При каком давлении должен срабатывать предохранительный клапан вакуумной камеры печи

Обновлено: 07.05.2024

Требования к предохранительному клапану самогонного аппарата (колонны)

Предохранительный, взрывной, стравливающий клапан. Как только его не называют, смешивая различные функции и назначения, не глядя на конструкцию и характеристики. Самогонщики всё еще спорят до хрипоты о необходимости предохранительного клапана, несмотря на огромное количество несчастных случаев с тяжелыми последствиями. Достаточно набрать в поисковике: «взрыв самогонного аппарата», чтобы серьёзно задуматься об этой проблеме.

Теория

В кубе кипит спиртсодержащая жидкость. Если выходное отверстие для пара будет перекрыто, начнет расти давление. Одновременно будет повышаться и температура кипения жидкости. Энергия щедро льется в куб и накапливается каждую секунду, но этот процесс не бесконечен. Рано или поздно произойдет механическая разгерметизация куба. Например, сорвет хомут, и крышка выстрелит в потолок. Если бы на этом всё закончилось, то и обсуждать было бы нечего. Легкий ремонт кухни, замена люстры – дела житейские.

Однако после разгерметизации давление в кубе резко падает, в результате вся накопленная энергия освобождается и приводит к резкому, взрывообразному закипанию всего объема навалки (спиртосодержащей жидкости в кубе). Образовавшийся спиртовой пар вылетает из куба, попутно вынося с собой изрядную долю навалки.

Опасность в цифрах

Например, в кубе было 40 литров спирта-сырца, избыточное давление, сорвавшее крышку, составило всего 0,5 атмосферы, что близко к реальности. В результате примерно 10 литров кипящего спирта-сырца вылетит из куба и зальет все вокруг, обваривая людей и домашних животных. Еще примерно 10 литров превратится в пар и мгновенно образует в помещении взрывоопасную концентрацию спиртового пара. Если самогонщик – двоечник, пренебрегающий элементарными правилами техники безопасности, и работал на открытом огне, взрыв будет незамедлительным.

Если винокур дружил с головой и работал на закрытых источниках тепла, например, ТЭНах, но растерялся и решил быстро выдернуть вилку из розетки или просто щелкнуть выключателем – взрыв произойдет сразу после этого от небольшой искры, проскочившей при размыкании контактов.

Ну, а если хозяина не было в этот момент на кухне и его не обваренный организм сохранил способность к мышлению, то он медленно и аккуратно откроет все окна, устроит сквозняк и, возможно, избежит более тяжелых последствий.

Последствия же объемного взрыва весьма впечатляющи – это вынесенная стена к соседям, улетевший через дорогу балконный блок. Бывают и другие чудеса. Когда непосредственно на кухне вообще ничего не произойдет, а взрывоопасная смесь воспламеняется от искры в соседней комнате и разрушения произойдут именно там.

Для предотвращения этого сценария и нужен стравливающий клапан. Спиртовой пар — это не газ, при стравливании он не будет накапливаться до взрывоопасной концентрации. Попав в воздух, пары спирта сразу начинают конденсироваться и оседать на стенах, окнах, полу. Улетать в вытяжку или форточку. Вонять будет, предупреждая хозяина о нестандартной ситуации. Вероятность взрыва становится намного меньше, хотя и это не застраховывает от пожара.

Как показывает статистика большие диаметры колонн вовсе не избавляют их владельцев от рисков работы с пожаро-взрывоопасными жидкостями. Такова специфика нашего хобби.

Параметры предохранительного клапана

Главная опасность при перегонке самогона вовсе не в самом механическом разрушении деталей аппарата, а в создании взрывоопасной концентрации спиртовых паров за счет резкой разгерметизации куба.

На практике это определяет требования к предохранительному клапану.

При второй перегонке давление в кубе в 500 мм вод. ст. считается аварийным, т. к. свидетельствует о затоплении колонны. Но нужно ли его предотвращать с помощью стравливающего клапана? Однозначно нет.

Если клапан будет стравливать при 400 мм вод. ст., то с одной стороны колонна не утонет, но с другой стороны получим просто имитацию её нормальной работы. Как только клапан сработает, флегма обрушится вниз, нарушая тщательное разделение по фракциям. В результате на выходе будет обычный укрепленный самогон, а не очищенный от примесей дистиллят. Клапан не должен мешать или противоречить технологическим процессам, протекающим в аппарате.

