Клапани запобіжні, запірні, запірно-регулюючі, балансувальні

МОНТАЖ І ОБВ`ЯЗУВАННЯ ЗАПОБІЖНИХ КЛАПАНІВ

Запобіжні клапани розміщуються в місцях, які доступні для їх технічного обслуговування, демонтажу і монтажу.

Клапани запобіжні на вертикальних апаратах зазвичай встановлюються на верхньому днище, на горизонтальних ж апаратах і трубопроводах встановлюються в зоні газової (чи парової) фази, тобто на верхньої твірної циліндра. Запобіжні клапани встановлюються на апаратах, трубопроводах у місцях, які виключають утворення застійних зон і так званих гідравлічних мішків.

На апаратах колонного типу де є велика кількість тарілок при потенційній можливості різкого збільшення опору за рахунок порушення технологічних умов, що може призвести до суттєвої різниці між тисками у верхній і кубової частинах апарату, запобіжні клапани необхідно встановлювати в кубової частини колони (зона газової фази куба).

У ректифікаційних апаратах з винесеними варниками клапани запобіжні повинні встановлюватися переважно на колонах.

В апаратах з окремими від колони резервними і робочими варниками запобіжні клапани встановлюються в тому числі і на варниках. Якщо запобіжний клапан по конструкційним критеріям не можна розмістити нагорі колони, то його дозволяється встановлювати на шлемовій трубі.

Запобіжні клапани встановлюються на трубопроводах або патрубках, безпосередньо приєднаних до апарату. Під`єднувальні трубопроводи запобіжних клапанів захищаються від замерзання всередині їх робочого середовища. У випадку встановлення на одному трубопроводі (або патрубку) кількох запобіжних клапанів площа поперечного перерізу трубопроводу (або патрубка) повинна бути не менше 1,25 загальної сумарної площі перерізу усіх запобіжних клапанів, які встановлені на ньому. При розрахунку перерізу під`єднувальних трубопроводів завдовжки понад 1000 мм потрібно також враховувати ще й величину їх опорів.

Падіння тиску перед запобіжним пружинним клапаном в вхідному трубопроводі при найбільшій перепускністі запобіжного клапана не повинна бути більше 3% від Рн. Забір робочого середовища рідкого або газоподібного з патрубків, на яких встановлені клапани запобіжні, а також на ділянках приєднувальних трубопроводів від апарата до запобіжних клапанів, не допускається. Якщо проектний тиск апарату дорівнює, або більше тиску джерела, і в апараті виключена можливість збільшення тиску від обігрівання або хімічної реакції, то встановлення на ньому манометра, а також запобіжного клапана не обов`язково. Якщо проектний тиск апарату, повністю заповненого рідиною, дорівнює або перевищує тиск джерела рідини, то встановлення запобіжного клапана на ньому необхідне у випадку існування можливості підвищення тиску з причини теплового розширення рідкого робочого середовища від сонячного нагрівання.

Апарат, який розрахований на тиск менше тиску живильного джерела рідини чи газу, повинен мати на підвідному трубопроводі відгалуження з автоматичним редукувальним пристроєм з манометром, атакож запобіжним клапаном, встановленими після редукувального пристрою на боці меншого тиску. У випадку встановлення байпаса (обвідної лінії) він також повинен бути оснащений редукувальним пристроєм. Для групи апаратів, що працюють на однаковому тиску, дозволяється встановлення одного редукуючого клапана і клапана запобіжного на загальному підводному трубопроводі до самого першого відгалуження до одного з апаратів. У таких випадках монтаж запобіжних клапанів на самих апаратах не обов`язковий, якщо конструктивно в них виключена потенційна можливість підвищення тиску понад нормативний. У тому випадку, коли який-небудь автоматичний редукуючий пристрій не може надійно працювати у зв`язку з фізичними властивостями робочого середовища, допускається встановлювати регулятор витрат. У цьому випадку повинен передбачатися захист від ненормативного підвищення тиску.

