2.6 Узел предохранительных устройств

На НПС с емкостью должна предусматриваться установка узлов с предохранительными устройствами (рис. 2.25).

Рис. 2.25 Технологическая схема узла предохранительных устройств

Для защиты оборудования станции и трубопроводов от разрушения при чрезмерном превышении давления чаще всего применяют предохранительные клапаны. При повышении в системе давления выше допустимого предохранительный клапан (ПК) автоматически открывается и сбрасывает необходимый избыток рабочей среды. После окончания сброса давление снижается до величины, меньшей срабатывания клапана, ПК автоматически закрывается и остается закрытым до тех пор, пока давление в системе вновь не увеличится выше допустимого. ПК для жидкостей часто называются перепускными и отличаются от ПК для газов и паров меньшей скоростью подъема золотника.

В перепускных клапанах подъем золотника происходит постепенно пропорционально увеличению давления выше давления открывания клапана.

ПК классифицируются по ряду признаков:

1) по виду нагрузки на золотник – грузового типа с непосредственной нагрузкой на золотник или с непрямым нагружением золотника (рис. 2.26) и пружинные (рис. 2.27);

2) по высоте подъема золотника – низкоподъемные (отношение высоты подъема к диаметру сопла 1/20 ÷ 1/40), среднеподъемные (отношение 1/6 ÷ 1/10) и полноподъемные (отношение 1/4);

Рис. 2.26 Предохранительные клапаны:

а – грузовой; б – рычажный.

и пружинные (рис. 2.27);

Рис. 2.27 Клапан предохранительный пружинный

1 – корпус; 2 – седло; 3, 6, 7 – прокладка; 5 – винт; 8 – золотник; 9, 11, 16, 21 – прокладка; 10 – перегородка; 12 – опора; 13 – крышка; 14 – шток; 15 – винт регулировочный; 17, 19, 26, 30 – гайка; 18 – шплинт; 20 – колпак; 22 – пробка; 23 – кулачок; 24 – валик; 25 – шпонка; 27, 29 – шпилька; 28 – пружина; 31 – втулка.

На НПС применяются предохранительные клапаны типов ППК (пружинный, полноподъемный) и СППК (специальный, пружинный, полноподъемный).

Преимуществом этих предохранительных клапанов является:

1) относительно малые габаритные размеры при больших проходных сечениях за счет применения мощных пружин;

2) высокая производительность, т.к. сечение щели при подъеме золотника равно или больше сечения сопла клапана.

На станции с емкостью устанавливаются два узла предохранительных устройств: первый на приемных трубопроводах резервуарного парка, а второй – между подпорной и основной насосными, а при наличии узла учета – между подпорной насосной и узлом учета нефти.

Количество рабочих предохранительных клапанов определяется, исходя из требуемой пропускной способности узла Q_тр и пропускной способности одного клапана Q_пк:

где Q_тр для первого узла принимается равной максимальному расходу нефти Q_max, для второго – 0,7 Q_max, а Q_пк определяется по известной формуле

В этой формуле К_V – условная пропускная способность клапана, Р₁ – давление срабатывания клапана, Р₂ – давление за клапаном, ρ – плотность нефти.

При этом К_V зависит от условного диаметра патрубков клапана Д_У:

DУ входного патрубка, мм	50	80	100	150
DУ выходного патрубка, мм	80	100	125	200
КV, м^3/ч	23	41	65	150

Давление до и после клапана равны:

где Р – рабочее давление в трубопроводе;

n – коэффициент надежности по нагрузке;

Р_Г – потери давления в трубопроводе между клапанами и резервуаром сброса жидкости;

∆Z – разность геодезических отметок наивысшей точки линии сброса нефти и площадки предохранительных клапанов (можно принять ∆Z = 4 м).

Кроме рабочих на каждом узле следует предусматривать не менее 30 % резервных предохранительных клапанов от числа рабочих. До и после каждого предохранительного клапана устанавливаются отключающие задвижки с ручным приводом, которые при эксплуатации должны быть опломбированы в открытом положении.

Трубопроводы после предохранительных клапанов должны быть уложены с уклоном не менее 0,002 в сторону зачистного насоса на самотечной линии в резервуар сброса.