расчетом, чтобы они открывались при давлениях, в соответствии с Таблицей 1.

Таблица № 1

Рабочее давление в сосуде, Мпа	Клапаны	Настройка
До 0,7	Рабочий и контрольный	Рабочее +0,02 Мпа
0,7-1,3	Контрольный Рабочий	Рабочее +0,02 Мпа Рабочее + 0,03 Мпа
Более 1,3	Контрольный Рабочий	1,05 рабочего давления 1,08 рабочего давления

Чтобы понять работу предохранительного клапана, надо четко знать следующие понятия:

- технологическое давление - максимальное избыточное давление, которое может возникнуть при нормальном режиме;
- рабочее давление (расчетное давление сосуда) –давление на которое рассчитаны стенки корпуса и узлы сосуда. Величина расчетного давления должна превышать технологическое, чтобы исключить нежелательное срабатывание предохранительных клапанов;
- установочное давление (давление срабатывания) - давление при котором открывается предохранительный клапан;
- максимально допустимое рабочее давление - давление, превышение которого недопустимо из соображения безопасности;
- давление закрытия. Давление закрытия должно быть таким, чтобы в сосуде не успело произойти падение давления ниже технологического;
- продув - разность между давлением срабатывания и давлением закрытия клапана, выражаемая в процентах от давления срабатывания.

Безотказность открытия предохранительных клапанов и их пропускная способность - основные требования, которым должно быть подчинены остальные. Предохранительный клапан должен сработать при определенном предварительно рассчитанном давлении и оставаться полностью открытым (без колебания запорного органа), чтобы пропустить среду в таком количестве, что давление в сосуде не будет повышаться. Установочное давление должно быть практически постоянным при неоднократных сбросах.

Малая величина продува предохранительного клапана является положительным качеством, так как при запаздывании закрытия клапана давление в сосуде может упасть ниже технологического. Это недопустимо. Кроме того, недостаточно быстрое закрытие клапана не в состоянии прервать пленку протекающей между уплотнительными поверхностями затвора среды. При этом герметичность затвора при рабочем давлении не восстанавливается и происходит постоянное дросселирование среды через уплотнение, что приводит к эррозии уплотнительных поверхностей и выходу клапана из строя.

При поступлении газа в сосуд в виде жидкой фазы может произойти переполнение сосуда и увеличение давления в нем выше рабочего. В этом случае предохранительные клапаны должны сбрасывать жидкою фазу, не допуская роста давления в сосуде.

Дата добавления: 2015-07-21