5.4. Запорная арматура

Краны  и клапаны, предназначенные для обеспечения непрерывности технологических процессов при нарушении работы, необходимости сервисного обслуживания манометрических приборов или их защиты от несанкционированных нагрузок, подразделяются на:

• запорные;
• трехходовые;
• запорно-функциональные;
• предохранительные.

У всех этих подгрупп имеются свои строго функциональные назначения.

 Запорные краны и клапаны предназначены для отключения линий подвода рабочей среды, т.е. отводов, импульсных и удлинительных линий от основной рабочей среды технологического процесса. Запорные краны относятся к классической запорной арматуре, широко применяемой в энергетике, ЖКХ и других отраслях промышленности для отключения или подключения трубопроводов. Этим устройствам посвящен ряд монографий, написанных на хорошем профессиональном уровне. В настоящей работе ниже рассматриваются запорные клапаны, используемые в схемах эксплуатации манометрических приборов.

Трехходовые манометровые краны и клапаны отличаются специфическими конструктивными особенностями и применяются при монтаже манометрических приборов для выполнения следующих функций: 

• для монтажа или демонтажа прибора без останова технологического процесса;
• для продувки импульсных линий;
• для подключения прибора при работе на паровых фазах;
• при проверке работоспособности прибора путем  выставления его на ноль;
• при поверке по рабочей точке или полной поверке на рабочем месте и др.

Современные технологические процессы в преобладающем большинстве требуют обеспечения возможности подсоединение или отсоединение манометрических приборов без их останова.  С этой целью подвод рабочей среды осуществляется через запорное устройство, которое может монтироваться, в зависимости от требований эксплуатационщиков оборудования,  как после отвода,  так и перед ним. 

На современном энергетическом оборудовании  по соответствующим требованиям (системы Котлонадзора) в месте отбора пробы рабочей среды должна монтироваться двухходовая запорная арматура, которая позволяет в любое время перекрывать линию подвода рабочей среды к манометрическому прибору. В этой схеме, однако, должен также монтироваться трехходовой манометрический кран или клапан непосредственно перед прибором. При монтаже или демонтаже манометрического прибора кран должен находиться в положении, когда внутренняя полость прибора соединена с атмосферой. 

В практике манометрии отмечаются случаи, когда запорное двухходовое устройство монтируется непосредственно на технологическом трубопроводе в точке отбора пробы перед отводом, а дополнительное  трехходовое устройство перед манометрическим прибором не устанавливается. В результате, на действующем технологическом оборудовании на линии отвода давления перекрывается входное запорное устройство, а затем начинается демонтаж прибора. Отворачивая накидную гайку отвода, добиваются постепенного слива рабочей среды из внутренней полости манометрического прибора.  Такая схема работы не рекомендуется для практического применения. Для возможности монтажа или демонтажа манометрического прибора без останова технологического оборудования перед измерителем необходимо монтировать трехходовое запорное устройство. Такое устройство позволяет перед демонтажом прибора его внутреннюю полость через сбросное отверстие соединить с атмосферой.     

 В ряде случаев манометрические приборы монтируются на существенном удалении от точки забора пробы. Для отвода рабочей среды, как описано в гл.6, применяются импульсные линии. Одним из требований обеспечения корректности показаний  измерения давления жидкостей в импульсных линиях не должны быть воздушные или газовые пробки. Для устранения таких пробок схема монтажа манометрического прибора должна предусматривать возможность продувки импульсных линий. Технология организации продувок импульсных линий, а также конструкций существующих вспомогательных устройств, необходимых для организаций таких продувок.  

При организации измерения давления на паровых фазах включение манометрического прибора в работу имеет некоторые особенности. Так, после монтажа отвода, подсоединения манометрического прибора, технологического пуска оборудования с рабочей средой в виде пара необходимо время для конденсации пара в кольцевой петле. При этом трехходовое запорное устройство должно исключать контакт высокотемпературной рабочей среды с внутренней полостью манометрического прибора, т.е. должно быть в закрытом состоянии. В этом состоянии оборудования пар поступает в кольцевую петлю отвода и из-за разности температур с окружающей средой конденсируется. Таким образом в петле отвода образуется жидкая фаза и гидравлический затвор, препятствующий  нерегламентированному перегреву манометрического прибора. Только после временной выдержки, гарантирующей заполнение жидкостью кольцевой петли отвода, а также ее последующего охлаждения до рабочих параметров, манометрический прибор подключается.    

В процессе отладки систем управления возникают потребности в выставлении на ноль манометрического прибора, подключенному к действующему технологическому процессу с определенным давлением рабочей среды. В этом случае выставляют трехходовой кран или трехходовой игольчатый клапан КЗИТ в соответствующее положение, т.е. отключают подвод рабочей среды, а внутреннюю полость манометрического прибора соединяют с атмосферой. 

Одним из наиболее трудоемких организационных процессов в эталонной манометрии является поверка рабочих средств. Демонтаж этих средств, транспортировка, а после поверки обратная транспортировка и монтаж. При этом транспортировка измерительных средств после поверки требует особой предосторожности и нарушение этих требований может приводить к напрасно затраченным усилиям по поверке. Ударные воздействия на манометрический прибор могут в последующем приводить к некорректному отражению измеряемого давления. Поэтому актуальным является проведение поверки манометрического прибора без его демонтажа. 

Для организации поверки трехходовой кран или игольчатый клапан КЗИТ переводятся в положение, когда отключается подвод измеряемой среды, а сбросное отверстие соединяется с атмосферой. Если к сбросному отверстию, выполненному в виде резьбового соединения у трехходового крана или игольчатого клапана подключить генератор сжатого воздуха или жидкости с тарированным давлением, отслеживаемым по эталонному манометрическому прибору, то таким образом может проводится поверка манометрического прибора на рабочем месте, т.е. без его демонтажа.

Контроль состояния рабочего манометра или его поверка по рабочей точке проводится путем подключения к сбросному отверстию контрольного манометра. Рабочая среда с  измеряемым идентичным давлением поступает на рабочий манометр и контрольный прибор. Такая схема носит название контроля рабочей точки. Сравнение между собой показаний двух приборов позволяет свидетельствовать о работоспособности или погрешности рабочего манометра. При применении в этой схеме эталонного манометрического прибора процесс носит названия поверки по рабочей точке.

Запорно-функциональные краны и клапаны предназначены для периодического включения или отключения рабочих приборов, а также для их монтажа, демонтажа или периодического обслуживания на действующем оборудовании.

Предохранительные клапаны обеспечивают отключения линии рабочей среды при превышении предельно допустимого давления.

 Для решения вышеописанных задач в процессе проведения измерений давления рабочим манометрическим прибором разработана различная вспомогательная арматура, конструкции, виды, принципы работы которой приведены ниже. 

 Конструкция этой арматуры, а также место их установки на импульсной линии выбираются в зависимости от особенностей технологического процесса, параметров и свойств измеряемой среды.