На какое давление рассчитаны дыхательные клапана

Дыхательные клапаны: тонкости проектирования

О клапанах в целом

Дыхательную арматуру устанавливают на стационарной кровле резервуаров с целью обеспечения проектных величин внутреннего давления и вакуума. Дыхательную арматуру выполняют в виде дыхательных клапанов для регулирования избыточного и вакууметрического давления (вакуума), предохранительных клапанов, а также в виде вентиляционных патрубков или проемов.

В общем случае клапаны различаются по типу затвора — с механическим и гидравлическим затвором. Первые используют в качестве дыхательных и предохранительных, вторые — только в качестве предохранительных, что связано с объективным недостатком таких клапанов — потерей жидкости гидрозатворов при работе.

Требованиями нормативной документации предусматривается установка предохранительных клапанов, настроенных на повышенные давление и вакуум срабатывания в количестве, равном количеству дыхательных клапанов с целью дублирования последних при приемо-раздаточных операциях, а также в аварийных случаях. Предохранительный клапан настраивают на повышенное давление и пониженный вакуум на 5-10 % по сравнению с дыхательным. Также устанавливают предохранительные клапаны если имеется возможность отказа газоуравнительной системы или возможность поступления в резервуар недегазированной нефти.

Минимальная пропускная способность дыхательных и предохранительных клапанов, вентиляционных патрубков определяется в зависимости от максимальной производительности приемо-раздаточных операций, включая аварийные ситуации.

Монтаж дыхательной и вентиляционной аппаратуры производится при помощи установочных фланцев, имеющих присоединительные размеры фланцев, рассчитанных на давление 0,16-0,25 МПа. В настоящее время корпусы дыхательных и предохранительных клапанов выполняют из алюминиевых сплавов для легкости монтажа.

С учетом значительных ветровых нагрузок на дыхательную и вентиляционную аппаратуру, при некоторых условиях эксплуатации, корпуса и погодные кожуха выполняют для создания минимального гидравлического сопротивления обтекаемой формы. С целью увеличения устойчивости и снижения вероятности повреждения узла врезки монтажного патрубка в крышу резервуара установка оборудования ведется с помощью симметричного размещения растяжек. На оборудовании их закрепляют при помощи деталей предназначенных для транспортировки.

При проектировании
Как посчитать?

При проектировании дыхательного оборудования (дыхательных и предохранительных клапанов) необходимо выполнить расчет минимальной пропускной способности дыхательных и предохранительных клапанов в зависимости от максимальной производительности приемораздаточных операций (включая аварийные условия) по
следующим формулам:

пропускная способность клапана по внутреннему давлению, м3/ч Q = 2,71 M1 + 0,026 х V;
пропускная способность клапана по вакууму, м3/ч. Q = М2 + 0,22 х V;
где M1 — производительность залива продукта в резервуар, м3/ч;
М2 — производительность слива продукта из резервуара, м3/ч;
V — полный объем резервуара, включая объем газового пространства под стационарной крышей, м3.
В данной методике свойства продукта учтены в коэффициенте 2,71 (см. формулу 1), однако этого может быть недостаточно. При закачке в резервуар продуктов с высокой (выше 60°С) температурой, недегазованной нефти, продуктов с высоким давлением насыщенных паров рекомендуем перепроверить максимальный расход паро-воздушной смеси по методике, описанной в , учитывающей все свойства и характеристике закачиваемого продукта и резервуара. Клапаны необходимо выбирать по большей пропускной способности, полученной в расчетах.

Как выбрать патрубок?

В каталогах производителей резервуарного оборудования указывается производительность клапанов в зависимости от условного диаметра патрубка. При этом реальная пропускная способность ограничивается конструкцией клапана, от диаметра патрубка же зависит только скорость потока паровоздушной смеси в нем, которая не регламентируется и не ограничивается в ПБ и ГОСТ.
Однако, установка клапанов на патрубки небольшого диаметра (до 350 мм) нежелательна. Клапан типа КДС-1500 имеет немалую высоту (до 1700 мм вместе с патрубком), большую парусность и высокий центр тяжести, что в совокупности способно оказывать большие нагрузки на патрубок монтажный при сильном ветре и, со временем, даже повредить крышу.
Поэтому конструкторы завода «Поршень» рекомендуют Вам устанавливать клапаны на патрубки условного диаметра не менее 350 для КДС-1500К и не менее 500 для КДС-3000К.

Не забыть предусмотреть растяжки.
В связи с высокой нагрузкой, оказываемой клапаном через патрубок монтажный на крышу резервуара при сильном ветре, производители клапанов рекомендуют дополнительно фиксировать клапаны растяжками, закрепляемыми на крыше резервуара и транспортировочных проушинах сверху клапана.

