Дыхательные клапана на азс для чего они нужны

Дыхательный клапан резервуара: назначение, устройство, принцип работы, проверка

Нефтеперерабатывающие предприятия и технологические комплексы, использующие нефтегазовую продукцию, содержат в рабочей инфраструктуре систему трубопроводов для обслуживания топливных материалов. Поддержание достаточных эксплуатационных показателей в контурах циркуляции той же нефти требует применения специальной сантехнической арматуры. Ее ключевым элементом является дыхательный клапан резервуара, благодаря которому осуществляется регуляция давления в условиях разгерметизации и вакуума эксплуатируемой емкости.

Назначение устройства

Спектр областей применения такого рода клапанов обширен и охватывает практически все ниши, где организуются процессы хранения нефтегазовых продуктов. Использование специальной регулирующей арматуры для емкостей, содержащих топливо, обусловлено требованиями к безопасной эксплуатации таких объектов. Нефтепродукты – горючие, пожаро- и взрывоопасное сырье, что и обуславливает высокие требования к его содержанию. И это не говоря об особых правилах длительного хранения нефти, при котором сохраняются ее оптимальные рабочие свойства.

Чем же в этом контексте может помочь дыхательный клапан резервуара? Назначение таких устройств в широком представлении можно свести к обеспечению герметизации емкостного пространства, где содержатся целевые продукты хранения. Как правило, речь идет о резервуарах с газовой средой, которое необходимо предохранять от проникновения пламени. Функция регуляции внутреннего давления также является базовой и определяющей степень безопасности при обслуживании нефтехранилищ.

Конструкционное исполнение

Наиболее распространенную группу регулирующей арматуры в данном классе представляет дыхательный клапан резервуара СМДК, то есть совмещенный механический регулятор, в устройстве которого предусматривается стандартная тарелка давления и тарелка давления с грузами. С тыльной стороны корпус обеспечивается огнеупорным экраном, препятствующим прохождению пламени внутрь емкости с топливными продуктами. Такая опция включается в моменты выхода из резервуара газовых смесей и паров вместе с воздухом. Тарелки вакуума и давления могут менять свое положение, регулируя объем буферной зоны.

К рабочим механическим органам конструкции можно отнести приспособление для обращения с грузом (снятие и установка), скобы зажима, маховик, фланцевые крепления и т. д. Однако на первый план в выборе конструкции зачастую выходит тип форм-фактора, от которого будет зависеть направление газовоздушного потока. К примеру, устройство дыхательного клапана резервуара рассчитывается на ориентацию данного потока вниз по вертикали, что затрудняет тепловой отвод при стабилизации горения. Соответственно, снижается огнестойкость самого предохранителя. Такая конфигурация характерна для непримерзающих регуляторов, у которых поверхности клапанов располагаются горизонтально. Но полностью положиться на морозостойкость таких элементов арматуры не следует – в частности, именно на внешних поверхностях замерзший конденсат может иметь в толщину до 50 мм, что не может не оказывать влияние на работоспособность предохранителя в целом.

Принцип работы дыхательных клапанов резервуара

Простейшие схемы работы промышленных дыхательных клапанов можно сравнить с функцией воздухоотводчиков, которые широко используются для отвода излишек воздуха из бытовых трубопроводов. В данном случае действует тот же принцип образования буферной зоны с двумя уровнями регуляции прохождения излишков пара и воздуха. В нормальном состоянии оба клапана закрыты, а изменение пропускной способности начинается с момента превышения показателя давления в контуре, что, естественно, заставляет затвор подниматься из седла. Конкретный показатель давления, при котором дыхательный клапан резервуара начинает высвобождение избыточных газовоздушных смесей, устанавливается в индивидуальном порядке в соответствии с требованиями к обслуживаемому участку. Причем условной точкой активизации клапанов может выступать не только высокое значение давления, но и резкие температурные колебания, а также чрезмерное занижение давления с образованием вакуума. В заключении вышесказанного можно резюмировать, что при фиксации избыточного давления в работу вступает регулирующий клапан давления, а при чрезмерном разрежении – система вакуумных клапанов. Сам процесс регуляции предусматривает либо выпуск излишек пара и воздуха, либо повышение герметизации в условиях искусственного нагнетания технических газовых смесей.

