Размещено на http://www.allbest.ru

СРС-1

Обратные клапаны НПС

• Содержание
• Введение
• 1. Виды и типы обратных клапанов
• 2. Работа обратных клапанов
• 3. Работа обратных клапанов во время возникновении волны давлений
• 4. Схемы установки обратных клапанов
• 5. Оценка обратных клапанов для быстрого закрытия
• Заключение

Литература

Введение

Обратные клапаны относятся к защитной арматуре, любая защитная арматура служит для автоматического предотвращения аварийной обстановки путем отключения участка системы. Она защищает оборудование и трубопровод от недопустимых изменений параметров в системе или от нежелательного направления потока рабочей среды, служит для отключения потока.

Главное назначение обратных клапанов - это защита трубопровода от обратного потока, который при некоторых обстоятельствах может создать аварийные условия. Обратные клапаны срабатывают автоматически под действием энергии среды, которая транспортируется по трубопроводу.

Обратные клапаны устанавливаются на компрессорах, насосах, применяют в технологической обвязке нефтеи газоперерабатывающих заводов. Клапаны создают гидравлическое сопротивление в связи с поддержанием затвора в открытом положении.

Обратные клапаны делятся на подъемные и поворотные. Подъемные в свою очередь подразделяются на вертикальные и горизонтальные, а поворотные подразделяются на простые и безударные.

В простых поворотных клапанах ось поворота захлопки вынесена выше внутреннего отверстия, а в безударных ось пересекает проходное отверстие, находясь выше оси отверстия.

Поворотные клапаны хоть и являются более сложнее, чем подъемные, однако они не так чувствительны к загрязненности транспортируемой среды и поэтому они нашли более широкое применение. Подъемные обратные клапаны применяют только для чистых сред и малых диаметров условного прохода (Dу), а поворотные обратные клапаны могут использоваться и во всех остальных случаях.

Обратные поворотные клапаны имеют широкий ряд диаметров Dу от 50 до 2000 мм. У клапанов больших диаметров предусмотрены демпферы, противовесы и другие устройства для уменьшения скорости закрывания захлопки и смягчения гидравлического удара.

1. Виды обратных поворотных клапанов

В основном обратные поворотные клапаны разделяют на фланцевые, межфланцевые, муфтовые, и под приварку.

Конструктивные особенности обратного клапана, для установки которого используется фланец, позволяют такому устройству в автоматическом режиме останавливать движение транспортируемой среды в тот момент, когда такое движение начинает выполняться не в том направлении. Клапаны обратные фланцевого типа устанавливаются преимущественно на трубопроводах, по которым перекачиваются жидкие среды.

Фланцевые клапаны удобно монтировать и обслуживать, для них возможны все диапазоны давлений. Недостатком данных клапанов являются большой вес, габариты, а также возможность ослабления затяжки болтов и в связи с этим потеря герметичности.

Ниже представлен клапан обратный поворотный под приварку. Данный клапан присоединяется к трубопроводу с помощью сварки. Что обуславливает высокую герметичность, меньший вес и габариты клапанов в сравнении с фланцевыми клапанами, но с другой стороны присутствует сложность их демонтажа и замены. Клапаны под приварку отлично работают при высоких давлениях (до 400 кгс/см2) и температурах (до 585 град С).

1. Корпус; 2. Седло; 3. Захлопка;

4. Скоба; 5. Гайка; 6. Палец;

7. Кронштейн; 8. Гайка;

9. Болт; 10. Болт; 11. Прокладка;

12. Крышка; 13. Рым-болт.

На рисунке ниже показан муфтовый клапан обратный поворотный. Соответственно данный клапан присоединяется к трубопроводу с помощью резьбы. Они отличаются дешевизной, компактностью, малыми строительными длинами, но они довольно сложны в обслуживании, а также такие клапаны делают малых размеров (DN 10…100 мм).

Представленные обратные поворотные клапаны могут использоваться как на горизонтальном трубопроводе, так и вертикальном. Соответственно в горизонтальном положении верхняя крышка клапана должна быть вверху, а в вертикальном трубопроводе клапан располагается так, чтобы захлопка открывалась вверх. Среда подается под захлопку. Достоинством конструкции данных клапанов является обеспечение полнопроходного трубопровода, захлопка подымается выше внутреннего диаметра трубы, это снижает гидравлическое сопротивление изделия.

