Газовый запорный клапан: типы, функции, применения и руководство по выбору

Газовый запорный клапан — это клапан, используемый для запуска, остановки, изоляции или контроля потока природного газа, сжиженного нефтяного газа, топливного газа или промышленных газов через трубопроводную систему. Он обеспечивает безопасный способ отключения газовых подач во время нормальной работы, технического обслуживания, замены оборудования или в аварийных ситуациях.

Газовые запорные клапаны устанавливаются в жилых газолиниях, коммерческих зданиях, промышленных предприятиях, электростанциях, газораспределительных системах, перерабатывающих предприятиях и топливных соединениях оборудования. В зависимости от применения клапан может приводиться вручную с помощью ручки или ручки, либо автоматически через электрический, пневматический или гидравлический привод.

Хотя термин обычно относится к клапану, полностью останавливающему подачу газа, несколько различных конструкций клапанов могут выполнять эту функцию. Шаровые клапаны, клапаны, глобусные клапаны, пробочные клапаны, бабочные и соленоидные клапаны используются в газовых трубах при соответствующих условиях эксплуатации. Другие клапаны, включая обратные, управляющие клапаны и клапаны давления, выполняют дополнительные защитные или регулирующие функции внутри той же газовой системы.

Какова функция газового запорного клапана?

Основная функция газового запорного клапана — остановить проток газа через участок трубы. Это позволяет операторам, техникам или экстренным службам изолировать газовый запас до начала технического обслуживания, инспекции или ремонта.

В обычной эксплуатации клапан может оставаться полностью открытым длительное время. Когда требуется изоляция, замыкающий элемент перемещается через поток и образует уплотнение. Клапан может изолировать весь газопровод, ответвление, горелку, печь, котёл, компрессор или другое газопотребляющее оборудование.

Газопровод обычно содержит несколько запорных клапанов, а не один. Главный газовый запорный клапан изолирует полный источник подачи, а ветвительные клапаны — отдельные участки или элементы оборудования. Локальные клапаны, установленные рядом с бытовыми приборами, позволяют обслуживать без отключения всей системы.

Газовые запорные клапаны могут выполнять несколько важных функций:

• Нормальная изоляция: Запуск или остановка подачи газа в оборудование во время обычной работы.
• Изоляция технического обслуживания: отделение оборудования от источника газа перед осмотром, очисткой или заменой.
• Аварийное отключение: быстрое прекращение подачи газа после утечки, пожара, отказа оборудования или ненормального рабочего состояния.
• Секционная изоляция: разделение газопровода на отдельные секции, чтобы одна зона могла работать, а другая оставалась в эксплуатации.
• Автоматическое управление топливом: открытие или закрытие подачи газа в ответ на управление горелкой, сигнализацию или предохранительные блокировки.
• Технологическая защита: предотвращение попадания газа в оборудование при небезопасных условиях эксплуатации.

Где установлены газовые запорные клапаны?

Расположение газового запорного клапана зависит от конструкции трубопроводов, типа оборудования и соответствующих требований безопасности. Типичная система может включать клапаны в источнике, на основных ветвях и непосредственно выше газопотребляющего оборудования.

В жилой или коммерческой системе природного газа главный клапан может быть установлен рядом с газовым счётчиком. Дополнительные запорные клапаны обычно устанавливаются рядом с котлами, котлами, водонагревателями, кухонным оборудованием и другими газовыми приборами.

Промышленные системы могут использовать более крупные клапаны на газоприёмных станциях, установках снижения давления, соединениях компрессоров, хранилищах, горелках и технологическом оборудовании. Аварийные запорные клапаны могут быть установлены в доступных местах, вдали от оборудования с высоким риском, чтобы можно было остановить поток газа без приближения к протечке или пожару.

Клапан должен быть расположен так, чтобы его можно было идентифицировать, достать и безопасно использовать. Ручки клапанов, приводы и идентификационные метки должны оставаться видимыми и не должны быть заблокированы изоляцией, оборудованием или конструктивными элементами.

Шаровой клапан для газопроводов

Газовый шариковый клапан — один из самых широко используемых типов газового запорного клапана. Он содержит сферический элемент замыкания с отверстием в центре. Поворот шара на 90 градусов выравнивает отверстие с трубопроводом или перемещает твёрдую сторону шара по потоку.

Когда ручка параллельна трубе, клапан обычно открыт. Когда ручка перпендикулярна трубе, клапан обычно закрыт. Этот чёткий визуальный указатель положения полезен в экстренных и технических ситуациях.

