Similar presentations:
Трубопроводная арматура
1. Трубопроводная арматура Преподаватель ВО УПЦ Смирнов В.А.
2.
23.
34.
45.
Трубопроводная арматура – устройство,устанавливаемое на трубопроводах,
агрегатах, сосудах и предназначенное
для управления потоками рабочих
сред путем изменения площади
проходного сечения.
5
6.
Трубопроводная арматурахарактеризуется двумя параметрами:
- номинальным диаметром DN;
- номинальным давлением РN.
6
7.
78.
Под номинальным диаметром DNпонимают параметр присоединяемых
частей ( трубопроводов, фитингов,
арматуры).
8
9.
Номинальное давление PN –наибольшее рабочее избыточное
давление при температуре среды
20°С, при котором обеспечивается
заданный срок службы арматуры.
9
10.
Рабочее давление Рр – наибольшееизбыточное давление, при котором
обеспечивается заданный режим
эксплуатации арматуры
(т.е. при рабочей температуре).
10
11.
Пробное давление Рпр – избыточноедавление, при котором производится
гидравлическое испытание арматуры.
11
12. Классификация ТПА по назначению (виду)
Запорная – предназначена для полногоперекрытия (или полного открытия)
потока рабочей среды.
12
13. Классификация ТПА по назначению (виду)
Регулирующая – предназначена длярегулирования параметров рабочей
среды посредством изменения ее
расхода.
13
14. Классификация ТПА по назначению (виду)
Предохранительная – предназначена дляавтоматической защиты оборудования
от аварийных изменений параметров.
14
15. Классификация ТПА по назначению (виду)
Обратная – предназначена дляавтоматического предотвращения
обратного потока рабочей среды.
15
16. Классификация ТПА по конструктивным типам
Кран – это ТПА, запорный или регулирующийорган которой имеет форму тела
вращения или его части, поворачивается
вокруг своей оси, произвольно
расположенной по отношению к
направлению потока рабочей среды.
16
17. Классификация ТПА по конструктивным типам
Клапан (вентиль) – это ТПА, запорный илирегулирующий орган которой перемещается
возвратно-поступательно параллельно оси
потока рабочей среды.
17
18. Классификация ТПА по конструктивным типам
Задвижка – это ТПА, рабочий орган которойперемещается возвратно-поступательно
перпендикулярно потоку рабочей среды.
18
19. Классификация ТПА по конструктивным типам
Затвор – это ТПА, запорный илирегулирующий орган которой имеет, как
правило форму диска и поворачивается
вокруг оси, не являющейся его
собственной.
19
20. Классификация ТПА по типу уплотнения от окружающей среды
- сальниковая;- сильфонная;
- мембранная.
20
21. Классификация ТПА по типу присоединения
разъемныефланцевые;
муфтовые;
цапковые;
штуцерные
неразъемные
• под приварку
21
22. Классификация ТПА по типу привода
Ручным приводомМеханическим приводом
22
электромеханический
электромагнитный
поршневой
мембранный
сильфонный
23. Классификация ТПА по типу управления
дистанционноеместное
• автоматическое
• ручное
23
24. Классификация ТПА по проходному сечению
полнопроходная• арматура, у которой диаметр
запорного элемента равен или
больше диаметра входного
патрубка;
неполнопроходная
• арматура, у которой диаметр
запорного элемента меньше
диаметра входного патрубка.
24
25. Классификация ТПА по исполнению
наземнаяподземная
• в конструкции
присутствует колонна и
шпиндель
25
26.
ЗАДВИЖКИ26
27.
Задвижка – это ТПА, рабочий орган которойперемещается возвратно-поступательно
перпендикулярно потоку рабочей среды.
27
28. Классификация задвижек
2829. Задвижка полнопроходная клиновая с цельным клином и выдвижным шпинделем
2930. Задвижка клиновая с суженым проходом, упругим клином и невыдвижным шпинделем
3031. Задвижка клиновая с составным клином и выдвижным шпинделем
3132. Задвижка параллельная однодисковая
3233. Затвор двухдисковой параллельной задвижки
3334. Преимущества
- незначительное гидравлическоесопротивление при полном открытом
затворе;
- отсутствие поворотов рабочей среды;
- простота обслуживания;
- возможность подачи среды в любом
направлении.
