Аварийный клапан для резервуара (7 видео)

Аварийный клапан (предохранительный клапан) АК-500 «Маяк» разработан для защиты резервуара от деформаций и разрушения при возникновении критического давления паровоздушной смеси в резервуаре. Клапан аварийный «Маяк» сбрасывает избыточное давление в атмосферу.

Клапан аварийный АКС-500 «Маяк» так же срабатывает и в обратную сторону — на вакуум. Впуская в резервуар дополнительный объем воздуха, обеспечивается возможность ускоренной откачки продукта без риска деформации резервуара.

Применение аварийного клапана АКС-500 снижает риск деформирования стенок верхних поясов резервуара и разрушения трубопроводов, сухотрубов и систем надслойного пожаротушения.

Необходимость установки аварийных клапанов класса АКС-500 «Маяк», указана в СТО-СА-03-002-2009, п. 13.4.

Предохранительный клапан надёжен, благодаря независимому «безшоковому» подвесу тарелок затворов. Он исключает заклинивание клапанов аварийного сброса.

Для получения сигнала о срабатывании клапана, а значит — о возникновении внештатной ситуации, предохранительный клапан снабжается независимым визуальным сигнализатором.

Подача сигнала срабатывания аварийного клапана «Маяк», в отличие от клапана «Торнадо», на центральный пульт может быть обеспечена возможностью комплектования низковольтным датчиком срабатывания клапана (возможность комплектации «Эксперт»). Для исключения возможности проникновения пламени в резервуар через сбросной клапан предохранительный АК 500 при пожаре на соседних резервуарах в конструкции, в соответствии с ПБ 09-540-03, п. 5.6.9., имеется огневой предохранитель.

Клапаны предохранительные снабжены крепёжными элементами, выполненными по требованиям ОСТ 26-2043-91 специально для применения в химической, нефтехимической и других смежных отраслях промышленности.

Сбросные предохранительные клапаны «Маяк» могут поставляться в транспортной упаковке повышенной надёжности.

Для интенсификации откачки подтоварной воды, при пожаре рекомендуется клапан предохранительный АК-500 использовать совместно с системой дренирования на основе УРП «Клевер» или СУПР.

Содержание

Соответствие
Технические характеристики
Клапаны аварийные «Беркут»®
Аварийный клапан для резервуара
Аварийный клапан резервуара для нефти и нефтепродуктов
📹 Видео

Соответствие

ПБ09-540-03 «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств»;
«Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности объектов нефтепродуктообеспечения, расположенных на селитебной территории»;
СТО-СА-03-002-2009 «Правила проектирования, изготовления и монтажа вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов»;
ПБ 09-560-03 «Правила промышленной безопасности нефтебаз и складов нефтепродуктов»; ГОСТ 15150-69 «Исполнение для различных климатических районов».

Продажа предохранительных клапанов — одна из основных сфер деятельности ООО «СЗНРО». То, какая цена на клапан предохранительный АК 500, аварийный клапан Торнадо и др., который Вы хотите купить, его наличие, а также цену монтажа уточняйте у наших менеджеров.

Видео:Предохранительный клапан. Устройство и принцип работыСкачать

Технические характеристики

Преимущества	Норма	Эксперт	Технические характеристики
Взрывопожаробезопасность			Искробезопасность контактов подвижных и неподвижных деталей
Экономический эффект		Возможность проводить ускоренное экстренное опорожнение резервуара, благодаря работе клапана не только на сброс избытка давления, но и на обеспечение поступления в резервуар дополнительного объема воздуха
Продлен срок безотказной работы			Независимый «безштоковый» подвес тарелок затворов. Надежная работа без заклинивания клапана
Продлен срок безотказной работы		Упаковка повышенной надежности
Повышено удобство эксплуатации			Независимые визуальные сигнализаторы срабатывания тарелок затворов вакуума и давления Получение сигнала в любых ситуациях
			Срабатывание сигнализаторов при подъеме тарелок с седел в аварийной ситуации
		Комплектация низковольтными датчиками контроля состояния

— Базовое свойство комплектации
— Опция, допустимая в комплектации

Видео:Пружинные предохранительные клапаныСкачать

Клапаны аварийные «Беркут»®

Клапаны аварийные «Беркут» ® (далее по тексту — аварийные клапаны) предназначены для аварийного сброса избыточного давления, возникшего в резервуаре в результате интенсивного нагрева нефтепродукта из-за пожара на соседнем резервуаре либо отказа дыхательной аппаратуры.