Возьмем другой пример. При повышении давления в кубе может выстрелить термометр и произойдет разгерметизации – ну и хорошо, опять-таки стравит излишки без угрозы взрыва. Клапан на предотвращение этого события устанавливать не стоит, относиться к этому нужно как к дублирующей системе.

А вот если на кастрюле или скороварке сорвет крышку – выхлоп будет мгновенным. Хомуты, в зависимости от качества изготовления, могут слететь и при давлении в 1 атм. Это уже предмет контроля. Кроме того, как было показано выше, разгерметизация даже при избыточном давлении в 0,5 атм. способна создать взрывоопасную концентрацию паров в помещении. Вот и еще одна точка.

Вывод: чтобы не мешать настройки колонны, предохранительный клапан должен срабатывать при давлении не меньше двойному аварийному – 1000 мм вод. ст. = 70 мм рт. cт. = 9,8 кПа = 0,1 бар. Чем ближе его срабатывание к 0,5 бар, тем тяжелее будут последствия в случае отказа. Вот и вся логика.

Предохранительные клапаны разных производителей

Начнем с самых безграмотных и не имеющих понятия о параметрах процессов в аппарате. Такие производители устанавливают на свои кубы подрывные клапана от скороварок. Заметьте – не стравливающие, а именно подрывные или, другими словами, аварийные.

Клапан от скороварки

Этот дешевый клапан реально срабатывает при давлении от 1,2 до 1,5 атм. – рубеж последней надежды для скороварки. Понятно, что для целей дистилляции и ректификации он бесполезен, так как сорванный хомут и взрыв возможны до порога его срабатывания.

Рабочий стравливающий клапан скороварки выглядит так, его не нужно путать с аварийным.

Стравливающий клапан

Аварийный клапан можно попробовать переделать. Для этого его нужно разобрать, выбросить пружинку и красный шарик. На место шарика установить грузик весом около 36 грамм. Это снизит порог срабатывания до 700-1000 мм вод. ст., но даже эта переделка не гарантирует нормальной работы клапана. Шток легко перекашивается и клапан не закрывается, а после десятка срабатываний, не предназначенная для такого режима конструкция легко загрязняется в области силиконового уплотнительного кольца и перестает быть герметичной. Как временный выход из ситуации эта переделка имеет право на жизнь, но не для постоянного использования.

Использование предохранительных клапанов от систем отопления и прочего водонагревающего оборудования сталкивается с проблемой невозможности отрегулировать давление срабатывания до нужной величины.

Предохранительный клапан от системы отопления

Как правило для этих систем аварийным считается давление выше 1,5-8 бар (150-800 кПа). Для самогоноварения это совсем запредельные значения. Принцип их работы прост, но даже замена пружин на менее жесткие часто не дает нужного результата, так как клапан просто перестает герметично прижиматься к седлу.

Поэтому думающие производители оборудования вынуждены были разработать свои клапана, срабатывающие при давлении порядка 900-1000 мм вод. ст. (70 мм рт. ст.).

Вариант правильного предохранительного клапана Вариант правильного предохранительного клапана Вариант правильного предохранительного клапана

Это довольно простые клапана небольшой стоимости порядка 350 рублей с запасными мембранами ценой в 40 рублей. Они устанавливаются на стандартный штуцер с резьбой в ½ “.

Как сделать предохранительный клапан самогонного аппарата своими руками

Посмотрим на конструкцию клапана внимательней.

Конструкция предохранительного клапана

Берем старый шланг от душа или гибкой подводки и снимаем с него гайки. Комплектуем фторопластовой прокладкой и силиконовой прокладкой. Прокладку можно взять из пивной пробки. Остается все собрать. Правда, от оригинала это будет отличаться шайбой с проточкой под мембрану. Толщина мембраны – 1 мм, а проточки – 1,3 мм, при аккуратном монтаже работать будет.

Есть и еще одна довольно простая и функциональная система предотвращения проблем, связанных с избыточным давлением. Идея проста: на штуцер слива одевается трубка, позволяющая заливать (1) или сливать (3) барду. В процессе перегонки (2) эта трубка помещается выше куба на 600-800 мм и отводится в раковину. Высота перегиба трубки над уровнем барды определяет избыточное давления в мм вод. ст., после которого жидкость начнет переливаться в раковину. Естественно, кран слива должен быть открыт.

Система предотвращения избыточного давления

Просто, надежно и предусматривает возможность множества модификаций.

Эти недорогие и не сложные устройства позволяют избежать серьезных рисков при самогоноварении. Не стоит пренебрегать их использованием.

