Навигация:
Главная → Все категории → Основы газового хозяйства

Газовая арматура и оборудование


Газовая арматура и оборудование

Газовой арматурой называют различные приспособления и устройства, монтируемые на газопроводах, аппаратах и приборах, с помощью которых осуществляется включение, отключение, изменение количества, давления или направления газового потока, а также удаление газов.

Требования к выбору газовой арматуры. При выборе газовой арматуры необходимо учитывать следующие свойства металлов и сплавов:
— природный газ не воздействует на черные металлы, поэтому газовая арматура может быть изготовлена из стали и чугуна;
— из-за более низких механических свойств чугунной арматуры она может применяться при давлениях не более 1,6 МПа;
— при выборе чугунной арматуры необходимо создать такие условия, чтобы ее фланцы не работали на изгиб;
— при существующих допустимых нормах содержания сероводорода в газе (2 г на каждые 100 м3) последний практически не воздействует на медные сплавы. Поэтому арматура для внутридомо-вого газового оборудования может быть из медных сплавов.

Классификация газовой арматуры. По назначению существующие виды газовой арматуры подразделяются на:
— запорную — для периодических герметичных отключений отдельных участков газопровода, аппаратуры и приборов;
— предохранительную — для предупреждения возможности повышения давления газа сверх установленных пределов;
— арматуру обратного действия — для предотвращения движения газа в обратном направлении;
— аварийную и отсечную — для автоматического прекращения движения газа к аварийному участку при нарушении заданного режима.

Рис. 1. Универсальное клиновое соединение:

Вся арматура, применяемая в газовом хозяйстве, стандартизирована. По принятому условному обозначению шифр каждого изделия арматуры состоит из четырех частей.

На первом месте стоит номер, обозначающий вид арматуры. На втором — условное обозначение материала, из которого изготовлен корпус арматуры. На третьем — указывается порядковый номер изделия. На четвертом месте — условное обозначение материала уплотнительных колец: бр — бронза или латунь; нж — нержавеющая сталь; р — резина; э — эбонит; бт — баббит; бк — в корпусе и на затворе нет специальных уплотнительных колец.

Например, обозначение крана типа ПБЮбк можно расшифровать так:
11 — вид арматуры (кран), б — материал корпуса (латунь), 10 — порядковый номер изделия, бк — тип уплотнения (без колец).

Большинство видов арматуры состоит из запорного или дроссельного устройства. Эти устройства представляют собой закрытый крышкой корпус, внутри которого перемещается затвор. Перемещение затвора внутри корпуса относительно его седел изменяет площадь прохода газа, что сопровождается изменением гидравлического сопротивления.

В запорных устройствах поверхности затвора и седла, соприкасающиеся во время отключения частей газопровода, называют уплотнительными. В дроссельных устройствах поверхности затвора и седла, образующие регулируемый проход для газа, называют дроссельными.

Запорная арматура. К запорной арматуре относятся различные устройства, предназначенные для герметичного отключения отдельных участков газопровода. Они должны обеспечивать герметичность отключения, быстроту открытия и закрытия, удобство в обслуживании и малое гидравлическое сопротивление.

В качестве запорной арматуры на газопрово-водах применяются задвижки, краны, вентили, гидравлические затворы.

Важное значение имеет правильный выбор соответствующей арматуры. Например, на газопроводах среднего и высокого давления преимущественно устанавливают задвижки, а на газопроводах низкого давления помимо задвижек монтируют также гидрозатворы. Газопроводы, прокладываемые внутри помещений, должны иметь краны.

Наиболее распространенным видом запорной арматуры являются задвижки, в которых поток газа или полное его прекращение регулируют изменением положения затвора вдоль уплотняющих поверхностей. Это достигается вращением шпинделя. Шпиндель может быть выдвижным или невыдвижным. Невыдвижной шпиндель при вращении маховика перемещается вокруг своей оси вместе с маховиком. В зависимости от того, в какую сторону вращается маховик, нарезная втулка затвора перемещается по резьбе на нижней части шпинделя вниз или вверх и соответственно опускает или поднимает затвор задвижки. Задвижки с выдвижным шпинделем обеспечивают перемещение шпинделя и связанного с ним затвора путем вращения резьбовой втулки, закрепленной в центре маховика.