Шаровые клапаны широко применяются для природного газа, сжиженного газа, пропана, топливного газа, сжатого газа и многих промышленных газовых услуг. Их механизм на четверть оборота обеспечивает быструю эксплуатацию, а подходящие материалы сиденья обеспечивают плотное закрывание.

Меньшие шариковые газовые клапаны могут иметь резьбовые или компрессионные соединения. Крупные промышленные клапаны часто имеют фланцевые или приваренные к трубопроводу. Полные клапаны с газовым шаром обеспечивают отверстие, близкое к внутреннему диаметру трубы, что снижает сопротивление потока при полном открытии клапана.

Шаровые краны на трону часто применяются в газопроводах большого диаметра или высокого давления. В этой конструкции шар поддерживается механически, а седла клапана движутся к шару, формируя уплотнение. Поддерживаемая конструкция снижает рабочий крутящий момент, необходимый для больших клапанов.

Клапан для газового обслуживания

Газовый затвор использует плоский или клиновидный затвор, который движется вертикально в или выходит из пути потока. Затвор управляется поворотом ручного колеса или с помощью привода.

При полном открытии ворота поднимаются от потокового прохода. Это создаёт относительно прямой путь через клапан и позволяет газу течь с низким сопротивлением. Поэтому затворные клапаны часто используются для изоляции в крупных трубопроводах, где клапан обычно остаётся полностью открытым или полностью закрытым.

Газовые клапаны могут устанавливаться в распределительных сетях, перерабатывающих заводах, компрессорных станциях и промышленных топливно-газовых системах. Более крупные конструкции могут использовать поднимающиеся стержни, которые дают видимое представление о положении клапана при движении стержня вверх во время открытия.

Параллельные и клиновидные клапаны используются в промышленных газовых системах. Наиболее подходящая конструкция зависит от давления в трубопроводе, температуры, состава газа и необходимой герметизации.

Глобусный клапан в газовой трубе

Газовый глобусный клапан регулирует поток, перемещая диск к неподвижному седлу или от него. В отличие от шарового клапана, который вращается на четверть оборота, глобусный клапан использует линейное движение стержня и обычно требует нескольких поворотов ручного колеса.

Глобусные клапаны используются, когда газовая система требует как изоляции, так и регулирования потока. Положение диска можно постепенно регулировать, что позволяет клапану регулировать объём газа, проходящего через трубопровод.

Эти клапаны могут устанавливаться в топливно-газовых системах, горелках, станциях контроля давления, линиях отбора проб и промышленных газовых процессах. Управляемые сферичные клапаны также часто используются как газорегулирующие клапаны, где поток должен регулироваться автоматически.

Доступны различные схемы корпуса глобусных клапанов. Традиционная конструкция с Z-образным узором обеспечивает эффективную регулировку, а Y-образный шаровый клапан создаёт более прямой путь потока. Угловые шаровые клапаны могут управлять потоком, изменяя направление трубопровода примерно на 90 градусов.

Пробочный клапан для газопроводов

Газовый клапан использует цилиндрическую или коническую пробку с проходом через центр. Вращение пробки выравнивает проход с трубопроводом или поворачивает твёрдый участок через путь потока.

Как и шаровой клапан, пробочный клапан обычно работает на четверть оборота. Он обеспечивает быструю изоляцию и относительно простую внутреннюю конструкцию. Пробочные клапаны широко применяются в распределении природного газа, системах топливного газа, газоперерабатывающих предприятиях и других промышленных услугах.

Смазочные клапаны пробок используют уплотнительную смазку между пробкой и корпусом. Смазка помогает снизить рабочее трение и улучшить герметичность. Несмазанные клапаны пробок могут использовать втулки или другие уплотнительные элементы для поддержки пробки и предотвращения утечки.

Многопортовые заглушные клапаны могут направлять газ между несколькими соединениями трубопроводов. Они могут использоваться там, где процесс требует переключения, обхода или перенаправления газового потока.

Бабочковый клапан для газовых применений

Газовый заслонка-бабочка содержит круглый диск, установленный на вращающемся валу. Поворот вала на 90 градусов перемещает диск между открытым и закрытым положением.

Заслонки-бабочки широко применяются в крупных газовых каналах и газопроводах низкого давления, поскольку они компактны и относительно лёгкие. Их короткие размеры лицом к лицу могут сократить площадь для установки труб большого диаметра.

Высокопроизводительные и тройно-смещённые заслонки используются в более требовательных промышленных газовых приложениях. Такие конструкции уменьшают контакт между диском и седлом во время работы и обеспечивают надёжное отключение при повышенном давлении или температуре.