81. При каком давлении должен срабатывать предохранительный клапан вакуумной камеры печи?

Вопрос администрации

Тесты с ответами и комментариями, без рекламы.

Панель авторизации

Инструкция по пользованию сайтом

В данной инструкции изложены основные функции сайта, и как ими пользоваться

Здравствуйте,

Вы находитесь на странице инструкции сайта Тестсмарт.
Прочитав инструкцию, Вы узнаете функции каждой кнопки.
Мы начнем сверху, продвигаясь вниз, слева направо.
Обращаем Ваше внимание, что в мобильной версии все кнопки располагаются, исключительно сверху вниз.
Итак, первый значок, находящийся в самом верхнем левом углу, логотип сайта. Нажимая на него, не зависимо от страницы, попадете на главную страницу.
«Главная» - отправит вас на первую страницу.
«Разделы сайта» - выпадет список разделов, нажав на один из них, попадете в раздел интересующий Вас.

На странице билетов добавляется кнопка "Билеты", нажимая - разворачивается список билетов, где выбираете интересующий вас билет.

«Полезные ссылки» - нажав, выйдет список наших сайтов, на которых Вы можете получить дополнительную информацию.

В правом углу, в той же оранжевой полосе, находятся белые кнопки с символическими значками.

Опускаемся ниже, в серой полосе расположились кнопки социальных сетей, если Вам понравился наш сайт нажимайте, чтобы другие могли так же подготовиться к экзаменам.
Следующая функция «Поиск по сайту» - для поиска нужной информации, билетов, вопросов. Используя ее, сайт выдаст вам все известные варианты.
Последняя кнопка расположенная справа, это селектор нажав на который вы выбираете, сколько вопросов на странице вам нужно , либо по одному вопросу на странице, или все вопросы билета выходят на одну страницу.

На главной странице и страницах категорий, в середине, расположен список разделов. По нему вы можете перейти в интересующий вас раздел.
На остальных страницах в середине располагается сам билет. Выбираете правильный ответ и нажимаете кнопку ответ, после чего получаете результат тестирования.
Справой стороны (в мобильной версии ниже) на страницах билетов располагается навигация по билетам, для перемещения по страницам билетов.
На станицах категорий расположен блок тем, которые были добавлены последними на сайт.
Ниже добавлены ссылки на платные услуги сайта. Билеты с ответами, комментариями и результатами тестирования.
В самом низу, на черном фоне, расположены ссылки по сайту и полезные ссылки на ресурсы, они дублируют верхнее меню.
Надеемся, что Вам понравился наш сайт, тогда жмите на кнопки социальных сетей, что бы поделиться с другими и поможете нам.
Если же не понравился, напишите свои пожелания в форме обратной связи. Мы работаем над улучшением и качественным сервисом для Вас.

Тема Б.3.9. (май 2021 г.) Проектирование металлургической промышленности

Инструкция по пользованию сайтом

В данной инструкции изложены основные функции сайта, и как ими пользоваться

Здравствуйте,

В правом углу, в той же оранжевой полосе, находятся белые кнопки с символическими значками.

При каком давлении должен срабатывать предохранительный клапан вакуумной камеры печи

При каком давлении должен срабатывать предохранительный клапан вакуумной камеры печи?

А)При давлении 0,01 МПа (0,1 кгс/см2).
Б)При давлении 0,02 МПа (0,2 кгс/см2).
В)При давлении 0,05 МПа (0,5 кгс/см2).

Внимание!
Зелёным цветом выделен правильный ответ
Если выделено несколько вариантов, значит все они являются верными.

А)При давлении 0,01 МПа (0,1 кгс/см2).
Б)При давлении 0,02 МПа (0,2 кгс/см2).
В)При давлении 0,05 МПа (0,5 кгс/см2).

Если у вас в тесте остались нерешённые вопросы, то обязательно воспользуйтесь поиском по нашей базе тестов. С большой долей вероятности они там есть.

При каком давлении должен срабатывать предохранительный клапан вакуумной камеры печи

Вопрос теста:

При каком давлении должен срабатывать предохранительный клапан, установленный на входе воды в экономайзер?

При давлении на 25% выше давления в котле
При давлении на 23% выше давления в котле
При давлении на 20% выше давления в котле
При давлении на 18% выше давления в котле

При давлении на 25% выше давления в котле
При давлении на 23% выше давления в котле
При давлении на 20% выше давления в котле
При давлении на 18% выше давления в котле

При каком давлении должен срабатывать предохранительный клапан вакуумной камеры печи?

