Основные типы и назначение дыхательных клапанов
Эксплуатация резервуаров для хранения нефтепродуктов предполагает установку и использование различного дополнительного оборудования и обвязки, в задачу которых входит обеспечение безопасного функционирования хранилища в штатном режиме.
К одному из таких обязательных устройств для установки на вертикальных и горизонтальных резервуарах хранения продуктов в нефтехимической промышленности относится дыхательный клапан.
Основное назначение дыхательного клапана – компенсация разности давлений окружающего воздуха и внутри резервуара, возникающей при сливе и наливе нефтепродуктов. Также это оборудование выполняет и ряд других функции, в то числе:
Установка правильно подобранных и настроенных клапанов делает эксплуатацию резервуаров безопасной, а потери нефтепродуктов за счет испарения – минимальными.
Принцип работы дыхательного клапана
Устройство дыхательных клапанов может иметь конструктивные различия, однако у них общий принцип действия, который позволяет поддерживать заданную разницу давлений между внутренним пространством герметичного резервуара и окружающим воздухом. Дыхательный клапан имеет изменяемые диапазон срабатывания и требует предварительной настройки в соответствии с характеристиками резервуара и типом хранимых нефтепродуктов. Принцип действия устройства следующий:
По конструктивным особенностям различают такие типы дыхательных клапанов:
Перед установкой, а также после определенного срока службы, клапан требуется проверить и, при необходимости, выполнить настройку на стенде.
Наш завод «ВолНА» производит дыхательные клапаны всех перечисленных типов в стандартном исполнении для разных диаметров условного прохода, а также поставляет стенды для их проверки и настройки. Вы всегда можете обратиться к нашим специалистам за консультацией по оптимальному выбору этого необходимого и обязательного оборудования для обустройства нефтяных резервуаров и обеспечения их безопасной и экономной работы.
Основные функции дыхательных клапанов для резервуаров и емкостей нефтепродуктов, а также их влияние на безопасность объекта
Опубликовано: 2.06.2015 Рубрика: Статьи Автор: Единый Стандарт
Дыхательные клапаны крайне важны для нефтяной промышленности. В резервуарах, где хранится нефть и нефтепродукты, необходимо постоянно поддерживать определенное давление. Кроме того, емкость должна быть полностью защищена от возможного в нее попадания искры, огня, пламени и других элементов, провоцирующих эти процессы. Их основная функция – обеспечить, прежде всего, абсолютную герметичность резервуара. Дыхательные клапаны имеют различные модификации, но предназначение у них одинаковое. Их отличие в том, что они могут использоваться на различных объектах нефтяной индустрии, иметь различную линейку показателей срабатывания, а также иметь разные параметры пропускной способности.
Многие из нас видели дыхательные устройства на заправочных станциях – они тоже совмещенные, но механические и называются СМДК (Совмещенные механические дыхательные клапана, — ред.). Эти клапана применяются при горизонтально расположенных резервуарах.
Есть клапана, так называемого, закрытого типа – КДЗТ (Клапаны дыхательные закрытого типа, — ред.). Они предназначены для использования в емкостях, где необходимо заблокировать выход в атмосферу легких паров нефтепродуктов.
Клапанные дыхательные системы достаточно широко используются в нефтяной индустрии. Они позволяют сохранить первоначальный и самый полезный состав продуктов из нефти, а именно октанового числа, которое полностью зависит от наличия в ней легких фракций углеводородов. Кроме того, эти клапанные устройства позволяют снизить вредные и токсические выбросы в атмосферу. Относительно высокая окупаемость этих систем и быстрая установка делает их достаточно популярными на рынке по сравнению с более эффективными конкурентными устройствами, каковыми являются понтоны.
Понтон плавающий, изготовленный по заказу нефтяников, представляет из себя специальную крышку (из алюминия, стали или смешанная из этих компонентов), которая также, как и дыхательные клапана, обеспечивает сохранность (предотвращает испарение продукта при его хранении) нефтепродуктов в резервуарах. Эффективность этого процесса крайне высока и составляет выше 95%. Этот показатель отражает уровень снижения потерь нефтепродуктов при их хранении в резервуарах и емкостях.
