Предохранительные сбросные клапаны (ПСК). Предохранительный сбросной клапан пск Регулятор давления прямого действия

Для сброса газа за регулятором в случае кратковременного повышения давления газа сверх установленного должны применяться предохранительные сбросные клапаны (ПСК). ПСК — это закрытая в эксплуатационном состоянии арматура; она открывается на короткий период времени, а после достижения давления в контролируемой точке номинального значения автоматически закрывается.

ПСК могут быть пружинные и мембранные. Пружинные ПСК должны быть снабжены устройством для их принудительного открытия и контрольной продувки с целью предотвращения прикипания, примерзания и прилипания золотника к седлу, а также для удаления твердых частиц, попавших между уплотнительными поверхностями.

ПСК подразделяются на полноподъемные и малоподъемные. У малоподъемных клапанов (типа ПСК) открытие затвора происходит постепенно, пропорционально увеличению давления в контролируемой точке газопровода. Полноподъемные клапаны (СППКР4Р-16) открываются полностью и резко, рывком, и так же резко, с ударом золотника о седло, закрываются при понижении давления. То есть, полноподъемный клапан имеет двухпозиционное положение: «закрыто» и «открыто».

При достижении максимально допустимого давления настройки затвор ПСК должен безотказно открываться до полного подъема, устойчиво работать в открытом положении. Затвор должен закрываться при понижении давления до номинального или ниже его на 5 % и обеспечивать герметичность. В случае запаздывания закрытия затвора давление газа в сети может значительно понизиться, что может привести к нарушению режима работы системы, а также выбросу в атмосферу относительно большого количества газа.

У малоподъемных ПСК при закрытии затвора после сброса необходимого количества газа трудно достигнуть герметичности затвора, так как для этого бывает необходимо приложить усилие большее, чем в режиме «закрыто».

Такие ПСК прекращают сброс газа только после уменьшения давления до 0,8-0,85 % рабочего давления, что приводит к постоянному или длительному сбросу газа в атмосферу. Главным преимуществом мембранных ПСК является наличие в их конструкции эластичной мембраны, выполняющей роль чувствительного элемента. Если в пружинных клапанах золотник выполняет функции и чувствительного элемента, и запорного органа, то в мембранных клапанах золотник выполняет только запорные функции. Мембрана позволяет увеличить чувствительность ПСК в целом и расширить область их использования, включая низкое давление газа. ПСК должны обеспечивать открытие при превышении установленного рабочего давления не более, чем на 15 %.

Выбор конструкции ПСК должен производиться в соответствии с пропускной способностью.

Количество газа, подлежащего сбросу ПСК, следует определять:

• при наличии перед регулятором давления ПЗК по формуле Q≥0,0005Q d , где Q — количество газа, подлежащее сбросу ПСК в течение часа при t = 0 °C и Р бар = 0,10132 МПа, м 3 /ч; Q d — расчетная пропускная способность регулятора давления при t = 0 °C и Р бар = 0,10132 МПа, м 3 /ч;
• при отсутствии перед регулятором давления ПЗК по формулам: для регуляторов давления с седельным затвором — Q≥0,01Q d , для регулирующих заслонок — Q≥0,02Q d .

Малоподъемные мембранные и пружинные ПСК имеют небольшую пропускную способность. Так, пропускная способность СППК4Р-50-16 (диаметр седла 30 мм) при рабочем давлении 0,125 МПа равна 830 м3/ч, а ПСК-50С/125 (диаметр седла 50 мм) — только 10 м3/ч. Это объясняется малой высотой подъема золотника. Пропускная способность клапанов ПСК-50 (КПС-50) с направляющими ребрами на низком давлении составляет: 0,5-3 м3/ч, на среднем — 7-20 м3/ч (при давлении во входном патрубке ПСК 1,15 давления настройки).

Пропускная способность ПСК-50 без направляющих ребер при тех же параметрах может приниматься вдвое большей.

В таблице (стр. 1245) приведены основные технические характеристики серийно выпускаемых ПСК. Кроме этих ПСК, сбросные клапаны могут являться также частью (составным элементом) комбинированных регуляторов давления газа.

Характеристики

Описание

Примечание: Настройка предохранительного сбросного клапана должна соответствовать 1,15 рабочего давления.

Средний срок службы, лет, не менее – 15;

Назначенный срок службы, лет, не менее – 40.

