7.5. Защитная арматура. Обратные клапаны

На нефтеперерабатывающих установках часто бывает необходимо предотвратить движение среды по трубопроводу в обратном направлении, что может произойти при нарушении каких-либо параметров или выходе из строя оборудования. Для этой цели служат обратные клапаны, пропускающие среду только в одном направлении, а при изменении направления на обратное, автоматически разобщающие трубопровод.

Все существующие обратные клапаны по конструкции запирающего органа делятся на подъемные и поворотные (рис. 7.5.1).

Рис. 7.5.1. Обратные клапаны:

а — подъемный; б – поворотный; 1 — корпус; 2 – седло; 3 – клапан; 4 — пружина; 5 – пробковая крышка-ограничитель подъема клапана; 6 – крышка корпуса; 7 – поворотный рыча.

При изменении направления движения среды клапан под собственным весом и под давлением среды садится уплотняющей по­верхностью на стакан и запирает проход. Подъемные клапаны обеспечивают большую герметичность, чем поворотные, однако развивают большие гидравлические сопротивления.

За­творы обратных клапанов в процессе эксплуатации под влия­нием динамических воздействий среды совершают колебатель­ное движение. В результате этого в поворотных обратных клапанах могут быстро изнашиваться оси и проушины дисков (захлопок), вплоть до выхода из строя этих деталей. В подъ­емных обратных клапанах возможны удары золотника о седло. В поворотных обратных клапанах также возможны удары за­твора о седло. Удары деформируют уплотнительную поверх­ность седла и затвора, ухудшают герметизацию запорного ор­гана и могут привести к поломке деталей.

Для повышения чувствительности обратного клапана к пе­ремене направления движения среды подъемные клапаны снаб­жаются пружиной, а поворотные — грузом, закрепляемым на затворе (диске). Пружина сжатия прижимает золотник подъ­емного клапана к седлу, в поворотном обратном клапане для этой же цели служит груз.

7.6. Предохранительная арматура. Предохранительные клапаны

В аппаратах технологических установок давление не должно под­ниматься выше допустимого. С этой целью на них устанавливают предохранительные клапаны, которые выпускают из аппарата избыточное количество среды, создающей давление. После установления в аппарате допустимого давления клапан вновь закрыва­ется.

Различают рычажные и пружинные предохранительные клапаны. Грузовые рычажные клапаны предназначены в основном для работы на паровых котлах и паропроводах. Они малоподъёмны, поэтому имеют небольшую пропускную способность. Применение их на аппаратах с токсичной или взрывоопасной средой недопустимо, поскольку среда, выпускаемая клапаном, не загерметизирована. При монтаже необходимо обеспечить строго горизонтальное расположение рычага клапана.

Р ис. 7.6.1. Пружинный предохранительный клапан:

1 — корпус; 2— сопло; 3, 4 — стопорные винты; 5 — прокладка; 5 — гофрированная прокладка; 7 —гайка; 8 — контргайка; 9 — шпилька; 10 — крышка; 11 — шток; 12 — пружина; 13 — опорная шайба; 14 — регулировочный винт; 15 — прокладка; 16 — контргайка; 17 — колпак; 18 — втулка: 19 — гайка; 20 — шпилька; 21 — разделитель; 22 — направляющая втулка; 23 — регулировочная втулка; 24 — золотник; 25— разрезное кольцо; 26 — втулка регулировочная: 27 — подушка; 28 — гайка соединительная.

На аппаратах нефтеперерабатывающих установок применяют пружинные предохранительные клапаны закрытого типа (рис. 7.6.1), исключающие утечку выпускаемой среды в атмосферу. Избыточная среда из клапана поступает в специальные конденсационные системы (где пары конденсируются путем охлаждения) или направляется на факел, в котором сжигается.

Для пружинных предохранительных клапанов приняты условные обозначения ППК и СППК, рядом с которыми через черточки записывают условный диаметр в мм и условное давление в кгс/см². Например, СППК 4-100-16 — это пружинный предохранительный клапан с диаметром условного прохода 100 мм на условное давле­ние 16 кгс/см² (1,6 МПа). Клапаны СППК-Р имеют рычаг для принудительного подъема золотника и про­дувки клапана в закрытую систему.

При агрессивных средах же­лательно изолировать полость, в которой размещена пружина, от рабочей среды. Для этой цели могут быть использованы сильфон или мембрана, но они снижают силу воздействия пружины на золотник и повышают жесткость подвижной системы.

Порядок расчета, выбора, правила установки, регистрация, сроки ревизии предохранительных клапанов, устанавливаемых на аппаратах, работающих под давлением, оговорены соответствующими положениями надзорного органа. Одно из условий этих положений гласит, что число предохранительных клапанов, устанавливаемых на аппарате, их размеры и пропускная способность должны быть выбраны с таким расчетом, чтобы в аппарате не могло образоваться давление, превышающее рабочее более чем на 0,05 МПа — для аппаратов с давлением до 0,3 МПа включительно, более чем на 15% — для аппаратов с давлением от 0,3 до 6 МПа и более чем на 10% — для аппаратов с давлением выше 6 МПа.

Перед пуском в эксплуатацию все предохранительные клапаны регулируют на установочное давление с одновременной проверкой на плотность запирания и разъемных соединений. Регулирование проводят на специальном стенде, снабженном чистым сжатым воз­духом или нейтральным газом. Клапан регулируют на заданное ус­тановочное давление посредством затяжки или ослабления регу­лировочного нажимного винта. После завершения регулирования положение регулировочного винта фиксируется контргайкой.