Главная При каком давлении должен срабатывать предохранительный клапан вакуумной камеры печи?

А) При давлении 0,01 МПа (0,1 кгс/см2). (правильный ответ)
Б) При давлении 0,02 МПа (0,2 кгс/см2).
В) При давлении 0,05 МПа (0,5 кгс/см2).

Обоснование ответа

Будем рады ответь на ваши вопросы

ВАЖНО! Информация не является публичной офертой Все сведения носят исключительно ОЗНАКОМИТЕЛЬНЫЙ характер. Наличие и цену вы можете узнать у менеджеров компании.

ВНИМАНИЕ !! Администрация сайта не гарантирует актуальность, правильность и достоверность представленной информации. Во избежание ошибок НАСТОЯТЕЛЬНО РЕКОМЕНДУЕМ обратиться к первоисточнику информации.

Менеджеры магазина не предоставляют справочной информации по общим вопросам ! Консультации предоставляются ТОЛЬКО по ассортименту, характеристикам товаров и процедуре заказа.

При каком давлении должен срабатывать предохранительный клапан вакуумной камеры печи

Просмотр профиля 11.6.2020, 11:11

сам себе Sapiens

Требуется подобрать рабочее давление в котловом контуре и ограничить его предохранительным клапаном. Максимальное рабочее давление котла (по паспорту) 6 атм. На какое максимальное давление возможно подобрать в таком случае предохранительный клапан

По логике, давление начала открывания клапана должно быть 6 атм.

какое минимальное давление заполнения системы возможно выбрать?
Держать давление воды в котле повыше - это и технологически правильно. Для этого котловые насосы ставят на входах котлов, а не на выходах.
А диапазон изменения давления воды зависит от объёма МРБ.

aef98370@eoopy.c.

Просмотр профиля 11.6.2020, 12:21 По логике, давление начала открывания клапана должно быть 6 атм.
Но в таком случае котел будет работать на своем максимально допустимом давлении, разве такое допускается? Оно не должно быть ниже данного значения?

Машинист

Просмотр профиля 12.6.2020, 1:07

Эко Интегратор Всея Руси

И чего там такого непозволительного выросло на трехкубовой системе? Сколько объем бака получился по расчетам?

T-rex

Просмотр профиля 12.6.2020, 12:25 . котел будет работать на своем максимально допустимом давлении, разве такое допускается?
Допускается ли работать при допустимом давлении? Хм-м-м

tiptop

Просмотр профиля 12.6.2020, 15:22

сам себе Sapiens

Допускается ли работать при допустимом давлении? Хм-м-м

А я уже не удивляюсь.

Многие считают, что и 115 градусов - это ненормально для работы котла.
Вот 114 можно.

Nasdac

Просмотр профиля 19.6.2020, 5:09
Если у вас рабочее давление котла 6 атм, то у клапана настройка на давление срабатывания должно быть 6,6 атм. Минимальное давление в котловом контуре определяется с учетом минимального давления на входе в котел, как правило в паспорте такая величина должна присутствовать.

timofeyprof

Просмотр профиля 19.6.2020, 17:57 Если у вас рабочее давление котла 6 атм, то у клапана настройка на давление срабатывания должно быть 6,6 атм.
только при сбросе в систему без противодавления.

tiptop

Просмотр профиля 19.6.2020, 18:27

сам себе Sapiens

Если говорить о ситуации с максимальным расходом, то на эту тему есть такие требования:

Приказ №116 Сосуды под давлением
Требования к эксплуатации сосудов под давлением

318. <…> При работающих предохранительных клапанах в сосуде не допускается давление, превышающее:
а) разрешённое давление более чем на 0,05 МПа – для сосудов с давлением до 0,3 МПа;
б) разрешённое давление более чем на 15% – для сосудов с давлением от 0,3 до 6 МПа;
в) разрешённое давление более чем на 10% – для сосудов с давлением свыше 6 МПа.
При работающих предохранительных клапанах допускается превышение давления в сосуде не более чем на 25% рабочего при условии, что это превышение предусмотрено проектом и отражено в паспорте сосуда.
Если в процессе эксплуатации снижено рабочее давление сосуда, то необходимо провести расчёт пропускной способности предохранительных устройств для новых условий работы.

