Эксплуатация нефтеперекачивающих станций

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Самарский государственный технический университет»

Кафедра «Трубопроводный транспорт»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Насосы и перекачивающие станции»

Эксплуатация нефтеперекачивающих станций

Выполнила студентка 2 -ФДДО-18

Милокумова О.В.

Проверил: Шепелов В.И.

Самара 2015

Оглавление

1. Состав сооружений НПС с резервуарным парком

2. Технологическая схема НПС с резервуарным парком

3. Требования НТД к оборудованию, предохранительных устройств описание его работы

4. Техническое обслуживание и ремонт предохранительных устройств

5. График объема и периодичности ТОР оборудования предохранительных устройств

6. Расчетная часть

Список литературы и НТД рекомендуемой для выполнения курсового проекта

1. Состав сооружений НПС с резервуарным парком

Территория НПС с РП должна разделяться на зоны с учетом функционального назначения зданий и сооружений:

а) производственная зона;

б) зона РП;

в) административно-хозяйственная зона;

г) зона очистных сооружений.

Производственная зона НПС предназначается для размещения зданий и сооружений, обеспечивающих технологический процесс перекачки нефти, а также обеспечивающих промышленную и пожарную безопасность технологического процесса.

На территории производственной зоны размещаются следующие здания и сооружения:

а) здание магистральной насосной станции;

б) подпорная насосная с фильтрами-решетками для каждого ПНА;

в) операторная, ЗРУ и КТП, расположенные в общем здании;

г) здание маслосистемы МНА, резервуары запаса масла на открытой площадке и аппараты воздушного охлаждения масла на открытой площадке или маслосистема блочного исполнения.

ж) здание насосной оборотного водоснабжения МНА и аппараты воздушного охлаждения воды на открытой площадке (при необходимости).

и) узел регулирования давления на выходе МНС (при регулировании давления на входе и выходе НПС методом дросселирования), устанавливаемый надземно на открытой площадке;

л) ФГУ, устанавливаемые надземно на открытой площадке;

н) узлы с предохранительными устройствами, устанавливаемые надземно на открытой площадке;

п) система дренажа и сбора утечек от технологического оборудования - горизонтальные подземные емкости для сбора утечек нефти и дренажа с насосами откачки,

р) технологические трубопроводы с запорной арматурой;

с) прожекторные мачты и мачты-молниеотводы;

т) СИКН для ведения коммерческих операций или ведения оперативного учета;

ф) отдельно стоящие здания ЩСУ и/или КТП и ЩСУ;

х) котельная блочного исполнения и резервуары для топлива на открытой площадке;

ц) дизельная электростанция с резервуаром для топлива, устанавливаемым на открытой площадке и подземным резервуаром для аварийного слива;

На территории зоны РП должны размещаться следующие здания и сооружения:

а) резервуары следующих типов:

- вертикальные стальные с понтоном;

- вертикальные стальные с плавающей крышей;

- вертикальные стальные со стационарной крышей, в качестве резервуаров аварийного сброса.

б) помещение с электроприводными задвижками (для системы пожаротушения);

в) прожекторные мачты и мачты-молниеотводы;

Административно-хозяйственная зона НПС предназначается для размещения административно-управленческих служб и обслуживающих производств.

На территории административно-хозяйственной зоны должны размещаться следующие здания и сооружения:

а) СБК;

в) закрытая стоянка техники с ремонтным блоком;

г) насосная хозяйственно-питьевого водоснабжения;

д) насосная станция пожаротушения с резервуарами противопожарного запаса воды;

е) склад кислородных баллонов;

ж) склад пропановых баллонов;

и) прожекторные мачты и мачты-молниеотводы;

м) пожарное депо;

н) антенно-мачтовое сооружение;

ф) склад материально-технического снабжения;

х) склад горюче-смазочных материалов;

Очистные сооружения предназначаются для размещения установок для сбора и переработки хозяйственно-бытовых и производственно-дождевых сточных вод.

В состав очистных сооружений должны входить:

а) очистные сооружения хозяйственно-бытовых сточных вод;

б) очистные сооружения производственно-дождевых сточных вод.

2. Технологическая схема НПС с резервуарным парком

Технологическая схема НПС с РП должна обеспечивать:

а) перекачку нефти по схеме «через емкость», «с подключенной емкостью»;

б) последовательную работу МНА при работе на один нефтепровод. При соответствующем обосновании допускается проектирование параллельной схемы включения МНА;

в) поддержание давления на приеме магистральной насосной станции не ниже заданного и поддержание давления на выходе НПС не выше заданного (при помощи САР давления);

г) приём нефти в специальные резервуары аварийного сброса через узел с предохранительными устройствами, в случае повышения давления на входе НПС, при повышении давления в трубопроводе между подпорной насосной и магистральной насосной станцией в случае остановки МНА, при срабатывании автоматической защиты по давлению в трубопроводе резервуарного парка;

е) приём утечек нефти от магистральных и подпорных насосов;

ж) откачку нефти из подземных ёмкостей для сбора утечек нефти и дренажа в приемный трубопровод подпорной насосной или в резервуарный парк, приемный трубопровод магистральной насосной;

и) опорожнение магистральных и подпорных насосов, ФГГ, узла регулирования давления, СИКН в подземные ёмкости для сбора утечек нефти и дренажа;

к) внутрипарковую перекачку подпорным насосом при режиме работы НПС «с подключенной емкостью»;

л) зачистку резервуаров и подающего трубопровода резервуарного парка резервным подпорным насосом при режиме работы НПС «с подключенной емкостью»;

м) откачку нефти подпорным насосом из резервуаров аварийного сброса;

н) очистку перекачиваемой нефти от механических примесей и посторонних предметов с помощью ФГГ;

п) сбор аварийного розлива нефти из зала насосных агрегатов.

3. Требования НТД к оборудованию, предохранительных устройств, описание его работы

Требования к предохранительным клапанам

§ Высокая надёжность.

§ Обеспечение стабильности работы.

§ Безотказное и своевременное открытие клапана в случае превышения рабочего давления в системе.

§ Обеспечение клапаном требуемой пропускной способности.