Рис. 2. Задвижки:
а — параллельная с выдвижным шпинделем: 1 — корпус, 2 — запорные диски, 3 — клин, 4 — шпиндель, Л сальниковая набивка. 6 — маховик, 7 — уплотняющие поверхности корпуса; б — клиновая с невыдвижным шпинделем: 1 — клин, 2 —крышка, 3 — втулка, 4 — гайка, 5 — маховик. 6 — сальник, 7 — буртик, 8 — шпиндель

Для газопроводов с давлением до 0,6 МПа используют задвижки из серого чугуна, а для газопроводов с давлением более 0,6 МПа — из стали.

Затворы задвижек могут быть параллельными и клиновыми. У параллельных уплотнительные поверхности расположены параллельно, между ними находится распорный клин. При закрытии задвижки клин упирается в дно задвижки и раздвигает диски, которые своими уплотнительными поверхностями создают необходимую плотность. В клиновых затворах боковые поверхности затвора расположены не параллельно, а наклонно. Причем эти задвижки могут быть со сплошным затвором и затвором, состоящим из двух дисков. На подземных газопроводах целесообразно устанавливать параллельные задвижки.

Однако задвижки не всегда обеспечивают герметичность отключения, так как часто уплотнительные поверхности и дно задвижки загрязняются. Кроме того, при эксплуатации задвижек неполностью открытым затвором диски истираются и приходят в негодность.

Устранение указанных недостатков связано с большими трудностями. Все отремонтированные и вновь устанавливаемые задвижки необходимо проверять на плотность керосином. Для этого задвижку следует установить в горизонтальное положение и залить сверху керосин, с другой стороны затвор окрашивают мелом. Если задвижка плотная, то на затворе не будет керосиновых пятен.

На подземных газопроводах задвижки монтируют в специальных колодцах из сборного железобетона или красного кирпича. Перекрытие колодца должно быть съемным для удобства его разборки при производстве ремонтных работ.

Колодцы имеют люки, которые легко открываются для осмотра и производства ремонтных работ. На проезжей части дороги люки устанавливают на уровне дорожного покрытия, а на незамещенных проездах — выше уровня земли на 5 см с устройством вокруг люков отмостки шириной 1 м. Там, где это возможно, рекомендуется управление задвижкой вывести под ковер.

В местах пересечения газопроводами стенок колодца устанавливают футляры, которые для плотности заделывают битумом. Колодцы должны быть водонепроницаемыми. Эффективным средством против проникновения грунтовых вод является гидроизоляция стенок колодцев. На случай проникновения воды в колодцах устраивают специальные приямки для ее сбора и удаления.

На газопроводах диаметром до 100 мм при транспортировании осушенного газа устраивают малогабаритные колодцы с установкой арматуры в верхней части, что обеспечивает обслуживание арматуры с поверхности земли. В таких колодцах вместо задвижек устанавливают краны.

Удобнее обслуживать краны с принудительной смазкой. Герметизация в кране достигается за счет введения между уплотняющими поверхностями специальной консистентной смазки под давлением. Заправленная в пустотелый канал верхней части пробки смазка завинчиванием болта нагнетается по каналам в зазор между корпусом и пробкой. Пробка несколько приподнимается вверх,увеличивая зазор и обеспечивая легкость поворота. Шариковый клапан и латунная прокладка предотвращают выдавливание смазки и проникновение газа наружу.

Рис. 3. Устройство газовых колодцев:
а — установка задвижки в колодце: 1 — футляр. 2 —задвижки, 3 — ковер. 4 — люк, 5 — линзовый компенсатор, 6 — газопровод; 7 — устройство малогабаритного колодца: 1 — отвод, 2 — кран, 3 — прокладка, 4 — болт с гайкой, 5 — стенка колодца

Помимо кранов со смазкой применяют простые поворотные краны, которые подразделяются на натяжные, сальниковые и самоуплотняющиеся. Эти краны устанавливают на надземных и внутриобъектовых газопроводах, и вспомогательных линиях (импульсные и продувочные газопроводы, головки конденсатосборни-ков, вводы).