Требования к эксплуатации трубопроводов

343. <…> Предохранительные устройства должны быть рассчитаны и отрегулированы так, чтобы давление в защищаемом элементе не превышало разрешенное более чем на 10%, а при разрешенном давлении до 0,5 МПа – не более чем на 0,05 МПа.
Превышение давления при полном открывании предохранительного клапана выше, чем на 10% разрешенного может быть допущено лишь в том случае, если это предусмотрено расчетом на прочность трубопровода.
Если эксплуатация трубопровода разрешена на пониженном давлении, то регулировка предохранительных устройств должна быть произведена по этому давлению, причем пропускная способность устройств должна быть проверена расчетом. <…>

ПТЭ ТЭ
10. Технологические энергоустановки
10.1. Теплообменные аппараты
Технические требования

10.1.5. Предохранительные устройства рассчитываются и регулируются так, чтобы давление в защищенном элементе не превышало расчетное более чем на 10%, а при расчетном давлении до 0,5 МПа - не более чем на 0,05 МПа. Расчет пропускной способности предохранительных устройств производится согласно действующему стандарту.

СП 89.13330.2012 Котельные установки
10.2.15 Предохранительные клапаны должны защищать котлы от превышения в них давления более чем на 10 % расчетного (разрешенного).

Е. И. Калинин. Как подобрать предохранительный клапан? (Часть I I . Начало – в «Вестнике арматуростроителя» № 2 (30) 2016)

В прошлый раз мы разобрались с тем, для чего нужно подбирать предохранительный клапан и какие формулы при этом используются, а также познакомились с элементами этих формул. По-моему, там все не так уж и сложно. Во второй части статьи я бы хотел рассмотреть с разных сторон такое понятие, как давление, которое наравне с аварийным расходом «солирует» в подборе предохранительного клапана. Напоминаю, что клапан служит цели защищать от превышения давления. Значит, чувствовать себя как рыба в воде в вопросе о давлениях (а здесь, между прочим, несколько понятий) нам просто жизненно необходимо.

Начнем с того, что разберемся, в каких же единицах измерения выражают давление, когда говорят о предохранительных клапанах (а то бывают случаи, когда складывают «баранов» со «свеклой» и получают «землекопов»). Двумя основными единицами измерения давления являются МПа и кгс / см 2 (читается как «мегапаскаль» и «килограмм-сила на квадратный сантиметр» соответственно). МПа по сути является одним ньютоном, приложенным к квадратному миллиметру, 1 Н / мм 2 = 1 МПа. Килограмм-сила на квадратный сантиметр, в принципе, как читается, тем и является. Как же они друг к другу относятся? Принято считать, что 1 МПа = 10 кгс / см 2 , но это не совсем верно, в случае с предохранительными клапанами надо переводить точно и только точно (таблица В. 1 ГОСТ 8.417‑2002).
1 МПа = 10,2 кгс / см 2
1 кгс / см 2 = 0,098 МПа

Конечно, в упомянутом «свитке мудрости» больше знаков после запятой, но те соотношения, которые я указал, необходимы и достаточны, чтобы, например, при подборе предохранительного клапана с давлением настройки в несколько сот килограммов объективно понять, когда же клапан должен открыться. Ведь, согласитесь, 20 МПа = 200 кгс / см 2 и 20 МПа = 204 кгс / см 2 – это не совсем одно и то же.

Знакомясь с давлениями дальше, нужно оговориться, что изложенные ниже рассуждения относятся к двухпозиционным предохранительным клапанам (safety valve). Это такие клапаны, которые открываются скачком на весь конструктивно ограниченный ход или на большую его часть, с обеспечением максимального коэффициента расхода. Теперь, когда все условия оговорены, пора снова заглянуть в кладезь знаний всех «порядочных инженеров» (напоминаю, что речь идет об НТД и абстрактном грамотном инженере соответственно). ГОСТ 12.2.085‑2002, ГОСТ Р 52720‑2007 и ГОСТ 31294‑2005 представят нам сразу всех важных «персонажей». Предлагаю по ходу знакомства разбирать их по отдельности и, конечно же, вместе.

Рабочее давление – наибольшее избыточное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса, без учета гидростатического давления среды и допустимого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного клапана.

Под нормальным протеканием рабочего процесса следует понимать условия (давление, температуру), при сочетании которых обеспечивается безопасная работа сосуда.

То есть это давление в тот момент, когда все идет по плану. В принципе, тут больше ничего и не добавишь.

Расчетное давление – избыточное давление, на которое производится расчет прочности сосуда в соответствии с ГОСТ 14249.

