все вопросы Подписка на рубрику Вопрос - Ответ ВестиПБ.ру

вопрос - ответ

Вопрос:
В эксплуатации находится ОПО, в состав которого входит котельная установка с двумя паровыми...

Ответ:
Здравствуйте. Согласно Приказу Ростехнадзора № 168 «Об утверждении требований к ведению...


Федеральные
законы
Правила
безопасности
Руководящие
документы
Документы
Ростехнадзора
18+

Научно-технические статьи

О выборе системы контроля загазованности и типа отсечного устройства в ее составе

Дата публикации: 28.12.2010

Обязательный элемент Современных систем безопасности оборудования, работающего с использованием природного газа, — комплекты контроля загазованности. В их состав, как правило, входят сигнализатор (сигнализаторы) горючих, токсичных газов и отсечное устройство (клапан).

Назначение сигнализатора — контроль окружающей среды в целях выявления опасных концентраций горючих и токсичных газов. Отсечной клапан должен обеспечить автоматическое отключение подачи природного газа к оборудованию в случае аварийной ситуации.

В настоящее время при комплектовании систем безопасности приборами контроля загазованности выбор типа отсечного устройства часто не может быть признан оптимальным. Проявляется это прежде всего в не всегда обоснованном применении в составе систем контроля загазованности автоматических клапанов, а также клапанов с импульсным управлением.

К вопросу о применении автоматического клапана

Достоинство автоматического клапана с электромагнитным управлением — возможность с его помощью дистанционно управлять потоком рабочей среды. По этой причине в автоматическом клапане необходимо использовать мощный электромагнитный привод. Однако большая мощность привода ведет к его нагреву до 100 °С и более. Это, в свою очередь, неизбежно ухудшает функциональную надежность клапана и предполагает его высокую стоимость. На практике в подавляющем числе случаев нет необходимости использовать в качестве отсечного устройства автоматический клапан. Вместо него достаточно применить клапан с полуавтоматическим управлением. В рабочее состояние такой клапан устанавливается вручную, а удерживается в нем с помощью электромагнитного привода. В этом случае мощность привода может быть снижена в 10 раз и более. При этом цена последнего существенно ниже, а функциональна? надежность в несколько раз выше, чем у автоматического клапана.

К вопросу о применении клапанов с импульсным управлением

Отличительная особенность клапана с импульсным управлением в том, что его открытое состояние поддерживается без подачи питающего напряжения, с помощью постоянного магнита либо механической защелки. В этом есть и положительные и отрицательные моменты.

Достоинства: экономичность (клапан в рабсчем состоянии не потребляет электроэнергию), высокая функциональная надежность, возможност= управления клапаном от источника питания сигнализатора. Недостатки: несоответствие правилам безопасности в газовом хозяйстве, когда система контроля загазованности используется в оборудовании мощностью более 100 кВт; применение клапана с импульсным управлением в ряде случаев, даже на объектах мощностью менее 100 кВт, может стать причиной аварийной ситуации.

Несоответствие правилам безопасности в газовом хозяйстве связано с тем, что в рабочем состоянии на обмотке электромагнита отсечного устройства всегда должно присутствовать напряжение питания [1]. Отключение клапана должно выполняться отключением напряжения (в дальнейшем клапан, удовлетворяющий этому требованию, будем называть классическим). При этом использование каких-либо иных источников энергии для отключения клапана недопустимо. Это требование не носит формального характера, а является основополагающим при построении системы безопасности и в соответствии с которым блокировка аварийных ситуаций (отключение подачи газа на оборудование) должна выполняться простым отключением напряжения питания. Понятно, что в случае использования клапана с импульсным управлением выполнить это требование невозможно, поскольку напряжение питания на клапане в рабочем состоянии отсутствует.

Способность импульсного клапана сохранять открытое состояние при отсутствии электроэнергии порождает еще одну важную для систем безопасности особенность. Этот клапан, при отсутствии электроэнергии, в принципе невозможно отключить (перевести в закрытое состояние). Помочь здесь может лишь ручной дублер. Но сегодня основная масса клапанов с импульсным управлением таких устройств не имеет.

Второй недостаток, связанный с использованием импульсного клапана, поясним на двух примерах.

Пример 1. Рассмотрим систему отопления с котлом малой мощности (менее 100 кВт), в которой для отвода тепла используется циркуляционный насос. В соответствии с правилами безопасности в газовом хозяйстве на таком объекте допустимо применение отсечного устройства любого типа. Однако применение здесь клапана с импульсным управлением приводит к тому, что в случае отключения электроэнергии не происходит отсечки газа на входе котла. Котел продолжает функционировать, но по причине отсутствия электроэнергии циркуляционный насос не работает, тепло от котла не отводится. Температура воды может повыситься до аварийного значения. Если в этой ситуации по какой-либо причине не произойдет отключение котла, то возможно разрушение его теплообменника. В случае применения отсечного клапана классического типа подобная неприятность при отключении напряжения питания исключена.

Пример 2. Поскольку на клапан с импульсным управлением в рабочем состоянии напряжение питания не поступает, то отсоединение кабеля от клапана либо его обрыв в большинстве современных систем контроля загазованности останутся незаметными. Такая система в аварийной ситуации уже [ не в состоянии выполнить свою функцию — отсечку газа на входе оборудования.

Приведенные примеры возможных аварийных ситуаций известны специалистам, отвечающим за безопасность работ при использовании природного газа. Поэтому многие производители систем контроля загазованности, в которых используются клапаны с импульсным управлением, предусматривают возможность формирования управляющего импульса для установки клапана в закрытое состояние не только в аварийной ситуации, но и при отключении напряжения сети. Подобные действия частично решают проблему безопасности при применении импульсного клапана. Однако такая методика отключения клапана в аварийной ситуации противоречит правилам безопасности в газовом хозяйстве. Единственно правильным в подобных ситуациях было бы использовать клапан классического типа.

Некоторые производители применяют специальную схему либо датчик для контроля за целостностью линии связи между клапаном и сигнализатором. Но это мало что дает. Дело в том, что при нарушении линии связи управляющий импульс не может быть подведен к обмотке электромагнита. В системе с таким дефектом клапан становится полностью неуправляемым. Помочь здесь, как было отмечено ранее, может только ручной дублер.

Не секрет, что существующая ситуация на рынке систем контроля загазованности в части массового увлечения клапанами с импульсным управлением сложилась под воздействием условий, которые существовали в России до недавнего времени.

В 90-е гг. XX в. наблюдался бум в области теплоэнергетики. Это был период повсеместного перевода систем отопления и горячего водоснабжения на газовое топливо и массового перехода на малую теплоэнергетику. При этом базой для развития малой теплоэнергетики в большом числе случаев стали отечественные котлы малой мощности, которые были ориентированы на системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя. Напряжение промышленной сети в таких системах не использовалось. Отсутствие циркуляционного насоса, безусловно, ухудшало экономику работы системы отопления, но при этом делало ее независимой от широко распространенных в то время веерных отключений электроэнергии. Появление в этот период клапанов с импульсным управлением в составе систем контроля загазованности отвечало требованиям времени. Их использование в котлах малой мощности не противоречило нормативным документам. Клапаны отличались высокой функциональной надежностью и низкой ценой.

В конце 90-х гг. XX в. и начале XXI в. ситуация стала меняться. Все большую популярность на отечественном рынке получают современные конструкции котлов, обязательным элементом которых стал циркуляционный насос. Наличие последнего заметно улучшает экономику котла за счет снижения расхода газа благодаря эффективному отводу тепла от котла к батареям отопления. Снижает затраты на монтаж системы отопления, так как отпадает необходимость использования труб большого диаметра. Но в системах с циркуляционным насосом попытка сохранить независимость системы отопления от промышленной сети -220 В становится бессмысленной и опасной для котла.

Затрагивая вопрос об ограничениях на применение клапанов с импульсным управлением, отметим, что существует достаточно широкий спектр газового оборудования, в котором пока нет альтернативы клапанам такого типа.

Сюда входит оборудование (как правило, небольшой мощности), в котором не используется напряжение промышленной сети, в том числе: системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя; системы отопления, в которых в качестве тепловой установки применяется газовый конвектор с автоматикой, не требующей питания от сети; газовые печи, кухонные газовые плиты; газовые колонки для нагрева воды с автоматикой, работающей без использования электроэнергии и т.д.

Клапаны с импульсным управлением, равно как и клапаны классического типа, могут использоваться в составе оборудования, работающего на природном газе, важно только, чтобы при выборе системы контроля загазованности подбор типа отсечного устройства перестал быть формальным, стал осознанным, технически грамотным. А сама система контроля загазованности с импульсным клапаном впитала бы в себя все новации, накопленные сегодня отечественными разработчиками и производителями.

Анализируя ситуацию на рынке отечественных систем контроля загазованности, отметим, что возможность устранения перекосов при использовании клапанов с импульсным управлением сегодня есть.

На отечественном рынке можно приобрести как классические клапаны нового типа, так и более совершенные конструкции клапанов с импульсным управлением, специально разработанные для использования в составе систем контроля загазованности [2] и в полной мере отвечающие требованиям безопасности в газовом хозяйстве.

Отличительные особенности новых клапанов: малый уровень потребляемой мощности, не более 0,15 Вт; электробезопасность использования (напряжение питания — 12 В); высокая герметичность запорного органа; возможность комплектования клапана датчиком положения запорного органа; при использовании клапана в составе систем контроля загазованности не требуется отдельный источник питания.

Выводы и рекомендации

Итак, сформулируем основные рекомендац!» при выборе системы контроля загазованности и типа отсечного клапана в ее составе. Указанные рекомендации можно свести к двум основным правилам:

1. В газовом оборудовании, для работы которого не требуется питание от сети ~ 220 В и которое необходимо сохранить в работоспособном состоянии в случае отключения промышленной сети, необходимо использовать клапан с импульсным управлением. Однако важно помнить, что этот тип отсечного устройства требует особого внимания при его применении.

В этой связи, если принято решение использовать в качестве отсечного устройства клапан с импульсным управлением необходимо: выбирать такую систему контроля загазованности, которая обеспечивала бы возможность автоматического диагностирования, как самого клапана, так и линии связи с сигнализатором загазованности; считать желательным комплектование импульсного клапана ручным дублером. Также при обнаружении неисправности система должна мгновенно отключать поток газа.

2. В оборудовании, работающем на природном газе и использующем напряжение промышленной сети, всегда (независимо от мощности этого оборудования) необходимо применять клапан классического типа. При этом если по регламенту работы не требуется полное автоматическое управление клапаном, целесообразнее использовать полуавтоматический клапан. Удачным в этом случае можно считать применение нового отсечного клапана с малым энергопотреблением [2].

Список литературы

  1. ПБ 12-529-03. Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления. — Сер. 12. — Вып. 4. — М.: ГУП «НТЦ «Промышленная безопасность», 2003.-200 с.
  2. Шутиков В.А. К вопросу о выборе отсечного клапана для оборудования, работающего на природном газе // Экспозиция Энергетика. — 2008. — № 2/Э. — С. 44-45.

© В.А. Шутиков, ген. директор (ООО НПП «ТАН-ИТ»)

Журнал «Безопасность труда в промышленности», № 9.2010

Последние Научно-технические статьи

Быстровозводимые фермовые металлоконструкции. Контроль состояния элементов.

Быстровозводимые металлоконструкции. Расчет.

Оценка состояния элементов строительных лесов.

Цепные грузоподъемные лебедки. Контроль состояния цепи

Техническое диагностирование технологического трубопровода цеха № 1429, рег №  1194 и рег №  2095

другие статьи

Информация о Ростехнадзоре

СМИ о
Ростехнадзоре

Предприятия и надзор

Новости
компаний

Промышленные новости, аналитика, обсуждения

© 2006–2018 Вестник Промышленной Безопасности | Реклама на сайте | Связь с нами | Статистика
При полном или частичном использовании материалов Вести ПБ гиперссылка на сайт обязательна.
Свидетельство о регистрации средства массовой информации ЭЛ №ФС77-36452 от 28.05.2009.