Клапаны предохранительные запорные электромагнитные являются автоматическими запорными устройствами, предназначенными для герметичного перекрытия подачи неагрессивных углеводородных газов.
Таблица основных технических характеристик серийно выпускаемых предохранительных запорных клапанов

Назначение и устройство

Клапан КПЭГ-М предохранительный газовый электромагнитный, модернизированный имеет корпус 1 с седлом, которое перекрывается клапаном 2 с резиновым уплотнителем 20, закрепленным на оси 3. На конце оси, выходящей наружу, жестко закреплен рычаг 6, который зацеплен с рычагом 7. На корпусе 1 закреплен электропривод, состоящий из электромагнита 8 с корпусом 9, в котором расположен шток 10 с втулкой 11.

Корпус электромагнита 9 оснащен фиксатором, расположенным на оси 17. Фиксатор служит для удержания клапана в открытом состоянии во время технологической подготовки оборудования. Подаваемый к клапану газ проходит через входной патрубок к выходному, если к электромагниту 8 подается соответствующее данному исполнению напряжение.

При прекращении подачи напряжения на электромагнит происходит перемещение втулки 11 под действием пружины 13. Упор 12, установленный на рычаге 7, выходит из зацепления с втулкой 11, освобождая связанные между собой рычаги 6 и 7, дает возможность оси 3 повернуться.

Усилие от пружин 4 и 5 передается клапану 2. Клапан 2 закрывает проход газа.

Повышение или понижение давления газа после регулятора давления сверх заданных пределов может привести к аварийной ситуации. При чрезмерном повышении давления газа возможны отрыв пламени у горелок и появление в рабочем объеме газоиспользующего оборудования взрывоопасной смеси, нарушение герметичности, утечка газа в соединениях газопроводов и арматуры, выход из строя контрольно-измерительных приборов и т. д. Значительное понижение давления газа может привести к проскоку пламени в горелку или погасанию пламени, что при неотключении подачи газа вызовет образование взрывоопасной газовоздушной смеси в топках и газоходах агрегатов и в помещениях газифицированных зданий.

Причинами недопустимого повышения или понижения давления газа после регулятора давления для тупиковых сетей являются:

неисправность регулятора давления (заклинивание плунжера, образование гидратных пробок в седле и корпусе, негерметичность затвора и др.);
неправильный подбор регулятора давления по его пропускной способности, приводящий к двухпозиционному режиму его работы при малых расходах газа и вызывающий всплески выходного давления и автоколебания.
Для кольцевых и разветвленных сетей причинами недопустимого изменения давления после регулятора давления могут быть:

неисправность одного или нескольких регуляторов давления, питающих эти сети;
неправильный гидравлический расчет сети, из-за чего скачкообразные изменения потребления газа крупными потребителями приводят к всплескам выходного давления.
Общей причиной резкого снижения давления для любых сетей может быть нарушение герметичности газопроводов и арматуры, а следовательно, утечка газа.

Для предотвращения недопустимого повышения или понижения давления в ГРП (ГРПШ) устанавливают быстродействующие предохранительные запорные клапаны (ПЗК) и предохранительные сбросные клапаны (ПСК).

ПЗК предназначены для автоматического прекращения подачи газа к потребителям в случае повышения или понижения давления сверх заданных пределов; их устанавливают после регуляторов давления. ПЗК срабатывают при «чрезвычайных ситуациях», поэтому самопроизвольное их включение недопустимо. До ручного включения ПЗК необходимо обнаружить и устранить неисправности, а также убедиться, что перед всеми газоиспользующими приборами и агрегатами запорные устройства закрыты. Если по условиям производства перерыв в подаче газа недопустим, то вместо ПЗК должна быть предусмотрена сигнализация оповещения обслуживающего персонала.

ПСК предназначены для сброса в атмосферу определенного избыточного объема газа из газопровода после регулятора давления с целью предотвращения повышения давления сверх заданного значения; их устанавливают после регулятора давления на отводном трубопроводе.

При наличии расходомера (счетчика газа) ПСК необходимо устанавливать после счетчика. Для ГРПШ допускается выносить ПСК за пределы шкафа. После снижения контролируемого давления до заданного значения ПСК должен герметично закрыться.

Предохранительные запорные клапаны
ПЗК — это открытая в эксплуатационном состоянии арматура. Расход газа через нее прекращается, как только в контролируемой точке газопровода давление достигает нижнего или верхнего предела настройки ПЗК.

К ПЗК предъявляют следующие требования:

должен обеспечивать герметичное закрытие подачи газа в регулятор в случае повышения или понижения давления за ним сверх установленных пределов. Верхний предел срабатывания ПЗК не должен превышать максимальное рабочее давление после регулятора более чем на 25 %;
рассчитываются на входное рабочее давление по ряду: 0,05; 0,3; 0,6; 1,2; 1,6 МПа с диапазоном срабатывания при повышении давления от 0,002 до 0,75 МПа, а также с диапазоном срабатывания при понижении давления от 0,0003 до 0,03 МПа;
конструкция должна исключать самопроизвольное открытие запорного органа без вмешательства обслуживающего персонала;
герметичность запорного органа должна соответствовать классу «А» по ГОСТ 9544-93;
точность срабатывания должна составлять ±5% заданных величин контролируемого давления для ПЗК, устанавливаемых в ГРП, и ±10% для ПЗК в ГРПШ и комбинированных регуляторах;
инерционность срабатывания должна быть не более 40–60 с;
свободный проход запорного органа должен составлять не менее 80 % условного прохода патрубков ПЗК;
запорный орган не должен быть одновременно и исполнительным органом регулятора давления газа.
Отбор импульса контролируемого давления ПЗК надо делать рядом с точкой отбора импульса регулятора давления, т. е. на расстоянии от регулятора давления не менее пяти диаметров выходного газопровода. Подключать импульсный трубопровод ПЗК к нижней части горизонтального участка газопровода недопустимо для предотвращения попадания конденсата.

ПЗК, установленные в ГРПШ и объектовых ГРП, часто используют в качестве исполнительных механизмов автоматики безопасности, прекращающих подачу газа при отклонении любого из контролируемых параметров за заданные пределы (в т. ч. и по команде сигнализатора загазованности). При этом ПЗК обычно комплектуют электромагнитным устройством. К ПЗК также относятся термозапорные клапаны, перекрывающие трубопроводы в случае повышения температуры до 80–90° С .