Задвижки с клиновым затвором. Принцип работы, устройство задвижки и требования к оборудованию

Билет №7

Характеристика свойств газов.

 

Природные углеводородные газы представляют собой смесь предельных УВ. Основным компонентом является метан СН4, содержание которого в природных газах достигает 98%. Наряду с метаном в состав природных газов входят более тяжелые УВ, а также неуглеводородные компоненты: азот N, углекислый газ СО2, сероводород H2S, гелий Не, аргон Аг.

Природные газы подразделяют на следующие группы.

1. Газ, добываемый из чисто газовых месторождений и представляющий собой сухой газ, свободный от тяжелых УВ.

2. Газы, добываемые вместе с нефтью. Это физические смеси сухого газа, пропан-бутановой фракции и газового бензина.

3. Газы, добываемые из газоконденсатных месторождений, - смесь сухого газа и жидкого углеводородного конденсата. Углеводородный конденсат состоит из большого числа тяжелых УВ (С5 + высш., С6 + высш. и т.д.), из которых можно выделить бензиновые, керосиновые, а иногда и более тяжелые масляные фракции.

4. Газы газогидратных залежей.

За относительную плотность газа принимается число, показывающее, во сколько раз масса газа, заключенная в определенном объеме при данном давлении и температуре, больше или меньше массы сухого воздуха, заключенного в том же объеме.

Чем жирнее газ, т. е. чем больше он содержит тяжелых компонентов, тем больше его плотность.

Вязкость - свойство газа оказывать сопротивление перемещению одних ее частиц относительно других (внутреннее трение). Различают динамическую (абсолютную), кинематическую и условную вязкость.

Попутный нефтяной газ содержит большое количество пропана, бутана и более тяжелых углеводородов. В зависимости от этого попутные газы можно условно разделить на три категории:

бедные или сухие, содержащие до 50 г/м³ тяжелых углеводородов (от пропана и выше);

средней жирности, содержащие от 50 до 400 г/м³ тяжелых углеводородов;

жирные, содержащие свыше 400 г/м³ тяжелых углеводородов.

Большинство попутных газов из категории жирных.

 

Задвижки с клиновым затвором. Принцип работы, устройство задвижки и требования к оборудованию.

 

Задвижка - трубопроводная арматура, в которой запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды. Задвижки - очень распространённый тип запорной арматуры. Они широко применяются практически на любых технологических и транспортных трубопроводах диаметрами от 15 до 2000мм при рабочих давлениях до 25 МПа.

Широкое распространение задвижек объясняется рядом достоинств этих устройств, среди которых:

-сравнительная простота конструкции;

-относительно небольшая строительная длина;

-возможность применения в разнообразных условиях эксплуатации;

-малое гидравлическое сопротивление.

Последнее качество делает задвижки особенно ценными для использования в магистральных трубопроводах, для которых характерно постоянное высокоскоростное движение среды.

К недостаткам задвижек можно отнести:

-большую строительную высоту (особенно для задвижек с выдвижным шпинделем);

-значительное время открытия и закрытия;

-изнашивание уплотнительных поверхностей в корпусе и в затворе, сложность их ремонта в процессе эксплуатации.

За редким исключением задвижки не предназначены для регулирования расхода среды, они используются преимущественно в качестве запорной арматуры - запирающий элемент в процессе эксплуатации находится в крайних положениях «открыто» или «закрыто».

Задвижки обычно изготовляются полнопроходными, то есть диаметр проходного отверстия арматуры примерно соответствует диаметру трубопровода, на который она устанавливается.

Наиболее распространено управление задвижкой с помощью штурвала (вручную), также задвижки могут оснащаться электроприводами, гидроприводами. На задвижках большого диаметра с ручным управлением, как правило, устанавливают редуктор для уменьшения усилий открытия-закрытия.

В общем виде конструкция задвижки состоит из корпуса и крышки, образующих полость, в которой находится рабочая среда под давлением и внутри которой помещен затвор. Корпус имеет два конца для присоединения задвижки к трубопроводу (фланцевые, муфтовые и под приварку). Внутри корпуса расположены, как правило два седла, параллельно или под углом друг к другу, к их уплотнительным поверхностям в положении «закрыто» прижимаются уплотнительные поверхности затвора. Затвор перемещается в плоскости, перпендикулярной оси прохода среды через корпус, при помощи шпинделя или штока. Шпиндель с ходовой гайкой образует резьбовую пару, которая при вращении одного из этих элементов обеспечивает перемещение затвора в нужном направлении. Шпиндель одним концом внутри корпуса соединён с затвором, а другим - проходит через крышку и сальник.

В клиновых задвижках сёдла в корпусе расположены под небольшим углом друг к другу, а затвор представляет собой устройство в виде клина - жёсткого, упругого или двухдискового, который в положении «закрыто» плотно входит в пространство между сёдлами. В зависимости от условий эксплуатации выбирается тот или иной вид клина.

Жёсткий клин обеспечивает надежную герметичность запорного органа. Недостаток жёсткого клина - опасность заклинивания затвора и невозможность или трудность открытия задвижки в результате колебаний температур рабочей среды, износа или коррозии уплотнительных поверхностей.

Двухдисковый клин, такой клин образуется двумя дисками, расположенными под углом к друг другу и жёстко скрепленными между собой. Двухдисковый клиновой затвор существенно снижает возможность заклинивания, которое свойственно жёсткому клину, и, несмотря на некоторое усложнение конструкции, имеет ряд других достоинств - малый износ уплотнительных поверхностей, высокая герметичность запорного органа, меньшее усилие, необходимое для закрытия.

Упругий клин, это модификация двухдискового клина, диски которого связаны между собой упругим элементом, способным изгибаться, обеспечивая плотный контакт между уплотнительными поверхностями в положении «закрыто». Достоинства упругого клина - не требуется трудоёмкая пригонка затвора по корпусу и конструкция более простая, чем у двухдискового. Таким образом, упругий клин в определённой степени сглаживает недостатки и сочетает достоинства двух других видов клиновых затворов.