Plynové armatury a zařízení

Plynové armatury jsou různá zařízení a zařízení montovaná na plynovodech, přístrojích a nástrojích, pomocí kterých se provádí zapínání, vypínání, změna množství, tlaku nebo směru proudění plynu, jakož i odvádění plynů.

Požadavky na výběr plynových armatur. Při výběru plynových armatur je třeba zohlednit následující vlastnosti kovů a slitin:
— zemní plyn neovlivňuje železné kovy, proto plynové armatury mohou být vyrobeny z oceli a litiny;
— vzhledem k nižším mechanickým vlastnostem litinové výztuže ji lze použít při tlacích nejvýše 1,6 MPa;
— při výběru litinových tvarovek je nutné vytvořit podmínky, aby se jejich příruby neohýbaly;
— při stávajících přípustných normách pro obsah sirovodíku v plynu (2 g na 100 m3) nemá tento prakticky žádný vliv na slitiny mědi. Proto lze armatury pro vlastní plynová zařízení vyrábět ze slitin mědi.

Klasifikace plynových armatur. Podle jejich účelu se existující typy plynových armatur dělí na:
— uzavírací — pro periodické hermetické odstavení jednotlivých úseků plynovodu, zařízení a přístrojů;
— bezpečnost – zabránit možnosti zvýšení tlaku plynu nad stanovené limity;
— zpětně působící ventily — k zabránění pohybu plynu v opačném směru;
— nouzové a uzavírací — pro automatické zastavení pohybu plynu do nouzové sekce, pokud je porušen stanovený režim.

Obr. 1. Univerzální klínové spojení:

Všechny armatury používané v plynárenském průmyslu jsou standardizované. Podle uznávaného konvenčního označení se kód každé armatury skládá ze čtyř částí.

Na prvním místě je číslo označující typ ventilu. Na druhém místě je konvenční označení materiálu, ze kterého je těleso ventilu vyrobeno. Na třetím místě je sériové číslo výrobku. Na čtvrtém místě je konvenční označení materiálu těsnicích kroužků: br – bronz nebo mosaz; nzh – nerezová ocel; r – pryž; e – ebonit; bt – babit; bk – v tělese a na šoupátku nejsou žádné speciální těsnicí kroužky.

Například označení jeřábu typu PBYubk lze dešifrovat následovně:
11 – typ armatury (baterie), b – materiál těla (mosaz), 10 – sériové číslo výrobku, bk – typ těsnění (bez kroužků).

Většina typů ventilů se skládá z uzavíracího nebo škrticího zařízení. Tato zařízení jsou pouzdro uzavřené víkem, uvnitř kterého se pohybuje klapka. Pohyb klapky uvnitř pouzdra vzhledem k jejím sedlům mění plochu průchodu plynu, což je doprovázeno změnou hydraulického odporu.

U uzavíracích zařízení se povrchy šoupátka a sedla, které se dotýkají během uzavírání částí plynovodu, nazývají těsnicí. U škrticích zařízení se povrchy šoupátka a sedla, které tvoří nastavitelný průchod pro plyn, nazývají škrcení.

Uzavírací ventily. Uzavírací ventily zahrnují různá zařízení určená k hermeticky uzavřeným úsekům plynovodu. Musí zajistit hermetické uzavření, rychlé otevírání a zavírání, snadnou údržbu a nízký hydraulický odpor.

Jako uzavírací armatury na plynovodech se používají šoupátka, kohouty, ventily a hydraulická těsnění.

Důležitý je správný výběr vhodných armatur. Například ventily se instalují převážně na středotlakých a vysokotlakých plynovodech a kromě ventilů se na nízkotlakých plynovodech instalují i hydraulické těsnění. Plynovody vedené uvnitř musí mít ventily.

Nejběžnějším typem uzavíracích ventilů jsou šoupátka, u kterých se průtok plynu nebo jeho úplné zastavení reguluje změnou polohy ventilu podél těsnicích ploch. Toho se dosahuje otáčením vřetena. Vřeteno může být zasouvací nebo nezasouvací. Nezasouvací vřeteno se při otáčení setrvačníku pohybuje kolem své osy společně se setrvačníkem. V závislosti na tom, kterým směrem se setrvačník otáčí, se závitové pouzdro ventilu pohybuje dolů nebo nahoru podél závitu na spodní části vřetena a podle toho spouští nebo zvedá ventil. Ventily se zasouvacím vřetenem zajišťují pohyb vřetena a s ním spojeného ventilu otáčením závitového pouzdra upevněného ve středu setrvačníku.