§ Осуществление своевременного закрытия с требуемой степенью герметичности в случае падения давления в системе и сохранения установленной степени герметичности при возрастании давления.

Клапаны предохранительные с пружинной нагрузкой должны изготавливаться с номинальными диаметрами входного и выходного патрубков (DNвхода/DNвыхода) 25/40; 40/65; 50/80; 80/100; 100/150; 150/200; 200/300 и номинальным давлением входного патрубка PN 1,6 МПа, PN 2,5 МПа.

На НПС наиболее широкое применение получил специальный пружинный предохранительный клапан типа СППК, приведенный на рисунке 6.15.

Технологические параметры клапана регулируют кольцом, навинченным на сопло. На кольце сверху имеется узкий плоский поясок. При свинчивании кольцо приближается к торцовой плоскости тарелки. Регулируя зазор между плоскостями пояска кольца и торца тарелки, можно в широких пределах регулировать давление полного открывания клапана и давление его закрывания, т.е. величину продува.

Установка предохранительных клапанов

Установка предохранительных клапанов на сосудах и аппаратах, работающих под избыточным давлением, производится в соответствии с действующими нормативно-техническими материалами и правилами безопасности. Количество, конструкция, место установки клапанов, необходимость установки контрольных клапанов и направление сброса определяются проектом.

В любом случае установки клапана должен быть обеспечен свободный доступ для его обслуживания, монтажа и демонтажа.

При замене клапана коэффициент расхода вновь устанавливаемого не должен быть ниже, чем у заменяемого.

Предохранительные клапаны должны устанавливаться в вертикальном положении в наиболее высокой части сосуда с таким расчетом, чтобы в случае открытия из сосуда в первую очередь удалялись пары и газы.

На горизонтальных цилиндрических аппаратах предохранительный клапан устанавливается по длине верхнего положения образующей, на вертикальных аппаратах - на верхних днищах или в местах наибольшего скопления газов.

Если эти требования по конструктивным особенностям выполнить невозможно, то предохранительный клапан может устанавливаться на трубопроводе или специальном отводе в непосредственной близости от сосуда при условии, что между клапаном и сосудом не будет запорного органа.

Рисунок 2 1 - корпус; 2 - сопло; 3 - золотник; 4 - шток; 5 - пружина; 6 - винт

На аппаратах колонного типа с большим числом тарелок (более 40) при возможности резкого увеличения их сопротивления за счет нарушения технологического режима, что может привести к значительной разности между давлением в кубовой и верхней частях аппарата, рекомендуется устанавливать предохранительный клапан в кубовой части аппарата в зоне паровой фазы куба.

Диаметр штуцера под предохранительный клапан должен быть не менее диаметра входного патрубка клапана.

При определении сечения присоединительных трубопроводов длиной более 1 м необходимо учитывать величину их сопротивлений.

Диаметр отводящей трубы клапана должен быть не менее диаметра выходного штуцера клапана.

При объединении выходных труб от нескольких клапанов, установленных на одном аппарате, сечение коллектора должно быть не менее суммы сечений выходных труб от этих клапанов.

В случае объединения выходных труб клапанов, установленных на нескольких аппаратах, диаметр общего коллектора рассчитывается по максимально возможному одновременному сбросу клапанов, определяемому проектом.

Стояк, отводящий сброс от предохранительного клапана в атмосферу, должен быть защищен от атмосферных осадков и в нижней точке иметь дренажное отверстие диаметром 20 - 50 мм для спуска жидкости.

Направление сброса и высота отводящего стояка определяются проектом и правилами безопасности.

Объединенный коллектор, служащий для сбросов от предохранительных клапанов в атмосферу, должен прокладываться с уклоном и в нижней точке иметь дренаж диаметром 50 - 80 мм с отводом в дренажную емкость. «Мешки» на таких трубопроводах не допускаются.

Отбор рабочей среды из патрубков и на участках присоединительных трубопроводов от сосуда до клапана, на которых установлены предохранительные клапаны, не допускается.

Установка каких-либо запорных органов, а также огневых предохранителей между аппаратом и предохранительным клапаном не разрешается.

После клапана могут быть установлены устройства нагрева, охлаждения, сепарации и обезвреживания. Общее сопротивление сброса при этом не должно быть более указанного в пункте

Сопротивление сбросного трубопровода клапана должно быть не выше 0,5 кгс/см² с учетом установки сепаратора, устройств нагрева-охлаждения, обезвреживания и т.д.

При рабочем давлении менее 1 кгс/см² сопротивление системы сброса не должно быть выше 0,2 кгс/см².

На аппаратах непрерывно действующих процессов, оборудованных предохранительными клапанами, продолжительность межревизионного периода которых меньше межремонтного периода установки или цеха, могут быть установлены резервные предохранительные клапаны с переключающими устройствами.

В случае снятия для ревизии предохранительного клапана с емкостей для хранения сжиженного газа, или ЛВЖ с температурой кипения до 45 ° С, находящихся под давлением, на его место должен быть установлен заранее подготовленный клапан. Ставить взамен снятого клапана задвижку или заглушку запрещается.

Регулировка

Регулировка предохранительных клапанов на давление начала открытия - установочное давление (хлопок) производится на специальном стенде.

Установочное давление определяется исходя из рабочего давления в сосуде, аппарате или трубопроводе.

Рабочее давление - максимальное избыточное давление, при котором разрешена эксплуатация сосуда, аппарата или трубопровода. При рабочем давлении (Р_р) предохранительный клапан закрыт и обеспечивает класс герметичности, указанный в соответствующей документации на предохранительный клапан (ГОСТ, ТУ).

Установочное давление предохранительного клапана при направлении сброса от него в закрытую систему с противодавлением должно приниматься с учетом давления в этой системе и конструкции предохранительного клапана.

Величина установочного давления, периодичность ревизии и проверки, место установки, направление сбросов от предохранительных клапанов указываются в ведомости установочных давлений. Ведомость составляется по каждой установке (цеху) начальником и механиком (старшим механиком) установки (цеха), согласовывается со службой технического надзора, главным механиком и утверждается главным инженером предприятия.