Следующая конструкция клапана обратного поворотного называется - межфланцевый стяжной клапан обратный поворотный.треннего диаметра трубы, это снижает гидравлическое сопротивление изделия.

Данные клапаны присоединяются к трубопроводу стяжными шпильками. Такие клапаны компактны, имеют минимальную строительную длину, малый вес допускает их использование на подвесном трубопроводе. Используют на прямом участке трубопровода, прямом до и после клапана. Также данный клапан может устанавливаться в горизонтальном и вертикальном трубопроводе. Однако в данной конструкции невозможно обеспечить полный проход, сама захлопка в любом открытом положении закрывает часть внутреннего пространства клапана, создавая гидравлическое сопротивление, а также возможна ослабление гаек, что может привести к потере герметичности. Обычно межфланцевый обратный клапан поставляется в комплекте с ответными фланцами, прокладками и стяжным креплением.

Ниже представлен еще более компактный клапан обратный поворотный одностворчатый. Может также устанавливаться в горизонтальном и вертикальном трубопроводе, но возможны исполнения только для горизонтального положения трубопровода. Крючок при монтаже должен расположен вверх. Клапан стягивается винтами.

Также возможны клапаны межфланцевые под приварку. Эти клапаны присоединяются к трубопроводу с помощью сварки или ответных фланцев под сварку.

Возможна двухстворчатая конструкция обратного поворотного клапана.

Обратный двухстворчатый клапан, который выпускается преимущественно в межфланцевом исполнении, предполагает использование в его конструкции одновременно двух захлопывающихся створок. Каждая из них подсоединена к пружине, которая и регулирует силу их сопротивления давлению рабочего потока. Межфланцевый двухстворчатый клапан за счет небольших размеров его запорных элементов - створок - отличается очень компактными размерами.

2. Работа обратных клапанов

Обратные клапаны работают таким образом, чтобы избежать:

1. образование чрезмерно высокого пульсационного давления в результате закрытия клапана.

2. быстрые колебательные движения запорного элемента клапана. Чтобы избежать образования чрезмерно высокого пульсационного давления в результате закрытия клапана, клапан должен закрываться достаточно быстро, чтобы предотвратить развитие значительной обратной скорости потока, которая при внезапном отключении является источником пульсационного давления. Однако скорость, с которой замедляется поступательный поток, может сильно варьироваться между жидкостными системами. Если, например, система подачи жидкости включает в себя несколько насосов параллельно и один из них внезапно выходит из строя, обратный клапан на выходе насоса, который вышел из строя, должен закрываться почти мгновенно. С другой стороны, если жидкостная система содержит только один насос, который внезапно выходит из строя, и если нагнетательная линия длинная, а обратное давление на выходе из трубы и высота нагнетания низкие, обратный клапан с медленной характеристикой закрытия является удовлетворительным.

Следует избегать резких колебаний запорного элемента, чтобы предотвратить чрезмерный износ движущихся частей клапана, который может привести к преждевременному выходу клапана из строя. Таких перемещений можно избежать, настроив клапан на такую скорость потока, которая плотно прижимает запорный элемент к упору. Если поток пульсирует, обратные клапаны следует устанавливать как можно дальше от источника пульсаций потока. Быстрые колебания запорного элемента также могут быть вызваны сильными возмущениями потока. Когда такая ситуация существует, клапан должен быть расположен в точке, где возмущения потока минимальны.

Поэтому первым шагом в выборе обратных клапанов является определение условий, при которых клапан работает.

3. Работа обратных клапанов во время возникновении волны давлений

В случае аварии на магистральном нефтепроводе нефтеперекачивающая станция отсекается от основнои? магистрали, в результате чего расход в нефтепроводе резко падает. Несмотря на это, под воздеи?ствием инерции, столб потока нефти в напорнои? линии НПС продолжает свое движение в первоначальном направлении, создавая тем самым позади себя область пониженного давления. В определенныи? момент времени величина давления в напорнои? линии становится больше чем давление, создаваемое силами инерции столба потока нефти, в результате чего поток нефти в напорнои? линии НПС начинает двигаться в обратном направлении, т.е. в сторону НПС, и происходит срабатывание обратных клапанов, которые защищают насосы от возможных повреждении? при изменении направления движения потока нефти. В результате, при достижении движущегося столба нефти обратных клапанов в закрытом положении, происходит резкое повышение давления.

