Быстродействующий сливной клапан (БКС) - устройство с механическим приводом, предназначенное для защиты тепловых сетей от гидроударов.

Достоинства БКС

  1. Надежность - (100%-е срабатывание, работа в любых условиях, гидравлический привод, быстродействие)
  2. Опыт - более 15 лет, более 40 установленных клапанов, 0 случаев отказа.
  3. Уникальность конструкции - авторский патент, отсутствие потерь теплоносителя, отсутствие необходимости замены деталей в случае срабатывания.
  4. Рекомендован к использованию Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей.

РЕЗУЛЬТАТ: Надежная работа тепловых сетей без гидроударов и их разрушительных последствий в течение 25 лет.

ЗАЩИТА ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ ОТ ГИДРОУДАРОВ С ПОМОЩЬЮ КЛАПАНА БКС

Требования к защитным устройствам тепловых сетей

Для обеспечения нормальной работы оборудования тепловых сетей на источниках- электростанциях, котельных и насосных подстанциях- необходимо предусматривать автоматическую защиту от повышенного давления в обратной магистрали, т.к. давление в обратной магистрали определяет оптимальное давление в системах при их непосредственном присоединении к тепловой сети.

Гидравлическим ударом называется резкое повышение или понижение давления в напорном трубопроводе в результате изменения скорости движения жидкости в нем.

Гидравлический удар сопровождается волновым процессом в трубопроводе с наложением ударных волн, при котором колебания (пульсации) давления повторяются до тех пор, пока начальная кинетическая энергия не будет поглощена трением (преобразована в теплоту).

Повышение давления в трубопроводах вызывает положительный гидравлический удар, понижение давления в трубопроводах- отрицательный.

Как положительный, так и отрицательный гидравлические удары могут вызвать значительные аварии оборудования и трубопроводов, так как давление резко повышается и становится в несколько десятков раз больше рабочего. Особенно опасен гидравлический удар в длинных трубопроводах.

Основной причиной резких и значительных по величине повышений давления воды на обратных трубопроводах электростанций, котельных и насосных подстанциях обычно является остановка насосов на подстанциях или остановка сетевых насосов.

Опыт эксплуатации и анализ технических материалов по обследованию систем теплоснабжения показывает, что в зависимости от причин возникновения аварийной ситуации, связанной с распространением волн повышенного давления, могут быть отнесены к следующим основным видам:

  1. Аварийные ситуации, связанные с незапланированным остановом сетевых насосов электростанций, котельных и насосных подстанций.
  2. Аварийные ситуации, вызванные несанкционированным закрытием (открытием) запорной и регулирующей арматуры, с относительно высокими скоростями движения их запорных (регулирующих) органов.
  3. Аварийные ситуации, вызванные вскипанием теплоносителя при нерасчетных режимах.

Опыт эксплуатации тепловых сетей, а также результаты проведенных ВТИ специальных исследований приводят к выводу о целесообразности использования в качестве одного из эффективных защитных мероприятий от недопустимого повышения давления в сети кратковременного слива сетевой воды из обратной магистрали в самый начальный момент развития аварийной ситуации.

В настоящее время различными организациями разработан ряд устройств и способов защиты оборудования систем теплоснабжения от недопустимого повышения давления. Наибольшее применение нашли устройства дренажного типа, принцип действия которых основан на сбросе некоторого объёма теплоносителя в момент прохождения ударной волны. В результате этого создаётся волна обратного знака, которая интерферируя с ударной волной, позволяет снижать (предотвращать) её разрушительное действие.

