.

Просмотры материалов : 560288
Унифицированные газоразрядные рампы для технических газов. PDF Печать E-mail
Н.В.Павлов В.А. Чадымов, А.А. Иванов ООО "НПО Мониторинг", ул. 16-Парковая, 26, г. Москва, РФ, 105484

1. Введение.
Газоразрядные рампы являются частью системы газообеспечения объектов - газопотребителей в случае, если источником газа являются баллоны, баллонные сборки (моноблоки) или реципиенты высокого давления. В общем виде блок - схема такой системы газообеспечения приведена на рис. 1.

Блок-схема системы газообеспечения1 - источники компримированного газа,
2 - газоразрядная рампа,
3 - соединительный трубопровод,
4 - распределительный газовый щит,
5 - объект - потребитель
Рис. 1. Блок - схема системы газообеспечения
Наиболее распространёнными источниками технических газов у потребителя являются газовые баллоны или моноблоки. К таким потребителям относятся: лаборатории с хроматографами, масспектрометрами и др. газоаналитическими приборами, лабораторные и промышленные установки с небольшими потреблениями газов, пищевые и фармацевтические производства, сварка и резка металлов. Для подключения баллонов или моноблоков к системе газопотребления используются газоразрядные рампы. Обычно газоразрядная рампа включает в себя (рис. 2): коллектор высокого давления (1) с установленной на нем запорной арматурой (2) к каждому источнику давления, присоединительные (к источнику) элементы (3), манометры (4), вентили сброса давления и продувки (5), регулятор давления (6) и др. элементы.
Схема газоразрядной рампы для инертных газов с одной ветвьюФото газоразрядной рампы
Рис. 2. Типовая схема разрядной рампы для инертных газов с одной ветвью.Фото 1. Некоторые виды газоразрядных рамп.
Более 14 лет ООО "НПО Мониторинг" производит нестандартные газоразрядные рампы в соответствии с требованиями заказчиков. За это время разработано более полутора сотен различных модификаций рамп с применением различной отечественной и зарубежной арматуры, регуляторов давления (фото. 1). Это, в первую очередь арматура и регуляторы давления компаний: "Барнаульский арматурный завод", ОАО "Красс", ОАО "Сплав", "Airflow" (Италия), "HOKE" и "Go regulator" (США), "GCE" (Швеция), "SHiN Heung" (Ю.Корея).
Создание оборудования по индивидуальным заказам конечно же позволяет максимально удовлетворить любые пожелания Заказчика, но, с другой стороны, приводит к увеличению объёма проектно-конструкторских работ, увеличению срока изготовления оборудования и, как следствие увеличению цены изделия. Возрастающее количество заказов на производство газоразрядных рамп привело к необходимости их классификации и созданию унифицированных рядов, максимально отвечающих технологическим требованиям и требованиям промышленной безопасности.

2. Классификация разрядных рамп.
По своему назначению разрядные рампы можно разделить на три класса:

2.1. Рампы для технических газов и газовых смесей.
Это наиболее востребованный тип рамп, применяющийся для газообразных продуктов разделения воздуха (кислород, азот, аргон), для других инертных газов (гелий, углекислота, элегаз и т.д.), а также для горючих газов (водород, метан, пропан, ацетилен). При этом техническими газами можно называть газы обычной чистоты (до 99,995%) производимые в больших масштабах по стандартным технологиям.

2.2. Рампы для высокочистых газов.
Высокочистые газы применяются гораздо в меньших масштабах, преимущественно в газоаналитических целях, для процессов высоких технологий (лазерная техника, микроэлектроника, оптоволоконное производство и др.). Потребление таких газов выдвигает высокие требования к трубам, арматуре, регуляторам, фитингам и другим устройствам, используемым в составе газоразрядных рамп.

2.3. Рампы для специальных (агрессивных и токсичных) газов. К этим газам можно отнести такие как: аммиак, хлор, сероводород, диоксид серы, флюбор, силаны, фосфины, арсины и др. газы. Работа с такими газами требует специальных схемных решений и арматуры исключающих попадание рабочей среды в окружающую атмосферу и наоборот. Кроме того сбросные (продувочные) потоки из рамп направляются в специальные реакторы обезвреживания газов. В настоящем материале рассматриваются аспекты лишь первого класса рамп - для технических газов и газовых смесей на их основе.

3. Унифицированные рампы для технических газов.