Величина первого скачка давления зависит от начальнои? скорости движения нефти в трубопроводе, величины давления на установившемся режиме течения, длины трубопровода, материала трубы, модуля упругости нефти и гидравлического трения.

В случае срабатывания обратного клапана в результате закрытия задвижки на напорнои? линии НПС может произои?ти явление «запирание давления» между обратным клапаном и задвижкои?. Обратныи? клапан закроется, когда давление в сечении, отстоящему ниже по потоку, станет больше, чем давление, развиваемое НПС при нулевом расходе. В результате этого в участке нефтепровода, отсеченного с однои? стороны задвижкои?, а с другои? стороны обратным клапаном, будет распространяться сложная система волн давления, имеющая постепенное затухание. В конечном счете давление в этом участке установится на определенном уровне, которыи? может быть значительно выше, чем давление, развиваемое НПС при нулевом расходе (как показано на рисунке 1).

Из практики эксплуатации магистральных нефтепроводов известно, что задвижка на линеи?нои? части не всегда является абсолютно герметичнои?, в результате чего давление в «запертом» участке склонно к плавному уменьшению. Несмотря на это, те обстоятельства, что высокое давления может сохраняться относительно долгое время, а «запирание давления» возможно, как на коротких, так и на длинных отсеченных участках (т.е. при закрытии отсечных и линеи?ных задвижек

на разных расстояниях от НПС), данное явления представляет опасность и требует мероприятии? по его недопущению.

График запирания ударного давления

4. Схемы установки обратных клапанов

Обратные клапаны устанавливают в системах отопления и водоснабжения, в котельных и тепловых пунктах в местах где по условиям технологического процесса допускается движение потока в одном направлении, а гидравлическое распределение давлений в схеме может привести к обратному току. Ниже приведены наиболее распространённые схемы установки обратного клапана в инженерных системах зданий.

1. В на напорном патрубке каждого насоса в установках с двумя и более параллельно установленными насосами. Обратный клапан предотвращает проток воды в обратном направлении через неработающий насос.

2. В узлах обвязки счётчиков воды и датчиков расхода счётчиков тепла в местах где возможен обратный ток рабочей среды. В данной схеме обратный клапан необходим для корректного учёта расхода протекающей жидкости.

3. В тепловых пунктах с зависимым подключением к сетям централизованного теплоснабжения в узлах смешения теплоносителя. Обратный клапан на перемычке предотвращает переток теплоносителя из подающего в обратный трубопровод минуя систему отопления.

4. В тепловых пунктах с зависимым подключением к сетям централизованного теплоснабжения с возможным падением давления в подающем трубопроводе ниже статического давления системы отопления, обратный клапан устанавливают на подающем трубопроводе, а в обратном трубопроводе предусматривают установку регулятора давления до себя. В данной схеме обратный клапан предотвращает опустошение системы отопления при падении давления в наружной тепловой сети.

а параллельное;

б последовательное;

в комбинированное (параллельно-последовательное) Как мы знаем, для обеспечения работы НПС при выводе в резерв любого из насосных агрегатов станции должна обеспечиваться обвязка насосов. И для защиты магистральной насосной от гидравлических ударов в последующем участке трубопровода устанавливается обратный клапан. Установка проходит после последнего по ходу магистрального насоса.

На рис. показано графическое обозначение обратного проходного и поворотного клапанов. Направление течения рабочей среды показано от белого треугольника к черному.

5. Оценка обратных клапанов для быстрого закрытия

В большинстве практических применений обратные клапаны могут быть оценены только качественно для быстрой скорости закрытия. В качестве ориентира могут служить следующие критерии:

1. перемещение запорного элемента из полностью открытого в закрытое положение должно быть как можно более коротким. Таким образом, с точки зрения скорости закрытия меньший клапан потенциально закрывается быстрее, чем больший клапан в одной и той же конструкции.

