2.6 Узел предохранительных устройств
На НПС с емкостью должна предусматриваться установка узлов с предохранительными устройствами (рис. 2.25).
Рис. 2.25 Технологическая схема узла предохранительных устройств
Для защиты оборудования станции и трубопроводов от разрушения при чрезмерном превышении давления чаще всего применяют предохранительные клапаны. При повышении в системе давления выше допустимого предохранительный клапан (ПК) автоматически открывается и сбрасывает необходимый избыток рабочей среды. После окончания сброса давление снижается до величины, меньшей срабатывания клапана, ПК автоматически закрывается и остается закрытым до тех пор, пока давление в системе вновь не увеличится выше допустимого. ПК для жидкостей часто называются перепускными и отличаются от ПК для газов и паров меньшей скоростью подъема золотника.
В перепускных клапанах подъем золотника происходит постепенно пропорционально увеличению давления выше давления открывания клапана.
ПК классифицируются по ряду признаков:
1) по виду нагрузки на золотник – грузового типа с непосредственной нагрузкой на золотник или с непрямым нагружением золотника (рис. 2.26) и пружинные (рис. 2.27);
2) по высоте подъема золотника – низкоподъемные (отношение высоты подъема к диаметру сопла 1/20 ÷ 1/40), среднеподъемные (отношение 1/6 ÷ 1/10) и полноподъемные (отношение 1/4);
Рис. 2.26 Предохранительные клапаны:
а – грузовой; б – рычажный.
и пружинные (рис. 2.27);
Рис. 2.27 Клапан предохранительный пружинный
1 – корпус; 2 – седло; 3, 6, 7 – прокладка; 5 – винт; 8 – золотник; 9, 11, 16, 21 – прокладка; 10 – перегородка; 12 – опора; 13 – крышка; 14 – шток; 15 – винт регулировочный; 17, 19, 26, 30 – гайка; 18 – шплинт; 20 – колпак; 22 – пробка; 23 – кулачок; 24 – валик; 25 – шпонка; 27, 29 – шпилька; 28 – пружина; 31 – втулка.
На НПС применяются предохранительные клапаны типов ППК (пружинный, полноподъемный) и СППК (специальный, пружинный, полноподъемный).
Преимуществом этих предохранительных клапанов является:
1) относительно малые габаритные размеры при больших проходных сечениях за счет применения мощных пружин;
2) высокая производительность, т.к. сечение щели при подъеме золотника равно или больше сечения сопла клапана.
На станции с емкостью устанавливаются два узла предохранительных устройств: первый на приемных трубопроводах резервуарного парка, а второй – между подпорной и основной насосными, а при наличии узла учета – между подпорной насосной и узлом учета нефти.
Количество рабочих предохранительных клапанов определяется, исходя из требуемой пропускной способности узла Qтр и пропускной способности одного клапана Qпк:
где Qтр для первого узла принимается равной максимальному расходу нефти Qmax, для второго – 0,7 Qmax, а Qпк определяется по известной формуле
В этой формуле КV – условная пропускная способность клапана, Р1 – давление срабатывания клапана, Р2 – давление за клапаном, ρ – плотность нефти.
При этом КV зависит от условного диаметра патрубков клапана ДУ:
DУ входного патрубка, мм |
50 |
80 |
100 |
150 |
DУ выходного патрубка, мм |
80 |
100 |
125 |
200 |
КV, м3/ч |
23 |
41 |
65 |
150 |
Давление до и после клапана равны:
где Р – рабочее давление в трубопроводе;
n – коэффициент надежности по нагрузке;
РГ – потери давления в трубопроводе между клапанами и резервуаром сброса жидкости;
∆Z – разность геодезических отметок наивысшей точки линии сброса нефти и площадки предохранительных клапанов (можно принять ∆Z = 4 м).
Кроме рабочих на каждом узле следует предусматривать не менее 30 % резервных предохранительных клапанов от числа рабочих. До и после каждого предохранительного клапана устанавливаются отключающие задвижки с ручным приводом, которые при эксплуатации должны быть опломбированы в открытом положении.
Трубопроводы после предохранительных клапанов должны быть уложены с уклоном не менее 0,002 в сторону зачистного насоса на самотечной линии в резервуар сброса.