34
35. Недостатки
- невысокая скорость срабатываниязапорного устройства;
- возможность получения гидравлического
удара в конце хода;
- трудность ремонта изношенных
уплотнительных поверхностей запорного
устройства при эксплуатации, сложность
их изготовления.
35
36.
КЛАПАН (ВЕНТИЛЬ)36
37.
Клапан (вентиль) – это ТПА, запорный илирегулирующий орган которой
перемещается возвратно-поступательно
параллельно оси потока рабочей среды.
37
38. Классификация клапанов
3839. Классификация по конструкции корпуса
проходной39
прямоточный
угловой
40. Клапан проходной тарельчатого типа
4041. Классификация по конструкции затвора
тарельчатый41
игольчатый
диафрагмовый
42. Классификация по способу уплотнения шпинделя
сальниковые42
сильфонные
43. Преимущества
- возможность работы при больших перепадахдавления на запорном органе и больших
рабочих давлениях;
- простота конструкции, обслуживания и ремонта
при эксплуатации;
- использование в качестве регулирующей
арматуры;
- размещение на трубопроводе в любом
положении;
- исключение возможности возникновения
гидроудара.
43
44. Недостатки
- высокое гидравлическое сопротивление;- подача среды в одном направлении,
определяемом конструкцией клапана.
44
45.
КРАНЫ45
46.
Кран – это ТПА, запорный илирегулирующий орган которой имеет форму
тела вращения или его части,
поворачивается вокруг своей оси,
произвольно расположенной по отношению
к направлению потока рабочей среды.
46
47. Классификация кранов
4748. По типу затвора
конусный48
цилиндрический
сферический
(шаровой)
49. Кран с плавающим шаром
Герметизация запорного узла обеспечивается давлениемсреды на шар и его поджатием к заднему седлу (за
шаром).
Основные преимущества
шаровых кранов с
плавающим шаром –
простота, компактность,
определяемая
высокой надежностью и
малой металлоемкостью
крана.
49
50. Кран с плавающим шаром
Необходимая герметичность и надежность работыобеспечиваются при выполнении требований:
- удельные нагрузки на поверхности контакта шара и седла
должны быть достаточно высокими для уплотнения, но не
выше удельных давлений, допускаемых материалом седла;
- посадка седла должна быть герметичной;
- шар должен иметь правильную геометрическую форму,
высокую чистоту поверхности;
- уплотнительные седла должны быть выполнены из
пластичного и прочного материала.
50
51. Кран с шаром на опорах
Способ установки шара в опорах применяют в основномв кранах с большим номинальным проходом,
рассчитанных на высокие рабочие давления.
Перенос опорных усилий с уплотнительных седел
на полуоси шара позволяет
значительно уменьшить
момент, необходимый для
поворота запорного органа.
Запорный узел данного типа
обеспечивает герметичность
перекрытия потока в двух
направлениях.
51
52.
5253. Классификация по типу привода
ручной53
электрический
поршневой
54. Поршневой привод
пневматическийпневмо
гидравлический
электро
гидравлический
балонная
система
безбалонная система
(расширительный бачок)
54
55. Классификация по механизму поворота
с качающимся цилиндромс зубчатой передачей
с кулисным механизмом
с винтовым механизмом
55
56. С качающимся цилиндром
5657.
5758.
5859. С зубчатой передачей (реечная передача)
5960. С зубчатой передачей (червячный механизм)
6061. С кулисным механизмом
6162. С винтовым механизмом
6263.
6364. Особенности конструкции седел
• С отводом седла – седло отводится отшара до поворота за счет снятия давления
рабочей среды в полости А и подачи его
в полость Б (краны с
повышенным
цикловым ресурсом).
64
65. Особенности конструкции седел
• Без отвода седла и с разгрузкой – седлоне отводится от шара, но разгружается от
давления рабочей среды. Разгрузка седел от
рабочего давления осуществляется путем
сброса давления в
полости А до поворота
шара (краны с нормальным
цикловым ресурсом).
65
66. Особенности конструкции седел
• Без отвода седла и без разгрузки – седлоне отводится от шара и не разгружается
от давления рабочей среды до поворота.
Неразгруженные седла могут быть
поворотными и
неповоротными.
66
67.
6768.
6869.
