ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ ЗАПОРНЫЕ КЛАПАНЫ

Предохранительный запорный клапан (ПЗК) - это устройство, которое прекращает подачу газа, при этом время закрытия клапана должно быть не больше 1 сек. ПЗК в пунктах редуцирования газа относятся к отключающей арматуре.

Повышение или понижение давления после регулятора сверх допустимых пределов может привести к аварийной ситуации. При чрезмерном повышении давления газа в сетях возможны отрыв пламени у горелок с их погасанием и скоплением газовоздушной смеси, нарушение герметичности газопроводов и оборудования, выход из строя КИП и т. д. Значительное понижение давления газа может привести к проскоку пламени в горелку или погасанию пламени, что вызовет скопление газовоздушной смеси в топках котлов или в помещениях газифицированных зданий. Для предупреждения недопустимого изменения давления газа служат ПЗК, которые прекращают подачу газа.

Параметры настройки предохранительной (ПСК) и отключающей (ПЗК) арматуры должны обеспечивать защиту газопроводов и оборудования, расположенных ниже по потоку газа, от недопустимого изменения давления, а также безопасную работу газоиспользующего оборудования в диапазоне давлений, установленном его изготовителями.

В ПЗК имеется клапан, который в ситуациях, способных привести к аварии, садится на седло и перекрывает поток газа. ПЗК в пунктах редуцирования газа устанавливаются перед регулятором, они прекращают подачу газа при повышении (верхний предел настройки) или понижении (нижний предел настройки) выходного давления сверх допустимых пределов.

ПЗК изготавливаются таким образом, чтобы не допустить самопроизвольного открытия клапана ПЗК. Открытие ПЗК производится вручную после выявления причины срабатывания и устранения неисправности. Герметичность клапана ПЗК должна соответствовать классу А - нет видимых протечек, что достигается за счет резинового уплотнения клапана.

Клапаны предохранительные запорные ПКН (ПКВ) предназначены для прекращения подачи газа при повышении или понижении выходного давления за пределы нормы.

Диапазон настройки на срабатывание при повышении выходного давления:

• - ПКН - 0,002-0,06 МПа (200-6000 даПа);
• - ПВК - 0,03-0,6 МПа (0,3-6 кгс/см2).

Диапазон срабатывания при понижении выходного давления:

• - ПКН - 0,0003-0,003 МПа (30-300 даПа);
• - ПКВ - 0,003-0,03 МПа (0,03-0,3 кгс/см2)

Проход газа через предохранительно-запорный клапан ПКН (рис. 88) прекращается при посадке клапана на седло в корпусе. Клапан через шток соединен с рычагом с помощью вилки, укрепленной на валу рычага. В клапане имеется устройство, выполняющее функции перепускного клапана для выравнивания давления газа до и после клапана в момент его открытия.

Рис. 88. Предохранительно-запорный клапан ПКН

Когда клапан и соединенный с его штоком рычаг подняты, штифт рычага сцеплен с крючком анкера. Молоток удерживается в вертикальном положении коромыслом («зацеп»). Зацеп возможен в том случае, если давление газа под мембраной находится в пределах настройки. Газ выходного давления подается под мембрану через штуцер. Настройку клапана на верхний предел производят, изменяя сжатие большой пружины вращением регулировочной втулки. Внизу пружина опирается на тарелку, свободно лежащую на выступах крышки

Если давление под мембраной возрастет выше верхнего предела настройки, усилие, передаваемое через мембрану на шток, превысит усилие, создаваемое большой пружиной. Шток вместе с левым концом коромысла поднимется, молоток выйдет из зацепления с коромыслом. Падая, молоток повернет анкер и выведет из зацепления рычаг. Под действием веса рычага клапан перекроет газ.

В торцевое углубление регулировочного винта опирается регулировочная шпилька, на резьбу которой навернута гайка, служащая опорой малой пружины. Сжатием этой пружины изменяют настройку клапана на срабатывание на нижнем пределе. Настройку производят вращением регулировочной шпильки, перемещающей гайку. При уменьшении давления газа под мембраной меньше нижнего предела шпилька вместе со штоком под действием малой пружины опускается вниз, отводя правый конец коромысла и освобождая молоток. При этом клапан закрывается так же, как и при повышении давления. Настройку ПКН на срабатывание производят сначала на нижнем пределе, затем - на верхнем.

Предохранительный клапан ПКК-40М применяется в ГРПШ, на линиях редуцирования на отопление в ГРП. У многих комбинированных регуляторов - РДУ-32, РДСК-50/400, РДНК-50/400 и др. - конструкция автоматического отключающего устройства аналогична конструкции ПКК-40М. ПКК-40М прекращает подачу газа при увеличении выходного давления сверх установленных пределов (верхний предел настройки) и при уменьшении входного давления ниже 1500 даПа. Если необходимо, чтобы ПКК- 40М прекращал подачу газа при уменьшении выходного давления ниже установленного предела (нижний предел настройки), его комплектуют импульсным реле. Пределы срабатывания ПКК-40М:

• - с пружиной низкого давления (диаметр проволоки настроечной пружины 2 мм) - 150-500 даПа;
• - с пружиной среднего давления (диаметр проволоки настроечной пружины 4 мм) - 500-6000 даПа.