Клапаны с механическим затвором

Старейший и наиболее распространенный формат выпуска дыхательного клапана, предназначенного для поддержания достаточного уровня давления в горизонтальных емкостях с нефтегазовыми материалами. Но и в этой группе есть свои различия. Так, модели закрытого типа применяют для улавливания паров легкоиспаряющихся продуктов, а совмещенный механический дыхательный клапан – для резервуаров АЗС (автозаправочные станции), где требуется обеспечение сохранности эксплуатационных свойств ресурса. Чем же отличается конструкция с механическим затвором в принципе? Главным образом – способами крепления тарелок на корпусе. Например, фиксация может обеспечиваться жесткими направляющими штоками или периферийными подвесами тарелки с помощью хомутков. Разница между двумя разными подходами к установке затвора та же, что и при креплении обычных трубопроводных линий. Жесткое крепление обеспечивает стабильность монтажного соединения и неподвижность контура, что выгодно при эксплуатации коммуникаций небольших емкостей. Однако даже незначительные вибрации при обслуживании большого резервуара могут деформировать или полностью сорвать установочный узел жесткого крепежа. Поэтому в таких системах принято использовать «плавающую» механическую фиксацию с хомутами, предусматривающими небольшой диапазон для колебаний.

Читайте также:  Как определить неисправность помпы на калине 8 клапанов

Клапаны с гидравлическим затвором

Гидрозатворы работают по принципу регуляции внутреннего давления, создаваемого маловязкой слабоиспаряющейся и незамерзающей жидкостью, залитой в конструкцию регулятора. Это может быть раствор глицерина, солярное масло, дизель, этиленгликоль и другие смеси, которые способны формировать достаточное усилие для работы гидравлического затвора. Сам клапан монтируется строго по горизонтали, так как его работа рассчитывается на создание пониженного вакуума и регуляцию давления в результате понижения массы жидкости относительно нормативного значения. Гидравликой дыхательного клапана для резервуара заменяют механические затворы в целях более эффективной регуляции давления в хранилищах с продуктами, характеризующимися высокой испаряемостью. В гидротехнических клапанах присутствует мембрана, которая отделяет парогазовое пространство емкости от атмосферы, при необходимости выполняя также гашение пламени внутри контура за счет встроенного огневого предохранителя.

Проектирование клапана

К основным расчетным данным, которые используются в процессе проектирования дыхательных промышленных клапанов, относятся показатели пропускной способности. Эти данные напрямую зависят от производительности контура и возможностей регуляции потока. Причем в расчетах дыхательных клапанов для резервуаров используют два показателя пропускной способности – по внутреннему давлению, и по вакууму. В обоих случаях выходные данные представляются в виде конкретного показателя объема прохождения жидкости за 1 час. Для непосредственного расчета применяется параметр производительности залива и слива продукта из резервуара. Оказывает влияние на величину пропускной способности и характеристика обслуживаемой среды. В зависимости от свойств того же нефтепродукта может меняться коэффициент учета производительности. Например, существенное влияние оказывает показатель загазованности сырой нефти.

Комплектующие клапана

После определения параметров клапана и характеристик его конструкции можно приступать к выбору элементов, через которые устройство будет взаимодействовать с коммуникациями емкости. В первую очередь это относится к патрубку для подключения к резервуару. Важны будут два параметра – диаметр патрубка и производительность. Фактическая пропускная способность будет ограничена самим клапаном, а диаметр трубы подключения определит скорость потока, которая не регламентируется технической документацией. Тем не менее существуют общие нормативные требования к дыхательным клапанам резервуаров, которые отмечают, что в принципе использовать узлы соединения толщиной меньше 350 мм не следует. Существует и верхний предел в 1500-1700 мм, при котором отмечается высокий центр тяжести и большая парусность, что в итоге дает значительные нагрузки на патрубок. Оптимально при выборе коммуникационного звена клапан-патрубок придерживаться формата 400-600 мм, учитывая также внешние воздействия при эксплуатации.