Тем не менее, дыхательные клапана также продолжают совершенствоваться и появляются более новые модели, которые учитывают недостатки старых.
Существуют еще дыхательные клапана с гидравлическим затворным механизмом – это КПГ (Клапан предохранительный гидравлический, — ред.) и КПС (Клапан предохранительный сбросной, — ред.). Они давно должны остаться в прошлом веке, так как их вес в 2 раза выше современных аналогов. Более того, при эксплуатации этих клапанов необходимо постоянно доливать жидкость и мониторить соблюдение ее уровня.
Современные предохранительные устройства более совершенны и учитывают недостатки предыдущих версий. Прежде всего, они снабжены устройством съемного типа, которое выполняет защитные функции от прохождения огня. Их удобно обслуживать, особенно в зимних условиях. Корпуса дыхательных клапанов значительно облегчены. Это достигается за счет смены материала, используемого при изготовлении корпуса. Раньше они были литьевыми, а сегодня используется сварная штамповка. Снижение веса позволяет владельцам клапанов сэкономить на транспорте и монтаже. Более того, сегодня эти устройства скомплектованы алюминиевыми кассетами предохранителей от попадания огня. Это, прежде всего, ведет к повышению минимального уровня температуры возгорания.
Самые популярными у потребителей на сегодня являются дыхательные клапана КДС-3. Промышленность уже начала изготавливать более модернизированную версию этой модели – КДС 4 «ЭКО». Новые клапана более долговечны (25 лет). Ранее этот показатель составлял 10 лет. Также увеличился срок гарантии – он составляет 1,5 года. Существуют и другие преимущества этих клапанов. Соединения в них облегчены и сделаны максимально удобными для обслуживания. Теперь нет необходимости использовать специфичный инструмент. Также, к минимуму сведено время, когда емкость должна быть открытой. В новых моделях отсутствует потребность убирать кожухи при контроле над затворными механизмами клапанов. Все, в совокупности, эти меры ведут к тому, что существенно сокращается время обслуживания (в 5 раз) дыхательных клапанов и, как следствие повышается безопасность эксплуатации объектов, на которых они размещены. А это, как правило, объекты, связанные с хранением в резервуарах и других емкостях опасных веществ – нефти и нефтепродуктов. Именно на них, по статистике, происходит большое количество несчастных случаев, связанных человеческими жертвами и увечьями.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Дыхательный клапан: разновидности и применение
Дыхательный клапан: разновидности и применение
Дыхательный клапан
Для обеспечения взрывобезопасной работы на РВС требуется специализированное оборудование. Таким оборудованием считаются дыхательные клапаны и считаются неотъемлемой частью вертикальных резервуаров. Образование паров и происхождение испарения считается нормальным явлением при хранении нефтепродуктов, а также при проведении сливно-наливных действий. Если температура окружающей среды меняется, то давление также может измениться в течение суток. Подобные процессы могут быть охарактеризованы, как «дыхание» и могут привести к повышению давления в газовом пространстве, что может привести к взрыву и разрушениям. Во избежание подобных инцидентов целесообразно установить предохранительные и дыхательные клапаны.
Предназначение
В каждом резервуаре должен быть установлен дыхательный клапан. Эти обязательно в соответствии с нормами ГОСТ 31385-2016 составленных для стальных, вертикальных, цилиндрических резервуаров предназначенных для хранения нефтепродуктов и самой нефти. Это также регламентировано техническими условиями, наряду с СТО-СА-03-002-2009 по правилам монтажа, проектирования и изготовления стальных, вертикальных, цилиндрических резервуаров для хранения нефти, а также нефтепродуктов.
Основная функция оборудования заключается в регулировании давления в вакууме или газовом пространстве РВС резервуаров.
Клапан способен выполнять и другие функции:
Нормативные документы и их требования
Виды дыхательных клапанов
Дыхательные клапаны подразделяются на два вида:
Основы и принцип работы клапана оборудованного механическим затвором
Этот вид изделия представлен на рынке несколькими моделями:
Различные виды клапанов устанавливаются в разные места, используются при различном давлении и имеют различную пропускную способность. Клапан любого типа имеет единый принцип действия, который заключается в освобождении излишков пара или обеспечивает подачу воздуха из атмосферы. При заполнении или заполнении тарелка затвора клапана осуществляет подъём из седла.
Для обеспечения функциональной работы элементов, к ним предъявляются следующие требования:
Техническое описание конструкции совмещённых дыхательных клапанов КДС
Подобный элемент устанавливается в резервуары вертикальной конфигурации и регулирует давление сливно-наливных действий, наряду с изменениями температуры при эксплуатации резервуара. Огневой предохранитель и диск отражатель обеспечивают более высокую надёжность эксплуатации.
Достигая расчётные значения во время срабатывания, затвор открывается. Клапан КДС можно настроить для работы в режиме функционирования предохранительного клапана.
КДС может служить в течение 15 лет. По истечении срока эксплуатации его рекомендуется заменить в соответствии с изменениями конструкции сливо-наливной системы. Существует категории размещения 1 и климатические исполнения УХЛ и У. Также предусмотрена система автоматического обогрева в случае эксплуатации изделия в холодном климате. Обогрев обеспечить работу огневого предохранителя.
Техническое описание конструкции совмещённых дыхательных клапанов СМДК
Применение Клапана СМДК осуществляется в вертикальных резервуарах для компенсации в скачках давления. Установка элемента производиться исключительно в соответствии с общим объёмом приёмно-раздаточных действий.
Огнепреграждающая кассета предусмотрена конструкцией изделия и предотвращает проникновение искры и огня внутрь. Фильтрующая сетка предотвращает проникновение пыли, жидкостей и мелких частиц внутрь. Герметичность соединения обеспечена фланцевым креплением.
Существует категории размещения 1 и климатические исполнения УХЛ и У. После истечения 15 лет эксплуатации, рекомендовано проведение испытаний.
Описание клапана КДЗТ закрытого типа.
Клапан КДЗТ может быть установлен на монтажные опалубки и крышу РВС. Во время проведения сливо-наливных действий, этот элемент регулирует давление непосредственно в газовом пространстве, а также во время изменения температуры в среде, где происходят операции.
Существует категории размещения 1 и климатические исполнения УХЛ и У. Использование элемента рассчитано на 15 лет, после чего осуществляется замена и перерасчёт пропускной способности.
Клапана КДМ и его тех. описание
Изделие применяется в вертикальных резервуарах с целью регулирования давления непосредственно в газовом пространстве во время приемо-раздаточных действий и колебаний температуры во время эксплуатации. Клапан оснащён огнепреградителем, который способен гасить и задерживать тепло от возникшего пламени.
Резервуарный завод в Саратове предлагает потребителю два вида клапанов: КДМ 200 с пропускной способностью 150-250 м. куб. в час и КДИ 50 со способностью пропускать 22 м. куб. в час.
Существует категории размещения 1 и климатические исполнения УХЛ и У. Замена и проведение регламентных испытаний подразумевается после истечении 15 лет эксплуатации.
Дыхательный не примерзающий клапан НДКМ и его тех. описание
Клапан НДКМ представляет собой дыхательный, мембранный, не примерзающий элемент. Изделие устанавливается в вертикальный резервуар в монтажный патрубок. Резервуар эксплуатируется до 0.07 Мпа. Клапан обеспечивает соединение атмосферы и газового пространства емкости во время осуществления сливно-наливных действий. Вследствие изменения давления существует риск возникновения взрывоопасных ситуаций. Клапан НДКМ способен предотвратить возникновение опасности. Принцип действия основывается на наличие вакуума и движении тарелок давления.
Существует категории размещения 1 и климатические исполнения УХЛ и У для клапанов НДКМ.
Дыхательный клапан КПГ с гидравлическим затвором, его устройство и принцип работы
Клапан способен обеспечит дополнительную защиту и монтируется вместе с дыхательными, механическими элементами. В момент повышения давления (выше 5%-10% или 0.02 Кпа) в газовом пространстве, запирающая жидкость вытесняется. Закрывается гидравлический запор, а выход из резервуара рабочей среды предотвращается. Атмосферный воздух не попадает внутрь в том случае, если вакуум нарушен.
Данный элемент рекомендовано монтировать в горизонтальном положении, так как показатели срабатывания могут измениться, если жидкость находится в затворе.
