Предохранительные запорные клапаны (ПЗК)

Предохранительные запорные клапаны – автоматическая трубопроводная арматура, основное предназначение которой заключается в полном закрытии и обеспечении герметичности закрытого сечения трубопровода. В стандартном исполнении подобные устройства рассчитаны на использование в газопроводах, по которым выполняется транспортировка неагрессивных, малоагрессивных углеводородных газов.

Предохранительные клапаны используются для перекрытия движения потока рабочей среды. Остановка подачи осуществляется в ситуациях, когда параметры давления по каким-то причинам выходят из контролируемого диапазона, заданного оператором и автоматикой газопроводной сети. Компания «Газстройэнерго» специализируется на проектировании и производстве таких клапанов. В обычном варианте устройства имеют климатическое исполнение У, изготовление ведется в соответствии со стандартом ГОСТ 15150-69.

Предохранительные запорные клапаны классифицируются в соответствии с различными критериями:

• по принципу работы (прямого и непрямого действия);

• по способу подъема запорного органа (пропорционального и двухпозиционного действия);

• по высоте движения запорного органа (мало-, средне-, полноподъемные);

• по типу нагрузки на золотник (пружинные, рычажно-, магнитно-пружинные, грузовые).

ПЗК в своей конструкции имеют угловой корпус (по индивидуальному заказу клиента он может быть сделан и проходным). Вне зависимости от исполнения корпуса ПЗК монтируются вертикально таким образом, чтобы при закрытии шток опускался строго перпендикулярно вниз. Практически все современные модели проектируются и производятся с одним седлом в корпусе, но можно встретить и устройства, в конструкции которых предусмотрено наличие параллельно расположенных двух седел.

Конструкционные особенности

Стандартная комплектация предохранительного клапана включает в себя следующие элементы:

• корпус;

• молоток;

• коромысло;

• переходный фланец;

• рычаг;

• поворотный вал;

• мембранные элементы;

• вилка;

• большая пружина;

• вилка;

• пробка;

• тарелка;

• малая пружина;

• направляющая стойка;

• шток;

• клапан.

Увеличение или снижение давления внутри газопроводной сети, которое формируется после регуляторного устройства, может стать причиной возникновения аварийной ситуации, в результате которого вероятно повреждение имеющихся в системе газовых агрегатов. При излишнем увеличении давления газовой смеси повреждаются горелки, внутри газового оборудования формируется взрывоопасная смесь, происходит нарушение герметичности в соединительных местах трубопровода, ломается измерительное оборудования и т. п. При существенном снижении давления в ряде случаев пламя проскакивает в горелку или полностью гаснет, что в условиях продолжения подачи газовой смеси может стать причиной формирования взрывоопасной газовоздушной смеси внутри газового оборудования и топках.

Снижение или чрезмерное увеличение давления внутри газопроводной сети после регулирующих устройств происходит по следующим причинам:

• ошибки в работе установленного на трубопроводе регулятора (заклинило рабочий орган, появились гидравлических пробки, потеряна герметичность запорного механизма и т. п.);

• ошибки в подборе регулирующего устройства, недостаточные пропускные показатели (все это становится причиной многопозиционного режима функционирования при незначительном расходе газовой смеси, что формирует в газопроводной сети скачки давления газового потока);

• ошибки при проведении расчетов газопроводной системы;

• утрата герметичности трубопровода на отдельных участках, поломка трубопроводной арматуры.

Чтобы не допустить увеличения, снижения давления в газопроводных сетях внутри ГРП, выполняется монтаж предохранительных и сбросных клапанов. ПЗК используются, чтобы автоматически закрыть подачу газовой смеси к потребителям, если показатели давления превышают или не доходят до заданного диапазона. Установка ПЗК выполняется после регулирующего устройств. Срабатывание оборудования такого типа происходит при возникновении чрезвычайной ситуации. В связи с этим невозможно ее самостоятельное включение. Чтобы вручную включить ПЗК, надо найти и нивелировать неисправность, удостовериться, что перед всем газоиспользующим оборудование закрыта запорная арматура.

Требования, которые предъявляются к предохранительным запорным клапанам

В рабочем положении предохранительные запорные клапаны пребывают в постоянно открытом состоянии. Проход газового потока, перемещаемого по трубопроводу, прекращается автоматически за счет срабатывания автоматики устройства, если на контролируемом отрезке газопровода наблюдается выход показателей давления газа за заданный диапазон (задается в настройках предохранительной арматуры). ПЗК, которые используются в системах газоснабжения, газораспределения и других газовых сетях, должны соответствовать следующим эксплуатационным и техническим требованиям:

• обеспечение полностью герметичного затвора, отключения движения потока газовой смеси по трубопроводу, если на контролируемом участке происходит увеличение или снижение давления рабочей среды;

• безотказность и своевременность открытия запорного органа при выходе контролируемых показателей за пределы заданных границ;

• обеспечение ПКЗ в открытом состоянии требуемой пропускной способности, указанной в технической документации к оборудованию;

• обеспечение стабильного функционирования в различных условиях эксплуатации, сохранение в течение эксплуатационного срока и определенного количества раз срабатывания заданных оператором настроек и необходимого уровня герметичности запорного механизма при наличии в трубопроводе рабочего давления транспортируемой среды;

• конструкция предохранительного запорного клапана не должна самопроизвольно открываться без участия обслуживающих специалистов;

• точность срабатывания запорного клапана должна находится в пределах не более 5% от заданных показателей, которые установлены в конкретном газорегуляторном пункте;

• инерционность срабатывания устройства – не более 30-50 секунд;

• при проходе через запорную арматуру мощность газового потока должна сохраняться в пределах не менее 80%;

• запорный орган предохранительного клапана не может одновременно выступать в качестве исполнительного органа регулирующего устройства.

Предохранительные запорные клапаны, которые установлены в газораспределительных шкафных пунктах и в объектных газорегуляторных пунктах, могут быть использованы как исполнительные устройства автоматики безопасности, которые автоматически прекращают подачу газового потока, если наблюдается отклонение в одном из контролируемых показателей. Предохранительные клапаны в компании «Газстройэнерго» обычно комплектуются электромагнитным устройством. Термозапорные клапаны, которые перекрывают газопроводную сеть при превышении температурного режима, также принято относить к категории ПЗК.