Бабочные клапаны могут управляться вручную с помощью рычага или редуктора. Крупные клапаны часто оснащены пневматическими, электрическими или гидравлическими приводами для дистанционного управления и аварийного отключения.

Клапан отключения соленоидного газа

Клапан запорки газов на соленоидах использует электромагнитную катушку для открытия или закрытия газового канала. Обычно он подключён к системам управления горелкой, газовым детекторам, пожарной сигнализации, вентиляционным системам и другим защитным устройствам.

Когда система управления обнаруживает небезопасное состояние, электропитание к клапану может быть отключено или подано в зависимости от конструкции. Затем клапан перемещается в заданное безопасное положение и останавливает подачу газа.

Многие газосоленоидные клапаны спроектированы как обычно закрытые клапаны. Они остаются закрытыми без электропитания и открыты только при включении катушки. Если питание теряется, клапан автоматически возвращается в закрытое положение.

Соленоидные клапаны часто используются в коммерческих кухнях, котлах, печах, промышленных горелках, печах, сушильном оборудовании и газопроцессных системах. Они могут быть комбинированы с механизмом ручного сброса, чтобы подача газа не могла автоматически перезапуститься после отключения.

Аварийный газовый запорный клапан

Аварийный газовый запорный клапан предназначен для быстрой изоляции подачи газа при возникновении опасной ситуации. Он может управляться вручную через аварийную ручку или кнопку, либо автоматически с помощью системы безопасности.

Автоматические аварийные клапаны могут принимать сигналы от детекторов горючих газов, систем управления отказом пламени, переключателей высокотемпературных датчиков, пожарных сигнализаторов, выключателей давления или систем остановки процесса.

В зависимости от установки, аварийный запорный клапан может использовать корпус шарика, бабочки, пробки или глобусного клапана. Главное отличие — это функция привода и безопасности, а не базовая форма клапана.

Для аварийного отключения часто используются пневматические пружинно-возвратные приводы. Во время обычной работы клапан удерживает клапан открытым сжатый воздух. Если управляющий воздух или сигнал выключения теряются, пружина перемещает клапан в закрытое положение.

Аварийные запорные клапаны газов должны быть расположены и промаркированы, чтобы операторы могли быстро определить их функцию. Соответствующие датчики, приводы и цепи отключения должны быть проверены и протестированы в рамках программы безопасности объекта.

Обратный клапан в газовых системах

Газовый обратный клапан — это автоматический клапан, который позволяет газу течь в одном направлении и предотвращает обратное течение. Обычно для этого не требуется ручка или внешний привод.

Обратные клапаны устанавливаются ниже по течению от компрессоров, насосов, резервуарных сосудов и оборудования для переработки газа. Они помогают предотвратить движение газа в обратном направлении при снижении давления в восходящем направлении или при отключении оборудования.

Распространённые конструкции включают поворотные обратные клапаны, подъёмные обратные клапаны, поршневые обратные клапаны, двусторонние обратные клапаны и пружинные обратные клапаны. Правильная конструкция зависит от скорости газа, ориентации трубопровода, давления и требований к отклику.

Хотя обратный клапан обычно не используется в качестве основного ручного газового запорного клапана, он является важным защитным элементом в полноценной газовой системе.

Клапан управления газом

Газовый клапан автоматически регулирует количество газа, проходящего по трубопроводу. Он принимает сигнал от технологического контроллера и перемещается в определённое положение для регулирования потока, давления, температуры или других рабочих условий.

Глобусные клапаны управления широко применяются, поскольку их линейное движение диска обеспечивает предсказуемую регулировку потока. Вращающиеся шариковые и бабочковые управляющие клапаны также могут использоваться, когда требуется большая производительность или четверть оборота.

Газовый клапан обычно включает корпус клапана, привод и позиционер. Актуатор обеспечивает необходимую силу для движения клапана, а позиционатор помогает обеспечить достижение клапана до командного отверстия.

Управляющие клапаны устанавливаются на станциях снижения давления газа, топливных системах, оборудовании сгорания, системах смешивания газа и промышленных перерабатывающих установках. Помимо обычного управления, привод может быть настроен так, чтобы перемещать клапан в безопасное положение после отключения питания или управляющего сигнала.

Игольчатый клапан для газовых линий

Газовый игольчатый клапан использует длинный сужающийся стержень с небольшим отверстием седла. Узкая форма позволяет очень тонко регулировать низкие расходы газа.

Игольчатые клапаны широко применяются в приборных системах, соединениях манометров, лабораторных газовых линиях, системах отбора проб и калибровочном оборудовании. Они особенно полезны там, где небольшое количество газа необходимо контролировать постепенно.