Тоже все просто и понятно, кстати, в ГОСТ Р 52720 дана еще пара определений, прошу заглянуть и ознакомиться. Дальше сложнее, а значит, и интереснее.

Давление настройки, Р_н – наибольшее избыточное давление на входе в клапан, при котором затвор закрыт и обеспечивается заданная герметичность затвора (тут просто не могу не отвлечься. Друзья, коллеги, граждане, товарищи! Нет нормативного документа, который бы требовал, рекомендовал, даже хотя бы просил или намекал на то, что предохранительные клапаны должны иметь герметичность затвора по классу «А»).

Давление настройки клапанов при направлении сброса в систему без противодавления принимается равным расчетному давлению.

Давление настройки клапанов при направлении сброса в систему с противодавлением принимается меньшим на значение расчетного противодавления.

Тут необходимо дать несколько пояснений. Во-первых, не нужно путать давление настройки с давлением начала открытия (или, как его часто называют, установочным давлением), о нем мы поговорим чуть позже. Во-вторых, у меня, да я думаю, что и у многих возникает когнитивный диссонанс: «Почему давление поднялось и уже достигло расчетного, а клапан еще закрыт?!» Все дело в том, что при расчетном давлении допускается работа оборудования, а значит, его целость и сохранность гарантированы, хотя лично мне тоже кажется логичным, что при достижении расчетного давления клапан должен начать открываться. Между прочим, опросные листы со ссылками на иностранные стандарты, в частности API 520, ориентированы на так называемое set pressure, это как раз давление начала открытия. В-третьих, в одном из уже упомянутых «культовых писаний» (ГОСТ Р 52720, пункт 6.7) есть прелюбопытнейшее замечание, которое гласит, что давление настройки должно быть не менее рабочего давления в оборудовании. Это маленькое, но очень гордое примечание, по сути, позволяет нам приравнивать давление настройки к рабочему давлению (ради справедливости стоит сообщить, что случаи, когда рабочее и расчетное давление – это одна величина, тоже бывают). Это особенно важно, когда в опросном листе недостаточно данных.

Уместно будет тут же обсудить и давление начала открытия. Итак. Давление начала открытия (установочное давление) Р_н.о. (РУСТ. ) – избыточное давление на входе в предохранительный клапан, при котором усилие, стремящееся открыть клапан, уравновешено усилиями, удерживающими запирающий элемент на седле. При давлении начала открытия заданная герметичность затвора теряется и начинается подъем запирающего элемента.

Получается, это – то самое давление, когда клапан начинает открываться (set pressure), то есть тот момент, когда через образовавшуюся щель между уплотнительными поверхностями устремляется давление и, действуя уже на большую площадь, «подрывает» клапан.

Самый распространенный метод отследить это давление – услышать характерный хлопок и зафиксировать величину давления, при котором хлопок произошел. Помимо хлопка, это давление можно «поймать» на графике (на современных стендах) в самой верхней точке. А еще – если очень медленно поднимать давление перед клапаном, то в какой‑то момент стрелка манометра начнет дрожать, и это будет говорить о том, что усилие на седле уравновешено, а следовательно, достигнуто установочное давление. Долгое время ни в одной «шпаргалке инженера» не было написано, насколько давление начала открытия должно быть выше, чем давление настройки. Сейчас эта зависимость прописана в ГОСТ Р 53402 2009 (см. таблицу ниже). Чтобы понять, для чего все это нужно и как с этим жить, предлагаю разобрать эпизод типичного процесса настройки предохранительного клапана. Клапан ставят на стенд (обязательно аттестованный), берут манометр (обязательно поверенный) с необходимой шкалой (измеряемая величина должна находиться в пределах 2 / 3 шкалы манометра), подают давление во входной патрубок и по манометру его отслеживают. Регулировочным винтом изменяют степень сжатия пружины и тем самым добиваются срабатывания клапана при нужном давлении. Зафиксированную величину принимают как давление начала открытия (ну, скажем, 10,7 кгс / см 2 ). Затем давление перед клапаном снижают на величину, указанную в таблице выше (в нашем случае на 7%) и проверяют герметичность затвора. Если нигде не «бурлит», то клапан считается настроенным на давление настройки 10 кгс / см 2 . При этом интересно, что если, например, давление снизить не до 10 кгс / см 2 , а до 10,4 кгс / см 2 (а в таблице не зря написано «не более»), и при этом затвор будет герметичен – это будет говорить не только о высоком качестве продукции, но и о том, что клапан настроен на 10,4 кгс / см 2 . Вот тут важно понять, что при работе с предохранительными клапанами нужно очень четко осознавать, при каких величинах он должен быть герметичен, а при какой величине должен открыться.