3.1. При разработке унифицированного ряда рамп были сделаны следующие предпосылки:
3.1.1. Используются два типа источника компримированного баллонного газа: - индивидуальные баллоны объёмом 40 и 50л с рабочим давлением 150 и 200 бар, - баллонные сборки (моноблоки) из 8 или 12шт 40 или 50л баллонов давлением 150 или 200 бар (фото 2,3).
Моноблоки из 8 баллонов
Фото 2. Моноблоки из 8 шт. 40л баллонов Рраб=150 бар.
Моноблоки из 12 баллонов
Фото3. Моноблоки из 12 шт. 50л баллонов Рраб=150 бар.
3.1.2. Баллоны могут быть российского производства (Первоуральский новотрубный завод) с диаметром 219мм, или импортные, европейского стандарта с диаметром 229мм, например производства "Worthington Cylinders Gmbh" (Австрия). [1].
3.1.3. Присоединительные резьбы у баллонов с техническими газами - в соответствии с российским стандартом: - кислород, инертные газы G3/4", - водород, горючие газы W21,8х1/14?LH - ацетилен - спецприсоединение под зажим.
3.1.4. Для стандартизации системы газообеспечения баллонным газом принять следующее: - индивидуальные баллоны применять до количества баллонов в одной ветви рампы равном 6, - при потреблении большего количества газа использовать моноблоки, в одной ветви не более четырех.
3.1.5. Применяемые арматура, регуляторы давления и другие элементы рамп должны обладать высокой надежностью и ремонтопригодностью.
3.1.6. Несущая конструкция рампы должна быть разборной для удобства компактной упаковки и транспортировки при отгрузке Заказчику, а так же проста в сборке персоналом без специальной подготовки. В конструкции должны использоваться стандартные для серии элементы и технические решения.

3.2. Типы рамп для технических газов.

Газоразрядные рампы можно разделить на типы по нескольким признакам:

3.2.1. По типу используемого газа:
- рампы для кислорода и инертных газов,
- рампы для водорода, метана, оксида углерода и других горючих газов,
- рампы для пропана (необходимость выделения этого типа обосновывается существенным отличием габаритов пропанового баллона от баллонов других горючих газов),
- рампы для ацетилена (здесь необходимость выделения этого типа обосновывается требованиями к безопасному рабочему давлению ацетилена при его транспортировании по трубопроводу) [2,3].

3.2.2. По типу источника газа:
- рампы для индивидуальных баллонов,
- рампы для моноблоков (отличаются от баллонных конструктивом, при одинаковом схемном решении).

3.2.3. По технологическому исполнению:
- рампы с одной ветвью, когда все источники газа находятся на одном коллекторе, из которого производится одновременная их разрядка (см. рис.2),
- рампы с двумя ветвями (рис. 3), когда часть источников газа подключены к первому коллектору (1), а другая часть - к второму (2). При этом ветви объединяются в рампу через щит переключений и редуцирования (3). Такое подключение позволяет обеспечить непрерывный процесс выдачи газа при переключении разрядки ветвей.
Схема газоразрядной рампы для инертных газов и кислорода с двумя ветвями.
Рис. 3. Типовая схема газоразрядной рампы для инертных газов и кислорода с двумя ветвями.
Схема полуавтоматической разрядной рампы для инертных газов и кислорода
Рис. 4. Типовая схема полуавтоматической разрядной рампы для инертных газов и кислорода.
Выделение щита переключения и редуцирования в отдельный узел обосновано условиями унификации, а так же тем, что часто этот щит рационально разместить ближе к точке потребления для удобства обслуживания оператором, а источники давления должны размещаться в соответствии с требованиями правил [4] в общем случае на значительном удалении от точки потребления.

3.2.4. По уровню автоматизации рампы:
- с ручным переключением ветвей рампы (см. рис. 3),
- полуавтоматическая (рис. 4): с автоматическим переключением с одной (израсходованной) ветви на другую и ручным возвратом в исходное состояние после замены баллонов,
- автоматическая (рис. 5) - полностью автоматизированная за исключением процесса замены баллонов.
Схема автоматической разрядной рампы для инертных газов и кислорода
Рис. 5. Типовая схема автоматической разрядной рампы для инертных газов и кислорода.
схема полуавтоматической разрядной рампы для водорода и др. горючих газов
Рис.6. Типовая схема полуавтоматической разрядной рампы для водорода и др. горючих газов
3.2.5. По типу несущей конструкции:
- с креплением на стене (помещение или наружная стена здания),
- с креплением на стене, с опорой на пол (для помещений с низкой несущей способностью стен).