К корпусу каждого клапана должна быть надежно прикреплена табличка из нержавеющей стали или алюминия, на которой выбивается:

а) место установки - номер цеха, условное наименование установки или ее номер, обозначение аппарата по технологической схеме;

б) установочное давление - Р_уст;

в) рабочее давление в аппарате - Р_р.

Периодичность ревизии и проверки.

На сосудах, аппаратах и трубопроводах нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств ревизию и проверку предохранительных клапанов производить на специальном стенде со снятием клапана. При этом периодичность проверки и ревизии устанавливается исходя из условий работы, коррозионности среды, опыта эксплуатации и должна быть не реже чем через:

а) для непрерывно действующих технологических производств:

- 24 месяца - на сосудах и аппаратах ЭЛОУ, сосудах и аппаратах, работающих со средами, не вызывающими коррозию деталей затвора, при отсутствии возможности примерзания, прикипания и полимеризации (закупоривания) клапанов в рабочем состоянии;

- 12 месяцев - на сосудах и аппаратах, работающих со средами, вызывающими скорость коррозии материала деталей затвора до 0,2 мм/год, при отсутствии возможности примерзания, прикипания и полимеризации (закупоривания) клапанов в рабочем состоянии;

- 6 месяцев - на сосудах и аппаратах, работающих со средами, вызывающими скорость коррозии материала деталей затвора более 0,2 мм/год;

- 4 месяца - на сосудах и аппаратах, работающих в условиях возможного коксования среды, образования твердого осадка внутри клапана, примерзания или прикипания затвора;

б) 4 месяца - для промежуточных и товарных емкостей хранения сжиженных нефтяных газов, а также ЛВЖ с температурой кипения до 45 ° С;

в) для периодически действующих производств:

- 6 месяцев - при условии исключения возможности примерзания, прикипания или забивания клапана рабочей средой;

- 4 месяца - на сосудах и аппаратах со средами, при которых возможно коксование среды, образование твердого осадка внутри клапана, примерзания или прикипания затвора.

Необходимость и сроки проверки клапанов в рабочем состоянии определяются главным инженером предприятия.

Величина скорости коррозии деталей затвора определяется исходя из опыта эксплуатации клапанов, результатов обследования их технического состояния во время ревизии или испытания образцов из аналогичной стали в условиях эксплуатации.

Проверка и ревизия предохранительных клапанов производится по графику, который составляется в соответствии с п. 2.3.1. ежегодно по каждому цеху (установке), согласовывается со службой технического надзора, главным механиком и утверждается главным инженером.

Главному инженеру предприятия предоставляется право под его ответственность в отдельных технически обоснованных случаях увеличивать сроки периодической ревизии предохранительных клапанов, но не более чем на 30 % от установленных графиком.

Каждый случай отступления от графика ревизии оформляется актом, который утверждается главным инженером завода.

Клапаны, поступившие с завода-изготовителя или из резервного хранения, непосредственно перед установкой на сосудах и аппаратах должны быть отрегулированы на стенде на установочное давление. По истечении срока консервации, указанного в паспорте, клапан должен быть подвергнут ревизии с полной разборкой.

Транспортирование и хранение

К месту установки или ремонта предохранительные клапаны транспортируются в вертикальном положении на деревянных подставках.

При перевозке клапанов сбрасывание их с платформы любого вида транспорта или места установки, неосторожная кантовка, установка клапанов на земле без подкладок категорически запрещается.

Полученные с завода-изготовителя, а также бывшие в эксплуатации предохранительные клапаны хранятся в вертикальном положении в упакованном виде на подкладках в сухом закрытом помещении. Пружина должна быть ослаблена, приемные и выкидные штуцеры должны быть закрыты деревянными заглушками.

Ответственность за эксплуатацию, хранение и ремонт.

Ответственным за установку клапана после ревизии на соответствующие аппараты, сохранность пломб, своевременную ревизию клапана, правильное ведение и сохранность технической документации, а также хранение клапанов в условиях технологического цеха является начальник установки (цеха).

Ответственным за хранение поступивших на ревизию клапанов, качество ревизии и ремонта, а также применение соответствующих материалов при ремонте является мастер (начальник) участка ремонтной мастерской.

Ответственным за приемку предохранительных клапанов из ремонта является механик установки (цеха) или инженер-механик отдела технического надзора.

Ответственным за транспортирование предохранительных клапанов к месту установки является механик установки (цеха). Ответственным за монтаж является исполнитель монтажа (мастер, начальник ремонтного участка).

Ревизия и ремонт предохранительных клапанов

Ревизия. Ревизия предохранительных клапанов включает разборку клапана, очистку и дефектовку деталей, испытание корпуса на прочность, испытание соединений клапана на плотность, проверку герметичности затвора, испытание пружины, регулировку установочного давления.

Ревизия предохранительных клапанов производится в специализированной ремонтной мастерской (участке) на специальных стендах.

Предохранительные клапаны, демонтированные для ревизии, должны быть пропарены и промыты.

На клапаны, прошедшие ревизию и ремонт, составляется акт, который подписывается мастером ремонтной мастерской (участка), исполнителем работ, механиком объекта, где устанавливаются клапаны, или инженером-механиком отдела технического надзора.

Разборка

Разборку клапана выполняют в следующей последовательности (рис. 5.1. приложения 1):

снять колпак 1, установленный на шпильках над регулировочным винтом;

освободить пружину от натяжения, для чего ослабить контргайку регулировочного винта 2 и вывернуть его в верхнее положение;

равномерно ослабить, а потом снять гайки со шпилек 4, удерживающих крышку 3. Снять крышку. Перед снятием крышки нанести риски на фланцах крышки и корпуса или крышки, разделителя и корпуса в случае, если клапан выполнен с разделителем;

снять пружину с опорными шайбами 6 и осторожно поставить в безопасное место. Категорически запрещается бросать пружину, ударять по ней и т.п.;

удалить из корпуса клапана золотник 7 вместе со штоком и перегородкой, осторожно поставить в безопасное место во избежание повреждений уплотнительной поверхности золотника и прогиба штока.