Модернизация привода привела к снижениюмассогабаритных характеристик привода на
15 - 20%, уменьшению объема заливаемой
жидкости в 1,5 – 2 раза, снижению выбросов
газа в атмосферу при перестановках в
1,5 - 2 раза.
69
70. Условное обозначение арматуры
УСЛОВНОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕАРМАТУРЫ
70
71.
7172.
7273.
Тип арматурыУсловное обозначение
Кран для трубопроводов
11
Клапан(вентиль) запорный
13, 14, 15
Клапан обратный
16
Клапан предохранительный
17
Затвор обратный
19
Регулятор давления
18, 21
Задвижка
30, 31
73
74.
Материал корпусаУсловное обозначение
Углеродистая сталь
с
Легированная сталь
лс
Серый чугун
ч
Ковкий чугун
кч
Высокопрочный чугун
вч
Латунь, бронза
Б
Алюминий
а
74
75.
ПриводУсловное обозначение
Механизм с червячной передачей
3
Механизм с цилиндрической
зубчатой передачей
4
Пневматический
6
Гидравлический
7
Пневмогидравлический
Электрический
Электрогидравлический
75
6(7)
9
9(7)
76.
Материал уплотнительных поверхностейУсловное обозначение
Латунь, бронза
бр
Коррозионная сталь
нж
Баббит
бт
Резина и другие эластомеры
р
Пластмассы
п
Фторопласт
фт
Изделие без вставных или наплавленных колец
бк
76
77.
Регулирующая арматура77
78.
Регулирующая – предназначена длярегулирования параметров рабочей среды
посредством изменения ее расхода.
78
79.
Регуляторы давления представляют собойавтоматические устройства, предназначенные
для снижения и автоматического
поддержания на выходе заданного давления
независимо от расхода и начального
давления газа.
79
80.
Выбор регуляторов осуществляется наосновании: максимального и минимального
расходов газа; колебания расхода в
течении суток; давления газа на входе и
допустимых колебаний на выходе; состава
газа; места установки регулятора.
80
81.
По принципу действия регуляторы давленияподразделяются на регуляторы прямого и
непрямого действия.
81
82.
РЕГУЛЯТОРЫПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ
82
83.
Представляют собой дроссельное устройство,приводимое в действие мембраной,
находящейся под воздействием
регулируемого параметра.
83
84.
Всякое изменение регулируемого параметравызывает перемещение мембраны, а
соответственно и сечения дроссельного
устройства, что вызывает за собой
уменьшение или увеличение расхода газа,
протекающего через регулятор.
84
85.
В зависимости от рода нагрузки намембрану различают три типа регуляторов:
- с весовой нагрузкой;
- с пружинной нагрузкой;
- создаваемой давлением газа.
85
86.
8687.
РЕГУЛЯТОРЫНЕПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ
87
88.
В регуляторах непрямого действиярегулирующий орган перемещается за счет
вспомогательных устройств:
- пневматических ( воздух, газ);
- гидравлических (масло, вода);
-электрических (электродвигатель, соленоидный
клапан);
- электрогидравлических, электропневматических.
88
89.
КЛАПАН«MOKVELD»
89
90.
Регулирующий клапан «MOKVELD»,используется в качестве исполнительного
органа в системе антипомпажного
регулирования ГПА, КЦ или регулятора
давления на ПРГ.
90
91.
9192.
Регулирующий клапан « Mokveld» представляетклапан, пневмопривод одностороннего
действия (нормально открытый- КЦ,
нормально закрытый- ЛЧ) с
гидродублирующей системой и приборную
часть (комплект приборов), обеспечивающую
работу клапана в автоматическом режиме.
92
93.
9394.
Поршень движется в сепараторе.Дросселирование потока происходит между
кромкой поршня и отверстиями сепаратора.
Движение поршня изменяет площадь сечения
отверстий сепаратора.
94
95.
9596.
Подпружиненный пневмопривод одностороннегодействия, предназначен для работы
соединенного с ним клапана.
96
97.
При нарушении подачи электроэнергии(управляющего электрического сигнала),
пружины привода возвращают
пневмопоршень в верхнее положение - КЦ,
нижнее положение - ЛЧ, а регулирующий
клапан в положение “открыто” - КЦ, в
положение «закрыто» - ЛЧ.
97
98. Шкаф управления
9899.
В автоматическом режиме работы клапанаперестановочное усилие пневмопривода
создается за счет подачи давления воздуха
(газа) в пневмоцилиндр в зависимости от
управляющего электрического сигнала
4 - 20 mА.