При необходимости узел регуляции снабжается и растяжками. Их обычно рекомендуют для использования в качестве вспомогательного элемента на узлах установки клапанов, где предполагаются наибольшие гидротехнические нагрузки. Растяжки фиксируются на крыше резервуара, что обеспечивает дополнительную страховку рабочей инфраструктуры.

Еще один немаловажный компонент регулирующей арматуры – это диск-отражатель. Его используют в целях снижения потерь нефтепродукта и газовых смесей в процессе испарения. Диск-отражатель работает в комбинации с дыхательным клапаном резервуара, сокращая выбросы товарного сырья на 3-5%. Данное приспособление формирует своего рода фильтрующий зонтик над каналом выброса, отводя часть потоков полезного продукта в горизонтальную плоскость. На следующих этапах технологической обработки данные смеси принимаются специальными сборниками и переправляются в основной канал циркуляции нефтегазового продукта без ухудшения эксплуатационных качеств.

Применение клапана

Непосредственно перед монтажными работами следует приподнять вверх скобу клапана с крышками, после чего извлечь тарелки и транспортировочные втулки. Далее конструкцию корпуса необходимо продуть сжатым воздухом и произвести сборку в обратном порядке. Установка клапана на коммуникации резервуара осуществляется через специальный фланец подходящего формата. Также при соединении используется прокладка для герметизации. Механическое крепление выполняется болтами и гайками, подходящими по конструкции к конкретному узлу установки. В дальнейшем при эксплуатации производится периодическое обслуживание дыхательного клапана резервуара, в состав которого могут входить и ремонтные мероприятия. К примеру, в результате технического осмотра или в ходе штатного режима эксплуатации контура часто выявляются следующие неполадки:

  • Нехарактерное изменение показателей давления. Как правило, связано с загрязнением кассеты огневого предохранителя. Необходимо промыть это устройство керосином, после чего выполнить продувку воздухом.
  • Разгерметизация на участке соединения патрубка резервуара с дыхательным и предохранительным клапаном. Рекомендуется проверять фотопластовое покрытие или резиновую прокладку. Иногда подобные проблемы возникают по причине обледенения горловины клапана.
  • Разгерметизация в месте крепления затвора. С большей долей вероятности есть нарушения в конструкции крепления хомута. Не обязательно, чтобы сам хомут имел повреждения – возможно, при его настройке был неправильно отрегулирован диапазон свободных положений зажима.
Читайте также:  Где находится клапан на стиральной машине канди

Проверка дыхательных клапанов резервуаров

Далеко не всегда вышеназванные проблемы выявляются в процессе общего техобслуживания емкостей с нефтепродуктами и тем более замечаются в обычном режиме эксплуатации. При этом малейшее отклонение в рабочих показателях регулятора давления может привести к пожару на обслуживаемой станции, не говоря о других негативных факторах, связанных с неконтролируемым выпуском наружу горючих паров и жидкостей. Соответственно, в отдельном порядке должна выполняться и специальная проверка дыхательных клапанов резервуаров, в процессе которой анализируется текущее состояние трубопровода, крыши емкости и рабочей среды. В рамках мероприятий такого рода выполняется:

  • Проверка пропускной способности клапанов в условиях нагнетания давления до уровня оптимальных рабочих показателей.
  • Проверка пропускной способности регулятора в условиях разряжения в вакууме.
  • Проверка механики действия клапанов в моменты закрытия и открытия тарелок с затворами.
  • При необходимости выполнение пусконаладочных работ с регуляцией рабочих параметров клапана.

На каждом объекте применения данной арматуры устанавливается свой график проведения диагностических операций. В среднем периодичность проверки дыхательных клапанов резервуаров составляет 1-2 раза в месяц. Обычно в летнее время такие мероприятия производятся чаще, чем в зимнее. При этом резервуар в процессе эксплуатации должен подвергаться общему осмотру в ежедневном порядке. По результатам всех обследований составляется протокол с зафиксированными в ходе проверки данными.