Применение аварийных клапанов позволяет избежать деформации и разрушения резервуара в критической ситуации, когда пропускной способности дыхательных клапанов может не хватить.

Аварийный клапан устанавливается совместно с дыхательными клапанами, обеспечивающими проектные величины внутреннего давления и вакуума.

СВЕДЕНИЯ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Аварийный клапан через прокладку устанавливается на монтажный патрубок ПМ, смонтированный на стационарной крыше вертикального резервуара. Соединение — фланцевое, болтовое. Соединительный фланец изделия — по ГОСТ 12820-80, на условное давление (Ру) 6 кгс/см 2 . Присоединительные размеры фланцев (см. таблицу 1) соответствуют исполнению 1 по ГОСТ 12815-80.

По устойчивости к воздействию климатических факторов внешней среды клапаны изготавливаются в исполнении Т, У и УХЛ, категории размещения 1 по ГОСТ 15150-69.

Пример обозначения изделия при заказе: КА «Беркут» ® -500-УХЛ ТУ3689-015-82673705-2009, где:

«Беркут» ® — наименование клапана аварийного (зарегистрированный товарный знак);

500 — условный проход соединительного патрубка в миллиметрах (мм);

УХЛ — климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69.

ТАБЛИЦА 1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Видео:Как работает предохранительный клапан для систем отопленияСкачать

Аварийный клапан для резервуара

ТУ 3689-001-20956806-2013

Аварийный клапан Dy 1000, Dy 500

Аварийный клапан “Бриз” разработан для защиты резервуаров от деформации и разрушения при возникновении критического давления паровоздушной смеси в резервуаре.

Основной причиной разрушения резервуаров при возникновении пожаров является их разрыв из-за скачкообразного повышения внутреннего давления. Пропускной способности вентиляционных клапанов КДС, КДМ в такой ситуации не хватает.

При пожаре на одном резервуаре, основной риск разрушения соседних связан не с «перекидыванием» огня, а с ростом внутреннего давления из-за повышения температуры. АК-“Бриз” срабатывает при критическом росте давления внутри резервуара, вызванным пожаром в резервуаре, или рядом с ним. Происходит сбрасывание избыточного давления внутри РВС. Снижение давления защищает от деформации стенки резервуара и системы пожаротушения.

Читайте также: Регулировка клапанов в грм порядок регулировки клапанов

После сброса давления в резервуаре, клапан начинает работать в обратном направлении, впуская дополнительный объем воздуха и позволяя производить ускоренную выкачку содержимого резервуара.

Пожарная безопасность и взрывозащищенность резервуаров для нефти и нефтепродуктов являются вопросами особой важности и не теряют своей актуальности как для существующих резервуарных парков, так и для вновь строящихся терминалов и отдельных объектов, ориентированных на применение новых конструктивных решений и методов их расчета, использования инновационных разработок не только отечественного, но и зарубежного резервуаростроения.

Действующим ГОСТ, по аналогии с требованиями зарубежных стандартов, в т.ч. API 650 и API 2000, выдвигаются следующие требования по аварийному вентилированию:

п.В.4.1 «Для безопасного (без разрушения корпуса резервуара) сброса внутреннего избыточного давления при взрыве или пожаре предусматривают создание «слабого узла» соединения настила стационарной крыши со стенкой резервуара или установку аварийных клапанов».

