Газожидкостный шаровой кран широко применяется в магистральных трубопроводах природного газа и обладает преимуществами стабильной передачи, простоты управления и отсутствия необходимости в электропитании.
Газожидкостный шаровой кран широко применяется в магистральных трубопроводах природного газа и обладает преимуществами стабильной передачи, простоты управления и отсутствия необходимости в электропитании.
Приводы запорных клапанов для магистральных трубопроводов природного газа могут быть электрическими, пневматическими, электромеханогидравлическими (электрогидравлическая связь) и газожидкостными, при этом дополнительно оснащены ручными механизмами для резервного управления.
Газожидкостный шаровой кран работает за счёт давления природного газа высокого давления и часто используется в качестве линейного запорного клапана на газопроводах.
Этот тип клапанов получил широкое применение в проектах «Запад–Восток» газопровода и в магистральной трубопроводной сети нефтегазового месторождения провинции Сычуань.
1. Автоматическая функция отсечения при аномальных условиях работы
Газожидкостный шаровой кран оснащён верхним и нижним пределами давления, а также порогом скорости падения давления, что обеспечивает надёжность эксплуатации. Когда давление в трубопроводе превышает верхний предел или опускается ниже нижнего, шаровой кран автоматически закрывается. В случае взрыва или разрыва трубопровода клапан автоматически закроется, если зафиксированная скорость падения давления превысит установленный порог.
2. Множественные режимы управления
Газожидкостный шаровой кран поддерживает четыре режима управления: ручной, автоматический, пневматический и дистанционный. В зависимости от условий эксплуатации можно выбрать оптимальный режим для повышения безопасности и надёжности работы клапана.
В ручном режиме достаточно переключить передачу и нажать на ручку ручного насоса для открытия или закрытия;
В пневматическом режиме необходимо потянуть управляющую рукоятку в направлении «влево – открыть, вправо – закрыть» для переключения;
В автоматическом режиме активируется автоматическое управление клапаном;
При наличии устройства дистанционного управления (RTU) возможно управление клапаном по сигналам удалённой передачи данных.
Пример: на газопроводе «Шэньси–Пекин» реализована функция дистанционного отключения клапанов в режиме онлайн.
3. Высокий уровень безопасности
Газожидкостный шаровой кран использует в качестве источника питания природный газ высокого давления либо ручной насос. Дополнительное механическое или электрическое оборудование не требуется, что снижает вероятность аварий, повышает безопасность, надёжность и экономическую эффективность эксплуатации.
Пневмогидравлический шаровой кран состоит из основной управляющей коробки, включающей следующие элементы: защитное устройство (Lineguard), гидравлический бак, удалённый терминал, вращающийся лопастной исполнительный механизм, сам клапан, газовый резервуар, управляющий блок, импульсные линии, контрольные трубки и другие компоненты. Для подземных шаровых кранов дополнительно предусмотрена труба для стравливания газа из средней полости.
Источник газа для газожидкостного шарового крана подаётся непосредственно из основной линии и используется как источник энергии для работы крана. В нормальных условиях эксплуатации бак наполовину заполняется гидравлическим маслом, газовый и сравнительный баки заполняются природным газом, а отсрочивающий бак остаётся пустым. При активации шарового крана газ давит на масло, масло воздействует на исполнительный механизм, и тем самым осуществляется открытие или закрытие газожидкостного шарового крана.
Исполнительные механизмы делятся на два типа:
Лопастной пневмогидравлический привод: оснащён ротором, погружённым в гидравлическое масло. Газожидкостный бак с маслом приводит ротор во вращение, ротор механически соединён с шаровым краном и поворачивает его, выполняя операцию открытия или закрытия.
Пневмогидравлический привод с переключающей вилкой: гидравлическое масло перемещает поршень в возвратно-поступательном движении, которое с помощью переключающей вилки преобразуется в вращательное движение, поворачивая связанный с ним шаровой кран и осуществляя переключение.
В коробке управления предусмотрена пневматическая ручка переключения. Автоматическая система управления сравнивает текущее давление в основной линии с давлением в сравнительном баке и на основе этого автоматически принимает решение о переключении клапана. Бак задержки регулирует время срабатывания клапана и предотвращает ложные срабатывания.
Каждый из двух типов клапанов имеет свои преимущества и недостатки:
Лопастной привод обеспечивает более высокую рабочую эффективность;
Привод с переключающей вилкой работает более плавно при операциях открытия и закрытия.
Стандарт проектирования: GB / T 12237
Стандарт длины конструкции: GB / T 12221
Стандарт фланцевого соединения: JB / T 79.1
Стандарт контроля и испытаний: GB / T 26480
Давление и температура: GB / T 9131
Идентификация продукции: GB / T 12220
Номинальное давление PN (МПа) | Корпус | Испытательное давление (МПа) | Верхнее уплотнение | |
Уплотнение (жидкость) | Уплотнение (газ) | |||
1.6 | 2.4 | 1.8 | 0.6 | 1.8 |
2.5 | 3.8 | 2.8 | 0.6 | 2.8 |
4.0 | 6.0 | 4.4 | 0.6 | 4.4 |
6.4 | 9.6 | 7.0 | 0.6 | 7.0 |
10.0 | 15.0 | 11.0 | 0.6 | 11.0 |
16.0 | 24.0 | 18.0 | 0.6 | 18.0 |
Материал корпуса | Применимая среда | Рабочая температура (℃) |
Углеродистая сталь (тип C) | Вода, пар, нефть | ≤425 |
Хромоникелевая титановая сталь (тип P) | Азотная кислота | ≤200 |
Хромоникелевая молибденотитановая сталь (тип R) | Уксусная кислота | ≤200 |
Хромомолибденовая сталь (тип I) | Вода, пар, нефть | ≤550 |
Корпус и крышка клапана | Затвор и седло клапана | Шток | Гайка штока | Уплотнитель | Ручное маховое колесо |
Углеродистая сталь | Высококачественная углеродистая сталь + твёрдый сплав или нержавеющая сталь | Хромистая нержавеющая сталь | Алюминиевая бронза | Графито-асбестовая набивка | Ковкий чугун |
Хромоникелевая титановая сталь | Нержавеющая сталь, нержавеющая сталь + твёрдый сплав | Хромоникелевая титановая нержавеющая сталь | Алюминиевая бронза | Политетрафторэтилен | Ковкий чугун |
Хромоникелевая молибденотитановая сталь | Нержавеющая сталь, нержавеющая сталь + твёрдый сплав | Хромоникелевая титановая нержавеющая сталь | Алюминиевая бронза | Политетрафторэтилен | Ковкий чугун |
Хромомолибденовая сталь | Легированная сталь + твёрдый сплав | Хромомолибденовая сталь | Алюминиевая бронза | Гибкий асбест | Ковкий чугун |
Условный диаметр | Основные внешние размеры и размеры присоединений
|
|||||||
Длина | Диаметр фланца | Диаметр уплотнительной поверхности | Диаметр посадочного отверстия | Толщина фланца | Количество и диаметр крепёжных отверстий | Высота клапана | Диаметр маховика | |
Z41H-16C | ||||||||
15 | 130 | 95 | 65 | 45 | 14-2 | 4-Ø14 | 170 | 120 |
20 | 150 | 105 | 75 | 55 | 14-2 | 4-Ø14 | 190 | 140 |
25 | 160 | 115 | 85 | 65 | 14-2 | 4-Ø14 | 205 | 160 |
32 | 180 | 135 | 100 | 78 | 16-2 | 4-Ø18 | 270 | 180 |
40 | 200 | 145 | 110 | 85 | 16-3 | 4-Ø18 | 310 | 200 |
50 | 250 | 160 | 125 | 100 | 16-3 | 4-Ø18 | 358 | 240 |
65 | 265 | 180 | 145 | 120 | 18-3 | 4-Ø18 | 373 | 240 |
80 | 280 | 195 | 160 | 135 | 20-3 | 8-Ø18 | 435 | 280 |
100 | 300 | 215 | 180 | 155 | 20-3 | 8-Ø18 | 500 | 300 |
125 | 325 | 245 | 210 | 185 | 22-3 | 8-Ø18 | 614 | 320 |
150 | 350 | 280 | 240 | 210 | 24-3 | 8-Ø23 | 674 | 360 |
200 | 400 | 335 | 295 | 265 | 26-3 | 12-Ø23 | 811 | 400 |
250 | 450 | 405 | 355 | 320 | 30-3 | 12-Ø25 | 969 | 450 |
300 | 500 | 460 | 410 | 375 | 30-3 | 12-Ø25 | 1145 | 580 |
350 | 550 | 520 | 470 | 435 | 34-4 | 16-Ø25 | 1280 | 640 |
400 | 600 | 580 | 525 | 485 | 36-4 | 16-Ø30 | 1452 | 640 |
Z41H-25 | ||||||||
15 | 130 | 95 | 65 | 45 | 16-2 | 4-Ø14 | 170 | 120 |
20 | 150 | 105 | 75 | 55 | 16-2 | 4-Ø14 | 190 | 140 |
25 | 160 | 115 | 85 | 65 | 16-2 | 4-Ø14 | 205 | 160 |
32 | 180 | 135 | 100 | 78 | 18-2 | 4-Ø18 | 270 | 180 |
40 | 200 | 145 | 110 | 85 | 18-3 | 4-Ø18 | 310 | 200 |
50 | 250 | 160 | 125 | 100 | 20-3 | 4-Ø18 | 358 | 240 |
65 | 265 | 180 | 145 | 120 | 22-3 | 8-Ø18 | 373 | 240 |
80 | 280 | 195 | 160 | 135 | 22-3 | 8-Ø18 | 435 | 280 |
100 | 300 | 230 | 190 | 160 | 24-3 | 8-Ø23 | 500 | 300 |
125 | 325 | 270 | 220 | 188 | 28-3 | 8-Ø25 | 614 | 320 |
150 | 350 | 300 | 250 | 218 | 30-3 | 8-Ø25 | 674 | 360 |
200 | 400 | 360 | 310 | 278 | 34-3 | 12-Ø25 | 811 | 400 |
250 | 450 | 425 | 370 | 332 | 36-3 | 12-Ø30 | 969 | 450 |
300 | 500 | 485 | 430 | 390 | 40-4 | 16-Ø30 | 1145 | 580 |
350 | 550 | 550 | 490 | 448 | 44-4 | 16-Ø34 | 1280 | 640 |
400 | 600 | 610 | 550 | 505 | 48-4 | 16-Ø34 | 1452 | 640 |