Назначение изделия

Клапаны предохранительные сбросные ПСК предназначены для ограничения давления неагрессивных газов путем сброса газа в атмосферу до установленной величины при повышении давления в сети сверх допустимого предела.

Клапаны устанавливаются на газопроводах низкого, среднего и высокого давления, а также на регуляторных станциях.

Условия эксплуатации клапанов соответствуют климатическому исполнению УХЛ2 ГОСТ 15150-69 с температурой окружающего воздуха от минус 40 до плюс 60° С.

Клапаны в процессе эксплуатации не оказывают отрицательного воздействия на окружающую среду.

Устройство и принцип работы

Клапан предохранительный сбросной ПСК-50 состоит из корпуса 1 (см. рисунок 1), крышки 2, клапана 3 с направляющей и резиновым уплотнителем, пружины 4 и регулировочного винта 5, мембраны 6, тарелки 7 и тарелки пружины 8.

Корпус 1 выполнен в виде усеченного конуса, с фланцем, седлом и двумя отверстиями с резьбой 2"". Седло перекрывается клапаном 3 с резиновым уплотнением. Клапан собран с мембраной 6, которая закреплена между фланцем корпуса и крышкой 2.

Пружина 4 зажата между тарелками мембраны и регулировочного винта 5. Путем вращения регулировочного винта перемещается тарелка пружины 8, изменяя, таким образом, усилия пружины, которая определяет настройку давления срабатывания клапана.

Газ от сети через входное отверстие корпуса входит в надклапанную полость.

При установившемся режиме контролируемое давление газа в установленных пределах уравновешивается настроенной пружиной и клапан герметично закрыт.

Когда давление газа в сети (над клапаном) превысит предел настройки, клапан, преодолевая усилие пружины, откроется, давая возможность выхода газа в атмосферу.

Сброс газа будет продолжаться до снижения давления в сети ниже настроенного, после чего под действием пружины клапан закроется.

1- корпус; 2 – крышка; 3 – клапан с направляющей и резиновым уплотнителем; 4 – пружина; 5 – винт регулировочный;
6 – мембрана; 7 – тарелка; 8 – тарелка пружины.

Рисунок 1. Клапан предохранительный сбросной ПСК-50Н

1– корпус; 2 – крышка; 3 – клапан с направляющей и резиновым уплотнителем; 4 – пружина; 5 – винт регулировочный; 6 – мембрана; 7 – тарелка; 8 – тарелка пружины.

Рисунок 2. Клапан предохранительный сбросной ПСК-50В

Клапан предохранительный сбросной Д у 50 мм мембранного типа прямого действия устанавливается на газопроводах низкого, среднего и высокого давления, а также на ГРП среднего давления. Клапан предохранительный сбросной ПСК-50 изготавливается в климатическом исполнении У2 ГОСТ 15150-69, но для работы при температурах от –10 до +35 °С.

Технические характеристики

Чугунный корпус 1 (см. рисунок) выполнен в виде усеченного конуса с фланцем, седлом и двумя отверстиями с резьбой трубной цилиндрической 2 дюйма. Седло перекрывается клапаном 3 с резиновым уплотнением. Клапан собран с мембраной 6, которая жестко закреплена между клапаном 3 и тарелкой 7. В свою очередь, мембрана 6 закреплена между корпусом 1 и крышкой 2.

Пружина 4 зажата между тарелками 7, 8 мембраны и регулировочног винта 5. Путем вращения регулировочного винта 5 перемещается нижняя тарелка 8, изменяя, таким образом, усилия пружины 4, которая определяет настройку клапана 3 на давление в заданных пределах.

В зависимости от исполнения выпускаются:

• ПСК-50Н/5 с пружиной низкого давления и шайбой вместо направляющей;
• ПСК-50С/50 с пружиной среднего давления;
• ПСК-50С/125 с пружиной среднего давления, тарелкой мембраны, уменьшенной по диаметру, и специальной шайбой, зажатой между корпусом и крышкой.

Газ из сети через входной патрубок корпуса входит в надмембранную полость. При установившемся режиме контролируемое давление газа в установленных пределах уравновешивается настроенной пружиной и клапан герметично закрыт.

Когда давление газа в сети (также и в надмембранной полости) превысит предел настройки, мембрана 6, преодолевая усилия пружины 4, опустится вместе с клапаном 3, открывая при этом выход газа в атмосферу через выходной патрубок.

Сброс газа произойдет до снижения давления в сети ниже настроенного, после чего под действием пружины 4 клапан 3 закроется.