99
100.
При получении электрического сигнала впределах от 4 до 20 mА - открытие клапана
пропорционально величине сигнала.
4 mA – клапан закрыт;
20 mA – клапан открыт.
100
101.
РЕГУЛЯТОРДКД - 47
101
102.
Многофункциональная система управленияпотоком газа ДКД-47 предназначена для
управления в автоматическом и ручном
режимах потоком газа.
Она разработана на базе многопоточного
дискретного клапана-дросселя (ДКД) и
микроконтроллера, реализующего импульсное
электропневмоуправление.
102
103.
Основные функции, выполняемые системойДКД :
- регулятор расхода с ограничением давления
на выходе;
- регулятор давления;
103
104.
104105.
В ДКД (дискретный клапан дроссель)реализована многопоточная схема течения
рабочей среды и импульсный способ
управления, при котором изменение
площади проходного сечения происходит
при подаче электрического импульса.
105
106.
В каждом потоке расположены калиброваннаярасходная шайба определенного диаметра и
двухпозиционный запорный клапан
поршневого типа, который при подаче
импульса обеспечивает проток рабочей
среды через шайбу – состояние ОТКРЫТО,
или отсекает его – состояние ЗАКРЫТО.
106
107.
Величина площади сечения обеспечиваетсяпереводом требуемого числа клапанов в
состояние ОТКРЫТО.
107
108.
Управление запорными клапанамипроизводится электропневмотриггерами (ЭПТ),
расположенными в БПУ.
ЭПТ содержит исполнительный орган
(золотник), электромагнитные клапаны
управления - ЭМо для открытия сечения, а
ЭМз - для его закрытия, ручки ручного
управления, концевые сигнализаторы.
108
109.
Ручное механическое управление площадьюсечения ДКД без электропитания
производится рукоятками на ЭПТ.
Рукоятки вверху (голубые) предназначены для
открытия сечения, а внизу (оранжевые) –
для закрытия.
109
110.
Блок пневмоуправленияРучки: ОТКРЫТЬ
ЗАКРЫТЬ
Указатели состояния
ОТКРЫТО
ЗАКРЫТО
110
111.
Для изменения величины площади проходногосечения ДКД необходимо одни расходные
шайбы открыть, а другие - закрыть.
Дроссельная характеристика клапана по
площади проходного сечения имеет
дискретный равноступенчатый характер, с
величиной ступеньки равной 2,13 %.
111
112.
Дроссельная характеристика - это зависимостьвеличины площади проходного сечения ДКД
от сигнала управления.
Она реализуется включением определенной
комбинации расходных шайб разного
диаметра.
112
113.
% площадиДроссельная характеристика ДКД-47-100…500
Sdkd № ЭПТ ОТКР
100% 5+6+4+3+2+1
97,87 5+6+4+3+2
95,74 5+6+4+3+1
93,62 5+6+4+3
91,49 5+6+4+2+1
89,36 5+6+4+2
87,23 5+6+4+1
85,11 5+6+4
82,98 5+6+3+2+1
80,85 5+6+3+2
78,72 5+6+3+1
76,60 5+6+3
74,47 5+6+2+1
72,34 5+6+2
70,21 5+6+1
68,08 5+6
65,96 5+4+3+2+1
63,83 5+4+3+2
61,70 5+4+3+1
59,57 5+4+3
57,45 5+4+2+1
55,32 5+4+2
53,19 5+4+1
51,06 5+4
48,94 5+3+2+1
46,81 5+3+2
44,68 5+3+1
42,55 5+3
40,42 5+2+1
38,30 5+2
36,17 5+1
34,04 5
31,91 4+3+2+1
29,79 4+3+2
27,66 4+3+1
25,53 4+3
23,40 4+2+1
21,28 4+2
19,15 4+1
17,02 4
14,89 3+2+1
12,76 3+2
10,64 3+1
8,51 3
6,38 2+1
4,26 2
2,13 1
0,00
2,13 %
Vг
1 < Vг < 2
0,8
Vг = f ( ), = Рв.х/Рвых)
–поправки на скорость газа
0,6
поправки на скорость течения
1 < Vг < 0.1
0,4
шаг
0,2
1.0
1.0
1.02
1.2
1.04
1.4
1.06
1.6
1.08
1.8
0,0
0 1 2 3 4 6 7 8 9 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . 47
113
114.
