Модернизация оборудования линейного участка газопровода. Предлагается улучшение конструктивных особенностей пневмогидропривода шарового крана МА – 39183, Ду – 700 изготовитель ОАО «Тяжпромарматура» г. Алексин-Курсовая работа-Оборудование для добычи и подг

Модернизация оборудования линейного участка газопровода. Предлагается улучшение конструктивных особенностей пневмогидропривода шарового крана МА – 39183, Ду – 700 изготовитель ОАО «Тяжпромарматура» г. Алексин-Курсовая работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
5.1.1 Шаровой кран с пневмогидроприводом Ду 700 мм Ру 80 кгс/см2 МА 39183-700 ХЛ1 (производитель ОАО «Тяжпромарматура», г. Алексин)

Кран шаровой полнопроходной, техническая характеристика:
• Ру – 8,0 МПа;
• Ду – 700 мм;
• Транспортируемая среда – природный, попутный нефтяной газ, не вызывающий коррозии металла с содержанием механических примесей до 10 мг/нм3, размер частиц до 1 мм, влага и конденсат до 1200 мг/нм3;
• Температура эксплуатации – от минус 60оС до плюс 80оС;
• Герметичность затвора – класс В ГОСТ 9544 – 93;
• Масса, кг – 4050;
• Открытие шаровой пробки при перепаде давления до 2,0 МПа.
Маркировка : 11лс6(7)62р7
11 – арматура трубопроводная; лс – корпус легированная сталь; 6(7) – привод пневмогидравлический; р7 – уплотнение резиновое от минус 60 оС до плюс 40 оС.
Оснащен пневмогидроприводом, управляется дистанционно от ЭПУУ и вручную гидравлическим насосом.
Устройство и принцип действия.
Кран шаровой предназначен для полного перекрытия транспортируемой среды в трубопроводе.
Кран состоит из следующих узлов (см. рисунок 6):
• Узла крана 1;
• Пневмогидропривода 4;
• Фильтра-осушителя газа 8;
• Расширительного бака 9;
• Гидронасоса 11;
• Указатель положения запорного органа 12;
• Узла управления (ЭПУУ) 13;
• Штуцеров набивочных для подвода смазки 14.
Принцип действия узла крана.
Шаровая пробка, поворачивается на 90о в перпендикулярной газопроводу оси, перекрывает поток с транспортируемой средой, она установлена в корпусе на двух подшипниках скольжения. Поворот шаровой пробки осуществляет шпиндель. В закрытом положении уплотнительные кольца поджимаются к шаровой пробке пружинами и давлением среды, обеспечивая при этом герметичность затвора.
Принцип действия пневмогидропривода.
Давление управляющей среды подается в соответствующую поршневую полость цилиндра привода и перемещает поршень со штоком. Шток через плиту, палец и ползушки действует на рычаг, заставляя его вращаться в подшипниках, установленных в корпусе и крышке. Гидрожидкость, залитая в подпоршневую полость, выполняет роль демпфера и перетекает из одного цилиндра в другой. Движение прекращается при достижением штока упора во втором цилиндре.
Скорость перетекания гидрожидкости в пневмогидроцилиндрах
регулируется дросселями на крышке гидронасоса.
При отсутствии давления среды поворот рычага осуществляется за счет перекачки гидрожидкости из одного цилиндра в другой гидронасосом.

5.1.2 Шаровой кран Борзиг «SUPERBLOC» тип Г, поршневой сервопривод газ через масло «SUPERTORC» (тип К 204)
(BORSIG GRUPPE DEUTSCHE BABCOCK, Германия)
Техническая характеристика крана

Таблица 10 – Техническая характеристика.

Наименование параметра Величина
Условный диаметр Ду, мм 700
Максимальное рабочее давление Рр, кгс/см2 75
Минимальное рабочее давление Рр, кгс/см2 15
Минимальное установочное время для открытия/закрытия, сек 30
Транспортируемая среда природный газ
Температура окружающей среды, 0С от минус 55 до плюс 40
Температура транспортируемой среды, 0С от минус 55 до плюс 80
Строительная длина, мм 1152
Общая высота, мм 2747
Ширина, мм 1068
Вес крана (без привода), кг около 2200









Рисунок 7 – Кран «Борзиг»
Конструкция и принцип работы крана
Шаровой кран типа Г служит запорным органом в магистральных газопроводах. Поворотом шаровой пробки на 90о достигается положение «открыто» или «закрыто», т.е. проходное сечение трубопровода открывается или закрывается полностью для потока транспортируемой среды.
Корпус шарового крана типа Г представляет собой полностью замкнутую сварную конструкцию и гарантирует высокую герметичность и порочность. Корпус устойчив против давления и благодаря своей форме, близкой к шаровой, чрезвычайно прочен и устойчив против изгиба и таким образом прекрасно приспособлен для эксплуатации в трубопроводах. Он состоит из двух симметричных полушарий, которые посередине, под прямым углом к оси потока, соединены круговым сварным швом. Таким образом, конфигурация корпуса при наименьших внешних параметрах приспособлена к контурам шаровой пробки, тем самым достигается выгодное соотношение между низким весом и высокой стабильностью.
Шаровой кран «SUPERBLOC» тип Г является арматурой, не нуждающейся в техническом обслуживании. Запорная гарнитура в кране, как и подшипники цапфы шаровой пробки, являются малоизнашивающимися, самосмазывающимися PTFE-изделиями с отличными антифрикционными свойствами. Благодаря этому начальный пусковой момент низок, и он остается независимо от частоты переключений даже после длительной эксплуатации почти без изменений.
Шаровая пробка вращается в корпусе. Поверхность шаровой пробки шлифована и полирована, поэтому у нее хорошие свойства скольжения по отношению к запорной гарнитуре. Поверхность пробки улучшена или же вся пробка изготовлена из нержавеющего материала.








Рисунок 8 - Цапфа

Нижняя опорная цапфа приварена к корпусу, опорная шейка находится в шаровой пробке. Верхняя цапфа шаровой пробки, при помощи которой пробка приводится в действие, прикреплена к шару и расположена в подшипнике, насаженному на корпус.
С каждой стороны шаровой пробки установлено по одному плавающему в корпусе посадочному кольцу. Благодаря этой подвижности посадочные кольца могут в нужной мере приспосабливаться к шаровой пробке. Предварительно натянутые пружины, упирающиеся в корпус, прижимают кольца к пробке. При этом уплотнительные кольца, заложенные в камеры посадочных колец, обеспечивают герметизацию между посадочным кольцом и шаровой пробкой. Уплотнение между посадочным кольцом и корпусом обеспечивается О - образными кольцами. При повышенных давлениях в трубопроводе необходимое усилие для уплотнения создается самой средой. Вследствие увеличения давления на поверхность колец между диаметрами DA и DI создается уплотняющее усилие, пропорциональное давлению в трубопроводе. Предусмотрена система отверстий, чтобы в случае повреждения уплотнительных колец иметь возможность нагнетать извне герметизирующую пасту, которая приостановит утечку на пробке (вторичная герметизация). Уплотняющая смазка впрессовывается ручным насосом в систему сверлений и предотвращает благодаря своей чрезвычайно вязкой, пастообразной структуре на уплотнительном кольце всякую утечку транспортируемого продукта. Негерметичности на проходном уплотнительном кольце зачастую можно устранить путем сброса давления из полости корпуса. Тогда вся разность давлений между стороной притока и полостью без давления пойдет на усиление герметизации. Если это не приведет к положительным результатам, то необходимо прибегнуть к впрессовыванию уплотняющего вещества, чтобы устранить утечку.
Оба посадочных кольца работают совершенно автономно друг от друга и самостоятельно. Таким образом возникают три совершенно различные барокамеры – сторона притока, полость корпуса, сторона стока. Для проверки на герметичность можно спускать давление из полости корпуса путем отвинчивания воздушного винта. В случае недопустимого повышения давления в полости корпуса посадочные кольца действуют саморазгружающимся образом. Регулируемое уплотнение верхней цапфы шаровой пробки обеспечивает надежную











Рисунок 9 – Узел смазки.

герметизацию по отношению к окружающей среде. В качестве цапфового уплотнения применяется пазовое кольцо из PTFE-материала, работающее по принципу кольца с предварительным натягом пружины.
Уплотнение цапфы можно заменять при полном давлении в трубопроводе, когда шаровая пробка стоит в конечном положении (полностью открыто или полностью закрыто) и из мертвого пространства корпуса сброшено давление. Для пазового кольца также предусмотрено вторичное уплотнение путем нагнетания уплотняющей смазки в пространство над пазовым уплотнительным кольцом. Уплотняющее средство заполняет каждую полость в пределах камер пазового кольца и приостанавливает утечку. Если это не приводит к положительным результатам, то приходится снять привод, чтобы подрегулировать пазовое уплотнительное кольцо. Делается это путем равномерного подтягивания установочных винтов в плите привода. Если нужно заменить пазовое уплотнительное кольцо, то нужно отвинтить воздушный винт и сбросить давление из полости крана. Для этого необходимо поставить шаровую пробку в полностью открытое или полностью закрытое положение. Только после этого можно отвинтить плиту привода. Следить, чтобы упорная шайба при сборке опять попала в правильное положение – рабочая поверхность вниз. В лобовой плоскости упорного кольца предусмотрены нарезные отверстия М6, так что кольцо можно вынимать при помощи винтов или стержней с резьбой. После этого пазовое уплотнительное кольцо свободно для доступа сверху.
Основной привод состоит из верхней и нижней части корпуса и из вилки, изготовленных из чугуна с шаровидным графитом


Рисунок 10 – Привод крана

Линейное исходное движение превращается через ползуны и направляющие в требуемое вращательное движение. Все подшипники изготовлены из пластмассы и работают всухую, что обеспечивает работу привода без всякой смазки жиром или маслом. Таким образом, у такого привода отпадают обычно нужные работы по уходу. Поверхности, в том числе направляющие скольжения, благодаря специальной технологии долговечно защищены против коррозии.







Рисунок 11 – Сбросник

По одному отверстию вверху и внизу корпуса служат для деаэрации или обезвоживания. Верхнее резьбовое отверстие снабжено воздушным винтом, а нижнее – заглушкой для слива воды. Порядок деаэрации – удалить резьбовой винт-заглушку, отвинтить запорный винт. Давление полости корпуса крана сбрасывается. Резьбовое отверстие для резьбовой пробки можно использовать для присоединения трубопровода или измерительного прибора.

9. ПРЕДЛОЖЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ ВОЗНИКАЮЩИХ ПРОБЛЕМ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ШАРОВОГО КРАНА МА 39183 – 700 ХЛ1.

Рассмотрим пневмогидравлическую схему привода данного крана (рис. 20), из нее видно что кран работает дистанционно при помощи только пневматики т. е. технологический газ подается в пневмоцилиндр и создает в нем усилие на поршень равное давлению в МГ. Но так как данного усилия не достаточно для преодоления сопротивления сил трения и поворота запорного устройства предлагается изменить конструкцию привода из пневмогидравлической в гидравлическую. Тем самым решив все проблемы связанные с эксплуатацией данного крана.

– пневмопровод
– маслопровод
1 – узел крана, 2 – привод, 3 – гидронасос, 4 - расширительный бак,
5 – вентиль, 6 – трубопровод, 7 – дроссель, 8 – поршень.
Рисунок 25 – Пневмогидравлическая схема крана.

Для устранения проявлений коррозии металла, а также образования льда в пневмоцилиндре установим дополнительно два гидробаллона. Гидробаллоны должны бать изготовлены из стали способной выдерживать рабочее давление в МГ при соответствующих температурных режимах работы привода (сталь 09Г2С) и их емкость должна соответствовать заполнению цилиндра. Таким образом, газ будет подаваться в гидробалон заполненный гидрожидкостью (ПМС-20р(г) ГОСТ 13032-77), а с него жидкость под воздействием давления газа будет перетекать в цилиндр, что приведет к движению поршня и повороту затвора крана. В связи с тем, что цилиндр с обеих сторон поршня заполняется гидрожидкостью, решается проблема с образованием коррозии металла и уменьшается сила трения поршневых колец об корпус цилиндра.
Для повышения эффективности работы привода, необходимо смонтировать дополнительные маслопроводы от гидробаллонов на цилиндры привода, что соответственно даст дополнительное усилие, через второй поршень на шпиндель шарового затвора. Также на маслопроводы необходимо подобрать соответствующие дроссельные устройства при помощи, которых можно будет регулировать скорость открытия-закрытия шаровой пробки, а при открытии-закрытии крана вручную гидронасосом их надо будет перекрыть, для правильной работы гидросистемы.

– маслопровод
– пневмопровод
1 – узел крана, 2 – привод, 3 – гидронасос, 4 - расширительный бак,
5 – вентиль, 6 – трубопровод, 7 – дроссель, 8 – поршень, 9 – гидробалон.
Рисунок 26 – Модернизированная пневмогидравлическая схема крана.