Заключение

Концепция применения вспомогательной арматуры с клапанами и другими конструкционными средствами регуляции постепенно уходит в прошлое. Регуляционные и предохранительные функции изготовители трубопроводных систем стараются перекладывать на комплексные станции управления нефтехранилищами. Однако о полном уходе дыхательных клапанов из практики применения речи пока не идет. Более того, существуют перспективные направления их технологического развития. В частности, распространенный формат дыхательного клапана для резервуара АЗС за последние годы обзавелся съемным огнепреградителем и получил штампосварной корпус. Первое новшество позволило использовать устройство в регионах с экстремально низкими температурами в зимнее время, а второе – сократило вес конструкции в 2 раза. В клапанах четвертого поколения также сократилось количество подвижных элементов, что повысило их эксплуатационную надежность.

Некоторые производители уделяют внимание и вопросам оптимизации процессов обслуживания клапанов. Так, очень удобным решением, с точки зрения эксплуатации, стало внедрение неподвижных кожухов со специальной конфигурацией размещения, при которой не требуется демонтаж целых групп деталей для внутреннего осмотра конструкции клапана.

Источник

Клапаны дыхательные: использование, принцип работы и частота проверки

В объемных резервуарах из-за постоянных температурных колебаний возникает изменение давления. Кроме того, понижение и повышение давления наблюдается при заполнении и опустошении емкостей. Чтобы подобного рода перепады прошли без серьезных последствий, на резервуары монтируются защитные предохранители.

Конструкция и назначение

Дыхательный клапан — это предохранительное устройство, защищающее резервуар от скачков давления. Устанавливаются клапаны для того, чтобы в емкостях не образовывался конденсат, а взвесь в газообразном состоянии безопасно улетучивалась в окружающую среду. Пропускная способность устройств обычно не превышает несколько десятков миллибар.

Дыхательные клапаны для резервуаров используются преимущественно в нефтяной промышленности, где в емкостях необходимо постоянно регулировать уровень давления. Кроме того, клапаны защищают содержимое емкостей от попадания веществ, способных спровоцировать возгорание и загрязнение топлива.

Если пренебрегать установкой и проверкой клапанов, ситуация может закончится возгоранием или взрывом, что привет к человеческим жертвам, финансовым потерям и даже криминальной ответственности за несоблюдение техники безопасности.

Существует большое количество модификаций клапанов, но цель использования у них одна — обеспечение полной герметичности емкости.

Главные отличия клапанов:

● использование на разных по назначению нефтяных объектах;

Для изготовления дыхательной арматуры применяются такие коррозионностойкие материалы:

Для обеспечения механизма «дыхания» корпусы клапанов оснащаются двумя подпружиненными тарелками. Период так называемого низкого «дыхания» наблюдается при опустошении резервуара. Высокое «дыхание» устанавливается при выдаче и наливе топлива из бензовоза. Кроме того, на большое дыхание оказывает влияние малое, возникающее из-за суточного температурного перепада. Чтобы пружины работали правильно, еще на заводе происходит процесс тарирования, что и обеспечивает оптимальные показатели давления в емкости.

Устанавливаются дыхательные клапаны на линиях деаэрации на АЗС и на емкостных объектах хранения нефтепродуктов. Практически все типы устройств рассчитаны на эксплуатацию при влажности 95-100% и температуре от -50 до +50ºС.

Читайте также:  Что такое путевые водоразборные краны

Основные типы клапанов

Защитные клапаны подбираются исходя из диаметра прохода резервуара. В основном используются такие типы дыхательных предохранителей по размеру (в мм):

Расчет дыхательных клапанов для резервуаров по размеру условного прохода проводится в зависимости от места установки. Мелкие диаметры предназначены для установки в условиях АЗС, а устройства размером более 100 мм необходимы для нормальной работы нефтебаз.

Действие предохранительных клапанов разного типа имеет одинаковый принцип, отличается только пропускная способность и способ срабатывания.

1. КДС. Клапан дыхательный совмещенный предотвращает испарение продуктов нефтяной промышленности при закачке/откачке газовой составляющей, поддерживает оптимальные показатели внутри резервуара. Монтируется КДС в вертикальные резервуары.

2. СМДК. Совмещенный механический защитный клапан для емкости предотвращает самопроизвольное возгорание в газовом пространстве. Устройство поддерживает постоянные значения давления и температуры при наполнении/опустошении емкости. Также подходит для вертикальных хранилищ.