Рис. 89. Предохранительно-запорный клапан ПКК-40М

ПКК-40М имеет муфтовый корпус вентильного типа (рис. 89), промежуточное кольцо, крышку и регулировочный стакан. Между корпусом и промежуточным кольцом зажата нижняя мембрана, которая жестко связана со штоком основного запорного клапана. Клапан в закрытом положении перекрывает проход газа: его прижимает к корпусу пружина клапана и входное давление газа. Между промежуточным кольцом и крышкой зажата верхняя мембрана, в центральной части которой закреплена резиновая пробка. Верхняя мембрана и пробка отжимаются вниз настроечной пружиной.

Когда запорный клапан прижат к седлу (проход газа закрыт), через отверстие в штоке клапана в межмембранном пространстве поддерживается входное давление. Для открытия клапана необходимо отвернуть пусковую пробку. При этом газ через отверстия в пробке из межмембранного пространства будет сбрасываться в атмосферу. Так как площадь каждого из отверстий в пробке намного больше площади отверстия в штоке клапана, то давление в межмембранном пространстве резко понизится. Нижняя мембрана под действием входного давления поднимется вверх до тех пор, пока сопло отверстия в штоке не упрется в резиновую пробку. Вместе с мембраной поднимется вверх шток и запорный клапан, открывая проход газа. После открытия клапана межмембранное пространство заполнит газ из выходного газопровода, который поступает через обратный клапан. После ввертывания пусковой пробки на место в межмембранном пространстве устанавливается выходное давление.

На закрытие при заданном выходном давлении ПКК-40М настраивается сжатием настроечной пружиной с помощью стакана. При увеличении давления газа в межмембранном пространстве выше заданного усилие, действующее на верхнюю мембрану снизу, преодолевает силу пружины. При этом мембрана поднимется вверх, открывая сопло в штоке клапана. Межмембранное пространство через отверстие в штоке клапана заполняется газом из входного газопровода. Давление по обе стороны нижней мембраны выровняется, и запорный клапан перекроет проход газа к регулятору. Обратный клапан не позволяет перетекать газу входного давления из межмембранного пространства через импульс в выходной газопровод.

Если перепад давлений под и над нижней мембраной станет меньше 1500 даПа (0,15 кгс/см2), то усилие, создаваемое газом на мембрану, окажется недостаточным для сжатия пружины клапана. В результате мембрана вместе со штоком опустится, и клапан перекроет проход газа.

Предохранительные запорные клапаны КПЗ предназначены для автоматического прекращения подачи газа к потребителям при повышении или понижении выходного давления сверх заданных пределов. Клапаны КПЗ изготавливаются с условным проходом 50 и 100 мм и могут контролировать низкое, среднее или высокое выходное давление.

Рис. 90. Предохранительный запорный клапан КПЗ:

I - корпус; 2 - клапан с резиновым уплотнением; 3 - ось;

• 4, 5 - пружины; 6 - рычаг; 7 - механизм контроля;
• 8 - мембрана; 9 - шток; 10, 11 - пружины; 12 - упор;
• 13, 14 - втулка; 15 - наконечник; 16 - рычаг

Клапан имеет чугунный корпус 1 фланцевого типа (рис. 90). Внутри корпуса находится седло, которое перекрывается клапаном 2 с резиновым уплотнением. Клапан 2 закреплен на оси 3, которая размещена в корпусе 1. На оси 3 установлены пружины 4, 5, которые одним концом упираются в корпус 1, а другим - в клапан 2. На конце оси 3, выходящем наружу, жестко закреплен рычаг 6, который удерживается рычагом 16. На корпусе закреплен механизм контроля 7, в котором имеется мембрана 8, шток 9 и жестко закрепленный на нем наконечник 15. Наконечник 15 входит в зацепление с упором 12 рычага 16 и не дает ему провернуться. Мембрана уравновешивается выходным давлением и пружинами 10, 11, усилия которых регулируются при вворачивании втулок 13 и 14. Выходное давление подается в подмембранную полость механизма контроля 7, в результате наконечник 15 находится в среднем положении и удерживает рычаг 16. При повышении или понижении давления в подмембранной полости сверх пределов настройки происходит перемещение наконечника 15, который освобождает связанные между собой рычаги 16 и 6. При этом ось 3 поворачивается. Под действием пружин 4 и 5 клапан 2 закрывает проход газа. Открытие клапана 2 после срабатывания производится вручную поворотом рычагов 6 и 16 до фиксации их с наконечником 15. При этом клапан 2 удерживается в открытом положении.