При наличии в клапане разделителя предварительно снять с корпуса разделитель, освободив его от крепления на корпусе;

освободить стопорные винты 8 регулирующих втулок 9 и 10;

освободить направляющую втулку 11 и удалить ее из корпуса вместе с регулировочной втулкой 9. Если направляющая втулка плотно сидит в гнезде корпуса, следует постучать молотком по корпусу клапана около направляющей втулки для облегчения освобождения ее из корпуса;

снять регулировочную втулку 10 и сопло клапана 12. Если уплотнительная поверхность сопла повреждена незначительно, то рекомендуется восстановление сопла производить не вывертывая последнее из гнезда в корпусе.

Сборка

К сборке клапана приступают после очистки, ревизии и восстановления всех его деталей. Последовательность сборки следующая (рис. 5.1. приложения 1):

установить сопло 12 в корпус клапана 5, произвести керосином проверку на герметичность соединения сопла с корпусом; установить регулировочную втулку 10 сопла;

установить направляющую втулку 11 с прокладкой и верхней регулировочной втулкой в корпус клапана. Отверстие для стока среды в направляющей втулке должно быть повернуто в сторону выкидного патрубка клапана;

установить золотник 7, соединенный со штоком, в направляющую втулку;

установить перегородку 13 и разделитель;

поставить пружину вместе с опорными шайбами 6 на шток;

поставить прокладку на прилегающую поверхность корпуса и опустить на корпус крышку, следя за тем, чтобы не повредить шток. Затем зацентровать крышку по выступу направляющей втулки и равномерно закрепить ее на шпильках. Проверка правильности установки крышки определяется равномерным зазором по окружности между фланцем крышки и корпусом.

Прежде чем регулировать пружину, необходимо убедиться, что шток не заедает в направляющих. В тех случаях, когда пружина свободно располагается в крышке, шток должен свободно вращаться от руки.

Если пружина имеет высоту, несколько большую высоты крышки, и зажимается ею после установки, проверка производится тоже поворотом штока вокруг оси. Равномерное усилие, получаемое во время поворота штока вокруг своей оси, будет показывать правильность сборки клапана;

- создать предварительное натяжение пружины регулировочным винтом 2 и окончательно отработать его на стенде;

- поставить колпак 1, завернуть гайки клапана.

нефтеперекачивающий технологический резервуарный

Рисунок 2 - Схема установки регулировочных втулок. 1 - направляющая втулка; 2 - золотник; 3 - сопло; 4 - нижняя регулировочная втулка; 5 - верхняя регулировочная втулка.

Для работы клапана на газе регулировочные втулки устанавливаются следующим образом:

нижняя регулировочная втулка 4 должна быть установлена в крайнем верхнем положении с зазором между торцом втулки и золотником клапана в пределах 0,2 ё 0,3 мм;

верхняя регулировочная втулка 5 предварительно устанавливается на одном уровне с внешним краем золотника 2; окончательная установка производится в крайнем верхнем положении, при котором происходит резкий хлопок во время регулировки на стенде.

При работе клапана на жидкости нижняя регулировочная втулка устанавливается в крайнем нижнем положении, верхняя регулировочная втулка устанавливается так же, как указано выше.

В качестве контрольной среды для клапанов, работающих на парогазообразных продуктах, применяются воздух, азот; для клапанов, работающих на жидких средах, - вода, воздух, азот.

Контрольная среда должна быть чистой, без механических включений. Наличие твердых частиц в контрольной среде может послужить причиной повреждения уплотнительных поверхностей.

Регулировка клапанов на установочное давление производится посредством регулировочного винта путем затяжки или ослабления его. После каждой регулировки пружины необходимо закреплять регулировочный винт контргайкой.

Замер давления при регулировке производится по манометру класса точности 1 (ГОСТ 8625-69).

Клапан считается отрегулированным, если он при заданном давлении и с применением в качестве контрольной среды воздуха открывается и закрывается с чистым резким хлопком.

При регулировке клапана на жидкостях открытие его происходит без хлопка.

Испытания

Герметичность затвора клапана проверяется при рабочем давлении.

Герметичность затвора и соединения сопла с корпусом после регулировки проверяется следующим образом: в клапан со стороны выкидного фланца наливается вода, уровень которой должен покрывать уплотнительные поверхности затвора. Под клапаном создается требуемое давление воздуха. Отсутствие пузырьков в течение 2 минут свидетельствует о полной герметичности затвора. При появлении пузырьков проверяется герметичность соединения сопла с корпусом.

Для определения герметичности соединения сопла с корпусом следует понизить уровень воды с таким расчетом, чтобы затвор был выше уровня воды. Отсутствие пузырьков на поверхности воды в течение 2 минут свидетельствует о полной герметичности соединения.

Если клапан не имеет герметичности в затворе или в соединении сопла с корпусом, он бракуется и передается на дополнительную ревизию и ремонт.

Испытание разъемных соединений клапана на плотность производится в каждую ревизию подачей воздуха к выкидному патрубку.

Клапаны типа ППК и СППК испытываются давлением 1,5 Р_у фланца выкидного патрубка с выдержкой в течение 5 мин., последующим снижением давления до Р_у и обмыливанием разъемных соединений. Клапаны с диафрагмой - давлением 2 кгс/см², клапаны с сильфоном - давлением 4 кгс/см².

Гидравлическое испытание входной части клапанов (входного патрубка и сопла) производится давлением 1,5 Р_у входного фланца с выдержкой в течение 5 мин., последующим снижением давления до Р_у и осмотром.

Периодичность гидроиспытаний устанавливается службой технического надзора предприятия в зависимости от условий эксплуатации, результатов ревизии и должна быть не реже 1 раза в 8 лет.

Результаты испытаний клапанов записываются в акте ревизии и ремонта и эксплуатационном паспорте.

Клапаны, прошедшие ревизию и ремонт, пломбируются специальным пломбиром, хранящимся у мастера по ремонту, Обязательной пломбировке подлежат стопорные винты регулировочных втулок, разъемные соединения корпус-крышка и крышка- колпак.