Положення при установленні запобіжних клапанів повинно повністю відповідати вказівкам технічної документації на відповідні клапана. Діаметр трубопроводу, призначеного для монтажу клапана запобіжного, не повинен бути менше діаметра відповідного вхідного патрубка запобіжного клапана. Установлення арматури між апаратом і встановленим на ньому запобіжним клапаном, а також на трубопроводі за запобіжним клапаном категорично не допускається. Конструкція пружинного запобіжного клапана повинна передбачати пристосування для перевірки його справності в робочому стані за допомогою примусового підривання його в процесі роботи. Допускається монтаж запобіжних клапанів без пристосування для примусового відкривання, якщо примусове відкриття заборонено у зв`язку з властивостями середовища (вибухонебезпечна, пожежонебезпечна, а також містить речовини 1, 2 класів небезпеки) або ж згідно з умовами техпроцесу. У цьому випадку перевірка спрацьовування клапанів запобіжних повинна проводитися на спеціальних стендах. Періодичність цієї перевірки визначається головним інженером підприємства, який повинен виходити з критерію забезпечення надійності спрацьовування запобіжних клапанів між їх перевірками. Скидb газів і пари від запобіжних клапанів, що спрацювали, встановлених на апаратах з пожежонебезпечними або вибухонебезпечними середовищами, де при скиданнях можливий витік рідини, необхідно направляти в закриту систему і далі послідовно на факел. Якщо витік рідини з парою, або вибухонебезпечними, або пожежонебезпечними газами, виключається, то такі скидb від запобіжних клапанів, що спрацювали, слід відправляти на факел.

Забороняється відправляти у факельну систему:

• продукти, які можуть самозайматися;
• продукти, які розкладаються з виділенням тепла;
• різноманітні окислювачі;
• продукти, які здатні вступати в хімічну реакцію з іншими продуктами, одночасно з ними спрямовані у факельну систему;
• чисте повітря без домішок;
• продукти, які містять кислі або лужні хімічно агресивні домішки.

Примітка. Хімічно агресивні до металів гази і пари в обов`язковому порядку повинні скидатися в спеціалізовану факельну систему, виготовлену з інертного до них матеріалу. У тих випадках, коли таке можливо за умовами техпроцесу, скиди від запобіжних (пружинних та ін.) клапанів, змонтованих на апаратах з пожежонебезпечними та вибухонебезпечними середовищами, слід направляти в апарати такої ж системи, проте працюючі під дещо меншим тиском і також забезпечені запобіжними клапанами різних конструкцій.

Скиди газів і парів здійснене від клапанів запобіжних, встановлених на ємностях товарно-сировинних і інших складів призначених для зберігання зріджених вуглеводневих газів і ЛЗР під тиском, слід перенаправляти на факельну систему установки або окрему спеціальну факельну систему. При цьому на існуючих складських ємностях повинні бути обов`язково встановлені як резервні так і робочі клапани.

Трубопроводи великої протяжності, повністю наповнені СУГ з температурою середовища нижче 50° С, і що мають відключаючу запірну арматуру на кінцевих ділянках трубопроводу, в яких теоретично можливе перевищення нормативного тиску через теплове розширення робочої рідини, яка в них знаходиться, внаслідок сонячного нагрівання або примусового обігрівання, повинні обов`язково бути захищені перепускними клапанами. Такі трубопроводи з пожежонебезпечними рідинами і ЛЗР підлягають захисту, тільки якщо вони мають на собі обігріваючих супутників.

Усі скиди від перепускних клапанів, слід направляти в трубопровід для рідини такої ж системи, пов`язаний з ємністю апарату, який має парову фазу над рідинною. Безпосередньо в атмосферу можна спрямовувати всі скиди парів і газів від запобіжних клапанів, що спрацювали, встановлених на ємностях апаратів, що не мають вибухонебезпеки, і нешкідливими речовинами, такими як чистий стисле повітря, інертний газ (гелій, аргон тощо), водяну пару і т. п. При здійсненні викидів в атмосферу, допускається додаткове установлення між апаратом (посудиною) і запобіжними клапанами триходового крана, призначеного для перемикання. Також можливе використання вентиля за необхідної умови, що перемикальний вентиль або кран монтується на трубопроводі, який з`єднує апарат з двома встановленими на ньому запобіжними клапанами, і що при усіх положеннях золотника вентиля або пробки крана від апарату не буде відключені обидва запобіжних клапана.

У технічно обгрунтованих випадках, під час проектування та практичної неможливості виконання обов`язкових вимог щодо скидання в факельну систему або закриту систему, допускається виконувати такі скидання на так звану свічку в атмосферу. Дозволяється направляти без факельної системи безпосередньо в атмосферу скиди від клапанів запобіжних, відносно легких, які мають густину по повітрю не більше 0,8 вуглеводневих газів, які не містять сірководень, і мають температуру нижче мінус 30° С.