Противодавление: Избыточное давление на выходе из клапана при сбросе среды.

Предлагаю разделить это понятие на два: статическое противодавление и динамическое. Первое возникает, когда в отводящем трубопроводе есть какое‑то количество рабочей среды (например, жидкости, условно – «столб» воды), которое своей постоянной «массой» прижимает золотник к седлу, а значит, создает дополнительное запирающее усилие (напоминаю, что основное запирающее усилие создает пружина). Тут нужно сказать, что предохранительные клапаны во время приемо-сдаточных испытаний настраиваются на обычных стендах с выбросом среды в атмосферу. Так вот, чтобы такой клапан после установки на свое рабочее место вел себя хорошо и срабатывал вовремя, при его настройке величину противодавления вычитают (см. определение давления настройки). То есть если у нас, скажем, расчетное давление 15 кгс / см 2 , а противодавление составляет 3 кгс / см 2 , то давление настройки будет равно 15 ‑ 3 = 12 кгс / см 2 .

Если же статическое противодавление имеет переменную величину, то тут следует применять разгруженный клапан, наиболее часто для разгрузки клапана используется сильфон. Кстати, еще хочу предостеречь от такого хода расчетов: берем величину давления начала открытия (скажем, 20 кгс / см 2 ), вычитаем из него противодавление (пусть будет 2 кгс / см 2 ), и полученный результат называем давлением настройки (18 кгс / см 2 ). Друзья, это грубейшая ошибка! Ведь когда этот клапан попадет на свое рабочее место, то к усилию от пружины, прижимающему золотник к седлу, присоединится и усилие противодавления. Вместе они «настроят» клапан уже на 20 кгс / см 2 (чтобы компенсировать противодавление, мы его и вычитаем), а из определений Р_н и Р_н.о., понятно, что тут нестыковочка. Второе – это противодавление, возникающее от сопротивления отводящего трубопровода при протекании через него рабочей среды. Его величина очень важна при расчете отводящего трубопровода. Сумму статического и динамического противодавлений называют полным противодавлением. Принято считать, что противодавление (в НТД нашей страны не оговаривается, о каком именно противодавлении идет речь) не должно превышать 10 % от давления настройки. Хотя в API 520 черным по белому написано, что при применении типового предохранительного клапана динамическое противодавление не должно превышать 10 % давления настройки. Но это тема довольно сложная, для отдельного разговора. Сейчас же я только отмечу, что результаты воздействия противодавления могут влиять на давление открытия, снижение пропускной способности, устойчивость работы или комбинацию всех трех факторов.

Давление полного открытия, Р_п.о.– избыточное давление на входе в предохранительный клапан, при котором совершается ход арматуры и достигается максимальная пропускная способность.

Тут же стоит отметить, что в ГОСТ 12.2.085 и ГОСТ 31294 в пояснениях к формулам есть вот такое обозначение: P₁ – наибольшее избыточное давление перед клапаном (избыточное давление до клапана, равное давлению полного открытия).

Что можно сказать про эту величину? В первую очередь то, что ее нельзя «поймать» при настройке клапана, она фактически является «теоретической». Во-вторых, нужно сообщить, откуда берется зависимость давления начала открытия от давления настройки. Пункт 4.2 ГОСТ 12.2.085 гласит: количество клапанов, их размеры и пропускная способность должны быть выбраны так, чтобы в сосуде не могло создаваться давление, превышающее расчетное давление более чем на 0,05 МПа (0,5 кг / см 2 ) для сосудов с давлением до 0,3 МПа (3 кгс / см 2 ), на 15 % – для сосудов с давлением свыше 0,3 до 6,0 МПа (от 3 до 60 кгс / см 2 ) и на 10 % – для сосудов с давлением свыше 6,0 МПа (60 кгс / см 2 ).