Obr. 2. Šoupátkové ventily:
a — rovnoběžně se stoupajícím vřetenem: 1 — těleso, 2 — pojistné kotouče, 3 — klín, 4 — vřeteno, ucpávka L. 6 — setrvačník, 7 — těsnicí plochy tělesa; b — klín s nestoupajícím vřetenem: 1 — klín, 2 — kryt, 3 — pouzdro, 4 — matice, 5 — setrvačník. 6 — ucpávka, 7 — příruba, 8 — vřeteno

Pro plynovody s tlakem do 0,6 MPa se používají armatury z šedé litiny a pro plynovody s tlakem nad 0,6 MPa armatury z oceli.

Šoupátka mohou být rovnoběžná nebo klínová. U rovnoběžných ventilů jsou těsnicí plochy rovnoběžné a mezi nimi je distanční klín. Když je ventil zavřený, klín se opírá o spodní část ventilu a odtlačuje od sebe kotouče, které svými těsnicími plochami vytvářejí potřebnou hustotu. U klínových ventilů nejsou boční plochy ventilu rovnoběžné, ale šikmé. Navíc tyto ventily mohou mít plný ventil nebo ventil složený ze dvou kotoučů. Na podzemních plynovodech je vhodné instalovat rovnoběžné ventily.

Ventily však ne vždy zajišťují těsné uzavření, protože těsnicí plochy a spodní část ventilu se často znečišťují. Navíc při použití ventilů s neplně otevřeným uzávěrem se kotouče opotřebovávají a stávají se nepoužitelnými.

Odstranění výše uvedených vad je spojeno s velkými obtížemi. Všechny opravené i nově instalované ventily je nutné zkontrolovat na těsnost petrolejem. Za tímto účelem by měl být ventil instalován ve vodorovné poloze, nalit petrolej a druhá strana ventilu natřena křídou. Pokud je ventil těsný, nebudou na něm žádné skvrny od petroleje.

Na podzemních plynovodech se ventily montují do speciálních studní vyrobených z prefabrikovaného železobetonu nebo červených cihel. Kryt studny musí být odnímatelný pro snadnou demontáž během oprav.

Šachty mají poklopy, které lze snadno otevřít pro kontrolu a opravy. Na vozovce jsou poklopy instalovány v úrovni povrchu vozovky a na nezpevněných příjezdových cestách – 5 cm nad úrovní terénu s 1 m širokou slepou plochou kolem poklopů. Pokud je to možné, doporučuje se umístit ovládání ventilu pod koberec.

V místech, kde se plynovody protínají se stěnami studní, se instalují pažnice, které se pro těsnost utěsní bitumenem. Studny musí být vodotěsné. Účinným prostředkem proti pronikání podzemní vody je hydroizolace stěn studní. V případě pronikání vody se ve studnách umisťují speciální jámy pro její sběr a odstraňování.

Na plynovodech o průměru do 100 mm se při přepravě suchého plynu instalují malé vrty s armaturami instalovanými v horní části, což zajišťuje obsluhu armatur z povrchu země. V takových vrtech se místo ventilů instalují ventily.

Je pohodlnější servisovat kohoutky s nuceným mazáním. Utěsnění kohoutku se dosahuje zavedením speciálního konzistentního maziva pod tlakem mezi těsnicí plochy. Mazivo naplněné do dutého kanálu horní části kuželky je zašroubováním šroubu protlačováno kanály do mezery mezi tělesem a kuželkou. Kuželka je mírně zvednuta nahoru, čímž se mezera zvětší a zajistí se snadné otáčení. Kulový ventil a mosazné těsnění zabraňují vytlačování maziva a pronikání plynu ven.

Obr. 3. Struktura plynových vrtů:
a — instalace ventilu ve studni: 1 — pouzdro. 2 — ventily, 3 — koberec. 4 — poklop, 5 — kompenzátor čočky, 6 — plynovod; 7 — zařízení malé studny: 1 — odbočka, 2 — kohoutek, 3 — těsnění, 4 — šroub s maticí, 5 — stěna studny

Kromě mazaných ventilů se používají i jednoduché rotační ventily, které se dělí na napínací, ucpávkové a samotěsnicí. Tyto ventily se instalují na nadzemní a vnitroobjektové plynovody a pomocná potrubí (pulzní a odkalovací plynovody, hlavice sběračů kondenzátu, vstupy).

U napínacích závitníků se vzájemného stlačení těsnících ploch zátky a těla dosáhne našroubováním napínací matice na závitový konec zátky, opatřený podložkou.

Aby se na zátku vytvořilo napětí, konec její kuželové části by neměl dosahovat k podložce o 2. 3 mm a spodní část vnitřního povrchu tělesa by měla mít válcovou drážku. To umožňuje spouštět zátku při jejím opotřebení, utahovat matici vřetena a tím zajistit těsnost.

Hydraulické uzávěry jsou jednoduché a těsné uzavírací zařízení pro podzemní nízkotlaké plynovody. Výhody hydraulického uzávěru: není třeba stavět studnu, spolehlivost a těsnost uzávěru, možnost použití jako sběrače kondenzátu.

Obr. 4. Litinový závitník s tlakovým mazáním:
1 – šroub, 2 – kulový ventil, 3 – těsnění, 4 – kanály, 5 – základna zátky

Jak je vidět z obr. 35, horní částí hrnce prochází trubice o průměru 25 mm; spodní část trubice je zkosená, aby se zvětšila její plocha a zabránilo se ucpávání. Trubice je vedena pod kobercem a uzavřena palcovou zátkou. U hydraulických ucpávek by výška vodního sloupce měla být o 200 mm větší než maximální pracovní tlak plynu.

Pro uzavření přívodu plynu odšroubujte zátku na stoupačce a nalijte do těsnění vodu nebo jinou kapalinu, jejíž hladina závisí na tlaku plynu. Hladina vody v hydraulickém těsnění se měří kovovou tyčí spuštěnou skrz trubici. Pro obnovení přívodu plynu se kapalina z hydraulického těsnění odstraní ručním nebo motorovým čerpadlem.

Vylepšená konstrukce vodního uzávěru má další proplachovací trubici o průměru 40 mm, ke které je přivařeno koleno o průměru 20 mm. Trubice pro odčerpávání vody prochází proplachovacím stoupacím potrubím. Spojení ramen vodního uzávěru v různých úrovních zajišťuje současné uzavření plynového potrubí a proplachování plynem. V tomto případě stačí naplnit vodou pouze spodní část hrnce a odšroubovat zátku pro proplachování plynu.

Obr. 5. Hydraulická těsnění:
1 — těleso, 2 — trubka, 3 — železobetonová podložka pod koberec, 4 — spojka, 5 — zátka, 6 — těsnění, 7 — proplachovací trubka, 8 — pouzdro, 9 — vnitřní trubka, 10 — plynové potrubí, 11 — zemnící elektroda

Sběrače kondenzátu. Zkušenosti s provozem podzemních plynovodů ukazují, že se v nich často nachází voda a kondenzát. Kondenzát je převážně voda, která se uvolňuje z vlhkých plynů při poklesu jejich teploty. Kromě vody z plynu kondenzují i těžké uhlovodíky. Někdy se v plynovodech nachází voda, která v nich zůstává během stavebních prací. Sběrače kondenzátu se staví za účelem sběru a odstraňování kondenzátu a vody v nejnižších bodech plynovodů.

V závislosti na vlhkosti přepravovaného plynu mohou mít větší kapacitu – pro vlhký plyn a menší – pro suchý plyn. V závislosti na hodnotě tlaku plynu se dělí na nízkotlaké, střednětlaké a vysokotlaké kondenzační sběrače.

Rýže. 6. Sběrače kondenzátu:
a — vysoký tlak, b — nízký tlak; 1 — pouzdro, 2 — vnitřní trubka, 3 — kontakt, 4 — pojistná matice, 5 — kohoutek, 6 — koberec, 7 — zátka, 8 — železobetonová podložka pod koberec, 9 — zemnící elektroda, 10 — těleso sběrače kondenzátu, 11 — plynovod, 12 — těsnění, 13 — spojka, 14 — stoupačka

Nízkotlaký sběrač kondenzátu je nádoba vybavená palcovou trubicí. Tato trubice je podobně jako vodní uzávěr vyvedena pod koberec a končí spojkou a zátkou. Kondenzát se odvádí trubicí, plynové potrubí se profoukne a měří se tlak plynu.

Provoz nízkotlakých sběračů kondenzátu a hydraulických těsnění za nízkých teplot představuje určité obtíže.

Mnoho plynárenských zařízení zavedlo kondenzační čerpací jednotku UOKR-04, která je součástí sady pro opravy v havarijním vozidle. Čerpadlo (BKF-4) je připevněno k základně stativu třemi šrouby. Stativ se skládá ze základny, dvou skládacích sloupků a čtyř výsuvných nohou. Pro připojení jednotky se sloupky odsunou od sebe až na doraz a nohy se vysunou. Jeden konec sací hadice je připojen k sacímu potrubí čerpadla, druhý je spuštěn stoupačkou na dno sběrné nádoby kondenzátu.

Obr. 7. Schéma instalace pro ruční čerpání kondenzátu (USZhR-04):
1 — sací hadice, 2 — stojan, 3 — čerpadlo BKF-4, 4 — výtlačná hadice, 5, 7 — ventily, 6 — válec

Na konci sací hadice je přívodní ventil. Čerpadlo je připojeno k válci přes výtlačnou hadici, poté se ventily otevřou a jednotka se aktivuje zatřesením rukojeti. Kondenzát je nasáván přes přívodní ventil hadice a čerpán přes výtlačný ventil čerpadla. Čerpaná kapalina vstupuje do válce hadicí. Výtlačná hadice má průhlednou vložku, skrz kterou můžete sledovat kondenzát vstupující do válce.

Středotlaké a vysokotlaké sběrače kondenzátu se konstrukčně mírně liší od nízkotlakých sběračů kondenzátu. Mají přídavnou ochrannou trubku a také kohout na vnitřním stoupacím potrubí. Otvor v horní části stoupacího potrubí slouží k vyrovnání tlaku plynu ve stoupacím potrubí a plášti. Pokud by otvor nebyl, kondenzát pod tlakem plynu by neustále zaplňoval stoupací potrubí, což při nízkých teplotách způsobuje jeho zamrzání a prasknutí stoupacích potrubí.

Působením tlaku plynu se kondenzát automaticky odčerpá.

Když je kohoutek zavřený, plyn vyvíjí protipůsobení na kondenzát, který vlivem své vlastní hmotnosti klesá. Po otevření kohoutku se protipůsobení zastaví a kondenzát se dostane na povrch. Čím vyšší je tlak plynu, tím rychleji a lépe se sběrač kondenzátu vyprázdní.

Kompenzátory. Plynovod o délce 1 km se při zahřívání na GS prodlouží v průměru o 12 mm. Vlivem teplotních změn vznikají síly, které mohou vést ke stlačení nebo roztažení plynovodů. Pokud plynovod nemá schopnost volně měnit svou délku, vzniknou ve stěnách plynovodu další napětí.

Během provozu nadzemních plynovodů může změna teploty dosáhnout několika desítek stupňů, což způsobuje napětí několika desítek MPa. Proto, aby se zabránilo zničení plynovodu teplotními vlivy, je nutné zajistit jeho volný pohyb. Zařízení, která zajišťují volný pohyb potrubí, jsou kompenzátory – lyrovité a čočkové ve tvaru U. Čočkové kompenzátory se nejčastěji používají na podzemních plynovodech.

Kompenzátor má vlnitý povrch, který mění svou délku v závislosti na teplotě plynovodu a chrání ho před deformací.

Čočkové kompenzátory se vyrábějí svařováním z lisovaných polovičních čoček. Pro snížení hydraulického odporu a zabránění ucpávání je uvnitř kompenzátoru instalována vodicí trubka přivařená k vnitřnímu povrchu kompenzátoru ze strany vstupu plynu. Spodní část čoček je vyplněna bitumenem skrz otvory ve vodicí trubce, aby se zabránilo hromadění a zamrzání vody v nich. Při instalaci kompenzátoru v zimě musí být mírně natažen, v létě stlačen táhly. Po instalaci musí být tyče odstraněny.

Při instalaci vedle ventilů nebo jiných typů uzavíracích a regulačních zařízení umožňují kompenzátory volnou demontáž přírubových armatur a výměnu těsnění.

V případě litinové výztuže musí být kompenzátory instalovány ve studnách a na plynovodech položených na mostech a nadjezdech.

Kompenzátory ve tvaru lyry a U se instalují do malých vrtů a vnějších plynovodů.

Pryžotextilní kompenzátory mají velkou výhodu. Jsou schopny přenášet deformace nejen v podélném, ale i v příčném směru. To umožňuje jejich použití pro plynovody pokládané v důlních dílech a v oblastech se seismickými jevy.

Navigace:
Domů → Všechny kategorie → Základy hospodaření s plynem

Související články:

• Poskytování pomoci obětem
• Ochranná a bezpečnostní zařízení
• Pohotovostní práce
• Provádění prací nebezpečných pro plyn
• Zplyňování zkapalněných plynů