3. КМД. Механический дыхательный предохранитель обеспечивает полную герметичность в вертикальной емкости с нефтепродуктами, поддерживает необходимые температурные показатели и давление. Чтобы предупредить возгорание, предохранительный клапан дополняется огнепреградителем.

4. НДКМ. Непромерзающий тип дыхательного клапана, сокращающий потери нефтепродуктов в результате испарения. Поддерживает нужные параметры внутри резервуара. Главная особенность — бесперебойная работа при любых температурных условиях.

5. КДЗТ. Предохранительный клапан закрытого типа для вертикального газового пространства. Препятствует испарению, контролирует показатели давления при изменении наполненности резервуара.

Перечисленные топливные клапаны относятся к механическим, но также существует дыхательная арматура с гидравлическим принципом действия. Например, гидравлический предохранительный клапан (КПГ) при повышении давления в емкости срабатывает автоматически.

В любом случае независимо от вида арматура предотвращает такие опасные ситуации:

● угрозу жизни и здоровью человека;

● денежные потери компаний;

● криминальную ответственность руководства.

Благодаря установке предохранительных клапанов удается сохранить первоначальный состав нефтепродуктов, где главным показателем является октановое число, зависящее от попадания углеводородных фракций. Установка дыхательных клапанов на резервуарах также снижает выброс вредных и токсических веществ в окружающую среду. Например, после установки клапана минимизируется выброс таких веществ:

● предельных и непредельных углеводородов;

Все эти вещества способны накапливаться в атмосфере и на поверхности почвы, оказывая отравляющее воздействие на все живые организмы.

Обследование и проверка устройств

В соответствии с РД 153-39.2-080-01 и РД-23.060.00-КТН-065-10 периодичность проверки предохранительных клапанов составляет два раза в год: перед наступлением холодов и жаркого периода года, чтобы настроить арматуру на новые условия. Первую проверку дыхательного клапана на срабатывание нужно проводить через полгода после установки. В некоторых случаях может потребоваться дополнительная проверка при экстремально холодной зиме или знойном лете.

Обслуживание следует доверять фирмам, имеющим необходимые сертификаты, аккредитацию и опыт работы, потому как это опасная и ответственная задача. На период исследований фирма, выполняющая обслуживание, должна предоставить временный аналогичный предохранитель.

Поверку защитных предохранителей резервуаров проводят на стенде со специальным оснащением и средствами, позволяющими определить необходимые показатели и скорость реагирования. Главной целью исследований является выявление отклонений и регулировка настроек защитных предохранителей, чтобы они правильно реагировали на изменения параметров газового пространства.

Исследовательский стенд — это сварная конструкция, выполненная из металла, напоминающая стол с полой герметичной камерой. На конструкции также предусмотрена площадка, где устанавливается воздушный насос и манометр. Именно при помощи насоса внутри герметичного цилиндра создается давление и вакуум. Уровень корректируется несколькими шаровыми кранами. Когда насос нагнетает поток воздуха, чтобы провести исследование, нужно выбрать правильный режим проверки: на повышенное давление или вакуум. Для регулирования краны последовательно открывают и закрывают. Нужные показатели легко определяются при помощи манометра.

Во время исследования нужно удостовериться, что все соединения герметичны, а если какие-либо показатели отклоняются от заводских, дыхательный клапан нужно отрегулировать. Настройки определяются параметрами предохранителя. Итогом проведения работ по проверки становится протокол, заполненный согласно требованиям нормативного документа ГОСТ ИСО/МЭК 17025 «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий».

Хотите обезопасить хранилища компании от непредсказуемых последствий, связанных с неотрегулированными дыхательными клапанами? Тогда не затягивайте с проверкой оборудования и обращайтесь к профессионалам.

Компания «БизнесСтройПроект» имеет необходимые сертификаты и аккредитацию на проведение подобных работ. Чтобы заказать проверку, достаточно просто связаться с консультантами по указанным телефонам +7 (499) 700-07-01, +7 (846) 229-55-77 или заполнить онлайн-заявку. Опытные специалисты дадут ответы на интересующие вопросы и подберут удобное время для проведения работ.

Источник

Поделиться с друзьями
Дядя Валера