В натяжных кранах взаимное прижатие уплотнительных поверхностей пробки и корпуса достигается навинчиванием натяжной гайки на резьбовой конец пробки, снабженный шайбой.

Для создания натяжения пробки конец ее конической части не должен доходить до шайбы на 2…3 мм, а нижняя часть внутренней поверхности корпуса иметь цилиндрическую выточку. Это дает возможность по мере износа пробки крана опускать ее ниже, натягивая гайку -востовика, и тем самым обеспечивать плотность.

Гидравлические затворы являются простым и плотным запорным устройством для подземных газопроводов низкого давления. Преимущества гидрозатвора: отсутствие необходимости в сооружении колодца, надежность и плотность отключения, возможность использования в качестве сборников конденсата.

Рис. 4. Чугунный кран со смазкой под давлением:
1 — болт, 2 — шариковый клапан, 3 — прокладка, 4 — каналы, 5 — основание пробки

Как видно из рис. 35, через верхнюю часть горшка проходит трубка диаметром 25 мм; нижняя часть трубки скошена для увеличения ее площади и предотвращения засорения. Трубку выводят под ковер и закрывают дюймовой пробкой. В гидравлических затворах высота столба воды должна быть на 200 мм больше, чем максимальное рабочее давление газа.

Для отключения подачи газа пробку на стояке отвертывают и заливают в затвор воду или другую жидкость, уровень которой зависит от давления газа. Уровень воды в гидравлическом затворе замеряют металлическим прутиком, опущенным через трубку. Для возобновления подачи газа жидкость из гидрозатвора удаляют Ручным насосом или мотонасосом.

В гидрозатворе усовершенствованной конструкции установлена дополнительная продувочная трубка диаметром 40 мм, к которой приварен отвод диаметром 20 мм. Трубка для откачки воды проходит через продувочный стояк. Подключение плечей гидрозатвора на разных уровнях обеспечивает одновременное отключение газопровода и продувку газа. В этом случае достаточно залить водой только нижнюю часть горшка и вывернуть пробку для продувки газа.

Рис. 5. Гидравлические затворы:
1 — корпус, 2 — трубка, 3 — подушка под ковер железобетонная, 4 — муфта, 5 – пробка, 6 — прокладка, 7 — продувочный патрубок, 8 — кожух, 9 — внутренняя трубка, 10 — газопровод, 11 — электрод заземления

Конденсатосборники. Опыт эксплуатации подземных газопроводов показывает, что в них часто обнаруживается вода и конденсат. В составе конденсата преобладает вода, которая выделяется из влажных газов при понижении их температуры. Помимо воды из газа конденсируются тяжелые углеводороды. Иногда в газопроводах обнаруживается вода, оставшаяся в них при производстве строительных работ. Для сбора и удаления конденсата и воды в низких точках газопроводов сооружаются конденсатосборники.

В зависимости от влажности транспортируемого газа они могут быть большей емкости — для влажного газа и меньшей — для сухого газа. В зависимости от величины давления газа они разделяются на конденсатосборники низкого, среднего и высокого давления.

Рис. 6. Конденсатосборники:
а — высокого давления, б — низкого давления; 1 — кожух, 2 — внутренняя трубка, 3— контакт, 4 — контргайка, 5 — кран, 6 — ковер, 7 — пробка, 8 — подушка под ковер железобетонная, 9 — электрод заземления, 10 — корпус конденсатосборника, 11 — газопровод, 12 — прокладка, 13 — муфта, 14 — стояк

Конденсатосборник низкого давления представляет собой емкость, снабженную дюймовой трубкой. Как и у гидрозатвора, эта трубка выведена под ковер и заканчивается муфтой и пробкой. Через трубку удаляют конденсат, продувают газопровод и замеряют давление газа.

Эксплуатация конденсатосборников низкого давления и гидравлических затворов в условиях низких температур представляет определенные трудности.