«Слабый узел» соединения настила крыши со стенкой должен обеспечивать частичный или полный отрыв настила крыши от стенки резервуара и быстрый сброс избыточного давления, предотвращая разрушение стенки и узла крепления стенки с днищем, а также разлив продукта за пределы резервуара.

Однако, такой сценарий защиты предполагает разрушение настила крыши и, соответственно, всех находящихся на крыше элементов оборудования, площадок обслуживания, ограждений и пр.

Более целесообразным, а в ряде случаев единственно возможным, является установка на стационарной крыше аварийного клапана, который обеспечивает сброс избыточного давления без разрушения настила крыши.

Вместе с тем, проектирование аварийного клапана имеет ряд принципиальных отличий, делающих невозможным выполнение его конструкции на базе модернизации стандартных дыхательных клапанов давления, устанавливаемых на стационарных крышах резервуаров для обеспечения нормальной эксплуатации.

Эти особенности связаны со следующими факторами:

Во-первых, в отличие от традиционных дыхательных клапанов, имеющих максимальную производительность 3000 м3/час при диаметре клапана 0,5 м (дыхательный клапан типа КДС-3000/500), аварийный клапан, в соответствии с Table 7 американского стандарта API-2000 «Venting Atmospheric and Low-pressure Storage Tanks», а так же табл.13.1 стандарта СТО-СА-03-002-2009 «Правила проектирования, изготовления и монтажа вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов» должен обеспечивать пропускную способность по воздуху не менее 20000 м3/час.

Традиционные аварийные клапана заявляют их «проверенную на стендах» пропускную способность до 30000 м3/час при проходном диаметре клапана 500 мм.

Однако самый элементарный расчет показывает, что при прохождении 30000 м3 газо-воздушной смеси через отверстие диаметром 500 мм скорость воздушного потока составляет:

152,8 км/ час или 42,5 м/с, что

эквивалентно скорости урагана, вызывающего не только механические разрушения, но и воспламенение газо-воздушного потока от возможных разрядов статического электричества, возникающих от эффекта электризации.

Режим работы аварийного клапана не должен отличаться от работы стандартного клапана при прохождении через него газового потока со скоростью не более 5 м/сек. Исходя из этого условия может быть определен минимальный диаметр аварийного клапана, составляющий 1,5 м с площадью пропускного отверстия 1,8 м2.

В соответствии с п.13.4.6 СТО-СА-03-002-2009 установочное значение срабатывания аварийных клапанов ра должно составлять ра=1,4хр, где р – рабочее давление в резервуаре (обычно 200 кг/м2).

В результате имеем расчетное давление на крышку клапана ра =1,4х200х1,8=504кг.

Таким образом, если выполнить аварийный клапан стандартным образом с подъемной крышкой, как это описано в API 2000, то масса крышки должна составлять не менее 500 кг, что является техническим абсурдом.

Из вышеприведенных расчетов следует, что в качестве аварийного клапана должна применяться тонкостенная (легкая) мембрана, моментально разрушающаяся (разрывающаяся) при расчетном давлении ра, при этом полностью открывая пропускное сечение клапана.

Клапан «Бриз 1500» устанавливается на монтажный патрубок Ду 1500 в стационарной крыше резервуара. Клапан «Бриз 1500/1000» устанавливается на монтажный патрубок Ду1000 и имеет переходный конический патрубок.