Неполадки в работе и методы их устранения

Утечка среды - пропуск среды через затвор клапана при давлении более низком, чем установочное давление. Причинами, вызывающими утечку среды, могут быть:

задержка на уплотнительных поверхностях посторонних веществ (окалины, продуктов переработки и т.п.) устраняется продувкой клапана;

повреждение уплотнительных поверхностей восстанавливается притиркой или проточкой с последующей притиркой и проверкой на герметичность. Путем притирки устраняются незначительные повреждения уплотнительных поверхностей сопла и золотника.

Восстановление уплотнительных поверхностей при глубине повреждений 0,1 мм и более должно производиться путем механической обработки с целью восстановления геометрии и удаления дефектных мест с последующей притиркой. Ремонтные размеры уплотнительных поверхностей золотников и сопел указаны на рис. 3.2. Пунктиром обозначена конфигурация уплотнительной поверхности после ремонта, цифры обозначают допустимые величины, на которые может быть произведена обработка уплотнительных поверхностей при ремонте;

нарушение соосности деталей клапана от чрезмерной нагрузки - проверить приемную и выкидную магистраль, устранить нагрузку. Произвести перетяжку шпилек;

деформация пружины - заменить пружину;

заниженное давление открытия - вновь отрегулировать клапан;

некачественная сборка после ремонта - устранить недостатки сборки.

Пульсация - быстрое и частое открытие и закрытие клапана. Это может происходить по следующим причинам:

чрезмерно большая пропускная способность клапана - необходимо заменить клапан на клапан меньшего диаметра или ограничить высоту подъема золотника;

суженное сечение подводящего трубопровода или патрубка аппарата, которое заставляет «голодать» клапан и этим вызывает пульсацию - установить подводящие патрубки с площадью сечения не меньшей, чем площадь входного сечения клапана.

Вибрация. Суженные и с малым радиусом кривизны выкидные трубы создают высокое противодавление на выкиде и могут послужить причиной вибрации клапана. Устранение этого недостатка достигается путем установки выхлопных труб с проходом не менее условного прохода выкидного патрубка клапана и с минимальным количеством изгибов и поворотов.

Задиры движущихся частей могут возникнуть при неправильной сборке или установке клапана вследствие допущения перекосов и появления боковых усилий на деталях движения (золотник, шток). Задиры должны быть удалены механической обработкой, а причины, их вызывающие, устраняются квалифицированной сборкой.

Клапан не открывается при заданном установочном давлении:

пружина неправильно отрегулирована - требуется регулировка пружины на заданное давление;

велика жесткость пружины - установить пружину меньшей жесткости;

повышенное трение в направляющих золотника - устранить перекосы, проверить зазоры между золотником и направляющей.

Предохранительный запорный клапан

Запорный клапан -- элемент запорной арматуры, в котором запирающий элемент перемещается параллельно оси потока рабочей среды.

Предохранительные запорные клапаны применяются для полного перекрытия потока рабочей среды. Их запирающий элемент (золотник) в процессе эксплуатации может находиться лишь в крайних положениях«открыто» или «закрыто». Клапаны применяются для жидких и газообразных сред с широким диапазоном параметров давления и температуры.

Они широко распространены, поскольку обеспечивают хороший уровень герметизации в запорном органе при сравнительной простоте конструкции.

Запорный клапан не регулирует расход путем изменения сечения, для этого применяются регулирующие клапаны, также существуют и запорно-регулирующие клапаны, которые могут совмещать функции.

Клапаны вентильного типа управляются вручную или электроприводом, а клапаны с гладким штоком -- механическим, гидравлическим, пневматическим или электромагнитным приводом.

Отсечные клапаны оснащены быстродействующими поршневыми пневматическими приводами.

По способу герметизации подвижного соединения шток--крышка, клапаны делятся на сальниковые, сильфонные и мембранные (диафрагмовые).

§ Сальниковое уплотнение дает возможность изготовления сальниковой набивки из различных материалов, позволяющих обеспечить хорошее уплотнение и возможность смены набивки в процессе эксплуатации.

§ Сильфонные клапаны используются для работы в таких средах, утечка которых в окружающую среду недопустима. Но эта возможность достигается путём существенного усложнения конструкции и более высокой стоимости клапана.

§ В мембранной арматуре внешнее уплотнение обеспечивается при помощи мембраны, выполняющейся в виде упругого диска из эластичных материалов (резина, фторопласт). Недостатками таких клапанов являются небольшой срок службы мембраны и ограниченные небольшими давлениями и температурами пределы их применения.

По конструкции корпуса и расположению на трубопроводе, связанным с направлением потока рабочей среды, запорные клапаны различаются на:

§ Проходные - с одинаковым направленим потока среды на входе и выходе.

§ Угловые -- в них поток поворачивает на 90°, но один раз, что позволяет снизить гидросопротивление.

§ Прямоточные -- в них, как и в проходных, направление потока сохраняется, но ось шпинделя расположена не перпендикулярно, а наклонно к оси прохода.

По конструкции рабочего органа клапаны бывают тарельчатыми (золотниковыми) или коническими. Конический затвор применяется в клапанах номинальным диаметром не более 25, для номинальных давлений от 16 МПа и выше. Такие клапаны называются игольчатыми.

Клапан предохранительный регулирующий

Предохранительный клапан - один из конструктивных видов регулирующей трубопроводной арматуры. Это наиболее часто применяющийся тип арматуры для регулирования расхода и давления. Регулировка потока осуществляется за счёт изменения расхода среды через проходное сечение.

В зависимости от назначения и условий эксплуатации применяются различные виды управления регулирующей арматурой.

Используются электрические, пневматические, гидравлические и электромагнитные приводы для регулирующих клапанов, а также ручное управление.

запорно-регулирующие клапаны осуществляют регулирование по заданной характеристике, что обеспечивается специальной конструкцией плунжера, имеющего профильную часть для регулирования, а также уплотнительную поверхность для плотного контакта с седлом в положении «закрыто».

Для присоединения регулирующих клапанов к трубопроводам применяются все известные способы (фланцевый, муфтовый, штуцерный, цапковый, приваркой)

Приварка к трубопроводу используется только для стальных клапанов.

Основные различия регулирующих клапанов заключаются в конструкциях регулирующих органов.

Принцип работы регулирующего клапана:

§ Усилие от привода с помощью штока передается на затвор, состоящий из плунжера и седла.

§ Плунжер перекрывает часть проходного сечения, что приводит к уменьшению расхода через клапан.

§ При этом увеличивается скорость потока среды, а статическое давление в трубе падает.

§ При полном закрытии плунжер садится в седло, поток перекрывается, и, если затвор будет полностью герметичен, давление после клапана будет равно нулю.

Обратный клапан

Обратные клапаны автоматически пропускают среду в одном направлении и предотвращают её движение в противоположном. С их помощью защищается различное оборудование, трубопроводы, насосы и сосуды под давлением.

Также с их помощью возможно ограничить течь рабочей среды из системы при разрушении её участка.

Особенностью этих устройств является то, что они выполняют свою задачу как в режиме нормальной эксплуатации, так и в аварийных ситуациях, например при аварийном падении давления на одном из участков трубопровода. Если при этом на смежных участках давление сохраняется, то такая ситуация может привести к образованию обратного тока среды, что может повлечь поломку оборудования, и возникновение аварийной ситуации.

Основными видами обратных клапанов являются собственно обратные клапаны и обратные затворы. Различаются они только элементами, перекрывающими поток среды. У первых он выполняется в виде золотника, у вторых -- в виде круглого диска, который чаще называется захлопкой.

Обратные клапаны устанавливаются на горизонтальных участках трубопроводов, а затворы -- как на горизонтальных, так и на вертикальных участках.

Принцип работы обратного клапана

§ При отсутствии потока среды золотник под действием собственного веса или дополнительных устройств находится в положении «закрыто».

§ При возникновении потока затвор под действием его энергии открывает проход через седло.

§ В этот момент скорость потока становится нулевой, затвор возвращается в исходное закрытое положение, а давление с обратной стороны прижимает золотник, препятствуя возникновению обратного потока среды.

§ Таким образом, срабатывание обратной арматуры происходит под действием самой среды и является полностью автоматическим.

§

4. Техническое обслуживание и ремонт предохранительных устройств

Общие положения

Требования настоящего раздела распространяются на клапаны предохранительные (далее - клапаны) номинальным диаметром от DN 25 до DN 300 на номинальное давление PN от 1,6 до 8,0 МПа следующих типов:

­ прямого действия с пружинной нагрузкой без устройства для принудительного открытия;

­ прямого действия с пружинной нагрузкой с устройством для принудительного открытия;

­ с пневматическим управлением;

­ со встроенным импульсным механизмом;

­ мембранного типа.

Клапаны предохранительные должны изготавливаться в соответствии с ОТТ-75.180.00-КТН-178-10.

Перед монтажом клапаны должны подвергаться входному контролю, при котором выполняется:

­ проверка эксплуатационной и разрешительной документации (паспорт (формуляр) на клапан установленной формы; паспорт (формуляр) на пружину; расчет или выписка из расчета на прочность корпусных деталей, на сейсмостойкость; сборочные чертежи; руководство по эксплуатации; акт приемо-сдаточных испытаний, копия разрешения Ростехнадзора на применение; копия сертификата соответствия; спецификация на клапан);

­ проверка маркировки;

­ проверка отсутствия на корпусе вмятин, задиров, механических повреждений, коррозии;

­ состояние сварных швов;

­ габаритные и присоединительные размеры (диаметры проходного сечения, строительная длина);

­ параллельность фланцев корпуса и крышки;

­ проверка давления настройки клапана на стенде и соответствие опросному листу.

В процессе эксплуатации на корпусе или крышке клапанов на видном месте должны быть размещены таблички с указанием:

­ технологического номера;

­ давления настройки клапана;

­ давления рабочего.

Мембранные предохранительные устройства должны быть оснащены табличкой с указанием:

­ марки, типа мембраны;

­ номер партии мембран;

­ технологического номера;

­ диаметра номинального DN;

­ давления номинального PN;

­ давления срабатывания;

­ даты установки;

­ даты замены.

Перед эксплуатацией клапанов специалистами РНУ (ПО) разрабатываются инструкции по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту на каждый вид предохранительных клапанов, утверждаемые руководством РНУ (ПО), в которых должны быть указаны:

­ параметры работы предохранительных устройств;

­ требования к эксплуатации;

­ объемы, методы и периодичность ТОР;

­ методы проведения испытаний на прочность и плотность материала корпусных деталей и сварных швов клапана; испытаний на герметичность по подвижным и неподвижным соединениям относительно внешней среды клапана; испытаний на работоспособность (настройка клапана) и герметичность затвора клапана;

­ перечни отказов и критерии предельных состояний клапанов;

­ требования безопасности при эксплуатации.

Запорная арматура (ручная) на входе и выходе клапанов, должна быть открыта и опломбирована. Вывод клапанов из эксплуатации допускается только в аварийных ситуациях и поочередно на время проведения ТОР.

Запорная арматура на входе резервного клапана должна быть закрыта, на выходе - открыта и опломбирована.

При эксплуатации мембранных предохранительных устройств, резервная пара должна быть отсечена запорной арматурой.

Техническое состояние предохранительных устройств проверяется при проведении осмотров. Осмотр проводят специалисты ПС с периодичностью, указанной таблице 5.1. При этом проверяются:

­ герметичность по отношению к внешней среде по корпусным деталям и сварным швам;

­ герметичность по отношению к внешней среде по подвижным соединениям (уплотнение устройства для принудительного открытия);

­ герметичность по отношению к внешней среде по неподвижным соединениям;

­ отсутствие пульсаций, шумов и вибрации;

­ положение задвижек на трубопроводах подключения клапанов, а также трубопроводах подключения резервуаров аварийного сброса;

­ уровень нефти в приемных (сбросных) резервуарах;

­ температура воздуха в блок-боксе (при наличии);

­ целостность пломб.

Для клапанов с пневматической системой управления также контролируется давление в баллонах основной и резервной групп.

Признаками неисправности клапана и необходимости выполнения ремонтных работ являются:

­ негерметичность по отношению к внешней среде;

­ утечка среды пропуск среды через затвор клапана при давлении более низком, чем давление настройки (из-за попадания и задержки на уплотнительных поверхностях посторонних предметов, повреждения уплотнительных поверхностей, нарушения соосности деталей клапана);

­ пульсация быстрое и частое открытие и закрытие клапана (из-за чрезмерно большой пропускной способности, сужения сечения подводящего трубопровода или патрубка);

­ отсутствие срабатывания (клапан не открывается) при заданном установочном давлении (из-за неправильно отрегулированной пружины, большой жесткости пружины, повышенного трения в направляющих золотника).

Периодичность и объем работ по ТОР предохранительных клапанов

Объемы и периодичность ТОР клапанов в процессе эксплуатации приведены в таблице 1.



Таблица 1 - Объемы и периодичность ТОР клапанов

Объем работ	Периодичность проведения работ
1	2
1 ТО
1.1 Все работы выполняемые при осмотре, а также указанные ниже	1 раз в 3 месяца
1.2 Очистка от загрязнений наружных поверхностей
1.3 Контроль отсутствия протечек через затвор клапана (для клапанов с устройствами пневматического управления - по датчику наличия потока, для пружинных клапанов - по шуму)	1 раз в 3 месяца
1.4 Контроль положения задвижек на трубопроводах подключения клапанов, а также трубопроводах подключения резервуаров аварийного сброса
1.5Для клапанов со встроенным импульсным механизмом: Проверка состояния фильтрующих элементов системы двойной фильтрации и их очистка (очистка фильтрующих элементов проводится после каждого срабатывания клапана в соответствие с требованиями РЭ)
1.6 Проверка технического состояния площадок обслуживания
1.7 Для клапанов с устройствами пневматического управления: а) контроль запаса азота в баллонах; б) контроль отсутствия воды в газовой камере; в) проверка герметичности пневмолиний (магистралей)	1 раз в 3 месяца
2 ТР
2.1 Работы в объеме ТО, а также указанные ниже	1 раз в 12 месяцев
2.2 Регулировка (настройка) клапана на наибольшее избыточное давление на входе в предохранительный клапан, при котором затвор закрыт и обеспечивается заданная герметичность затвора (давление настройки). Настройка проводится на специальном стенде. Допускается производить регулировку клапанов без демонтажа при условии наличия отсекающей запорной арматуры, а также патрубков с вентилями для подключения испытательного стенда
2.3 Контроль защитного антикоррозионного покрытия, при необходимости восстановление в соответствие с разделом 27 настоящего документа
2.4 Контроль герметичности затвора предохранительного клапана рабочим давлением
2.5 Замена мембран	По окончанию назначенного срока службы
2.6 Для клапанов с устройствами пневматического управления: а ) настройка управляющего клапана, устройства регулировки времени закрытия перепускного клапана согласно руководству по эксплуатации; б) проверка работоспособности редукторов, предохранительных клапанов баллонной стойки и шкафа управления; в) проверка срабатывания клапана при сниженном давлении настройки путем уменьшения давления азота и последующей настройкой требуемого давления срабатывания	1 раз в 12 месяцев
2.7 Принудительная продувка клапанов с устройствами пневматического управления сжатым воздухом в течение не менее 30 мин	1 раз в год(при подготовке к осенне-зимнему сезону)
3 СР
3.1 Работы в объеме ТР, а также указанные ниже	1 раз в 8 лет
3.2 Разборка, визуальный контроль корпуса, пружин, уплотнительных поверхностей сопла и золотника, регулировочных втулок (на отсутствие трещин, коррозионных язв, забоин, поперечных рисок, вмятин), замена дефектных деталей. Резьба регулировочного винта должна быть чистой и без забоин. Все крепежные детали, имеющие дефектную резьбу, должны быть заменены. При обнаружении следов коррозии или износа корпус клапана подвергается толщинометрии
3.3 Испытание на прочность и плотность материала корпусных деталей и сварных швов клапана пробным давлением 1,25PN в течение 10 мин с последующим снижением давления до PN (PN - номинальное давление фланца выкидного патрубка). Проверка герметичности по подвижным и неподвижным соединениям относительно внешней среды. Протечки и деформации не допускаются
3.4 Испытание пружин путем трехкратного сжатия статической нагрузкой, вызывающей максимальный прогиб, при этом пружина не должна иметь остаточной деформации. Проверка отсутствия поверхностных трещин магнитным, цветным или другим способом
3.5 Замена уплотнений между фланцами, корпусом и крышкой
3.6 Для клапанов c пневматическим управлением замена уплотнений поршень-седло
4 КР
4.1 Работы в объеме ТР, а также указанные ниже	1 раз в 15 лет
4.2 Полная разборка, дефектация, восстановление или замена изношенных деталей; замена крепежных деталей с неисправной резьбой; притирка уплотнительных поверхностей золотника и сопла; сборка, регулировка, испытание на стенде, нанесение антикоррозионного покрытия	1 раз в 15 лет
Примечание - При организации работ по ТО, ТР, СР, КР предохранительных устройств в части периодичности и объемов выполняемых работ необходимо также учитывать требования завода-изготовителя конкретного устройства.

При проведении гидравлических испытаний давление должно контролироваться двумя манометрами. Оба манометра выбираются одного типа, предела измерения, одинаковых классов точности, цены деления. Класс точности манометров должен быть не менее 1 во всем диапазоне измерений.

Для пробного давления 0,9 МПа должны применяться манометры с диапазоном показаний давления от 0 до 1,6 МПа. Для пробного давления 2,4 МПа должны применяться манометры с диапазоном показаний давления от 0 до 4 МПа. Для пробного давления 3,8 МПа должны применяться манометры с диапазоном показаний давления от 0 до 6 МПа. Для пробного давления 6,0 МПа должны применяться манометры с диапазоном показаний давления от 0 до 10 МПа. Для пробного давления 9,5 МПа должны применяться манометры с диапазоном показаний давления от 0 до 16 МПа. Для пробного давления 12,0 МПа должны применяться манометры с диапазоном показаний давления от 0 до 25 МПа.

Испытания должны проводиться на испытательном оборудовании, аттестованном в соответствии с ГОСТ Р 8.568, укомплектованном средствами защиты и измерений, имеющем эксплуатационную документацию и паспорт (формуляр). Средства измерений должны иметь действующие отметки о поверке.

Если при испытаниях будет обнаружено несоответствие клапанов хотя бы по одному из проверяемых параметров, то они бракуются до выявления причин возникновения несоответствий и их устранения. После устранения обнаруженных несоответствий клапаны должны подвергаться повторным испытаниям по всем параметрам.

Давление настройки предохранительных клапанов устанавливается в проектной документации с учетом требований РД-23.060.40-КТН-336-09.

Проверка на герметичность затвора клапана проводится при давлении не более давления настройки, при этом:

- допустимая утечка в затворе клапанов предохранительных с пружинной нагрузкой с уплотнением «металл по металлу» - не более 5,0 см³/мин. Утечка в затворе клапанов предохранительных с пружинной нагрузкой с уплотнением из эластомеров не допускается;

- утечка в затворе клапанов предохранительных с пневматическим управлением и со встроенным импульсным механизмом (с «пилотным клапаном») не допускается.

Требования к оформлению технической документации

По результатам настройки предохранительного клапана и контроля герметичности затвора составляется акт. Акт настройки предохранительного клапана и контроля герметичности затвора оформляется в соответствии с приложением Н.

Сведения о выполненных работах при проведении ТО предохранительных клапанов заносятся в паспорт (формуляр). Паспорт (формуляр) на предохранительный клапан оформляется в соответствии с Е.4 (приложение Е). При внесении сведений допускается делать ссылку на пункты технологической карты или настоящего документа.

Сведения о проведенном ТР, СР, с указанием объема выполненных работ, оформляются актом выполненных работ. Акт хранится до завершения эксплуатации устройств. При внесении сведений о проведенных ТР и СР в паспорт (формуляр) указывается номер акта и результаты ремонтов.

Исполнительная документация по результатам проведения работ по среднему ремонту предохранительных клапанов должна хранится с паспортом-формуляром в который внесены записи о проведении работ в соответствующем разделе с указанием ссылки на акт проведения работ. Акт проведения работ по среднему ремонту, утверждается главным инженером РНУ (ПО) включает в себя выводы по результатам проведенного среднего ремонта (оценки технического состояния), сведения о замененных узлах и деталях, с приложением документов:

­ дефектная ведомость;

­ акт испытаний (на прочность и плотность), оформляется в соответствии с приложением М настоящего документа;

­ акт настройки предохранительного клапана и контроля герметичности затвора.

Нормы трудоемкости ТОР предохранительных устройств

Нормы трудоемкости ТОР предохранительных устройств приведены в таблице 2.

Таблица 2 Нормы трудоемкости ТОР предохранительных устройств

Наименование оборудования	Трудоемкость, чел./ч
	ТО	ТР	СР	КР
1	2	3	4	5
Предохранительные клапаны DN	25	1,2	4,2	5,7	7,2
	50	1,5	5,4	7,3	9,3
	80	1,8	6,6	8,8	11,1
	100	2,2	8,1	10,6	13,2
	125	2,6	9,6	12,4	15,3
	150	3,0	11,1	14,1	17,1
	200	3,5	12,3	15,7	19,2
Примечание -- Нормы трудоемкости обслуживания и ремонтов не предусматривают затрат времени на оформление разрешительной документации, технологические переключения, подготовку инструмента и приспособлений.



5. График объема и периодичности ТОР оборудования предохранительных устройств.

График ТОР предохранительных устройств на 2015 год

№ п/п	Тип, вид, марка оборудования	Технологический номер оборудования	Наработка в предыдущем году (на 30.06), ч	Наработка с начала эксплуатации (на 30.06), ч	Наработка со времени последнего капитального ремонта, ч	Планируемая дата гидравлических испытаний	январь*	февраль*	март*	апрель*	май*	июнь*	июль*	август*	сентябрь*	октябрь*	ноябрь*	декабрь*	Примечания
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
	предохранительные устройства (клапаны, мембраны)	12	8400	42000	-	30.06. 2025		ТО			ТО			ТР			ТО

6. Расчетная часть

Определение требуемых характеристик насосных агрегатов

Задание

Определить требуемые характеристики насосов НПС при заданной пропускной способности нефтепровода

Исходные данные

Заданная пропускная способность трубопровода G = 86 млн. т/год;

Коэффициент неравномерности перекачки: k = 1,07

Годовой фонд рабочего времени: T = 350•24 = 8400 часов

Расстояние между НПС - КП: L = 100 км

Наружний диаметр: D_n = 1220 мм

Толщина стенки = 14 мм

Гидравлические потери в трубопроводах НПС:

h_в = 15 м; h_к = 25м; h_вых = 5 м;

Разность геодезических отметок НПС, КП ?z = -70 м;

Необходимый конечный напор hк=25 м

Свойства нефти:

- кинематическая вязкость нефти: = 1,5·10^-5 м²/с

- плотность нефти: с = 850 кг/м³

Допустимое рабочее давление на входе промежуточной НПС без РП :

Диаметр трубопровода наружный, мм	Марка насоса	Допустимое рабочее давление, МПа
1220	НМ 10000-210	0,8

Вариант	20
Нар. диам. Труб, мм	1220
Толщ. стенки,мм	14
Пропускная способность, млн.т/год	86
Разность геодез. отметок НПС, КП ?z , м	-70



Определение требуемого напора на выходе НПС (H_ст),

Гидравлический расчет магистрального нефтепровода при заданной пропускной способности трубопровода

Определяется расчётная часовая производительность нефтепровода:

, м³/ч

Q_р = (86 · 10⁹) / 350 · 24 · 850) · 1,07 = 12887,95 м³/ч

Определяется расчётная секундная производительность нефтепровода:

Q^с_р = Q_p / 3600, м³/с

Q^с_р = 12887,95 / 3600 = 3,57м³/с

Определяется скорость течения нефти, м/с при производительности, равной пропускной способности:

где Q^с_р - секундный расход, м³/с;

W- фактическая скорость течения нефти в трубопроводе

D - внутренний диаметр трубопровода, [м] .; D= D_н - 2

D_н - нар. диаметр труб, мм

...