1 — корпус; 2 — крышка; 3 — клапан с направляющей; 4 — пружина; 5 — регулировочный винт; 6 — мембрана; 7 — тарелка; 8 — тарелка пружины

Цена на оборудование предоставляется по запросу.

ПСК поддерживает давление газа на выходе из ГРП путем удаления некоторого количества газа в атмосферу, при повышении контролируемого давления на 15% от Р вых.

1-мембрана; 2-седло клапана; 3-пружина.

Выходное давление газа подается на мембрану клапана положение мембраны настроено пружиной. При повышении выходного давления газа мембрана прогибается вниз седло клапана опускается и газ сбрасывается в атмосферу.

21. Регуляторы давления газа. (Функции регулятора давления, классификация – по принципу действия, по конструкции дроссельного органа, по конструкции импульсных элементов, по величине давления – принципиальная схема автоматического регулирования газа, принципиальная схема РДУК). Выбор регулятора давления.

Регулятор давления газа прямого действия без усилителя.

Принципиальная схема автоматического регулирования газа:

1-подающий газопровод с давлением газа Р 1 ; 2-регулирующий клапан; 3-седло клапана; 4-мембрана; 5-выходной газопровод с давлением газа Р 2 ; 6-импульсная линия.

Назначение регулятора давления газа:

Снижение давления газа от входного до выходного расчетного;

Поддержание выходного давления газа в заданных пределах;

Восстановление выходного давления газа после возмущения наружного режима.

Регуляторы подразделяются по принципу действия на: - прямого действия; - не прямого действия. По конструкции дроссельного органа (с однодроссельными и двухдроссельными клапанами). По конструкции импульсных элементов разделяются на мембранные и поршневые. По величине регулируемого давления.

Расход газа в системе газоснабжения уменьшается следовательно увеличивается выходное давление Р 2 , импульс повышенного выходного давления поступает на мембрану, мембрана прогибается вниз, опускается клапан и прикрывается пропускное сечение регулятора давления. Давление на выходном газопроводе уменьшается.

Расход газа в системе газоснабжения увеличивается следовательно уменьшается выходное давление Р 2 , импульс пониженного выходного давления поступает на мембрану, мембрана прогибается верх, поднимается клапан и приоткрывается пропускное сечение регулятора давления. Давление на выходном газопроводе увеличивается.

Регулятор давления прямого действия.

Регулятор давления прямого действия – это устройство, у которого для перемещения регулирующего органа, используется энергия регулируемой среды. Регуляторы давления прямого действия делятся на: с усилителем; без усилителя. В качестве усилителя служит пилот.

РДУК – конструкция Казанцева.

1- корпус регулятора давления; 2-клапан регулятора давления; 3-мембрана регулятора давления; 4-корпус «пилота»; 5-клапан «пилота»; 6-пружина «пилота»; 7-мембрана «пилота».

Расход газа в системе газоснабжения увеличивается следовательно уменьшается выходное давление Р 2 , импульс пониженного выходного давления поступает на мембрану регулятора и мембрану «пилота», мембрана «пилота» прогибается вверх, поднимается клапан вверх и пропускное сечение «пилота» увеличивается. Давление Р 1 поступает в «пилот» и снижается до командного давления Р к. Р к увеличивается, импульс увеличенного давления Р к подается под мембрану регулятора. Мембрана регулятора прогибается вверх и клапан регулятора перемещается вверх. Пропускное сечение регулятора увеличивается, давление на выходе увеличивается.

Выбор регулятора давления.

Выбор производится по давлению газа, по температуре окружающей среды, по пропускной способности регулятора V р = 1.2V, м 3 /ч. Где V р - расчетная пропускная способность регулятора, м 3 /ч; V- расход газа на сеть, м 3 /ч.

Пропускная способность регулятора Q=1595 f k φ P 1 √1/ ρ г, м 3 /ч, где Q- пропускная способность регулятора, м 3 /ч. f- площадь сечения условного прохода входного фланца, см 2 по паспорту регулятора. k- коэффициент расхода отнесенный к площади входного фланца по паспорту. φ- коэффициент зависящий от отношения Р 2 к Р 1 и принимается по графику. Р 2 и Р 1 – абсолютное давление газа на входе и выходе из ГРП, МПа. ρ г – плотность газа, кг/м 3 . Vр = Q. Δ+10%- допустимая невязка.