2. Инерция запорного элемента должна быть как можно ниже, но усилие запирания должно быть достаточно высоким, чтобы обеспечить максимальную реакцию на снижение прямого потока. С точки зрения малой инерционности запорный элемент должен быть легкой конструкции. Для того чтобы совместить облегченную конструкцию с высоким замыкающим усилием, замыкающее усилие от веса замыкающего элемента может быть увеличено усилием пружины.

3. Следует избегать ограничений вокруг движущегося закрывающего элемента, которые замедляют свободное закрывающее движение закрывающего элемента.

Заключение

Благодаря этому исследованию мы узнали, что обратныи? клапанэто защитная арматура, которая служит для предотвращения перетока жидкости. Обратные клапаны делятся на подъемные и поворотные. Подъемные в свою очередь подразделяются на вертикальные и горизонтальные, а поворотные подразделяются на простые и безударные. В простых поворотных клапанах ось поворота захлопки вынесена выше внутреннего отверстия, а в безударных ось пересекает проходное отверстие, находясь выше оси отверстия.

Поворотные клапаны хоть и являются более сложнее, чем подъемные, однако они не так чувствительны к загрязненности транспортируемой среды и поэтому они нашли более широкое применение. Подъемные обратные клапаны применяют только для чистых сред и малых диаметров условного прохода (Dу), а поворотные обратные клапаны могут использоваться и во всех остальных случаях.

Также узанали про установку и применение обратных клапанов. Устанавливаются они на выходе перекачивающеи? станции, на всех МН. При пуске насосного агрегата вовремя прохождении через него перетока жидкости, в обратную сторону, не редко приводит к чрезмерным нагрузкам на электродвигатель, которые в свою очередь не допустимы при его работе. По этои? причине предусматривают установку обратных клапанов на выходе всех насосных агрегатов, клапан не позволяет жидкости, протекать через насос в обратном направлении.

Также мы узнали, что во время технологических операциях в нефтепроводе может возникнуть волна давлении, которая представляет собой резкое изменение давления в трубопроводе, возникающее в результате изменения расхода. Возникшая волна давления распространяется по трубопроводу со скоростью от 335 м/с до 1372 м/с.

Для более сжимаемых жидкостей и жидкостей, содержащих растворенный в них газ, соответствуют меньшие значения скорости распространения волн давления. И наоборот, чем более несжимаемая среда, тем с большими скоростями распространяются волны давления в трубопроводе. При возникновении волны ударного давления в магистральном нефтепроводе (МН), по которому перекачивается среднестатистическая сырая нефть, волна давления распространяется со скоростью порядка 1000 м/с. При возникновении волн давления в магистральных нефтепроводах происходит срабатывание обратных клапанов в напорных линиях магистральных насосных агрегатов. В результате чего, происходит разрушение или повреждение обратных клапанов.

обратный клапан насосный давление

Литература

1.https://www.spmi.ru/sites/default/files/imci_images/sciens/dissertacii/20 19/Диссертация%20(Ледовский).pdf- ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА ЗАЩИТЫ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ НЕФТЕПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ СТАНЦИИ? ОТ ВОЛН ДАВЛЕНИЯ

2. http://met-all.org/oborudovanie/prochee/klapan-obratnyj-flantsevyjpovorotnyj-dvustvorchatyj.htmlВиды обратных клапанов и особенности их установки

3. http://www.ktto.com.ua/skhema/kom-СХЕМЫ УСТАНОВКИ ОБРАТНОГО КЛАПАНА 4.HTTPS://PDHONLINE.COM/COURSES/M163/SMITHCH04%20-153

%20TO%20168.PDF-The Function of Check Valves Used in the Oil & Gas Industry

4. https://apa-valves.ru/info/obratnye-klapany/Виды обратных клапанов 6.https://www.tyuiu.ru/wp-content/uploads/2019/03/Kurslektsij_Ekspluatatsiya-mehano-tehnologicheskogo-oborudovaniya.pdfЭКСПЛУ АТАЦИЯ МЕХАНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Размещено на Allbest.ru