пример применения ООО «ИПК Промо-Консалтинг» регулирующих узлов управления BERMAD

В данной статье будет рассмотрен пример применения ООО «ИПК Промо-Консалтинг» регулирующих узлов управления BERMAD в решении довольно нетривиальной задачи, с которой специалисты компании и производителя оборудования столкнулись при проектировании установки водяного пожаротушения на Амурском Газоперерабатывающем заводе ПАО «Газпром».

Следует сказать, что ООО «ИПК Промо-Консалтинг» работает на рынке противопожарного оборудования с 1999 г. и достаточно давно занимает прочные позиции в этом сегменте. С 2016 года компания начала углубленно заниматься вопросом применения запорно-регулирующей арматуры в установках водяного и пенного пожаротушения. Толчком к этому послужило знакомство с компанией BERMAD – без преувеличения, мировым лидером в производстве подобного рода оборудования.

Компания BERMAD основана в шестидесятых годах прошлого века и расположена на севере Израиля. В компании работают более 700 человек, а ее представительства разбросаны по всему миру. Совсем недавно производство компании было организовано и в России в г. Челябинск.

Пожалуй, можно смело утверждать, что в мире нет больше производителей, умеющих работать с давлением до 24,0 МПа и имеющих линейку диаметров клапанов от 40 мм до 1000 мм.

Многие технические решения, нашедшие применение в клапанах BERMAD, оформлены международными патентами.

Именно наличие такого опыта позволило нам успешно справиться с задачей, которую поставил перед нами ОАО «НИПИгазпереработка» (NIPIGas), являющийся генеральным подрядчиком Группы «Газпром» по разработке всего проекта Амурского ГПЗ.

Несколько слов о проекте «Амурский ГПЗ»:

Амурский газоперерабатывающий завод строится «Газпромом» в Свободненском районе Амурской области.

ООО «Газпром переработка Благовещенск», входящее в группу «Газпром», и ОАО «НИПИгазпереработка» в июле 2015 года создали партнерство по проектированию, координации поставок оборудования и материалов и управлению строительством Амурского газоперерабатывающего завода.

Строительство по проекту стоимостью 791 млрд. Руб. (12,7 млрд. Долл. США) началось в октябре 2015 года. Ожидается, что на заводе будет занято 15 000 человек на этапе строительства и еще 3 000 после завершения.

После завершения строительства Амурский газоперерабатывающий завод станет крупнейшим в России газоперерабатывающим заводом, а также одним из крупнейших газоперерабатывающих предприятий в мире.

Проектная мощность (по переработке) — 42 млрд куб. м природного газа в год.

Производство различных технических газов – более 4 млн. тонн в год.

Производство гелия — до 60 млн куб. м в год.

Технологические линии — 6.

Площадь завода — 800 га.

Совершенно очевидно, что предприятие такого масштаба, занимающее такую территорию, располагает огромным количеством потребителей воды и максимально протяженными сетями водоснабжения. Все эти факторы неизбежно вызывают необходимость контроля давления и расходов в этих сетях.

Именно эта задача и решалась совместно с инженерами BERMAD.

Сложилась следующая ситуация: Амурский ГПЗ имеет систему водяного пожаротушения высокого давления для производственной части.  В составе производственной части имеется шесть лицензионных установок. В границах каждой лицензионной установки – кольцо противопожарного водопровода для распределения воды между потребителями: гидрантами, лафетными стволами, системами орошения колонн (высота около 87 м) и внутренним пожаротушением зданий. Максимальное рабочее давление в системе общезаводского хозяйства (магистральный трубопровод до Лицензионных установок) составляет 2,5 Мпа. Максимальное рабочее давление в системе в границах Лицензионных установок составляет 1,6 Мпа. Требуемое давление подачи на границе лицензионных установок составляет 1,2 – 1,4 Мпа (границей установки является трубопровод, расположенный на эстакаде, на высоте 19,5м).

Таблица 1. Параметры давления по установкам

Принцип работы всей сети противопожарного водоснабжения, следующий: система водозаполненная, и в ней жокей-насосами поддерживается давление на уровне 0,4 – 0,55 МПа.  При пожаре на одной из шести установок, при увеличении расхода автоматически включается группа основных насосов, и максимальное давление  во всей сети (в том числе нижних точках в границах Лицензионных установок) может достигать 1,8-2,0 МПа. При этом расход может меняться от 5,2 л/с до 680 л/с. 

Задача:

1. Войти в требуемые параметры по давлению на границе установки при пожаре.
2. В случае пожара на одной из установок, обеспечить, чтобы давление на остальных установках в случае отсутствия расхода на них, где не будет происходить движения воды, не превышало 1,4 МПа.

Требования к регуляторам давления:

-     Размер: от 6" до 24";

-  Возможность исполнения с электробогревом (либо пояснения, каким образом организуется электрообогрев на подобных клапанах);

-  Возможность снижения давления при статическом режиме (труба заполнена, движения воды  нет, давление в общей системе возрастает);

-    Исполнение корпуса клапана под класс давления 2,5 МПа.

Не вдаваясь в описание каждой установки, можно сказать, что решение состоит в следующем: необходимо собрать и установить редукционные узлы, состоящие из автоматических регуляторов давления диафрагменного типа двух типов: "после себя " и "до себя" (сбросника).

Рис.1 Принципиальная технологическая схема редукционного узла.

Принцип действия редукционного узла, разработанного для Амурского ГПЗ в целом, таков:

Конструкция редукционных клапанов модели 720 обеспечивает герметичное закрытие при нулевом расходе – статике. В стандартной ситуации при перекрытии тупикового участка под давлением, редукционный клапан модели 720 снижает давление с помощью дросселирования до полного закрытия. При этом возможна ситуация, при которой в тупиковом участке после клапана будет заперто высокое избыточное давление. Для предотвращения подобной ситуации за регулятором устанавливается сбросной предохранительный клапан модели 43Т. Сбросной клапан настраивается на предельно разрешенное давление и не позволяет его превысить, сбрасывая избыток. Как только давление нормализуется, клапан герметично закрывается в автоматическом режиме.

Работа байпаса: необходимость байпаса обусловлена большим диапазоном расхода – от 5,2 л/с до 680 л/с.

При расходах близких к нулю основной клапан будет едва открываться, создавая условия для сильной кавитации и, как следствие, высокого износа.

Для решения этой задачи добавляется байпасный клапан меньшего диаметра, который будет работать при малых расходах 5,2 -165 л/с.

При расходе свыше 165 л/с поток будет идти через оба клапана. При снижении расхода основной клапан будет закрываться автоматически. Соответственно, при повышении автоматически открываться.

Важно!

все процессы происходят в автоматическом режиме без подвода внешних источников питания.

Каждый клапан имеет ручное управление принудительным закрытием  –  блокировка давления над диафрагмой.  Как любая арматура для жидкостей, клапаны работают при положительной температуре окружающей среды и требуют обогрева в случае эксплуатации при отрицательных температурах. 

Общий принцип действия системы.

Было предложено установить на тупиковых участках отдельные редукционные узлы. При отсутствии расхода клапаны будут находиться в закрытом положении, запирая после себя давление, полученное при первичном запуске.

Как только на одном из участков появится расход (открытие гидранта), клапаны моментально откроются, поддерживая стабильное настроенное давления после себя.

При резком прекращении расхода (закрытии гидранта) клапаны закроются, а сбросник не позволит образоваться на тупиковом участке избыточному давлению. 

Все клапаны выполнены из стали и оборудованы датчиком крайнего положения (замыкание эл. цепи 24 вольт).

Рис. 2 Пример установки редукционного узла.

Таблица 2. Список оборудования редукционного узла.

Заключение.

В разветвленных системах водоснабжения различного назначения с большим количеством потребителей, а тем более, при наличии насосных станций, вопрос контроля давления и расходов становится особенно важным и непростым. В полной мере это касается и противопожарного водоснабжения.

Никакие расчеты не смогут гарантировать корректной и безопасной работы системы в целом, поскольку на практике всегда возникают нештатные ситуации, срабатывает человеческий фактор.

Описанный выше пример позволяет понять, какие задачи позволяет решать применение запорно-регулирующей арматуры мембранного типа, самым современным и технически проработанным образцом которой является продукция компании BERMAD.

Нет смысла говорить о том, что невозможно контролировать параметры потока с помощью таких устройств, как клиновая задвижка, дисковый поворотный затвор или шаровой кран. Они просто не предназначены для этого.

Но даже среди представителей дренчерных клапанов, являющихся основой регулирующего узла управления, или регуляторов давления пружинного типа, нет аналогов клапанам BERMAD, позволяющих выходить из самых сложных с технической точки зрения ситуаций.