Поскольку игольчатые клапаны обычно используются на небольших линиях, их обычно не выбирают в качестве запорных клапанов основного трубопровода. Вместо этого они применяются для точной изоляции и регулирования вокруг приборов и оборудования с низким расходом.

Газобезопасность и клапаны сброса давления

Газовый предохранительный клапан или клапан сброса давления защищает оборудование под давлением от чрезмерного внутреннего давления. В обычной работе он остаётся закрытым и автоматически открывается, когда давление достигает заранее заданной точки.

Клапаны безопасности и сброса устанавливаются на газохранилищах, компрессорах, сепараторах, регуляторах, оборудовании для обработки и закрытых секциях газопроводов. Выпущенный газ направляется в безопасное место сброса, систему возврата или факел, в зависимости от применения.

Эти клапаны выполняют другую функцию, чем стандартный газовый запорный клапан. Запорный клапан изолирует поток газа, а предохранительный выпускает газ, чтобы давление оборудования не превысило безопасный предел. Обе функции могут быть необходимы в одной системе.

Сравнение распространённых газопроводных клапанов

Как выбрать газовый запорный клапан

Выбор газового запорного клапана требует большего, чем просто соответствующего номинальному размеру трубы. Корпус клапанов, седла, уплотнения, давление и способ работы должны соответствовать конкретным газам и условиям эксплуатации.

Важные факторы выбора газового клапана включают:

• Тип и состав газа
• Размер трубопровода и необходимая пропускная способность потока
• Максимальное и минимальное рабочее давление
• Рабочая и экологическая температура
• Требуемая выключательная или эффективность утечки
• Ручная или автоматическая работа
• Требования к экстренному отключению
• Корпус клапана и внутренние компоненты
• Совместимость сиденья и уплотнения
• Резьбовые, фланцные, сварные или компрессионные соединения
• Установка в помещении, на улице или под защитой
• Требования к огнебезопасной, антистатической или низкоэмиссией
• Применимые газовые нормы, стандарты и местные нормы

Совместимость материалов особенно важна. Для природного газа, пропана, водорода, кислорода, углекислого газа и специализированных газов могут потребовать разных материалов для корпуса, уплотнения и смазок. Клапан, одобренный для одного газа, не должен автоматически считаться подходящим для другого.

Также следует учитывать требуемую рабочую скорость. Шаровые и пробочные клапаны обеспечивают быструю изоляцию на четверть оборота, тогда как клапаны с затвором и шаром работают более медленно с несколькими оборотами. Соленоидные и приводящиеся клапаны подходят, когда подачей газа необходимо управлять дистанционно или автоматически.

Для аварийного отключения клапан и актуатор должны переместиться в определённое безопасное положение после отключения электрического питания, сжатого воздуха или сигнала управления. Могут быть добавлены переключатели положения, чтобы система управления могла подтвердить, открыт ли клапан или закрыт.

Установка газового запорного клапана

Правильная установка необходима для надёжной газовой изоляции. Перед установкой корпус клапана, трубопровод и соединительные компоненты должны быть осмотрены на наличие грязи, влаги, сварочных мусоров и посторонних материалов.

Значения давления и температуры, отмеченные на клапане, должны соответствовать газовой системе. Стрелки направления следует использовать, когда клапан имеет предпочтительное направление потока.

Резьбовые клапаны должны устанавливаться с использованием подходящих герметичных материалов, не допуская попадания избытка герметика в поток. Клапаны с фланцами должны быть правильно выровнены, а болты фланцов — равномерно затягиваться. Сварные клапаны требуют процедур, защищающих седла, уплотнения и приводы от чрезмерного нагрева.

Клапан не следует использовать для подъёма неправильно вызванных труб в нужное положение. Напряжение в трубопроводе может искажать корпус клапана, увеличивать рабочий крутящий момент или повредить герметичные поверхности.

Ручные газовые клапаны должны быть установлены так, чтобы их ручки или ручки были безопасно доступны. Аварийные клапаны должны оставаться доступными даже при работе ближайшего оборудования или при возникновении аномального состояния.

После установки клапан и его соединения должны быть протестированы с использованием утверждённого метода обнаружения утечек. Рабочее положение, определение и направление закрытия должны быть чётко обозначены.

Тестирование и обслуживание газового запорного клапана

Газовые клапаны следует проверять и обслуживать, чтобы они работали корректно при необходимости изоляции. Клапан, который долго остаётся открытым, может стать труднодоступным для перемещения из-за коррозии, отложений или механического износа.