Преимущества АК — “Бриз”

В критической ситуации обеспечивает сброс избыточного давления до 30 000 м3/ч;
Клапан работает и на давление и на вакуум;
Дает время на принятие мер по охлаждению резервуара и откачки товарной жидкости;
Имеет встроенный сигнализатор срабатывания;
Обеспечивает возможность ускоренной откачки товарной жидкости из резервуара;

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВАРИЙНОГО КЛАПАНА

Видео:Как работают предохранительные клапаны прямого и непрямого действия?Скачать

Аварийный клапан резервуара для нефти и нефтепродуктов

Полезная модель относится к устройствам защиты резервуаров для нефти и нефтепродуктов от аварийного воздействия внутреннего избыточного давления при взрыве или пожаре. Технический результат в обеспечении разрушения разрывного диска аварийного клапана резервуара для нефти и нефтепродуктов при заданных значениях давления внутри резервуара как высоких, так и низких. Аварийный клапан резервуара для нефти и нефтепродуктов состоит из плоского фланца и соединенного с фланцем разрывного диска, включающего центральную часть и усеченный конус. Центральная часть состоит из плоской мембраны с конической отбортовкой, соединенной с усеченным конусом ниже уровня плоской мембраны, в то время как верхняя кромка усеченного конуса соединена с плоским фланцем выше уровня плоской мембраны. Плоский фланец имеет конический срез в месте крепления к нему усеченного конуса. 1 н.п. 1 зав. п. ф-лы, 5 изображений.

Предлагаемое изобретение относится к устройствам защиты резервуаров для нефти и нефтепродуктов от аварийного воздействия внутреннего избыточного давления при взрыве или пожаре.

Известные устройства для безопасного (без разрушения корпуса резервуара) сброса внутреннего избыточного давления предусматривают создание «слабого узла» соединения настила стационарной крыши со стенкой резервуара или установку аварийных клапанов, (см. ГОСТ 31385-2008, «Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов», приложение B.4).

Однако такой сценарий защиты предполагает разрушение настила крыши и, соответственно, всех находящихся на крыше элементов оборудования, площадок обслуживания, ограждений и пр.

Эти особенности связаны со следующими факторами: Во-первых, в отличие от традиционных клапанов давления, имеющих максимальную производительность 3000 м 3 /час при диаметре клапана 0,5 м (см., например, дыхательный клапан типа КДС-3000/500 http://www.ngm-group.ru/oborud/kds3000/), аварийный клапан должен обеспечивать пропускную способность по воздуху не менее 20000 м 3 /час, (см. стандарт API-2000 «Venting Atmospheric and Low-pressure Storage Tanks», Table 7, а также стандарт СТО-СА-03-002-2009 «Правила проектирования, изготовления и монтажа вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов», табл.13.1.). Тем не менее, отечественные производители аварийных клапанов заявляют их пропускную способность до 30000 м 3 /час при проходном диаметре клапана 500 мм (см., например, каталог ЗАО «Нефтегазмаш» http://www.ngm-group.ru/oborud/ka_tornado/ или НПО «Санеф» http://nposanef.ru/catalog/klapany-avariynye/klapany-avariynye-berkut.html). Однако самый элементарный расчет показывает, что при прохождении 30000 м 3 газо-воздушной смеси через отверстие диаметром 0,5 м скорость воздушного потока составляет:

что эквивалентно скорости урагана, вызывающего не только механические разрушения, но и воспламенение газо-воздушного потока за счет эффекта электризации.

Очевидно, что режим работы аварийного клапана не должен отличаться от работы стандартного клапана при прохождении через него газового потока со скоростью не более 5 м/сек. Исходя из этого условия может быть определен минимальный диаметр аварийного клапана, составляющий 1,5 м с площадью пропускного отверстия 1,8 м 2 .

В соответствии с п.13.4.6 СТО-СА-03-002-2009 установочное значение срабатывания аварийных клапанов p_a должно составлять p_a=1,4p, где p — рабочее давление в резервуаре (обычно 200 кг/м 2 ).

В результате имеем подъемную силу, действующую на крышку клапана, равную 1,4×200×1,8=504 кг.

Таким образом, если выполнить аварийный клапан стандартным образом с подъемной крышкой, (как это, например, описано в API 2000 и в вышеуказанных каталогах ЗАО «Нефтегазмаш» и НПО «Санеф»), то масса крышки должна составлять не менее 500 кг, что является техническим абсурдом.