Давление закрытия, P_з – избыточное давление в предохранительный клапан, при котором после сброса рабочей среды происходит посадка запирающего элемента на седло с обеспечением заданной герметичности затвора. Собственно, тут все понятно из определения. Клапан открылся и сбросил среду, давление упало, сила пружины вновь больше открывающей силы, золотник плотно прижат к седлу, сброс среды прекратился. Единственное, на что тут стоит обратить особое внимание – это величина давления закрытия предохранительного клапана. В «книге мудрости» о предохранительных клапанах (ГОСТ 31294, пункт 5.7) записано, что давление закрытия – не менее 0,8 P_н. Добавлю, что верхним пределом давления закрытия двухпозиционных клапанов (если кто забыл, прошу начать читать эту статью сначала), в силу их конструктивных особенностей, является величина, примерно равная 0,9 Р_н. То есть предохранительный клапан с P_н = 10 кгс / см 2 после аварийного срабатывания (когда он открывался на полный ход) закроется при давлении от 8 кгс / см 2 до 9 кгс / см 2 .

Вот, пожалуй, и все вопросы, которые я хотел упорядочить в настоящий момент. Если мои рассуждения кому-то помогли, я очень рад, если же кто-то не согласен со мной или хочет дополнить мои сведения, то я буду рад обсудить все вопросы. Ведь предохранительные клапаны – довольно специфическая арматура и разобраться в ней бывает не всегда просто. Выйти на меня можно через сайт ООО «Арматурный Завод».

Предохранительный клапан в отоплении, установка, работа, конструкции

Когда нужен предохранительный клапан

В замкнутой гидравлической системе, где происходит нагрев жидкости должен устанавливаться предохранительный клапан и расширительный бак. При нагреве, материалы и вещества увеличиваются в объеме, особенно значительно «вырастают» газы и жидкости.

Если свободного пространства не будет, то давление внутри системы начнет повышаться. Корпус будет деформироваться, растягиваться и разрушится в конце концов, выпустив жидкость наружу. Предохранительный клапан необходим во всех замкнутых нагреваемых наполненных жидкостью системах.

Совместная работа клапана и расширительного бака

Расширительный бак в системе отопления призван стабилизировать давление. Но ошибкой является мнение, что с таким баком предохранительный клапан не понадобится. Бак может работать неправильно, оказаться просто без воздуха.

Предохранительный клапан рассчитан только на срабатывание при аварийном повышении давления, свыше нормы, после чего со стороны персонала должны быть приняты меры по устранению причин такой ситуации.

В каких случаях обычно срабатывает клапан

Можно выделить четыре типичные ситуации, когда срабатывает клапан в отоплении.

В каких системах устанавливается защита по давлению

Конструкция предохранительного клапана, как работает

Основным элементом конструкции клапана давления является пружина, воздействующая на закрывающую тарелку. В нормальном положении тарелка прижимается к седлу и не выпускает жидкость из трубы. При аварийном повышении давления, она приподнимается и жидкость начинает просачиваться на боковой отвод.

Как и где устанавливается предохранительный клапан

Аварийный клапан в системе отопления всегда устанавливается на главной подающей магистрали, выходящей из котла.

Запрещается устанавливать между клапаном и главной магистралью какую-либо запорную арматуру. По сути предохранительный клапан должен быть установлен на подаче как можно ближе к теплообменнику котла, и между ними не должно быть кранов, и диаметр труб не должен уменьшаться.

С твердотопливными котлами аварийный клапан устанавливается в составе выносной группы безопасности.

На автоматизированных котлах клапан можно обнаружить под котлом на подаче.

Рекомендуется оборудовать отводной патрубок клапана прозрачным шлангом направленным в канализацию.

Какое давление срабатывания, какой клапан подобрать

Стандартное заданное давление срабатывания предохранительного клапана для домашней отопительной системы – 3 атм. Обычное предварительное давление воздуха в расширительном баке – 1,5 атм. Рабочее давление в системе после разогрева до максимальных температур – 2,0 – 2,5 атм.

Соответственно, при повышении этого значения, ситуация переходит в разряд «аварийная». При достижении 3,0 атм, или чуть ниже, должно начинаться срабатывание клапана. Напомним, что низший предел прочности отдельного отопительного оборудования, некачественных расширительных баков, например – всего порядка 4,0 атм, и его частенько превышают при ручной закачке теплоносителя…

Выбирать предохранительный клапан для системы отопления нужно только от известного производителя. Этот прибор прост, но сделан должен быть точно, а взрыв котла понравится далеко не всем жильцам…

Что требуют нормативы

Из нормативов можно узнать, что на пути к клапану от теплообменника не должно быт не только запорных устройств, но и регулирующих, а также трубопровода меньшим диамером, чем сам клапан. Настройка давления должна быть выполнена на 15 – 25% больше, чем рабочее давление жидкости. Проверка порога срабатывания должна производится не реже чем один раз в год при плановом обслуживании системы….

Читайте также: