Дыхательный клапан

Дыхательный клапан резервуара является неотъемлемой частью оборудования РВС, которое обеспечивает его взрывобезопасную эксплуатацию. 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.

Дыхательный клапан для емкости: назначение

В соответствии с ГОСТ 31385-2023 "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.

Основная их функция - это регулирование давления в газовом пространстве или вакууме вертикальных резервуаров РВС.

Кроме этого, они выполняют следующие функции:

• поддержание герметичности
• сокращение потерь нефтепродуктов при испарении
• обеспечение взрывобезопасности
• уменьшение загрязнения окружающей среды
• предотвращение попадания пыли, песка и других частиц
• предотвращение смешения верхних слоев с насыщенными нижними слоями

Дыхательный клапан для нефтепродуктов. Требования нормативных документов

• установочное значение срабатывания не должно превышать 20% давления в резервуаре
• пропускная способность не должна быть меньше производительности во время заполнения/опорожнения емкости с учетом образования паров при движении нефтепродукта, изменении температуры окружающего воздуха и газового пространства

Типы дыхательных клапанов

Дыхательные клапаны бывают двух типов:

• с механическим затвором
• с гидравлическим затвором, которые используются в качестве предохранительных

Устройство и принцип работы дыхательных клапанов с механическим затвором

Данный тип представлен несколькими моделями:

• дыхательный клапан КДС совмещенный с диском-отражателем
• совмещенный механический клапан дыхательный СМДК
• дыхательный клапан закрытого типа КДЗТ
• дыхательный клапан механический КДМ со встроенным огнепреградителем
• непримерзающий клапан дыхательный механический НДКМ

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:

• контактные поверхности затворов, тарелок, элементов крепления, седел должны быть непримерзаемы, что достигается за счет их изготовления из материалов, которые имеют низкую адгезионную прочность со льдом
• для исключения накопления конденсата внутри клапан должен иметь минимальное количество горизонтальных поверхностей
• необходима антикоррозионная обработка поверхностей, так как масса тарелок может уменьшаться из-за коррозии

Клапан дыхательный совмещенный КДС. Техническое описание 

Совмещенный механический дыхательный клапан 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.

Установленный срок службы КДС - 15 лет, после чего рекомендуется его заменить с учетом возможных изменений в объемах сливо-наливных операций. Они изготавливаются в климатическом исполнении У и УХЛ, категории размещения 1. При эксплуатации в холодном климате возможна комплектация автоматической системой обогрева, которая обеспечивает рабочую температуру огневого предохранителя.

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, м3/ч		450	750	1000	1300	1500
	Площадь проходного сечения седла, см2		940
	Площадь проходного сечения седел вакуума, см2		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, м3/ч,		1100	2400	3000
	Площадь проходного сечения седел давления, см2		1880
	Площадь проходного сечения седел вакуума, см2		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.

В конструкцию СМДК входит огнепреграждающая кассета, которая не допускает проникновение огня или искры внутрь. Для предотвращения попадания мелких частиц и пыли на поверхность жидкости, предусмотрена фильтрующая сетка. Крепление - фланцевое через прокладку, что обеспечивает герметичность соединений.

Клапаны СМДК изготавливаются в климатическом исполнении У и УХЛ, категории размещения 1.

Установленный срок службы - 15 лет, после чего рекомендуется замена или проведение его испытаний.

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, м3/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.

Клапан дыхательный КДЗТ производятся в климатических исполнениях У и УХЛ, категории размещения 1. Установленный срок службы - 15 лет. При достижении этого срока рекомендуется его замена с пересчетом пропускной способности в зависимости от приемо-раздаточных операций или проведение испытаний.

Чертеж клапана КДЗТ	Наименование параметров		КДЗТ-50А	КДЗТ-100А	КДЗТ-150А
	Условный проход DN		50	100	150
	Давление, Па (мм вод. ст.), не более		1000 (100)		2000 (200)
	Вакуум, Па (мм вод. ст.), не более		250 (25)		250 ± 20 (25 ± 2)
	Давление срабатывания, Па (мм вод. ст.)		850 ± 50 (85 ± 5)		2500 ± 20 (250 ± 2)
	Вакуум срабатывания, Па (мм вод. ст.)		100 - 150 (10 - 15)		250 ± 20 (25 ± 2)
	Пропускная способность, м3/ч, не более		22	120	200
	Габаритные размеры, мм, не более:	В,D,H (длина, ширина, высота)	170х145х176	350х310х300	450х400х 400
	Присоединительные размеры, мм, не более:	D1,d,n	110х14х4	170х18х4	225х18х4
	Масса, кг, не более		3,5	16	25

Техническое описание механического дыхательного клапана КДМ

Клапан дыхательный механический КДМ применяется на вертикальных резервуарах для регулирования давления в газовом пространстве в процессе приемо-раздаточных операций и колебаний температуры эксплуатации. Он поставляется совместно с огнепреградителем, который защищает оборудования от возникновения взрыво- и пожароопасных ситуаций путем задержки и гашения тепла от возникшего пламени.

Саратовский резервуарный завод предлагает два типоразмера клапанов КДМ: КДМ-50 и КДМ-200. Пропускная способность первого - 22 м³/ч, второго - 150-250 м³/ч.

Клапаны КДМ изготавливаются в климатических исполнениях У и УХЛ, категории размещения 1. Установленный срок службы - 15 лет. По истечении данного срока требуется замена или проведение его испытаний с учетом объема приемо-раздаточных операций.

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, м3/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

Клапан дыхательный непримерзающий НДКМ - это непримерзающий мембранный дыхательный клапан, которы устанавливается на монтажный патрубок на вертикальные резервуары, эксплуатируемые до 0,07 МПа. Его назначение - это своевременное соединение газового пространства емкости с атмосферой в процессе проведения сливо-наливных процессов или колебаний температурного режима. Это необходимо для предотвращения взрывоопасных ситуаций в результате изменения внутреннего давления. В конструкции предусмотрен огневой предохранитель, который защищает хранимую жидкость от возникновения пламени в газовом пространстве. Его действие основано на движении тарелок давления и вакуума.

Непримерзающие дыхательные клапаны НДКМ изготавливаются в климатическом исполнении У категории размещения 1.

Чертеж клапана НДКМ	Параметры	НДКМ -100	НДКМ -150	НДКМ -200	НДКМ-250
	Условный проход присоединительного патрубка DT	100 мм	150 мм	200 мм	250 мм
	Параметры срабатывания, в пределах	1372-1569 Па		1569-1667 Па
	Вакуум срабатывания, в пределах	157-196 Па		177-198 Па
	Пропускная способность (по воздуху), м3/ч	200	500	900	1500
	Длина L, мм	300	510	510	610
	Высота Н, мм	600	690	670	900
	Межцентровое расстояние D1, мм	170	225	280	335
	Диаметр крепежных отверстий d	18
	Количество крепежных отверстий n, шт.	8
	Масса максимальная, кг	25	50	55	77

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.

Срок службы - 10 лет. По истечении срока требуется их замена или возможно проведение профилактических работ. Для надежной работы рекомендуется проводить технический осмотр состояния и количества масла.

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, Па (мм вод. ст.), не более	1961 (200)
	Вакуум срабатывания в пределах, Па (мм вод. ст.), не более	392 (40)
	Пропускная способность (по воздуху), м3/ч, 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:

• высота над резервуаром
• давление
• температурный режим эксплуатации