Из вышеприведенных рассуждений следует, что в качестве аварийного клапана должна применяться тонкостенная (легкая) мембрана, моментально разрушающаяся (отрывающаяся от фланца) при расчетном давлении p_a, при этом полностью открывая пропускное сечение клапана.

Известен ближайшее аналогичное устройство — аварийный клапан, состоящий из плоского фланца и соединенного с плоским фланцем разрывного диска (см. например, патент US 7870865 B2; МПК F16K 17/16, F16K 17/40; дата публикации 18.01.2011). Разрывной диск состоит из центральной сферической части и переходного усеченного конуса, образующих мембрану переменной кривизны.

Ближайший аналог предполагает использование материала, преимущественно металла, толщиной от 0,05 до 0,25 мм. Диаметр устройства может изменяться от 20 до 260 мм при расчетном давлении срабатывания от 14 кПа до 690 кПа.

Очевидно, что такие параметры устройства не отвечают расчетным параметрам аварийного клапана, приведенным выше:

— давление срабатывания в диапазоне от 3 кПа до 5 кПа;

— диаметр мембраны — не менее 1,5 м.

Кроме того, известная конструкция клапана работает только в одном направлении — на внутреннее давление, а для нефтяных резервуаров зачастую необходимым является наличие аварийного устройства для работы не только на внутреннее давление, но и на вакуум.

Недостатками ближайшего аналога являются невысокая величина давлении срабатывания и только срабатывание от повышенного давления внутри резервуара.

Задачей настоящего изобретения является создание аварийного клапана с разрывным диском минимальным диаметром около 1,5 м, рассчитанным на срабатывание при внутреннем давлении от 3,0 кПа до 5 кПа и вакууме от 1 кПа до 3 кПа.

Технический результат заключается в обеспечении разрушения разрывного диска аварийного клапана резервуара для нефти и нефтепродуктов при заданных значениях давления внутри резервуара как высоких, так и низких.

Сущность технического решения заключается в том, что аварийный клапан резервуара для нефти и нефтепродуктов состоит из плоского фланца и соединенного с фланцем разрывного диска, включающего центральную часть и усеченный конус, и отличающийся от ближайшего аналога тем, что центральная часть состоит из плоской крышки с конической отбортовкой, соединенной с усеченным конусом ниже уровня плоской крышки, в то время как верхняя кромка усеченного конуса соединена с плоским фланцем выше уровня плоской крышки.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, где показано:

на фиг.1 — общий вид аварийного клапана в плане;

на фиг.2 — поперечный разрез аварийного клапана по сечению A-A на фиг.1;

на фиг.4 — силовая схема работы аварийного клапана;

на фиг.5 — распределение изгибающих моментов в аварийном клапане при работе на внутреннее давление p и на вакуум v.

Аварийный клапан резервуара для нефти и нефтепродуктов состоит из плоского фланца 6 и соединенного с фланцем разрывного диска, включающего центральную часть и усеченный конус 7. Центральная часть состоит из плоской мембраны 8 с конической отбортовкой 9, соединенной с усеченным конусом 7 ниже уровня плоской мембраны 8, в то время как верхняя кромка усеченного конуса 7 соединена с плоским фланцем 6 выше уровня плоской мембраны 8 (фиг.1, 2, 3).

Плоский фланец 6 имеет конический срез в месте крепления к нему усеченного конуса 7 (фиг.3).

Аварийный клапан резервуара для нефти и нефтепродуктов устанавливается на стационарной крыше резервуара 1 на монтажном патрубке 2, включающем усиливающий «воротник» 3, обечайку 4 и горизонтальный фланец 5 (фиг.1, 2).

Для установки аварийного клапана в проектное положение на монтажный патрубок 2 аварийный клапан снабжен строповочными петлями 10. Плоская мембрана 8 прикреплена цепью (или тросом) 11 к усиливающему «воротнику» 3 (фиг.1, 2).

Соединение усеченного конуса 7 осуществлено ослабленными сварными угловыми швами k_p и k_v соответственно (фиг.3). Выполнение отбортовки плоской мембраны 8 выполняется методом штамповки (без сварки).

Работа клапана осуществляется следующим образом.

Воздействие внутреннего давления p на плоскую мембрану 8 вызывает ее подъем ее, сопровождаемый возникновением значительных (несколько тонн на погонный метр) продольных сил, создающих дополнительные изгибающие моменты в местах соединений усеченного конуса 7 с конической отбортовкой 9 и с плоским фланцем 6.

Максимальный момент разрыва возникает в сварном шве, расположенном в месте соединения усеченного конуса 7 с плоским фланцем 6, где и происходит разрыв клапана.

При воздействии внутреннего вакуума резервуара на плоскую мембрану 8, возникает опускание ее центра, в результате чего возникает горизонтальная сила, создающая дополнительные изгибающие моменты в местах соединений усеченного конуса 7 с конической отбортовкой 9 и с плоским фланцем 6.

Максимальный момент разрыва возникает в месте соединения усеченного конуса 7 с конической отбортовкой 9, где и происходит разрыв клапана.

Вышеуказанное пояснено изображениями на фиг.4 и 5, на которых использованы следующие обозначения.

A — точка сварного шва соединения усеченного конуса 7 с плоским фланцем 6;

B — точка сварного шва соединения усеченного конуса 7 с отбортовкой 9;

E — точка в центре плоской мембраны 8;

М_OA — изгибающий момент в точке A;

М_OB — изгибающий момент в точке B;

М_A — результирующий момент в точке A;

М_B — результирующий момент в точке B;

p — давление на плоскую мембрану 8;

Воздействие давления p на плоскую мембрану 8 вызывает ее подъем, сопровождаемый возникновением значительных (несколько тонн на погонный метр) продольных сил N, создающих дополнительные изгибающие моменты в точках A и B (фиг.4, 5). Результирующие моменты М_A, М_B в этих точках определяются следующими формулами:

где М _A0 и М_B0 — изгибающие моменты в точках A и B для плоской круглой пластины того же диаметра и толщины.

Воздействие вакуума V на плоскую мембрану 8 также вызывает возникновение дополнительных изгибающих моментов в точках A и B. Результирующие моменты в этих точках определяются следующими формулами:

На фиг.5а представлена характерная эпюра изгибающих моментов для плоской мембраны (e_p=e_v=0) при действии избыточного давления.

На фиг.5b, с показаны аналогичные эпюры для описанного выше аварийного клапана (e_p0, e_v0) при действии избыточного давления и вакуума соответственно. Расчеты выполнялись в геометрически нелинейной постановке с применением вычислительного комплекса ANSYS. Установлено, что при определенных значениях геометрических параметров изгибающий момент в точке A от действия давления превосходит максимальный момент в жестко заделанном контуре плоской мембраны 8 примерно на 80%. В то же время, изгибающий момент в точке B от действия вакуума превосходит эту же величину примерно на 50%.

Таким образом, наличие в точках A и B ослабленных угловых сварных швов обеспечивает их разрушение при назначении катетов этих швов k_p и k_v (фиг.3) в соответствии с требованиями СП 16.13330.2011 (Актуализированная редакция СНиП II-23-81 «Стальные конструкции»).

1. Аварийный клапан резервуара для нефти и нефтепродуктов, состоящий из плоского фланца и соединенного с фланцем разрывного диска, включающего центральную часть и усеченный конус, отличающийся тем, что центральная часть состоит из плоской мембраны с конической отбортовкой, соединенной с усеченным конусом ниже уровня плоской мебраны, в то время как верхняя кромка усеченного конуса соединена с плоским фланцем выше уровня плоской мембраны.

2. Аварийный клапан резервуара для нефти и нефтепродуктов по п.1, отличающийся тем, что плоский фланец имеет конический срез в месте крепления к нему усеченного конуса.