Типичная программа обслуживания газового клапана может включать:

• Проверка корпуса, выноса и соединений на наличие утечки
• Подтверждаю, что идентификация клапана остаётся видимой
• Периодически управлять ручными клапанами, когда это разрешено
• Осмотр рулей, рукоятных колёс и операторов передач
• Испытания пневматических и электрических приводов
• Проверка переключателей открытого и закрытого положения
• Тестирование аварийных выключательных сигналов и блокировок
• Проверка уплотнения носов, сидений и уплотнений кузова
• Чистка или замена изношенных внутренних деталей
• Запись результатов испытаний, ремонта и истории работы клапанов

Аварийные и автоматические клапаны должны проходить тестирование функций с интервалами, соответствующими установке. Тестирование должно подтвердить, что клапан принимает сигнал отключения, перемещается в нужное положение и не допускает попадания газа в оборудование ниже по потоку.

Любое увеличение численности должно быть расследовано. Вдавливание клапана с помощью удлинительной ручки может повредить шток, шарик, пробку, затвор или привод. Трубопровод должен быть обезопасен до выявления причины сложной эксплуатации.

Часто задаваемые вопросы

Какой лучший клапан для перекрытия природного газа?

Шаровые клапаны часто используются для отключения газового газа, так как они работают быстро и обеспечивают чёткое указание положения открытого или закрытого. Клапан должен быть специально соответствовать требованиям давления, температуры и условий установки газа.

Как работает газовый шариковый клапан?

Газовый шариковый клапан содержит просверленный шарик, который вращается внутри корпуса клапана. Когда отверстие совпадает с трубопроводом, газ может течь. Поворот шара на 90 градусов блокирует проход и останавливает газ.

Что такое автоматический газовый запорный клапан?

Автоматический газовый запорной клапан использует электрический, пневматический или гидравлический механизм. Он может закрываться после получения сигнала от газового датчика, контроллера горелки, пожарной сигнализации или системы аварийного отключения.

Что такое нормально закрытый газовый клапан?

Обычно закрытый газовый клапан остаётся закрытым, когда отсутствует внешнее питание или управляющая сила. Он открывается только после получения необходимого электрического или пневматического сигнала.

Можно ли использовать затвор для подачи газа?

Да. Затворные клапаны используются во многих промышленных газопроводах, особенно там, где клапан обычно работает в полностью открытом или полностью закрытом положении. Материалы и давление должны соответствовать газовой системе.

В чём разница между газовым запорным клапаном и газовым клапаном?

Газовый запорный клапан в основном используется для остановки или изоляции потока. Клапан управления газом автоматически регулирует своё открытие для регулирования потока газа, давления или других условий процесса.

Что делает газовый обратный клапан?

Газовый обратный клапан пропускает поток в одном направлении и автоматически закрывается, когда газ пытается течь назад.

Где находится главный газовый клапан?

Во многих жилых и коммерческих системах главный клапан расположен рядом с газовым счётчиком или местом, где газовая система поступает в здание. Промышленные места различаются в зависимости от планировки трубопровода и проектирования объектов.

Как определить, открыт ли газовый шариковый клапан?

В большинстве ручных шаровых клапанов клапан открыт, когда ручка параллельна трубе. Она закрывается, когда ручка перпендикулярна трубе.

Заключение

Газовый запорный клапан — это важный компонент, используемый для изоляции природного газа, СГПГ, топливного газа и промышленных газов. Он позволяет прерывать подачу газа во время нормальной работы, технического обслуживания и аварийных ситуаций.

В газопроводах используется несколько конструкций клапанов. Шариковые клапаны обеспечивают быструю четвертьоборотную изоляцию, затворные клапаны подходят для полного открытого обслуживания трубопровода, а шаровые клапаны регулируют поток газа. Заслоночные и бабочные заслонки используются во многих распределительных и промышленных системах, а соленоидные и приводящиеся клапаны обеспечивают автоматическое отключение.

Обратные клапаны предотвращают обратный поток, клапаны регулируют условия процесса, игольчатые клапаны управляют небольшими потоками газа, а предохранительные клапаны защищают оборудование под давлением от чрезмерного давления. Эти клапаны работают вместе для обеспечения безопасной и надёжной работы газовой системы.

Для выбора правильного газового клапана необходимо учитывать тип газа, давление, температуру, размер трубы, материалы, характеристики герметизации, способ эксплуатации и требования к аварийным ситуациям. Правильная установка, тестирование на протечки и периодическое обслуживание не менее важны.

При правильном выборе и обслуживании газовый запорный клапан обеспечивает надёжный способ контроля и изоляции потока газа в жилых, коммерческих и промышленных трубопроводах.