Труби, призначені для скидання в атмосферу від запобіжних клапанів, що спрацювали, з пожежонебезпечними, вибухонебезпечними речовинами і речовинами 1 а також 2 класів небезпеки по визначеннях ГОСТ 12.1.007-76 повинні виводитися на рівень висоти, що визначається технічним розрахунком на розсіювання таких викидів, але не менше 5 м від найвищої точки технологічних майданчиків апаратів при зовнішній установці або будівлі, в якій ці апарати розміщені. Вони повинні розміщуватися по периметру на максимально можливо далекій відстані від повітрозабірних труб вентиляційних систем в безпечному місці, 30 м від безпосередньо допоміжних приміщень. Також повинні враховуватися вітри переважного напрямку, і також вони повинні знаходитися в зоні дії пристроїв грозозахисту. Усі скидні труби від діючих запобіжних клапанів, встановлені на азоті, водяній парі або стисненому повітрі, допускається розташовувати практично на будь-якій висоті, за умови забезпечення безпеки персоналу, що обслуговує територію. Скиди рідини від запобіжних клапанів, які встановлені на ємностях, рідинних апаратах або трубопроводах, заповнених повністю рідиною, рекомендується направляти в апарати такої ж системи, що працюють у більш сприятливих умовах по тиску і забезпечені запобіжними клапанами, встановленими на ємностях цих апаратів в зоні газової (або парової) фази.

Діаметр скидного трубопроводу, розташованого після встановленого клапана запобіжного, повинен бути не менше вихідного діаметра патрубка клапана. У випадку з`єднання скидних труб від кількох діючих запобіжних клапанів, які встановлені на одному апараті (посудині) і розрахованих на одночасну роботу, площа поперечного перерізу скидного колектора повинна бути не менше загальної суми площ вихідних патрубків цих запобіжних клапанів, тобто

F = Σf, мм²,

там де F - переріз загального об`єднаного виходу, мм²,

f - переріз вихідного патрубка клапана мм².

Скидні труби від діючих запобіжних клапанів, які встановлені на ємностях апаратів з нейтральними робочими середовищами, заборонено об`єднувати з скидними трубами від діючих запобіжних клапанів, встановлених на ємностях апаратів, що містять хімічно шкідливі речовини або речовини, що можуть вступати в хімічну реакцію. При проектуванні скидних трубопроводів від діючих запобіжних клапанів також слід враховувати, що:

• при здійсненні скидань в атмосферу через вертикальні стояки, опір такого скидного трубопроводу повинен мати мінімальну величину і в жодному разі не перевищувати 5% бар`єр від тиску налаштування запобіжного клапана. При цьому розрахунок необхідно проводити по максимальному рівню викиду від одного клапана або групи, якщо вони встановлені на ємності одного апарату;
• тиск в скидному трубопроводі при скидах безпосередньо в закриту систему має бути постійним, а коливання тиску в ємності апарату, куди безпосередньо спрямовується скид, допустимо в межах від -10% - до +5% від робочого тиску в закритій системі скидання.

Щоб уникнути конденсації, кристалізації, забивання або застигання прохідного перерізу скидні труби проведені від кожного запобіжного клапана до колектора, при існуючій необхідності повинні бути обігріті або теплоізольовані, залежно від температури продукту, що скидається, його хімічного складу, фізичних та інших властивостей. Вертикальні стояки, що відводять скиди запобіжних клапанів в атмосферу, при необхідності також повинні бути теплоізольовані або обігріті.

З метою запобігання замерзання води конструкція вертикального стояка від запобіжних клапанів спрямованого в атмосферу повинна мати конструкцію, що виключає можливість попадання в стояк атмосферних опадів (дощу, снігу), а також від впливу реактивних та інших сил при спрацьовуванні клапана.

Врізати скидні трубопроводи від запобіжних клапанів безпосередньо в колектор слід зверху. Гідравлічні мішки на таких трубопроводах не допускаються. Кріплення підводних і відвідних трубопроводів запобіжних клапанів повинні розраховуватися з урахуванням динамічних впливів і статичних навантажень, що виникають у разі спрацьовування запобіжного клапана.

Відвідні трубопроводи запобіжних клапанів, що працюють на газоподібному середовищі, в місцях теоретично можливого скупчення конденсату обов`язково обладнуються отворами для дренування. Ці отвори повинні бути діаметром від 20 до 50 мм і мати відвідний трубопровід для відведення рідини без встановленої запірної арматури. Середовище, відібране з клапанів запобіжних чи дренажного пристрою, необхідно відводити в безпечне місце.