Во многих газовых хозяйствах внедрена установка для откачки конденсата УОКР-04, которая входит в состав комплекта аварийно-ремонтной машины. Насос (БКФ-4) крепится к основанию штатива тремя болтами. Штатив состоит из основания, двух складных стоек и четырех убирающихся ножек. Для подключения установки у штатива раздвигают до упора стойки и выдвигают ножки. Один конец всасывающего рукава подсоединяют к всасывающему патрубку насоса, другой опускают через стояк до дна конденсатосборника.

Рис. 7. Схема установки для ручной откачки конденсата (УСЖР-04):
1 — всасывающий рукав, 2 — штатив, 3 — насос БКФ-4, 4 — нагнетательный рукав, 5, 7 —вентили, 6 — баллон

На конце всасывающего рукава имеется приемный клапан. Насос подсоединяют к баллону через нагнетательный рукав, после чего открывают вентили и качанием ручки приводят установку в действие. Всасывание конденсата происходит через приемный клапан рукава, а нагнетание — через нагнетательный клапан насоса. Нагнетаемая жидкость поступает в баллон по рукаву. В нагнетательном рукаве имеется прозрачная вставка, через которую можно наблюдать за поступлением конденсата в баллон.

Конденсатосборники среднего и высокого давления по конструкции несколько отличаются от конденсатосборников низкого давления. В них имеется дополнительная защитная трубка, а также кран на внутреннем стояке. Отверстие в верхней части стояка служит для выравнивания давления газа в стояке и футляре. Если бы отверстия не было, то конденсат под давлением газа постоянно заполнял бы стояк, что при пониженных температурах вызывает замерзание конденсата и разрыв стояков.

Под действием давления газа происходит автоматическая откачка конденсата.

При закрытом кране газ оказывает противодействие на конденсат, который под действием своей массы опускается вниз. При открывании крана противодействие прекращается и конденсат выходит на поверхность. Чем больше давление газа, тем быстрее и лучше будет опорожняться конденсатосборник.

Компенсаторы. Газопровод длиной в 1 км при нагревании на ГС удлиняется в среднем на 12 мм. Под действием температурных изменений возникают усилия, которые могут привести к сжатию или растяжению газопроводов. Если газопровод не имеет возможности свободно изменять свою длину, то в стенках газопровода возникнут дополнительные напряжения.

В процессе эксплуатации наземных газопроводов величина изменения температуры может достигать нескольких десятков градусов, что вызывает напряжения в несколько десятков МПа. Поэтому для предотвращения разрушения газопроводов от температурных условий необходимо обеспечить его свободное перемещение. Устройствами, обеспечивающими свободное перемещение труб, являются компенсаторы — линзовые лиро- и П-образные. На подземных газопроводах наибольшее распространение получили линзовые компенсаторы.

Компенсатор имеет волнистую поверхность, которая меняет свою длину в зависимости от температуры газопровода и предохраняет его от деформаций.

Линзовые компенсаторы изготовляют сваркой из штампованных полулинз. Для уменьшения гидравлических сопротивлений и предотвращения засорения внутри компенсатора устанавливают направляющий патрубок, приваренный к внутренней поверхности компенсатора со стороны входа газа. Нижняя часть линз через отверстия в направляющем патрубке заливается битумом для предупреждения скопления и замерзания в них воды. При монтаже компенсатора в зимнее время его необходимо немного растянуть, в летнее — сжать стяжными тягами. После монтажа тяги надо снять.

Компенсаторы при установке их рядом с задвижками или другими видами запорных и регулирующих устройств обеспечивают возможность свободного демонтажа фланцевой арматуры и замены прокладок.

Компенсаторы при наличии чугунной арм;#гуры необходимо устанавливать в колодцах и на газопроводах, проложенных по мостам и эстакадам.

Лиро- и П-образные компенсаторы устанавливают в малогабаритных колодцах и наружных газопроводах.

Большим достоинством обладают резинотканевые компенсаторы. Они способны воспринимать деформации не только в продольном, но и в поперечном направлениях. Это позволяет использовать их для газопроводов, прокладываемых на территориях горных выработок и в районах с явлениями сейсмичности.



Похожие статьи:
Оказание помощи пострадавшим

Навигация:
Главная → Все категории → Основы газового хозяйства

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум