Файл: Брейман, М. И. Инженерные решения по технике безопасности в пожаро- и взрывоопасных производствах.pdf

смеси пропускная способность резко падает и для клапана ДК-250 составляет только 295 м3/ч. Следовательно, общая пропускная способность трех клапанов составляет 295 × 3 = 885 M3∕4. При закачке 1 м3 нефти из установки термохи­ мического обессоливания при температуре 60—65 oC выделяется из резервуара приблизительно 5 м3 газовоздушной смеси. Как уже подсчитано, реальная пропускная способность трех дыхательных клапанов ДК-250 составляет 885 м3, что обеспечивает закачку 885 : 5 = 177 м3/ч нефти. Потребная же производи­ тельность закачки нефти составляет 245 м3/ч.

Увеличения пропускной способности клапана можно добиться:

уменьшением давления или вакуума срабатывания;

снижением гидравлических потерь в корпусе клапана;

снижением потерь напора в клапанной щели.

Рис. 11.16. Дыхательный клапан КД:

/ — корпус; 2 — сетка; 3 — седло; 4 — регулирующий груз; 5 — тарелки; 6 — направляющие штоки.

Осуществить эти мероприятия на типовых дыхательных клапа­ нах практически не представляется возможным, так как умень­

шение давления или вакуума срабатывания приводит к увеличе­ нию потерь продукта от испарения; снижение гидравлических по­

терь в корпусе связано с увеличением размеров кассет в огнепре-

градителе, что резко увеличивает вес и габариты устройства; для снижения потерь напора в клапанной щели необходимо рекон­

струировать затворы, что невыполнимо в существующей конструк­

ции типового клапана.

Значительным недостатком типовых дыхательных клапанов яв­ ляется неработоспособность их в осенне-зимний период вследствие

примерзания тарелки к седлу. Известны разные способы борьбы с примерзанием, например обогрев дыхательной арматуры, приме­ нение гидравлических клапанов с гидрозатвором из незамерзаю­ щей жидкости взамен дыхательных и др. Однако эти способы не

нашли практического применения из-за сложности, громоздкости предлагаемой системы и по другим причинам.

В настоящее время задача создания работоспособного дыха­

тельного клапана, по-видимому, удачно решена институтом

ВНИИТнефть за счет подбора материалов для получения непри­

мерзающей пары тарелка — седло. Материалы этой пары должны

обладать стойкостью к парам, хранящегося в резервуаре продукта, и достаточной прочностью в интервале температур от —50 до 60 °С. Сила смерзания этих материалов со льдом должна быть не­

вается уменьшение давления срабатывания клапана примерно на

3 мм вод. ст., чем сохраняется его пропускная способность.

Описанный вариант реконструкции дыхательных клапанов при­

меним только для «атмосферных» резервуаров (давление и вакуум срабатывания — 20 мм вод. ст.).

C увеличением веса тарелки интенсивность износа запорных де­

талей возрастает и использование блоков такой конструкции для

работы на давление 200 мм вод. ст. сокращает их долговечность

432

в 3—4 раза, что неприемлемо. Поэтому для реконструкции дыха­

тельных клапанов на давление до 200 мм вод. ст. институтом

ВНИИТнефть разработаны блоки бесштоковой конструкции (см.

рис. III.17, б), в которых направляющая пара «шток—втулка» за­ менена шарнирным креплением тарелки к седлу при помощи фто­

ропластовой пластины толщиной 0,5—1,2 мм.

Конструкция блоков проста, поэтому они могут изготовляться

непосредственно на предприятиях. Так поступило объединение «Башнефтехимзаводы»: на одном из нефтеперерабатывающих за­

водов было организовано изготовление блоков бесштоковой кон­ струкции для всех заводов объединения. Реализация этого меро­

приятия обеспечила сокращение потерь нефтепродуктов от ис­

Образующийся на внутренних поверхностях клапанов и патруб­ ков иней может значительно уменьшить проходное сечение арма­ туры, поэтому требуется периодическое его удаление. На основа­

нии накопленного опыта рекомендуется при наружной температу­

Взамен типовых дыхательных клапанов, имеющих существен­ ные недостатки (см. стр. 130), ВНИИТнефть разработал новую

конструкцию мембранного клапана НДКМ с более высокой про­

пускной способностью. Эти клапаны предназначены для эксплуа­

тации на наиболее распространенных типах резервуаров: верти­

кальных стальных с допустимым избыточным давлением

200 мм вод. ст. и вакуумом 40 мм вод. ст. и железобетонных с до­

ного дыхательного клапана. Клапан состоит из приемного патруб­

133

Работа клапана состоит в том, что при образовании вакуума в газовом пространстве резервуара в межмембранной камере кла­ пана также создается вакуум. В тот момент, когда вес узла тарел­

ки 13 будет меньше усилия, получаемого от воздействия атмосфер­

ного давления на поверхность нижней мембраны и на выступаю­

щую за средний диаметр седла поверхность тарелки, тарелка при-

Рис. 11.18. Непримерзающий мембранный дыхательный клапан:

/ — приемный патрубок; 2 —седло; 3 — защитный кожух; 4 — нижняя мембрана; 5 — корпус;

ся вверх до отказа. Верхняя мембрана в работе клапана на вакуум не участвует.

Если в резервуаре образуется давление, оно передается в меж­

мембранную камеру и прижимает тарелку с нижней мембраной к седлу, что улучшает герметичность затвора. В то же время дав­ ление действует на верхнюю мембрану с грузом, и при некотором его значении, определяемом весом груза и дисков, верхняя мем­ брана с диском перемещается вверх, натягивая цепочки.

При достижении расчетного давления усилие от воздействия

давления на верхнюю мембрану 7 уравновесится с суммой усилия

134

от воздействия давления на мембрану 4 и с суммарным весом та­

релки 13, диска 8 и груза 9, а при дальнейшем увеличении давле­ ния тарелка приподнимается.

C увеличением расхода через клапан сопротивление огнепре­

градителя возрастает и давление в межмембранной камере созда­ ет дополнительное усилие, способствующее подъему тарелки. Для устранения колебаний затворного устройства из-за резкого подъ­

ема тарелки и последующего падения давления в резервуаре на

сающиеся эксплуатации опытных образцов клапанов типа НДКМ.

Клапаны были установлены на стальных и железобетонных резер­

вуарах с сырой нефтью, содержащей до 5—6 объемн. % воды.

Температура окружающего воздуха понижалась до —43 0C. Опыт­

ная эксплуатация доказала работоспособность конструкции в са­

мых тяжелых условиях. Примерзания тарелок к седлам не про­

исходило.

В обзоре ВНИИОЭНГ [23] сообщается, что в Англии запатен­ тована конструкция дыхательного клапана, исключающего обрат­

ную диффузию паров нефтепродуктов в период заполнения резер­

вуаров. Клапан представляет собой (рис. 11.19) патрубок 1, в котором на крестовине неподвижно укреплен сердечник 4, заканчи­

вающийся вверху конусом 2. В патрубке 1 свободно перемещает­ ся гильза 5, имеющая вверху коническое сужение 3, соответствую­

щее углу наклона конуса 2. При небольших расходах паров про­ дуктов через патрубок 1 гильза 5 находится в нижнем положении и при этом между конусом 2 сердечника 4 и коническим суже­ нием 3 остается небольшой кольцевой зазор, через который выхо­

135

дят пары продукта. Благодаря этому обеспечивается высокая ско­ рость истечения паров нефтепродукта и тем самым предотвращает­

ся обратная диффузия в резервуары воздуха, могущего создать по­

жароопасную смесь с парами продукта. При увеличении расхода

паров продуктов, что возможно при значительном увеличении ско­

рости заполнения резервуара, гильза 5 поднимается, увеличивая кольцевой зазор и исключая чрезмерное увеличение перепада дав­

тации на резервуарах высокого давления, которые характеризуют­ ся малой годовой оборачиваемостью и длительным хранением хо­

лодного продукта. Малые дыхания при этом отсутствуют. В этих

условиях примерзание тарелок дыхательного клапана происходит

исключительно редко. Безопасная эксплуатация резервуаров обес­ печивается надежной работой предохранительного клапана. Это подтверждается многолетним опытом промышленной эксплуатации клапанов ДКМ-150.

В комплексе с дыхательным клапаном ДКМ-150 работает пре.-

дохранительный клапан K∏Γ-150, данные о котором приведены на стр. 140.

Техническая характеристика клапана ДКМ-150 приведена ниже:

Условный диаметр присоединительного патрубка, мм............................................. 150

Вакуум срабатывания, мм вод. ст. . . . 20—70 Давление срабатывания, мм вод. ст. . 1000—6300

136

Как показал опыт эксплуатации типовых клапанов, переделан­

ных на непримерзающие, использование их для резервуаров с теп­ лым продуктом нецелесообразно из-за малых зазоров между та­

релками и стенками корпуса и значительного усложнения очистки от инея и льда. Эти недостатки реконструированных клапанов устранены в новой конструкции непримерзающего дыхательного

клапана КДН. В этом клапане облегчен доступ к затворам и внут­ ренним полостям для проведения осмотра и очистки от льда и

инея. Клапаны КДН изготовляются диаметром 250 мм (КДН-250)

и 350 мм (КДН-350), пропускная способность указанных клапа­

нов составляет соответственно 500 и 900 м3/ч по воздуху.

Предохранительные резервуарные клапаны

В нашей стране выпускаются предохранительные клапаны двух

типов: ИКС для «атмосферных» резервуаров (давление и вакуум срабатывания — 20 мм вод. ст.) и K∏C (КПСА) для резервуаров, рассчитанных на давление до 200 мм вод. ст.

На рис. 11.20 показана конструкция предохранительного кла­ пана типа КПС. Основным элементом клапана является гидроза­ твор, образованный залитой на дно корпуса 3 рабочей жидкостью

(обычно соляровое масло) и колпаком 4. При завышении давления внутри резервуара жидкость гидрозатвора вытесняется из внут­

реннего кольцевого пространства во внешнее. Когда уровень жид­ кости понизится до нижней зубчатой кромки колпака, парогазовая

смесь начнет прорываться во внешнее кольцевое пространство и через столб затворной жидкости барботировать в атмосферу. При вакууме в резервуаре жидкость гидрозатвора из наружного коль­ цевого пространства вытесняется во внутреннее и через столб жид­ кости наружный воздух будет поступать в резервуар. Чтобы гид­

равлический предохранительный клапан не работал одновременно

с механическим, его устанавливают на повышенные давление и ва­

Всесоюзный научно-исс,ледовательский институт по сбо'РУ, ПОД готовке и транспорту нефти и нефтепродуктов (ВНИИСПТнефть)

137