Устройство сетей

Клапаны — запорная трубопроводная арматура с поступательным перемещением затвора в направлении, совпадающем  с направлением потока транспортируемой среды. Перемещение затвора осуществляется ввинчиванием шпинделя в ходовую  гайку. В основном клапаны предназначены для перекрывания потоков, но часто на их основе создаются дросселирующие устройства с любыми расходными характеристиками.

 По сравнению с другими  видами запорной арматуры клапаны  обладают следующими преимуществами:

- возможностью работы при высоких перепадах давлений на золотнике и при больших рабочих давлениях;

- простотой конструкции,  обслуживания и ремонта; 

- малым ходом золотника  (по сравнению с задвижками), необходимым  для перекрытия прохода (обычно  не более 1/4Dу);

- небольшими габаритными  размерами и массой;

- герметичностью перекрытия  прохода; 

- возможностью использования  в качестве регулирующего органа  и установки на трубопроводе  в любом положении (вертикальном/горизонтальном);

- безопасностью относительно  возникновения гидравлического  удара.

 Для перекрытия потока  в трубопроводах с малым условным  проходом и высокими перепадами  давлений клапаны — единственный  приемлемый вид запорной арматуры. Преимущество клапанов перед  задвижками еще и в том, что  в них уплотнение золотника  легко может быть выполнено  из резины или пластмассы, при  этом усилие герметизации значительно  снижается, а коррозионная стойкость  уплотнения — повышается. К общим  недостаткам клапанов относятся: 

- высокое гидравлическое  сопротивление; 

- невозможность их применения  на потоках сильнозагрязненных  сред;

- большая строительная  длина (по сравнению с задвижками  и дисковыми затворами);

- подача среды только  в одном направлении, заданном  конструкцией вентиля; 

- сравнительно высокая  стоимость. 

 

 Однако для управления  потоками с высокими рабочими  давлениями, а также низкими или  высокими температурами рабочей  среды клапанам нет альтернатив.

 Классификация многочисленных  конструкций клапанов может быть  проведена по нескольким признакам: 

- по конструкции —  проходные, угловые, прямоточные  и смесительные вентили; 

- по назначению — запорные, запорно-регулирующие и специальные;

- по конструкции дроссельных  устройств — с профилированными  золотниками и игольчатые;

- по конструкции затворов  — тарельчатые и диафрагмовые;

- по способу уплотнения  шпинделя — сальниковые и сильфонные.

Компенсаторы применяются для снижения напряжений, вызванных перепадами температуры грунта на фланцы чугунной арматуры, а также для возможности демонтажа, смены прокладок и последующей их установки. Линзовые компенсаторы, устанавливающиеся на подземных газопроводах в колодцах совместно с арматурой, выполняются из тонколистовой стали в виде отдельных свариваемых между собой полулинз. Для обеспечения нормальных условий демонтажа и монтажа, а также для снятия температурных напряжений с фланцев арматуры применяются двухлинзовые компенсаторы, состоящие из четырех полулинз. Линзовые компенсаторы устанавливают в сжатом состоянии с учетом их максимальной компенсирующей способности и осевых усилий. Под максимальной компенсирующей способностью компенсатора понимается двухстороннее изменение его длины. Для многолинзового компенсатора эту способность определяют суммой компенсирующей способности отдельных линз.

Футляры используются для защиты газопроводов от механических воздействий, находящихся над и под ними сооружений и предотвращение от попадания в них газа при разрыве или неплотности газопроводов. Устройство простого футляра, служащего для прокладки газопровода через фундаменты, стены зданий и сооружений, показано на рис. 5.11.

Газорегуляторные  пункты (ГРП) промышленных и коммунально-бытовых предприятий сооружаются в отдельно стоящем здании и предназначены для питания газом нескольких крупных потребителей (цехов, котельных). ГРП с входным давлением не более 0,6 МПа можно размещать в пристройках к промышленным зданиям I и II степени огнестойкости с производствами, отнесенными по пожарной опасности к категориям Г и Д. Газорегуляторные установки (ГРУ) и контрольно-регуляторные пункты (КРП) монтируют непосредственно в помещениях цехов и котельных, где находятся агрегаты, использующие газ.