Диск отражатель

Диски-отражатели (ОТР) применяются для снижения потерь от испарения нефти и нефтепродуктов в резервуаре и сокращения загрязнений окружающей среды. Диск- отражатель используется в комплекте с дыхательными клапанами и сокращает выбросы паров товарного продукта в среднем на 2-4%.
Входящий и исходящий вертикальные воздушные потоки благодаря «зонтику» диска- отражателя переводятся в горизонтальную плоскость в верхней части воздушного пространства резервуара. Таким образом, в дыхании резервуара участвует только верхний слой воздуха с минимальным содержанием паров товарного продукта.
Использование ОТР рекомендовано ПБ03-605-03, пункт 8.2.4.

Аварийный клапан

Аварийный клапан КА-500 , предназначенный для работы на высоких расходах воздуха до 30 000 м3/ч. Он необходим на некоторых технологических резервуарах и в случаях перестраховки при проектировании.
Аварийный клапан спасает резервуар при:
— выходе из строя дыхательных клапанов;
— вскипании подтоварной воды при пожаре;
— других аварийных ситуациях, вызывающих резкое возрастание давления/вакуума.
Встроенный сигнализатор срабатывания оповещает о том, что КА-500 предотвратил аварийную ситуацию
Простота конструкции обеспечивает гарантированное срабатывание и низкую себестоимость содержания — осмотр клапана производится без демонтажа его частей и занимает не более 5-ти минут.

Итоги

На резервуарах, не оборудованных понтонами, должны быть установлены дыхательные клапаны КДС.
Расчет производительности клапанов производится по ПБ 03-605-03 исходя из максимальной производительности закачки/выкачки продукта и объема резервуара.
Дыхательные клапаны должны быть дублированы предохранительными клапанами с той же производительностью, настроенными на давление срабатывания, на 5-10% большее, чем давление срабатывание дыхательных клапанов.
Рекомендуется оснащать клапаны дыхательные дисками отражателями ОТР.

Нормативная документация
1. ПБ 03-605-03 Правила устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов.
2. ГОСТ Р 52910-2008 Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия
3. ПБ 03-381-00 Правила устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов
4. ГОСТ 1510-84 Нефть и нефтепродукты. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение
5. СНиП 2.11.03-93. Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы
6. ГОСТ 2517-85 Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб
7. ПБ 09-560-03. Правила промышленной безопасности нефтебаз и складов нефтепродуктов
8. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов.
Учебное пособие для ВУЗов. — Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2002. — 658 с.

Источник

Дыхательный клапан: разновидности и применение

Дыхательный клапан: разновидности и применение

Дыхательный клапан

Для обеспечения взрывобезопасной работы на РВС требуется специализированное оборудование. Таким оборудованием считаются дыхательные клапаны и считаются неотъемлемой частью вертикальных резервуаров. Образование паров и происхождение испарения считается нормальным явлением при хранении нефтепродуктов, а также при проведении сливно-наливных действий. Если температура окружающей среды меняется, то давление также может измениться в течение суток. Подобные процессы могут быть охарактеризованы, как «дыхание» и могут привести к повышению давления в газовом пространстве, что может привести к взрыву и разрушениям. Во избежание подобных инцидентов целесообразно установить предохранительные и дыхательные клапаны.

Предназначение

В каждом резервуаре должен быть установлен дыхательный клапан. Эти обязательно в соответствии с нормами ГОСТ 31385-2016 составленных для стальных, вертикальных, цилиндрических резервуаров предназначенных для хранения нефтепродуктов и самой нефти. Это также регламентировано техническими условиями, наряду с СТО-СА-03-002-2009 по правилам монтажа, проектирования и изготовления стальных, вертикальных, цилиндрических резервуаров для хранения нефти, а также нефтепродуктов.

Основная функция оборудования заключается в регулировании давления в вакууме или газовом пространстве РВС резервуаров.

Клапан способен выполнять и другие функции:

• Насыщенные нижние слои и верхние слои не перемешиваются;
• Герметичность поддерживается на должном уровне;
• Предотвращение попадания различных частиц: песок, пыль и т.д.;
• Во время испарения сокращаются потери нефтепродуктов;
• Окружающая среда подвергается загрязнению в меньшей степени;
• Взрывобезопасность значительно повышается;

Нормативные документы и их требования

• В момент заполнения и опорожнения емкости, учитывая температуру окружающей среды, наряду с газовым пространством и с учётом образования пара во время передвижения нефтепродукта, пропускная способность клапана обязана быть не меньше производительности;
• Значение, при котором срабатывает клапан, не может превысить 20% давления непосредственно в резервуаре;

Виды дыхательных клапанов

Дыхательные клапаны подразделяются на два вида:

• С применением гидравлического запора (затвор используется как предохранитель);
• С применением механического затвора;

Основы и принцип работы клапана оборудованного механическим затвором

Этот вид изделия представлен на рынке несколькими моделями:

• Клапан НДКМ механический, непромерзающий, дыхательный;
• Клапан имеющий совмещение КДС непосредственно с диском-отражателем (эксплуатируются со светлыми нефтепродуктами);
• Клапан КДЗТ закрытого типа (улавливание паров в вертикальных резервуарах);
• Клапан КДМ с установленным внутри огнепреградителем;
• Совмещённый клапан СМДК (для горизонтальных ёмкостей);

Различные виды клапанов устанавливаются в разные места, используются при различном давлении и имеют различную пропускную способность. Клапан любого типа имеет единый принцип действия, который заключается в освобождении излишков пара или обеспечивает подачу воздуха из атмосферы. При заполнении или заполнении тарелка затвора клапана осуществляет подъём из седла.

Для обеспечения функциональной работы элементов, к ним предъявляются следующие требования:

• Масса тарелок может уменьшиться вследствие коррозии, следовательно, обязательна антикоррозийная обработка;
• Все контактные поверхности должны быть непромерзаемые, что обеспеченно изготовлением из материалов, имеющих крайне низкую адгезивную прочность при взаимодействии со льдом.
• Количество горизонтальных поверхностей внутри элемента должно быть сведено к минимуму – это исключает появление конденсата;

Техническое описание конструкции совмещённых дыхательных клапанов КДС

Подобный элемент устанавливается в резервуары вертикальной конфигурации и регулирует давление сливно-наливных действий, наряду с изменениями температуры при эксплуатации резервуара. Огневой предохранитель и диск отражатель обеспечивают более высокую надёжность эксплуатации.

Достигая расчётные значения во время срабатывания, затвор открывается. Клапан КДС можно настроить для работы в режиме функционирования предохранительного клапана.

КДС может служить в течение 15 лет. По истечении срока эксплуатации его рекомендуется заменить в соответствии с изменениями конструкции сливо-наливной системы. Существует категории размещения 1 и климатические исполнения УХЛ и У. Также предусмотрена система автоматического обогрева в случае эксплуатации изделия в холодном климате. Обогрев обеспечить работу огневого предохранителя.

• Условный проход DN 150-500;
• Давление 2000 Па;
• Вакуум 250 Па;
• Вакуум срабатывания 100-150 Па;
• Пропускная способность 450-3000 м. куб. в час;
• Площадь проходного сечения в седле 940-1800 см. кв.;
• Площадь проходного сечения в седлах вакуума 1900-3760 см. кв.;
• Длина 900-1300;
• Ширина 900-1300;
• Высота 800-1100;
• Масса 85-140 кг.

Техническое описание конструкции совмещённых дыхательных клапанов СМДК

Применение Клапана СМДК осуществляется в вертикальных резервуарах для компенсации в скачках давления. Установка элемента производиться исключительно в соответствии с общим объёмом приёмно-раздаточных действий.

Огнепреграждающая кассета предусмотрена конструкцией изделия и предотвращает проникновение искры и огня внутрь. Фильтрующая сетка предотвращает проникновение пыли, жидкостей и мелких частиц внутрь. Герметичность соединения обеспечена фланцевым креплением.

Существует категории размещения 1 и климатические исполнения УХЛ и У. После истечения 15 лет эксплуатации, рекомендовано проведение испытаний.

• Условный проход DN 50-250;
• Пропускная способность 25-250 м. куб. в час;
• Длина 285-946;
• Ширина 122-370;
• Высота 202-506;
• Давление срабатывания грузом 160-180 мм;
• Вакуум. Срабатывание 20-25;
• Масса 5.5-94 кг.

Описание клапана КДЗТ закрытого типа.

Клапан КДЗТ может быть установлен на монтажные опалубки и крышу РВС. Во время проведения сливо-наливных действий, этот элемент регулирует давление непосредственно в газовом пространстве, а также во время изменения температуры в среде, где происходят операции.

Существует категории размещения 1 и климатические исполнения УХЛ и У. Использование элемента рассчитано на 15 лет, после чего осуществляется замена и перерасчёт пропускной способности.

• Условный проход DN 50-150;
• Давление 1000-2000 Па;
• Вакуум 250 Па;
• Вакуум срабатывания 100-250 Па;
• Давление срабатывания 850-2500 Па;
• Пропускная способность 22-200 м. куб. в час;
• Площадь проходного сечения в седле 940-1800 см. кв.;
• Площадь проходного сечения в седлах вакуума 1900-3760 см. кв.;
• Длина 170-450;
• Ширина 145-400;
• Высота 176-400;
• Масса 3.5-25 кг.

Клапана КДМ и его тех. описание

Изделие применяется в вертикальных резервуарах с целью регулирования давления непосредственно в газовом пространстве во время приемо-раздаточных действий и колебаний температуры во время эксплуатации. Клапан оснащён огнепреградителем, который способен гасить и задерживать тепло от возникшего пламени.

Резервуарный завод в Саратове предлагает потребителю два вида клапанов: КДМ 200 с пропускной способностью 150-250 м. куб. в час и КДИ 50 со способностью пропускать 22 м. куб. в час.

Существует категории размещения 1 и климатические исполнения УХЛ и У. Замена и проведение регламентных испытаний подразумевается после истечении 15 лет эксплуатации.

• Условный проход DN 50-100;
• Давление 2000 Па;
• Вакуум 250 Па;
• Вакуум срабатывания 100-150 Па;
• Давление срабатывания 1400-145 Па;
• Пропускная способность 22-250 м. куб. в час;
• Диаметр присоединения фланца 140-370;
• Межцентровое расстояние D1 110-335 мм;
• Диаметр крепёжных отверстий 14-18 мм;
• Длина 328-546;
• Ширина 172-500;
• Высота 240-615;
• Масса 8-20 кг.

Дыхательный не примерзающий клапан НДКМ и его тех. описание

Клапан НДКМ представляет собой дыхательный, мембранный, не примерзающий элемент. Изделие устанавливается в вертикальный резервуар в монтажный патрубок. Резервуар эксплуатируется до 0.07 Мпа. Клапан обеспечивает соединение атмосферы и газового пространства емкости во время осуществления сливно-наливных действий. Вследствие изменения давления существует риск возникновения взрывоопасных ситуаций. Клапан НДКМ способен предотвратить возникновение опасности. Принцип действия основывается на наличие вакуума и движении тарелок давления.

Существует категории размещения 1 и климатические исполнения УХЛ и У для клапанов НДКМ.

• Условный проход DN 100-250;
• Вакуум срабатывания 157-198 Па;
• Давление срабатывания 1372-1667 Па;
• Пропускная способность 200-1500 м. куб. в час;
• Межцентровое расстояние D1 170-335 мм;
• Диаметр крепёжных отверстий 18 мм;
• Количество крепёжных отверстий d 18;
• Длина 30-610;
• Высота 600-900;
• Масса 25-77 кг.

Дыхательный клапан КПГ с гидравлическим затвором, его устройство и принцип работы

Клапан способен обеспечит дополнительную защиту и монтируется вместе с дыхательными, механическими элементами. В момент повышения давления (выше 5%-10% или 0.02 Кпа) в газовом пространстве, запирающая жидкость вытесняется. Закрывается гидравлический запор, а выход из резервуара рабочей среды предотвращается. Атмосферный воздух не попадает внутрь в том случае, если вакуум нарушен.

Данный элемент рекомендовано монтировать в горизонтальном положении, так как показатели срабатывания могут измениться, если жидкость находится в затворе.

Данный вид клапанов производится в климатическом исполнении ТВ, У, УХЛ и ТС, с категорией размещения 1.

Оболочка или фторопластовая плёнка покрывает уплотнители и двигающийся стержень в клапане, если элемент эксплуатируется в холодном режиме. Это противодействует образованию наледи на поверхности деталей клапана.

Изделие служит на протяжении 10 лет. По истечении срока следует провести профилактические работы или заменить клапан. Регулярный тех. осмотр и замена масла обеспечат надёжную работу на протяжении всего периода эксплуатации.

• Условный проход DN 1000-350;
• Вакуум срабатывания 392 Па;
• Давление срабатывания 1961Па;
• Пропускная способность 200-2700 м. куб. в час;
• Объём жидкости в гидрозатворе 15-46.5
• Длина 980-1180;
• Ширина 845-1030;
• Высота 1278-1510;
• Присоединительные размеры

Расчёт дыхательных клапанов

Для верной работу и эффективной эксплуатации механических, дыхательных клапанов учитываются следующие аспекты:

• Температурный режим;
• Высота установки над резервуаром;
• Давление;

Заказать дыхательный клапан можно, заполнив заявку.

Источник