Учитывая значительные различия в характеристиках тепловых сетей, а также известные недостатки применявшихся для защиты тепловых сетей автоматических сбросных устройств, можно определить ряд технических требований, которым должны удовлетворять наиболее рациональные конструкции защитных сбросных устройств:

  • защитное устройство должно быть основано на релейном способе действия;
  • защитное устройство должно быть универсальным с точки зрения применимости для сетей различной протяженности и емкости, а также должно предусматривать простую перенастройку при изменении режима теплосети по давлению в прямой и обратной магистрали (переход с зимнего на летний режим и наоборот);
  • устройство должно обеспечивать наиболее эффективный слив в требуемый момент, т.е. чтобы он происходил при максимальном полном перепаде давлений на сбросном трубопроводе;
  • устройство не должно нарушать гидравлическую и воздушную плотность системы в процессе эксплуатации в течение длительного срока работы независимо от числа его срабатываний;
  • привод сбросного клапана должен обладать достаточно большим перестановочным усилием для обеспечения надежности действия устройства;
  • рабочим телом или источником энергии, обеспечивающим работоспособность защитного устройства, должна быть сетевая вода, отбираемая из обратной магистрали. С повышением давления воды в момент аварийной ситуации перестановочные усилия на приводе сбросного клапана будут соответственно возрастать;
  • конструкция датчика защитного устройства не должна допускать возможности засорений его рабочих элементов;
  • время срабатывания сбросного клапана при открытии должно быть возможно меньше (в пределах нескольких десятых долей секунды), при закрытии- больше (до нескольких десятков секунд ). Должен быть предусмотрен в устройстве элемент настройки, позволяющий изменять это время;
  • схема и конструкция элементов защитного устройства должны быть по возможности простыми. Устройство должно иметь простые и удобные элементы настройки по давлению, а также орган ручного управления, позволяющий опробовать действие устройства (без нарушения его настройки) в любой момент эксплуатации.

Всем этим условиям полностью отвечает быстродействующий клапан сливной (БКС) с гидрореле и вспомогательным гидроприводом (или соленоидным вентилем и электроконтактным манометром).

Схема защиты от повышенного давления или гидравлического удара в тепловых сетях

Схема защиты состоит из быстродействующего клапана сливного, гидрореле, вспомогательного гидропривода БКС (или электромагнитного вентиля (соленоида) с промежуточным реле и с двумя электромагнитными вентилями).

Управление быстродействующим клапаном сливным сводится к подаче или сбросу давления на вспомогательный гидропривод БКС.

На гидропривод БКС подается рабочая вода нерегулируемого давления с тепломагистрали. При наличии давления на гидроприводах быстродействующий сливной клапан находится в закрытом положении.

При сбросе давления во вспомогательном гидроприводе БКС последний открывается давлением снизу на золотник, осуществляя тем самым сброс давления с гидропривода БКС и его открытие давлением со стороны тепломагистрали.

В зависимости от выбора схемы защиты управляющим элементом для БКС могут служить как гидравлические, так и электрические средства управления.

Гидравлический принцип управления БКС основывается на применении гидрореле.

Порядок работы сливного устройства с гидрореле следующий:

  • При возникновении волны повышенного давления в сети нарушается равновесие сил на измерительно-задающем элементе гидрореле. Золотник, жёстко связанный с измерительной мембраной, перемещаясь вниз, перекрывает рабочую воду на седле, открывая одновременно свободный слив через седло с гидропривода вспомогательного клапана, что ведет к сбросу через него давления с гидропривода основного клапана и открытию последнего. При понижении давления в сети до рабочей величины золотник гидрореле под воздействием задающей пружины перекрывает слив через седло и открывает через седло доступ рабочей воды на гидропривод вспомогательного клапана, который закрываясь, обеспечивает закрытие основного клапана.
  • Диапазон настройки гидрореле от 0 до 1,6 МПа.
  • Электрическая схема управления БКС достаточно проста в эксплуатации, но она применяется лишь при гарантированном обеспечении схемы резервным электропитанием.

Назначение защитного клапана

Клапан типа БКС (быстродействующий клапан сливной) является исполнительным устройством гидравлических регуляторов непрямого действия (или электромагнитных соленоидов) и предназначен для защиты наружных тепловых сетей и местных систем теплопотребления от внезапного повышения давления (гидроударов), возникающих в результате резкого повышения гидравлического сопротивления в трубопроводах в периоды аварийного останова сетевых насосов, закрытия задвижек, клапанов и пр. Защита осуществляется путем слива из трубопровода в дренаж сетевой воды в количестве, обеспечивающем срезки на заданном уровне волны повышенного давления.

Конструкция и принцип работы БКС

Клапан состоит из корпуса 4 в сборе с фланцем 1 и переходом диаметров 2, крышки 6 в сборе с переходом диаметров 13, фланцем 14 и седлом 15, тарелки 18 (с прокладкой 21,прижимным кольцом 20, крепящими болтами 19), которая крепится на штоке 25 болтом 16 и прокладкой 17. К штоку приварен опорный диск 26. Крышка привода 24 (рабочей камеры в сборе с направляющей втулкой 22 и уплотнительными кольцами 23) крепится к корпусу клапана 4 при помощи болтов 12 и шайб 11. Герметичность рабочей камеры обеспечивается мембраной 27. Крышка клапана 6 соединена с корпусом клапана 4 при помощи болтового соединения 7, 8, 9 и 10.

Принцип работы клапана заключается в следующем: под действием давления сетевой воды в гидросистеме, которое передается на мембрану 27, происходит перемещение штока 25 и тарелки 18 и закрывается входное отверстие клапана. За счет разности площадей выходного отверстия и рабочей поверхности мембраны создается усилие для плотного закрытия клапана. Открытие клапана происходит в результате падения давления в рабочей камере при срабатывании системы управления клапаном. При этом тарелка клапана отходит от седла, открывает входное отверстие и начинается слив воды из тепловой сети.

Техническое обслуживание БКС

Техническое обслуживание является одним из основных мер по поддержанию работоспособности клапана, предупреждению поломок и неисправностей, а также по увеличению срока эксплуатации и повышению надежности его работы.

БКС должен обслуживаться специально обученным персоналом, изучившим конструкцию клапана и инструкцию по его эксплуатации.

В процессе эксплуатации клапана необходимо проводить следующие виды технического обслуживания:

  • ежедневный технический осмотр при сдаче смены проводится путем внешнего осмотра. Проверяется наличие давления воды перед клапаном (по манометрам) и плотность закрытия клапана (по наличию воды в выходном трубопроводе);
  • ежеквартальный профилактический осмотр проводится один раз в квартал путем осмотра и устранения замеченных недостатков. Проверяется надежность крепления клапана, а также состояние уплотнений;
  • ежегодное техническое обслуживание (ТО-1) проводится 1 раз в год в период останова тепловой сети. При этом необходимо сбросить давление воды перед клапаном, отсоединить клапан из системы защиты, произвести разборку клапана, осмотр, чистку и смазку подвижных деталей и узлов клапана, проверить все прокладки и мембрану, и, при необходимости, заменить их. Произвести сборку и испытание клапана, подсоединить его к системе защиты.

Поставка

Быстродействующий клапан сливной типа БКС обладает следующими техническими характеристиками и условиями эксплуатации:

  • ТУ 3742–001–65618685–2012
  • Регулируемая среда – сетевая вода;
  • Условные проходы – 100, 150, 200 и 300 мм (определяется расчетом);
  • Габаритные размеры (справочно): БКС-200 (620мм*397мм), масса 350 кг.
  • Рабочее давление – 1,6 (16,0) МПа (кгс/см²);
  • Рабочая температура – 80°С;
  • Гидравлическое сопротивление – 0,0008 с2/м5;
  • Время срабатывания – 0,45 сек;
  • Температура окружающей среды – 5÷ 50 °С;
  • Комплектность поставки: клапан, гидрореле, гидропривод, паспорт, копия сертификата соответствия;




Заказать звонок