В состав ГРП (ГРУ, КРП) входят:

- фильтр-очиститель;

- регулятор давления;

- предохранительные, запорные  и сбросные устройства;

- запорная арматура;

- КИП; 

- узел измерения расхода  газа (счетчик или измерительная  диафрагма).

 Газ начального давления  через задвижку поступает в  фильтр, где очищается от механических  примесей. Очищенный газ проходит  через предохранительный запорный  клапан, предназначенный для отключения  подачи газа при аварийном  отклонении (по максимуму и минимуму) выходного давления. Далее газ  попадает в регулятор давления, главный узел любого газорегуляторного  блока. Он снижает давление  газа до заданного и автоматически  поддерживает его независимо  от изменения расхода газа. Регулятор  давления и предохранительный  запорный клапан через импульсную  систему трубопроводов соединены  с газопроводом выходного давления.

 Регулирующая линия  ГРП имеет обводной газопровод (байпас). При выходе из строя какого-либо прибора регулирующей линии или при проведении ремонтно-профилактических работ закрываются задвижки до фильтра и после регулятора, то есть ГРП переводится на байпасную линию, на которой установлены два запорных клапана: первое работает в дроссельном режиме, воспринимая на себя основной перепад давления, а второе — в режиме клапана, поддерживающего постоянное заданное выходное давление.

 Предохранительное сбросное  устройство предназначено для  снижения выходного давления  газа после регулятора стравливанием  части газа в атмосферу. Оно  должно настраиваться на давление, меньшее максимального давления  отсечки запорного клапана. При  резком падении расхода газа  регулятор не сразу восстанавливает заданное давление, и давление газа в системе газоснабжения после регулятора кратковременно повышается. Сбросной клапан и снимает его.

 В аварийном режиме  сбросной клапан не сможет  снизить выходное давление из-за  малой пропускной способности.  Давление газа после регулятора  будет повышаться, пока не достигнет  давления отсечки предохранительного  запорного клапана, который и  отключит подачу газа в ГРП.

 ГРП рассчитан на автоматическую работу. Для периодического контроля работы приборов и оборудования устанавливаются манометры, а для учета — расходомеры.

 В практике применяются  ГРП различных типов: одно- и  двухступенчатые (последовательно  установлены два регулятора); одинарные,  сдвоенные и строенные (параллельно  установлены три регулирующие  линии). Двухступенчатое снижение  давления газа применяют в  целях безопасности и снижения  уровня шума.

 Параллельная установка  регулирующих линий оправдана  в том случае, когда пропускная  способность регулятора давления  не обеспечивает требуемого расхода  газа или когда расход газа  на предприятии резко меняется  в пределах больших, чем допустимые  изменения пропускной способности  регулятора. При параллельной работе  двух и более регулирующих  линий ГРП каждая настраивается  на выходное давление, немного  отличное от давления на соседней  линии. В этом случае линии  включаются в работу и выключаются  автоматически, в зависимости  от нагрузки.

 Для расчета и подбора  регулятора давления, а также  для определения параметров настройки  оборудования проводится гидравлический  расчет газопроводов до и после  ГРП и определяются потери давления, а настройка — по расчетным параметрам и уточняется в процессе эксплуатации.

 Минимальное давление  отсечки газа принимают по  минимальному давлению газа перед  горелками с учетом потерь  давления в газопроводах. Предлагаемые  режимы настройки могут быть  скорректированы в зависимости  от давления газа и типа  газовых горелок.

 Контрольно-распределительные пункты (КРП), выполненные в виде компактного узла, широко применяются в системах автономного газоснабжения с малым и средним потреблением топлива.

 

 В конструкцию КРП  включены регулятор давления  и газовый счетчик. Контрольно-распределительный  пункт комплектно собран в  стальном шкафу. Подключение к  КРП осуществляется на нижней  стороне шкафа с помощью муфт с трубной конической или цилиндрической резьбой.

 Конструкция обеспечивает  многоступенчатую защиту при  возникновении нештатных ситуаций:

- При сбоях электроснабжения  электромагнитный клапан закрывается,  прекращая подачу газа;

- При обрыве трубопровода  перекрытие газовой магистрали  осуществляется с помощью скоростного  клапана;

- При утечке газа в  помещении, в котором размещен  прибор контроля загазованности, происходит закрытие электромагнитного  клапана, прекращая тем самым  подачу газа.

