ТРУБОПРОВОДНАЯ АРМАТУРА ГАЗОВЫХ СЕТЕЙ

166

Дата актуализации: 

22.12.2023

Трубопроводы оборудуются арматурой, которая обеспечивает управление потоком среды: перекрытие, открытие, регулирование, распределение, смешение, разделение. По трубе могут перемещаться как привычные жидкость или газ, так и пульпа, порошок, суспензия. Например, для энергетических котлов теплоэлектростанций как топливо используется угольная пыль. Перед подачей на горение куски угля необходимо раздробить. К горелке мелкодисперсный порошок перемещается воздухом или в смеси с водой в виде суспензии. Кстати, есть способ транспортирования различных предметов по трубе без измельчения. Это пневматическая почта (рис.1).

Рис.1 Капсула пневмопочты

Для обеспечения различных потребностей требуется большое разнообразие арматуры. Она различается по функциональному назначению и конструкции, принципу управления и области применения, типам и эксплуатационным характеристикам. Трубопроводная арматура имеется в каждом доме. Утром, умываясь, мы пользуемся санитарно-технической арматурой – ванным смесителем. Для обогрева служат системы отопления со своей запорной и регулирующей арматурой. Не говоря уже о производственных объектах: промышленных предприятиях, АЭС, ТЭЦ, теплотрассах, магистральных трубопроводах, которые оснащены различными видами арматуры.

Виды арматуры

Трубопроводная арматура, устанавливаемая на газопроводах, предназначена для управления потоком газа, которое происходит путем изменения площади проходного сечения.

Функциональное назначение арматуры характеризует ее вид, определяемый в соответствии с межгосударственным стандартом ГОСТ 24856 «Арматура трубопроводная. Термины и определения». Арматура, используемая на сетях газораспределения и газопотребления, по функциональному назначению подразделяется на следующие виды (рис.2):

- запорная;

- предохранительная;

- регулирующая;

- отключающая.

Рис.2 Виды трубопроводной арматуры 

Запорная арматура предназначена для перекрытия потока среды с определенной герметичностью. Преимущественное применение на сетях газораспределения и газопотребления находят задвижки и краны, в отдельных случаях используют вентили или дисковые затворы (поворотные заслонки). Самый массовый вид – краны. Они установлены перед каждой газовой плитой, колонкой, котлом в жилых домах, в большинстве случаев имеются перед каждым частным домом. В котельных и пунктах редуцирования газа краны монтируются на импульсных и продувочных трубопроводах, а также на газопроводах при условном проходе до 50 мм. С увеличением условного прохода, обычно 50 мм и более, используют задвижки. С начала XXI века на наружных подземных газопроводах устанавливают шаровые краны диаметром более 50 мм. Их условный проход может составлять и 300 и 500 мм.

На газопроводах природного газа в России установлены десятки миллионов кранов. Как конусных, так и более современных, шаровых. Кстати, основным российским изготовителем шаровых кранов для газовых и водопроводных сетей является Бологовский арматурный завод. Расположен в г.Бологое Тверской области, том самом, «между Ленинградом и Москвой». Работает с 1978 года. Первым в России освоил производство латунных шаровых кранов. В настоящее время предприятие выпускает арматуру более чем 26 наименований.

Рис.3 Регулятор давления газа

В газораспределительных сетях, двигаясь к потребителю, давление природного газа только уменьшается. На выходе из источника газа – газораспределительной станции - проектом устанавливается давление от 1,2 до 0,3 МПа. Большинству потребителей необходимо не более 0,005 МПа. Для жилых домов – вообще не более 0,003 МПа. Регулирующая арматура служит для снижения (редуцирования) давления в системе посредством изменения расхода или проходного сечения. Регуляторы давления газа (рис.3) пунктов редуцирования газа (ПРГ) понижают входное давление и поддерживают его на заданном уровне. У бытовых потребителей непосредственно перед газоиспользующим оборудованием возможна установка регуляторов-стабилизаторов Они поддерживают давление перед аппаратом в заданном диапазоне и обеспечивают его устойчивую работу.

Рис.4 Предохранительные запорные клапаны: а – ПКН, б – КПЭГ

Отключающая арматура предназначена для перекрытия потока рабочей среды в случае изменения заданной величины давления. В ПРГ подобные функции выполняют предохранительные запорные клапаны – ПЗК (рис.4, а). Они контролируют выходное давление. При повышении или понижении за установленные пределы подача газа прекращается. В подавляющем большинстве случаев для работы им не нужен дополнительный источник энергии. Контроль давления на выходе производит мембрана, перекрытие прохода газа происходит под действием пружины или груза.

На сетях газопотребления монтируют предохранительные клапаны с электроприводом (рис.4, б). Они входят в состав автоматики безопасности, которой оснащается газифицированное помещение либо газоиспользующее оборудование.

Предохранительная арматура автоматически защищает оборудование и трубопроводы от недопустимого превышения давления посредством сброса избытка газа в атмосферу. В ПРГ к предохранительной арматуре можно отнести ПСК – предохранительные сбросные клапаны. Контролируемый выход газа в атмосферу позволяет избежать срабатывания запорного клапана и прекращения газоснабжения на тупиковых сетях.

Затвор

Деталь трубопроводной арматуры, которая образует проходное сечение и соединение, препятствующее протеканию среды, называется затвор. Он представляет собой совокупность подвижных и неподвижных элементов. Подвижный элемент может иметь множество наименований – клапан, клин, шибер, золотник, плунжер. Неподвижный узел обычно называется седлом. Оно установлено или сформировано в корпусе арматуры.

У кранов перекрытие потока происходит при вращении пробки. У задвижек перекрытие происходит при перемещении шибера или клина, у вентилей – клапана. Большинство установленной в ПРГ редуцирующей, отключающей и предохранительной арматуры имеет корпус вентильного типа, в котором изменение гидравлического сопротивления, а значит, и количества протекающего газа, происходит при перемещении клапана относительно седла.

Герметичность затвора запорной арматуры характеризует его способность плотно перекрывать поток. Норма герметичности определяется по максимально допустимой утечке в затворе арматуры. ГОСТ 9544 устанавливает следующие классы герметичности: А, АА,B, C, СС, D, Е, ЕЕ, F и G. А – самый высокий, G – худший.

Рис.5 Стенд для испытаний арматуры

Порядок проведения испытаний на герметичность определяется ГОСТ 33257 «Арматура трубопроводная. Методы контроля и испытаний». Испытания проводят воздухом или водой на специальных стендах (рис.5). На них же проводят проверку изделий на прочность и плотность. Допускаются другие среды – гелий, азот, фреон, керосин. Но обычно применяют общедоступные воду или воздух. При этом давление газов ограничивается – не более 0,6 МПа.

С одной стороны на закрытый затвор арматуры подают под давлением испытательную среду, с другой стороны определяют величину протечки. Например, класс А характеризует отсутствие видимых утечек в течение времени испытания.

Привод

Привод – устройство для управления арматурой, предназначенное для перемещения запирающего элемента. Он не только двигает запирающий элемент, но при необходимости создает необходимое усилие. В зависимости от потребляемой энергии привод может быть ручным, электрическим, гидравлическим, пневматическим или их комбинацией.

Рис.6 Маховик

На газопроводах в основном применяется арматура с ручным приводом, который работает за счет энергии человека. Для передачи усилия на запорный орган служат маховик или рукоятка. Первый имеет вид колеса, установленного на шпинделе (штоке) арматуры (рис.6). Рукоятка представляет собой приспособление для держания рукой.

Рис.7 Задвижка с электроприводом 

Для запорной арматуры больших диаметров достаточно часто применяют электропривод (рис.7). Он включает в себя систему управления, электродвигатель и редуктор. Электропривод может обеспечивать дистанционное управление посредством современных систем автоматического управления технологическим процессом распределения газа (АСУ ТП). Арматуру с электроприводом дополнительно оснащают ручным дублером-маховиком на случай отключения электропитания или поломки электродвигателя.

Рис. 8 Электромагнитный клапан КЗГЭМ

В электромагнитном приводе перемещение запорного органа происходит в результате взаимодействия электромагнитного поля и сердечника из ферромагнитного материала в электромагнитной катушке. Таким образом электрическая энергия преобразуется в механическую. Электромагнитный привод применяется в запорных клапанах систем контроля загазованности (рис.8) и газогорелочных устройств.

Для крановых узлов, размещаемых на наружных газопроводах больших диаметров, часто используется пневматический привод. Он организуется от баллонов со сжатым газом в местностях, где нет доступа к электрической сети.

- Место работы - ООО «Газпром газораспределение Нижний Новгород»

- Автор популярных книг и учебных пособий по устройству и эксплуатации газового оборудования

Пройдите курсы по промышленной безопасности
И получите удостоверение

Подробности здесь