В новых ФНП ОРПИД разрешённое давление приравнено к рабочему (прил. № 1, п. 2) – как настраивать пружинные ПК и АБ у котлов и трубопроводов пара и ГВ?

В былые годы приложением 4 к ПБ 10-574-03 было предусмотрено указывать в паспорте котла только расчетное и пробное давление, рабочее не указывалось и проблем ни у кого не было, т.к. давление настройки предохранительных клапанов принималось равным расчетному давлению, а рабочее давление всегда было ниже, что обеспечивало нормальную работу без постоянного срабатывания клапанов. В период действия первых ФНП ОРПИД, в которых не было фразы о равенстве разрешённого и рабочего давлений для исправного оборудования, вопрос тоже как-то решался.
Теперь в п. 2 Приложения № 1 к новым ФНП ОРПИД (приказ от 15.12.2020 № 536), где должны были быть термины и определения, в последний момент не пришедшиеся к чьему-то двору, изложено следующее:
Величина разрешённого давления оборудования, находящегося в исправном состоянии, соответствует рабочему давлению, указанному организацией-изготовителем в паспорте, либо может быть меньше паспортного, в случае если … (случай не перечисляю, т.к. он к теме не относится).
А в п. 308 и 377 новых ФНП ОРПИД сказано, что предохранительные клапаны должны обеспечивать защиту котлов, пароперегревателей, экономайзеров и трубопроводов (Прим. автора: в п. 308 речь о трубопроводах в пределах котла, в п. 377 речь о трубопроводах пара и горячей воды) при их работе от превышения в них давления более чем на 10 % разрешённого. Также в п. 308 сказано, что превышение давления при полном открывании предохранительного клапана более чем на 10 % разрешённого может быть допущено лишь в том случае, если это предусмотрено расчетом на прочность котла, пароперегревателя и экономайзера и не превышает значения настройки уставок срабатывания автоматики безопасности. (Прим. автора: "настройки уставок" – вашу нормотворческую мать, вы хоть сами-то поняли что написали?!! angry)
Напомню также ТР ТС 032/2013:
4. "давление рабочее" – максимальное избыточное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса.
19. Паспорт трубопровода включает в себя следующую информацию:
д) рабочие параметры рабочей среды: давление, температура.
20. Паспорт котла включает в себя следующую информацию:
б) расчётное, рабочее и пробное давление.
ПРОБЛЕМЫ:
1) Теперь, когда разрешённое давление уравняли с паспортным рабочим, предохранительные клапаны исправных котлов и трубопроводов придется перенастраивать на рабочее давление, т.е. давление настройки клапана (safety valve set pressure) в общем случае должно быть равным рабочему давлению, а давление полного открытия должно превышать рабочее давление (давление настройки) не более чем на 10 %. Но ни один здравомыслящий иностранный изготовитель, да и отечественный (если только он не работал при совке, когда у котлов рабочее давление принималось равным расчетному) не укажет в паспорте котла или трубопровода значение рабочего давления равное расчетному, поскольку, во-первых, при нормальном протекании рабочего процесса рабочее давление не должно достигать значения расчётного, во-вторых, предохранительные клапаны котлов и трубопроводов во всём мире настраиваются на значение расчетного давления, а рабочее всегда ниже – ещё не созданы котлы, исключающие небольшие колебания рабочего давления сверх максимума. При этом у большинства пружинных предохранительных клапанов, предназначенных для котлов и трубопроводов, разница между давлениями настройки и полного открытия составляет 10 % (разница в 3 % или 5 % встречается редко). Импульсное предохранительное устройство (ИПУ), у которого разница между давлениями настройки и полного открытия менее 1 %, без проблем можно настроить на давление срабатывания до 10 % выше рабочего, но ИПУ оснащаются котлы и трубопроводы с рабочим давлением более 4 МПа, коих не так уж и много.
2) Во всём мире значения уставок срабатывания автоматики безопасности котлов выше рабочего давления, но ниже давления настройки предохранительных клапанов, т.к. предохранительные клапаны сродни оружию последней надежды. Теперь же однозначно сказано, что превышение давления при полном открытии клапана не должно превышать значения уставок срабатывания автоматики безопасности, т.е. значение уставки предохранительного реле давления должно быть не просто выше разрешённого давления в котле, а равно или выше давления полного открытия предохранительного клапана!

ВОПРОС к эксплуатационщикам, эпэбэшникам и инспекторам – с учётом вышеизложенного на значение какого давления (или насколько в % выше значения этого давления) теперь следует настраивать пружинные предохранительные клапаны (ПК) с разницей между давлениями настройки и полного открытия 10 % и автоматику безопасности по давлению (АБ) исправных котлов и трубопроводов пара и ГВ, у которых в паспортах указано значение рабочего давления меньше расчётного, но чтобы ПК постоянно не срабатывали, а АБ реально защищала от превышения давления сверх допустимого?

P.S. В последней редакции проекта изменений в ТР ТС 032 в п. 56 приложения № 2 (сейчас он аналогичен п. 308 ФНП ОРПИД, но вместо разрешённого давления указано МДРД и про уставки автоматики не сказано) МДРД будет заменено на расчётное давление (проектом изменений по всему тексту техрегламента МДРД заменяется на расчетное, чтобы было как во всём мире). То есть на стадии сертификации котел или трубопровод будет с предохранительными клапанами, настроенными на расчётное давление, а потом с лёгкой руки РТН их придётся перенастраивать на рабочее... 

РТН уносит нам печаль, с ОПО уходит прочь тревога, ФНП ты только почитай – полная надежд людских дорога…

Ветров Сергей Владимирович
24 января 19:00
 1475

Комментарии:

место
Лучшие комментарии за всё время
Лаврентьев Дмитрий Викторович
5 февраля 04:03 в ответ на #133272

Здравствуйте. Вот вам обещанный расчёт пропускной способности ПК по ГОСТ 12.2.085-2017.

DOCX
Расчетные формулы.docx
Скачать файл
XLSM
Расчёт ППК.xlsm
Скачать файл
Ещё 1 комментариев в теме
Последний: 24 января 19:02
Майстренко Виталий Викторович
25 января 12:42

Ситуация:

Паровой котёл с заводским расчётным и рабочим давлением 1,3 МПа установлен по проекту, где указано рабочее давление от котла 0,8 МПа.

Предохранительный клапан указан в паспорте котла и настроен от рабочего давления 1,3 МПа, об этом сделана запись в паспорте заводом-изготовителем.

Я при первичном ТО делаю запись об эксплуатации котла с рабочим давлением 0,8 МПа - согласно проекта.

И указываю провести настройку предохранительных клапанов котла от рабочего давления 0,8 МПа.

Что делать если данные пружинные предохранительные клапана нельзя настроить на давление 0,8 МПа?

Ветров Сергей Владимирович
25 января 13:05 в ответ на #133236

Пожалуйста, не оставляйте пустые стоки после последней строки комментария - экономьте место на ветке, иначе неудобно читать. По вашему вопросу: ТО проводится котлу и разрешённое давление, если он исправный, должно соответствовать рабочему давлению, указанному в его паспорте, т.е. 1,3 МПа. Хотя сейчас в том злосчастном п. 2 (2-й абзац) прил. 1 ФНП указано, что разрешенное давление может быть ниже паспортного по условиям технологического процесса, но его следует устанавливать ниже только в том случае, если заказчик с этим согласен и имеет технические возможности обеспечить это сниженное разрешенное давление на выходе из котла в том числе с учетом настройки предохранительных клапанов. В противном случае на паропроводе ставится регулятор давления, а в котле разрешенное указывается равным паспортному рабочему. Клапан в вашему случае следует заменить (бывают случаи, когда можно только пружину поменять, а клапан остаётся тот же, но это уже от конкретного клапана зависит и возможностей поставщика запчастей для этих клапанов), однако, надо ещё и расчет пропускной способности провести нового клапана (с учетом площади его сечения и альфы) на новое разрешенное давление - не факт, что обеспечит требуемый сброс.

Майстренко Виталий Викторович
25 января 14:33 в ответ на #133238

На счёт расчёта пропускной способности клапана - согласен. Только кто будет делать этот расчёт? Явно не специалист экспертной организации, проводящий первичное ТО котла. Пружину у клапана менять нельзя, т. к. лезем в техническое устройство. Т. е. должна быть замена клапанов с внесением изменений в паспорт котла, в части предохранительных клапанов, заводом-изготовителем.

Ветров Сергей Владимирович
25 января 15:02 в ответ на #133240

Да ничего подобного! Расчёт пропускной делает (имеет право делать) именно специалист экспертной организации, проводившей ТО, если он устанавливает сниженное разрешённое давление, расчёт элементарный по ГОСТ 24570-81. Пружины ещё как меняют (из практики) - это то же самое, что, например, заменить уплотнение у арматуры или насоса (конструкция ТУ при этом не меняется), но если уж так боязно, то меняйте весь клапан. В паспорте котла должен быть раздел, предусмотренный приложением № 5 к ФНП ОРПИД "Сведения об установленной арматуре (не указанной в паспорте организацией-изготовителем оборудования, в случае если она не входит в комплект поставки оборудования, а также в случае её замены при ремонте или реконструкции)" - в него владелец котла и вносит запись о замене предклапана, а вовсе не изготовитель. То, что ранее внёс изготовитель (и не в этот раздел, а в другой), остаётся неизменным.

Лаврентьев Дмитрий Викторович
26 января 03:28 в ответ на #133241

"....расчёт элементарный по ГОСТ 24570-81"

На ряду с расчётом по этому ГОСТу нужно рассчитать пропускную способность ещё по ГОСТ 12.2.085—2017.

Ветров Сергей Владимирович
26 января 10:56 в ответ на #133245

С какой стати нужно по двум ГОСТам считать пропускную для одного оборудования? Где это прописано? ГОСТ 24570-81 распространяется именно на поднадзорные котлы и включён в перечень стандартов к ТР ТС 032. А по ГОСТ 12.2.085-2017 для насыщенного пара попробуйте-ка рассчитать - фигня выйдет! В предшественнике было всё нормально, а в этом какой-то идиот всё распахал и к степени сухости пара привязал, а вместо формулы - графики...

Лаврентьев Дмитрий Викторович
26 января 11:12 в ответ на #133260

Потому что ГОСТ 24570 определяет технические требования к ППК как к изготавливаемой продукции, а ГОСТ 12.2.085 определяет выбор и расчёт пропускной способности ППК. Чувствуете разницу ? ГОСТ 12.2.085 тоже включён в перечень стандартов к ТР ТС 032. Дайте мне исходные данные, попробую в выходные посчитать ради интереса пропускную способность клапана для насыщенного пара.

Ещё 1 веток и 5 комментариев в теме
Последний: 26 января 12:29
Ветров Сергей Владимирович
26 января 15:35 в ответ на #133263

Дайте мне исходные данные, попробую в выходные посчитать ради интереса пропускную способность клапана для насыщенного пара.

Исходные данные для расчета по ГОСТ 12.2.085-2017. Только прошу привести все промежуточные вычисления и указать откуда из ГОСТа (пункт, таблица) и какие именно коэффициенты принимали.

DOCX
Исходные данные для расчета по ГОСТ 12.2.085-2017.docx
Скачать файл
Лаврентьев Дмитрий Викторович
5 февраля 04:03 в ответ на #133272

Здравствуйте. Вот вам обещанный расчёт пропускной способности ПК по ГОСТ 12.2.085-2017.

DOCX
Расчетные формулы.docx
Скачать файл
XLSM
Расчёт ППК.xlsm
Скачать файл
Ветров Сергей Владимирович
5 февраля 05:36 в ответ на #133489

Добрый день! Благодарю!yes Разница с пропускной, указанной иностранным изготовителем при тех же исходных данных, составила 6 % в бОльшую сторону, что вполне удовлетворительно. Однако:

1. Почему в исходных данных затесался коэффициент расхода для жидкости? Сброс через клапан однофазный (для насыщенного водяного пара никто двухфазный сброс не считает, тем более при степени сухости 1,0). Изготовитель задал только коэффициент расхода для пара (газа).

2. Почему степень сухости х приняли равным единице (ни изготовитель испарителя, ни изготовитель клапана негде её не указал)? Это вообще-то недостижимое значение для котла/испарителя. Я неспроста её не задал, т.к. за всю мою многолетнюю практику ни один изготовитель парового котла или испарительного теплообменника не указывал степень сухости пара в РЭ или ещё где-то, либо (изредка) в каких-нибудь брошюрах проскакивали значения 0,8...0,9. Но чем меньше х, тем меньше Kп кр и тем меньше пропускная!

А в целом резюме по этой методике: в ГОСТ 12.2.085-2002 и в его предшественнике, которые в сумме оооочень долго действовали, для расчета сброса насыщенного водяного пара обходились без степени сухости и весьма успешно, и ГОСТ 24570-81 без неё обходится, и ничего ни у кого не взрывалось и не взрывается, поскольку всем известно, что значение х очень "плавающее" и какое оно будет во время срабатывания клапана определить нереально. А самая "крутизна", согласитесь, это определять значения безразмерной массовой скорости при критическом истечении по "слепому" графику Е.9 (особенно "впечатляет" ось со значениями P1) – шло второе десятилетие 21-го века, но ЦКБА и НТП Трубопровод очень хотелось бабло поскорее получить... Привести табличные значения или формулы расчета Kп кр для каждой кривой х не судьба им оказалась... Интересно, а НТПэшная программа "Предклапан" как считает, откуда значения Kп кр берёт?wink

Лаврентьев Дмитрий Викторович
5 февраля 07:19 в ответ на #133490

Коэфф расхода для жидкости взял из характеристики аналогичного клапана для котла ДКВР, чтобы поэкспериментировать с формулой из п. Д.4.3 ГОСТ 12.2.085- 2017. В моей программке можно рассчитать пропускную способность при различных значениях 0,5>=х<=1. Пояснения в "вордовском" файле. Если хотите можем совместно разработать программу расчёта пропускной способности клапанов методом прямого интегрирования.

 

Ветров Сергей Владимирович
5 февраля 08:58 в ответ на #133495

1. То есть коэфф расхода для жидкости там задан, но в расчете не участвует?

2. Про степень сухости х я понял, что её в вашей проге менять можно, но мой изначальный вопрос был о том, что привязка расчета к степени сухости вызовет затруднения, ибо никто не будет знать какое значение следует принимать. Раньше вместо нее был коэффициент В1, учитывающий физико-химические свойства водяного пара при рабочих параметрах перед клапаном, и с ним проблем не было. А теперь хрен знает что, а не ГОСТ...

3. "разработать программу расчёта пропускной способности клапанов методом прямого интегрирования" - по формулам, приведенным в разделе Е.1.2?laughlaughlaugh По ним нельзя рассчитать - они неправильные!cryingcryingcrying Там интеграл невозможно вычислить! А если считаете, что сможете - прошу разобрать его подробно, как нас в школе учили - увидите, что ничего не выйдет!

Лаврентьев Дмитрий Викторович
5 февраля 09:42 в ответ на #133496

1 Коэфф расхода для жидкости там задан, но в расчете не участвует. Да. В программке все формулы должны быть вам видны в верхней строке формул.

2 Наверное надо расчитывать по двум крайним значениям х=1, х=0,5 и принимать наименьшую из получившихся пропускных способностей. По моим расчётам получается, что при х=0,5 пропускная всегда больше чем при сухом паре, т. к. при неизменных значениях давления и температуры плотность среды увеличивается за счёт наличия капель воды.

3 Попробую вычислить интеграл. А как по вашему формула интегральной суммы Е.1.4 верна ? Если она верна, я могу её реализовать методом циклических (итеративных) вычислений.

4 Я думаю, что все три метода, изложенные в ГОСТ 12.2.085-2017 нужны для расчёта сложных систем с учётом гидравлических сопротивлений в трубопроводах, коллекторах, глушителях, факельных системах и т. п., в простых случаях (при установке клапана на патрубок сосуда с выхлопом в атмосферу) можно обойтись простым расчётом, типа как мой. 

Ветров Сергей Владимирович
5 февраля 10:22 в ответ на #133499

По моим расчётам получается, что при х=0,5 пропускная всегда больше чем при сухом паре, surprise

Согласно рис. Е.9 при одном и тот же давлении Р1 чем меньше х, тем меньше Кп кр - меньше пропускная G, т.к. в формуле Д.7 расчета пропускной Кп кр один из множителей.

Наверное надо расчитывать по двум крайним значениям х=1, х=0,5

х = 1 на практике не бывает, а х = 0,5 это совсем х...й котел, коих тоже давно не делают (я о новых веду речь, старые давно работают и им эти расчеты не актуальны).

Как мне объясняли те, кто ещё не забыл математику, интеграл dP/плотность в формуле Е.1.6 невозможно рассчитать - два человека мне одно и то же объясняли. Я веду речь о формуле Е.1.6.

Лаврентьев Дмитрий Викторович
5 февраля 10:52 в ответ на #133500

1 Кп кр изменяется незначительно, в нашем случае от 0,615 до 0,636, плотность среды же изменяется от 7 до 14 кг/м куб.

2 25 лет назад в аспирантуре кафедры авиационных двигателей занимался программированием газодинамических процессов в газотурбинных двигателях и двигателе изобретённом моим отцом (патент № 1838643 1991 г., № 2158832 2000 г., № 2135789 1999 г., № 1773280 1989 г.), там подобные формулы, сопло Лаваля и всё такое, попробую вспомнить, но это займёт некоторое время. 

Ветров Сергей Владимирович
5 февраля 10:54 в ответ на #133503

А где в ГОСТе формула расчета плотности водяного пара в зависимости от степени сухости и давления? В таблице термодинамических свойств нет такой зависимости - там одно значение при соответствующем давлении. И приведенной в вашем DOC-файле формулы Цейнера тоже нет, поэтому показатель адиабаты насыщенного водяного пара k =1,135 для любой степени сухости.

Лаврентьев Дмитрий Викторович
5 февраля 11:03 в ответ на #133504

В п. Е.4.2 написано: "Плотность влажного пара определяют по уравнениям (Е.3.14) или (Е.3.15), при этом плотность насыщенного водяного пара может быть рассчитана по уравнениям (Е.3.13)..."

Плотность сухого пара расчитывается по формуле Е.3.13, после чего плотность двухфазной смеси расчитывается по формуле Е.3.14, где ро 1 же = плотность сухого пара, ро 1 эль = плотность капель воды (принял в расчёте = 1000 кг/м куб.)

Формула Цейнера взята из научной литературы.

Ветров Сергей Владимирович
5 февраля 11:21 в ответ на #133505

Понял, благодарю! Но, согласитесь, странно, что ранее как-то без этих мудрствований все обходились (плотность пара при расчете коэффициента В1 в старом ГОСТе принималась по таблице термод. свойств, т.е. при х = 1), а в Европе до сих пор обходятся, ибо я не встречал буржуйских расчетов пропускной с учетом степени сухости. ГОСТ 24570-81 тоже это не учитывает - по нему с 81 года предклапаны для всех котлов считают.

Лаврентьев Дмитрий Викторович
5 февраля 11:27 в ответ на #133506

По моему мнению степень сухости нужна для учёта эффекта конденсации и осаждения воды на стенках холодных трубопроводов из за чего происходит сужение их проточной части.

Все эти усложнения нужны для моделирования сложных процессов численными методами на компе.

Ветров Сергей Владимирович
5 февраля 12:00 в ответ на #133508

Вот и я такого же мнения, что это для двухфазных потоков, где не капельная взвесь жидкости в газе, а расслоение. Поток насыщенного пара, выходящего из котла, уже с трудом можно онести к двухфазной смеси.

Ещё 1 веток и 16 комментариев в теме
Последний: 29 января 15:20
Ещё 1 веток и 2 комментариев в теме
Последний: 25 января 13:13