 В комплект поставки  КРП включены:

- Стальной шкаф;

- Газовый счетчик;

- Регулятор давления;

- Муфты;

- Шаровые клапаны;

- Манометр;

- Скоростной запорный  клапан;

- Т-соединения;

- Электромагнитный предохранительный  клапан.

 Санация тканевыми рукавами ("Феникс"). Большое распространение в мире получила санация тканевыми рукавами, сокращённо метод называется "Феникс". Метод отличается тем, что в результате работы, практически не уменьшается диаметр восстановленного трубопровода, а долговечность материала составляет более 50 лет. К тому же, сам по себе материал выдерживает большие нагрузки (более 10 атмосфер).

 

Состав, так называемого "рукава" многослойный. Внешний  слой представляет собой переплетённые  между собой полиэфирные нити. Важно, что для каждого диаметра трубопровода выпускается свой диаметр  рукава, и при этом он является единым целым, у него нет шва. Этим, отчасти, и объясняется его большая  стойкость к нагрузкам. Внутренняя часть чулка состоит из пищевого полиэтилена, который наносят на рукав методом напыления. Толщина  этого слоя варьируется от 1 до 3 мм. Раньше, этот слой производился методом  наклеивания листового полиэтилена  на рукав. Материал был жестче и толще. Но технологии меняются, поэтому и  здесь модернизировали производство. Если после санации "Фениксом" участок трубопровода эксплуатировать  без форс-мажорных ситуаций, с соблюдением  правил эксплуатации, то проблем может  не возникнуть 50 лет и больше. Но так не всегда бывает.

У этого метода то же есть свои ограничения. В основном, они  касаются эксплуатации просанированных участков. Рукав плохо переносит вакуум, который образуется в трубе, если производится выпуск воды из трубопровода не надлежащим образом. Если с одного края трубопровода производится слив воды, то на другом краю необходимо обеспечить допуск воздуха в трубопровод. Иначе в трубе образуется вакуум, который может оторвать рукав от трубопровода. И чем больше диаметр трубопровода и его длина, тем больше вероятность создания такой ситуации. Повторюсь, если все мероприятия производить согласно инструкции, то с рукавом ничего не произойдёт. Так же при строительстве новых подключений на таком участке, необходимо предусмотреть специальные манжеты, прижимающие рукав к трубе в месте подключения. Такие манжеты исключают возможное попадание воды между рукавом и трубой, обеспечивая тем самым, герметичность всего трубопровода.

МЕТОД ТРУБА В  ТРУБЕ. Одной из современных бестраншейных технологий восстановления (санации) работоспособности изношенных коммуникаций является метод «труба в трубе». Применение данного метода на практике получило широкое распространение в Европе и на территории современной России. Метод «Труба в трубе» дает возможность прокладывать (затягивать) в существующие и порядком изношенные трубопроводы новые участки труб. При этом применяются современные трубы из ПНД длиной в несколько сотен метров при минимальных затратах на земляные работы. Метод применяется для восстановления (санации) трубопроводов с уменьшением их проходного сечения, не разрушая, а наоборот используя старые трубы как футляры. При прокладке (затягивании) новой трубы в старую трубу происходит естественное уменьшение проходного сечения санируемого участка коммуникаций. Данный факт не влияет на пропускную способность данного участка из-за более высоких гидравлических характеристик затянутой новой трубы из полиэтилена низкого давления - ПНД. Важной особенностью ПНД труб является их надежность и простота монтажа.

Метод «Труба в трубе» чаще всего применяется для реконструкции  прямолинейных участков трубопроводов  и водопроводных сетей в системах ЖКХ крупных мегаполисов, где  большая часть ремонта и прокладки  подземных коммуникаций проводится без вскрытия дорожного покрытия. Огромным преимуществом метода является отсутствие всякого ограничения  движения городского и личного транспорта жителей. Метод «труба в трубе» очень  хорошо зарекомендовал себя как в  плановых реконструкциях коммуникаций, так и в аварийных ситуациях, когда дорога каждая минута.

Состояние подлежащего санации  трубопровода изучается изнутри  при помощи видеодиагностического робота. По результатам видеодиагностики принимается решение, если необходимо, о чистке и последующей промывке трубы специальным оборудованием. Следующим этапом в старую трубу протягивается выдерживающий высокое давление рукав.