Данный вид клапанов производится в климатическом исполнении ТВ, У, УХЛ и ТС, с категорией размещения 1.
Оболочка или фторопластовая плёнка покрывает уплотнители и двигающийся стержень в клапане, если элемент эксплуатируется в холодном режиме. Это противодействует образованию наледи на поверхности деталей клапана.
Изделие служит на протяжении 10 лет. По истечении срока следует провести профилактические работы или заменить клапан. Регулярный тех. осмотр и замена масла обеспечат надёжную работу на протяжении всего периода эксплуатации.
Расчёт дыхательных клапанов
Для верной работу и эффективной эксплуатации механических, дыхательных клапанов учитываются следующие аспекты:
Заказать дыхательный клапан можно, заполнив заявку.
Дыхательные клапаны
Дыхательные клапаны являются неотъемлемым оборудованием вертикальных резервуаров, которое обеспечивает взрывобезопасную эксплуатацию РВС. В процессе хранения нефтепродуктов или проведения сливо-наливных операций происходит испарение и образование паров в газовом пространстве. Давление также может меняться в течение одних суток за счет изменения температуры окружающей среды. Некоторые эксплуатационные процессы сопровождаются попаданием окружающего воздуха извне. Все эти процессы («дыхание») приводят к увеличению давления в газовом пространстве, что может разрушить стенку, выдавить крышу или привести к взрыву. Для того, чтобы этого избежать, устанавливаются дыхательные и предохранительные клапаны.
Назначение дыхательных клапанов
В соответствии с ГОСТ 31385-2016 «Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия» и СТО-СА-03-002-2009 «Правила проектирования, изготовления и монтажа вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов» каждый резервуар должен быть оборудован дыхательным клапаном.
Кроме этого, они выполняют следующие функции:
Требования нормативных документов к дыхательным клапанам
Типы дыхательных клапанов
Дыхательные клапаны бывают двух типов:
Устройство и принцип работы дыхательных клапанов с механическим затвором
Данный тип представлен несколькими моделями:
Механические дыхательные клапаны разных типов отличаются по пропускной способности, давлению срабатывания и месту установки. Так, СМДК могут устанавливаться на горизонтальные емкости, КДЗТ используются в системах улавливания паров на вертикальных резервуарах для легковоспламеняющихся нефтепродуктов, КДС и КДМ применяются для эксплуатации, в основном, со светлыми нефтепродуктами.
Принцип действия механических дыхательных клапанов любого типа заключается в высвобождении излишков образовавшегося пара или в подаче воздуха из атмосферы. Каждый клапан имеет нормально закрытый затвор. При малом (при испарении) или большом (при заполнении) дыханиях тарелка затвора поднимается из седла. Предельные показатели срабатывания устанавливаются на превышение давления газовоздушной смеси или превышение вакуума.
Для нормальной работы дыхательных клапанов к ним предъявляются несколько требований:
Техническое описание дыхательных совмещенных клапанов КДС
Клапаны КДС устанавливаются на вертикальные резервуары для регулирования давления при сливо-наливных операциях и изменения температуры эксплуатации. Для более надежной работы совместно с клапаном КДС устанавливается диск-отражатель и огневой предохранитель.
Принцип действия заключается в открытии затвора при достижении расчетных значений срабатывания и закрытии его при снижении. При необходимости возможно настроить клапан КДС в режиме работы предохранительного клапана.
| Чертеж клапана КДС-1500 | Наименование параметров | КДС-1500/150 | КДС-1500/200 | КДС-1500/250 | КДС-1500/350 | КДС-1500/500 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | Условный проход DN | 150 | 200 | 250 | 350 | 500 | |
| Давление, Па(мм вод. ст.) | 2000(200) | ||||||
| Вакуум, Па (мм вод. ст.) | 250 (25) | ||||||
| Давление срабатывания, Па (мм вод. ст.) | 1500-1600 (150-160) | ||||||
| Вакуум срабатывания, Па (мм вод. ст.) | 100-150 (10-15) | ||||||
| Пропускная способность, м 3 /ч | 450 | 750 | 1000 | 1300 | 1500 | ||
| Площадь проходного сечения седла, см 2 | 940 | ||||||
| Площадь проходного сечения седел вакуума, см 2 | 4 × 475 = 1900 | ||||||
| Габаритные размеры, мм, не более: | |||||||
| -длина | 900 | ||||||
| -ширина B | 900 | ||||||
| -высота H | 800 | 900 | 900 | 900 | 800 | ||
| Присоединительные размеры, мм | D | 260 | 315 | 370 | 485 | 640 | |
| D1 | 225 | 280 | 335 | 445 | 600 | ||
| d | 18 | 18 | 18 | 22 | 22 | ||
| n, шт | 8 | 8 | 12 | 12 | 16 | ||
| Масса, кг, не более | 85 | ||||||
| Чертеж клапана КДС-3000 | Наименование параметров | КДС-3000/250 | КДС-3000/350 | КДС-3000/500 | |
|---|---|---|---|---|---|
 | Условный проход DN | 250 | 350 | 500 | |
| Давление, Па (мм вод. ст.) | 2000 (200) | ||||
| Вакуум, Па (мм вод. ст.) | 250(25) | ||||
| Давление срабатывания, Па(мм вод. ст.) | 1500-1600 (150-160) | ||||
| Вакуум срабатывания, Па (мм вод. ст.) | 100-150 (10-15) | ||||
| Пропускная способность, м 3 /ч, | 1100 | 2400 | 3000 | ||
| Площадь проходного сечения седел давления, см 2 | 1880 | ||||
| Площадь проходного сечения седел вакуума, см 2 | 3760 | ||||
| Габаритные размеры, мм, не более: | |||||
| -длина | 1300 | ||||
| -ширина B | 1300 | ||||
| -высота H | 1100 | 1170 | 1060 | ||
| Присоединительные размеры, мм | D | 370 | 485 | 640 | |
| D1 | 335 | 445 | 600 | ||
| d | 18 | 22 | 22 | ||
| n, шт | 12 | 12 | 16 | ||
| Масса, кг, не более | 140 | ||||
Техническое описание совмещенных механических дыхательных клапанов СМДК
Клапаны СМДК применяются на вертикальных резервуарах для компенсации колебаний давления при его наполнении или опорожнении или изменении температурного режима эксплуатации. Их установка должна производиться строго в соответствии с объемом приемо-раздаточных операций.
Клапаны СМДК изготавливаются в климатическом исполнении У и УХЛ, категории размещения 1.
| Чертеж клапана СМДК | Наименование параметра | СМДК-50АА | СМДК-100АА | СМДК-150 | СМДК-200 | СМДК-250 |
|---|---|---|---|---|---|---|
 | Условный проход, мм | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 |
| Пропускная способность, м 3 /ч | 25-50 | 25-100 | 25-150 | 25-200 | 25-250 | |
| Габаритные размеры, мм: | ||||||
| длина | 285 | 430 | 546 | 740 | 946 | |
| ширина | 122 | 180 | 231 | 340 | 370 | |
| высота | 202 | 280 | 350 | 320 | 506 | |
| Давление срабатывания с грузом, мм вод. ст. | 160-180 | 160-180 | 160-180 | 140-160 | 140-160 | |
| Вакуум срабатывания, мм вод. ст. | 20-25 | 20-25 | 20-25 | 20-25 | 20-25 | |
| Масса, кг | 5,5 | 13 | 22 | 47 | 94 | |
Техническое описание дыхательного клапана закрытого типа КДЗТ
Клапаны закрытого типа КДЗТ устанавливаются на крышу РВС на монтажные патрубки. Они выполняют функцию регулирования давления в газовом пространстве при проведении сливо-наливных операций или при изменении температуры рабочей среды.
Техническое описание механического дыхательного клапана КДМ
Механические клапаны КДМ применяются на вертикальных резервуарах для регулирования давления в газовом пространстве в процессе приемо-раздаточных операций и колебаний температуры эксплуатации. Они поставляются совместно с огнепреградителем, который защищает оборудования от возникновения взрыво- и пожароопасных ситуаций путем задержки и гашения тепла от возникшего пламени.
| Чертеж клапана КДМ-50 | Чертеж клапана КДМ-200 |
|---|---|
 |  |
| Характеристики | КДМ-50 | КДМ-200 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| КДМ-200/100 | КДМ-200/150 | КДМ-200/200 | КДМ-200/250 | ||
| Условный проход Ду, мм | 50 | 100 | |||
| Давление максимальное | 2000 Па | ||||
| Вакуум максимальный | 250 Па | ||||
| Давление срабатывания максимальное | 1400 Па | 1350-1450 | |||
| Вакуум срабатывания максимальный | 100-150 Па | ||||
| Пропускная способность максимальная, м 3 /ч | 22 | 150 | 200 | 220 | 250 |
| Длина L, мм | 328 | 546 | |||
| Ширина В, мм | 172 | 500 | |||
| Высота Н, мм | 240 | 600 | 650 | 600 | 615 |
| Диаметр присоединительного фланца D, мм | 140 | 250 | 260 | 315 | 370 |
| Межцентровое расстояние D1, мм | 110 | 170 | 225 | 280 | 335 |
| Диаметр крепежных отверстий d, мм | 14 | 18 | |||
| Количество крепежных отверстий n, шт. | 4 | 4 | 8 | 12 | |
| Масса максимальная, кг | 8 | 19,2 | 19,3 | 19,6 | 20 |
Техническое описание непримерзающего дыхательного клапана НДКМ
Непримерзающие дыхательные клапаны НДКМ изготавливаются в климатическом исполнении У категории размещения 1.
Устройство и принцип работы дыхательных клапанов с гидравлическим затвором КПГ
Они используются в качестве предохранительных клапанов и устанавливаются совместно с механическими дыхательными клапанами для дополнительной защиты. Принцип их действия заключается в следующем: при повышении давления в газовом пространстве (более 0,02 кПа, или 5-10%) происходит вытеснение запирающей жидкости (масла), гидравлический затвор закрывается и предотвращает выход рабочей среды из резервуара. При нарушении вакуума клапан предотвращает попадание атмосферного воздуха внутрь.
Гидравлические дыхательные клапаны рекомендуется устанавливать точно в горизонтальном положении: жидкость в затворе может влиять на показатели срабатывания.
Они изготавливаются в климатическом исполнении У, УХЛ, ТС, ТВ, категории размещения 1. Для эксплуатации в холодном климате двигающийся стержень и уплотнители покрываются фторопластовой пленкой или оболочкой, которые не позволяют образоваться наледи на поверхностях.
Технические характеристики предохранительных гидравлических клапанов КПГ
| Чертеж предохранительного гидравлического клапана КПГ | Обозначение | КПГ–100 | КПГ–150 | КПГ–200 | КПГ–250 | КПГ–350 |
|---|---|---|---|---|---|---|
 | Диаметр условного прохода присоединительного патрубка, мм | 100 | 150 | 200 | 250 | 350 |
| Давление срабатывания, не более | 1961 (200) | |||||
| Вакуум срабатывания в пределах, не более | 392 (40) | |||||
| Пропускная способность (по воздуху), не более | 200 | 500 | 900 | 1500 | 2700 | |
| Объем заливаемой жидкости гидрозатвора (трансформаторное масло), л, не более | 15 | 22 | 46,5 | |||
| Габаритные размеры, мм, не более: | ||||||
| длина L | 980 | 980 | 1085 | 1180 | ||
| ширина В | 845 | 845 | 960 | 1030 | ||
| высота H | 1278 | 1295 | 1370 | 1510 | ||
| Присоединительные размеры, мм: | ||||||
| D | 205 | 260 | 315 | 370 | 485 | |
| D1 | 170 | 225 | 280 | 335 | 445 | |
| d | 18 | 18 | 18 | 18 | 22 | |
| n | 4 | 8 | 8 | 12 | 12 | |
| Масса, кг, не более | 126 | 130 | 134 | 245 | 265 | |
Расчет дыхательных клапанов
Для правильной работы механических и гидравлических дыхательных клапанов учитываются следующие показатели:
Как заказать дыхательный клапан на нашем Заводе?
Основным параметром дыхательного клапана является его пропускная способность и давление срабатывания. Для расчета дыхательного клапана резервуара, Вы можете:
