Устройство регулирования и контроля давления настройки предохранительных клапанов

ГАЗОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ № 8 | 788 | 2019 г.

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ

УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ ДАВЛЕНИЯ НАСТРОЙКИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ

Х.Д. Ханакаев, ООО «Газпром трансгаз Махачкала» (Махачкала, РФ) А.Ш. Агаларов, ООО «Газпром трансгаз Махачкала» О.К. Курбанов, ООО «Газпром трансгаз Махачкала»

При эксплуатации газораспределительных станций (или сосудов, работающих под давлением) для предотвращения аварийных ситуаций, связанных с несанкционированным повышением давления на выходе вследствие возникновения неисправности в работе регуляторов давления, широко применяются пружинные предохранительные клапаны [1].

На газораспределительной станции предохранительный клапан ограничивает давление газа при повышении давления в сети сверх допустимого предела путем его сброса в атмосферу до установленной величины. ООО «Газпром трансгаз Махачкала» разработало контроллер -устройство регулирования и контроля давления настройки предохранительных клапанов, позволяющее легко настроить клапан без демонтажа, устранить выбросы природного газа в атмосферу и осуществлять полный дистанционный контроль за работой оборудования.

Такой предохранительный клапан (ПК) (рис. 1.) состоит из двух фланцевых соединений 4 и 5, одно из которых сообщается с сетью повышенного давления, а другое -с сетью пониженного давления (чаще всего - атмосферой). Между собой они могут сообщаться через седло клапана 3, к которому в закрытом состоянии с помощью пружины 8 и штока 7прижат золотник клапана 2. Корректная работа ПК зависит от исправности элементов его конструкции и правильной их настройки.

Испытания ПК производятся на специальных стендах [2, 3], где помимо других параметров клапана проверяется возможность настройки его на различные давления срабатывания. Для газораспределительных станций эта величина составляет 12 % от величины установленного рабочего давления на выходе [4].

Давление срабатывания ПК, при котором он откроется, зависит от степени сжатия пружины 8. Оно регулируется с помощью регулировочной втулки 12, которая перемещается при вращении за счет резьбового соединения с корпусом предохранительного клапана. Регулировочная втулка оказывает давление на шайбу, размещенную на конце пружины,

а она перемещает конец пружины, регулируя силу прижатия золотника к седлу.

Применение переносных стендов для настройки ПК на газораспре -делительных станциях связано со значительными затратами на приобретение и техническое обслуживание таких стендов. В процессе настройки необходимо демонтировать ПК и установить на стенд (что достаточно проблематично для ПК большой производительности с большим диаметром седла и на высокое давление), а после завершения работ по настройке на давление срабатывания - вернуть его на место эксплуатации.

Настройка ПК посредством воздействия на его золотник природным газом на месте эксплуа -тации связано с неоднократным повторением процедуры настройки и выбросом природного газа в атмосферу [5]. При использовании инертного газа вместо природного требуется емкость, наполненная газом под высоким давлением.

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

Описанные недостатки устраняются, если между верхней опорной шайбой 9 ПК и регулировочной втулкой 12 установить дополнительную шайбу 11 и датчик силы 10

(в виде полого цилиндра), как указано на рис. 1. Датчик силы через разъемное соединение в корпусе 1 подключен к контроллеру 13. При таком подключении датчик силы с контроллером измеряют силу сжатия пружины, от которой зависит давление срабатывания ПК.

Регулировочная втулка ПК, перемещаясь при вращении по резьбовому соединению и оказывая давление на дополнительно

Рис. 1. Предохранительный клапан с дополнительной шайбой и датчиком силы

ГАЗОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ № 8 | 788 | 2019 г.

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ

Рис. 2. Патент РФ № 2578489 «Устройство регулирования и контроля давления настройки предохранительных клапанов»

установленную опорную шайбу 11, датчик силы 10 и верхнюю опор -ную шайбу 9, сжимает пружину 8. Она, в свою очередь, прижимает шток с золотником к седлу. Сила F, с которой золотник прижимается к седлу:

F = F + G,

упр

F F +G

о =— = JÜP_

част 5 5 '

Процедура настройки ПК будет заключаться в выставлении на экране контроллера заранее известного значения силы упругости:

P S - G

вращением регулировочной втулки. Контроллер можно запрограммировать как на индикацию давления настройки ПК Р по выше-

г наст

приведенным алгоритмам, так и на индикацию давления начала открытия Р (Па) [6]:

P < (1,05-1,07).P

но х ' ' ' на

где Рупр - сила упругости пружины, которая измеряется датчиком силы 10 и контроллером 13, Н; в - вес двух опорных шайб 6 и 9, датчика силы 10, пружины 8 и штока 7 с золотником 2, Н.

Давление настройки предохранительного клапана (Па) [2] будет равно:

где S - площадь сечения седла (золотника), м2.

По окончании настройки контроллер отсоединяется от датчика, и его можно использовать для настройки других ПК при условии создания соответствующей базы данных.

Предложенный метод описан в полученном ООО «Газпром трансгаз Махачкала» патенте РФ № 2578489 «Устройство регулирования и контроля давления настройки предохранительных клапанов» [7] (рис. 2.).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Реализация предложения не связана со значительными затратами (есть заинтересованные в этом предприятия), но в результате внедрения оно даст эксплуатирующему персоналу возможность быстро и точно настроить ПК без их демонтажа с мест эксплуатации и исключит выбросы природного газа в атмосферу. Кроме того, датчик силы можно интегрировать в систему автоматического управления газораспределительной станцией, что позволит дистанционно контролировать давление настройки

Рис. 3. Установка датчика силы и дополнительной шайбы в мембранное устройство защитного устройства ЗУ 80М-04

ПК, факт его срабатывания, а также выполнение соотношения (4). Описанный выше способ применим и для настройки давления срабатывания защитных устройств (например, ЗУ 80М-04), установленных перед регуляторами давления типа РДМ. При этом необходимо учитывать, что в = 0, т. к. элементы конструкции мембранного устройства (МУ 16-02 или МУ-С, рис. 3), служащего датчиком срабатывания защитного устройства, расположены горизонтально.

ГАЗПРОМ

МАХАЧКАЛА

ООО «Газпром трансгаз Махачкала»

367030, РФ, Республика Дагестан, г. Махачкала, 3-й Хаджи Булача туп., д. 13 Тел.: +7 (8722) 51-93-43 Факс: +7 (8722) 51-95-53 E-mail: gaz@dgp.gazprom.ru www.makhachkala-tr.gazprom.ru

ЛИТЕРАТУРА

1. А.А. Данилов. Автоматизированные газораспределительные станции. Справочник. СПб.: ХИМИЗДАТ, 2004. 544 с.

2. ГОСТ 12.2.085-2017. Арматура трубопроводная. Клапаны предохранительные. Выбор и расчет пропускной способности [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/1200158777 (дата обращения: 08.08.2019).

3. Е.Г. Пинаева, В.П. Лавреженкова. Методика настройки предохранительных клапанов по российским и европейским стандартам // Арматуростроение. 2010. № 2. С. 11-13.

4. СТО Газпром 2-2.3-1122-2017. Газораспределительные станции. Правила эксплуатации. М.: ПАО «Газпром», 2017. 239 с.

5. СТО Газпром 3.3-2-044-2016. Методика нормирования расхода природного газа на собственные технологические нужды и технологические потери магистрального транспорта газа. М.: ООО «Газпром экспо», 2016. 91 с.

6. ГОСТ 33257-2015. Арматура трубопроводная. Методы контроля и испытаний. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/1200122471 (дата обращения: 08.08.2019).

7. Патент № 2578489 РФ. Устройство регулирования и контроля давления настройки предохранительных клапанов / К.Б. Гусейнов, А.Ш. Агаларов, О.К. Курбанов. Заявл. 27.11.2014, опубл. 27.03.2016 [Электронный ресурс]. Режим доступа:

https://patents. s3.yandex.net/RU2578489C1_20160327. pdf (дата обращения: 08.08.2019).

упр