Предохранительнаяарматура
114
115.
Предохранительная – предназначена дляавтоматической защиты оборудования от
аварийных изменений параметров.
115
116. Требования к предохранительной арматуре:
обеспечивать требуемую пропускнуюспособность;
- безотказно срабатывать при нарушении
параметров работы системы;
- герметичность в положении «закрыто»;
- возвращаться в исходное положение, при
нормализации параметров;
- стабильно функционировать на протяжении
срока эксплуатации.
-
116
117.
Для предотвращения недопустимогоповышения или понижения давления
устанавливают быстродействующие
предохранительные запорные клапаны (ПЗК)
и предохранительные сбросные клапаны
(ПСК).
117
118.
ПЗК предназначены для автоматическогопрекращения подачи газа к потребителям в
случае повышения или понижения давления
сверх заданных пределов; их
устанавливают после регуляторов давления.
118
119.
ПЗК подразделяются:- механические;
- электромагнитные.
119
120.
Предохранительные клапаны различают повиду нагрузки на запирающий элемент:
грузовые, пружинные, магнито-пружинные и
клапаны с газовой камерой.
120
121. Грузовой клапан
В грузовом клапане силе давленияпротиводействует сила тяжести груза.
121
122.
122123. Пружинные клапаны
В пружинных клапанах силе давленияпротиводействует сила упругости пружины.
123
124.
124125.
В клапане с газовой камерой силе давленияпротиводействует усилие, создаваемое
давлением сжатого газа и передающееся на
запирающий элемент посредством
мембраны, поршня или сильфона.
125
126.
В магнито-пружинном клапане механическоеусилие пружины, прижимающей золотник к
седлу, усиливается действием
электромагнитного поля.
126
127. Мембранно-разрывные устройства (МРУ)
Мембранно-разрывные устройства являютсяодноразовой арматурой, после их
срабатывания приходится заменять
мембраны или устройство целиком (МРУ
состоит из разрывной предохранительной
мембраны и узла ее крепления).
Изготавливаются МРУ ломающиеся,
разрывные, с принудительным разрушением,
срезные.
127
128.
128129.
Обратная арматура129
130.
Обратная – предназначена для автоматическогопредотвращения обратного потока рабочей
среды.
130
131.
В зависимости от конструкции и принципаработы запорного органа, обратные
клапаны можно разделить на: подъемные,
шаровые, осевые и поворотные.
131
132. Подъемные клапаны
Запорным органом в них служит золотник,который перемещается возвратнопоступательно по направлению потока
рабочей среды.
При возникновении потока золотник под
действием его энергии открывает проход
через седло.
При отсутствии потока золотник в под
действием собственного веса или пружины
находится в положении «закрыто».
132
133. Подъемные клапаны
Подъемные клапаны устанавливаются толькона горизонтальных участках трубопроводов.
Обязательное условие – вертикальное
расположение оси клапана.
Основное преимущество обратного подъемного
клапана – возможность ремонта без
демонтажа всего клапана.
Недостаток – высокая чувствительность к
загрязненности среды.
133
134.
134135. Шаровый клапан
В шаровых обратных клапанах запорныморганом служит шаровой элемент, а
прижимным элементом — пружина.
Шаровые обратные клапаны обычно
применяются на малых диаметрах
трубопроводов, в основном в сантехнике.
135
136. Поворотные клапаны
Поворотные клапаны используются длябольших диаметров трубопроводов. В данной
конструкции запорным элементом является
золотник – «захлопка». Ось поворота
«захлопки» находится выше проходного
отверстия. Под действием напора «захлопка»
открывается. При понижении давления ниже
допустимого золотник падает и закрывает
канал.
136
137. Поворотные клапаны
При диаметре трубопровода более 400 ммповоротные клапаны снабжаются
специальными устройствами, которые
делают посадку захлопки на седло более
плавной и мягкой.
В качестве таких устройств применяются
гидравлические демпферы.
137
138. Поворотные клапаны
Недостаток – установка только нагоризонтальном участке.
Преимущество - низкая чувствительность к
загрязнённым средам.
138
139.
139140.
140141.
141142.
142143.
Спасибо за вниманиеПреподаватель ВО УПЦ
Смирнов В.А.
143