3.2.6. По типу размещения:
- рампа, открыто размещаемая на улице или в помещении,
- рампа в шкафном, закрытом варианте исполнения.
Учитывая вышеизложенное разделение газоразрядных рамп на типы, ООО "НПО Мониторинг" разработало типоразмерный ряд газоразрядных рамп для технических инертных газов и кислорода (рис. 2-5), водорода и других горючих газов (рис.6), ацетилена (рис.7).
Схема рампы с ручным переключением ветвей для ацетилена
Рис. 7. Типовая схема рампы с ручным переключением ветвей для ацетилена.
В схемах рамп для горючих газов предусмотрена система продувки и дегазации рамп инертным газом (азот, аргон), для обеспечения подготовки рампы к работе, а также вывода в ремонт и обеспечения безопасной эксплуатации.
При разработке типоразмерного ряда учтены предпосылки, изложенные в разделе 3.1.
В качестве арматуры использованы вентили, регуляторы давления, огнепреградители шведской компании "GCE" (фото 4,5).
Рамповые вентили и огнепреградитель компании
Фото 4. Рамповые вентили и огнепреградитель компании "GCE".
Регуляторы давления компании GCE
Фото5. Регуляторы давления компании "GCE".
Выбор обоснован нашей многолетней проверкой качества продукции этой компании и широким ассортиментом производимых регуляторов давления для различных газов. В конструкции рампы использованы фитинги американской компании "HOKE", трубы - шведской "Sandvik". Несущая конструкция собрана на типовых профилях и элементах компании "Fisher" (Германия). Конструкция позволяет легко произвести сборку по прилагаемой инструкции, если рампа поставляется в компактном разборном виде.
По желанию Заказчика рампа может быть поставлена в собранном виде (рис. 8).
Унифицированная рампа для инертных газов и кислорода с ручным переключением ветвей.
Рис. 8. Общий вид унифицированной рампы для инертных газов и кислорода с ручным переключением ветвей. Несущая конструкция с опорой на пол и крепление к стене.
Металлорукав высокого давления с быстросъёмной гайкой и поворотным штуцером
Фото 6. Металлорукав высокого давления с быстросъёмной гайкой и поворотным штуцером.
Как видно из рисунка рампа имеет коллектор высокого давления с арматурой (1), который смонтирован на верхнем несущем профиле (2). Коллектор поставляется всегда в собранном виде, испытанным на герметичность и прочность в соответствии с требованиями технической документации. На нижнем несущем профиле (3) смонтированы цепи для фиксации баллонов. Верхний и нижний профили при помощи резьбовых соединений жёстко закрепляются на несущих стойках (5). Каждая стойка имеет кронштейны для фиксации её к стене (6) и к полу (7).
Рампа для моноблоков не имеет цепей на нижнем несущем профиле, также отличается расстояние между арматурой коллектора.
Присоединение к коллектору источников давления (баллонов или моноблоков) может осуществляться с помощью:
- металлорукавов высокого давления (280 бар),
- нержавеющей спиральной трубки,
- медной спиральной трубки,
- резинового армированного шланга (ацетилен),
- нейлоновой трубки (пропан).
Вариант присоединения выбирает Заказчик.
Присоединительный гибкий элемент может укомплектовываться быстросъёмной гайкой с поворотным штуцером, в корпусе которого размещаются фильтрующий элемент и обратный клапан (фото 6).
Все разнообразие унифицированных рамп (более 1000 вариантов исполнения) описывается кодировкой, приведенной ниже, которой нужно пользоваться при заказе.
На фото 7 показана рампа для инертных газов и кислорода на 2 моноблока в каждой ветви.
На фото 8 - рампа для ацетилена на 4 баллонов в каждой ветви.
Унифицированная рампа для инертных газов и кислорода на 2 моноблока в каждой ветви.
Фото 7. Унифицированная рампа для
инертных газов и кислорода на
2 моноблока в каждой ветви.
Унифицированная рампа для ацетилена на 4 баллона в каждой ветви
Фото 8. Унифицированная рампа
для ацетилена на 4 баллонов
в каждой ветви.
Щит переключений и редуцирования может соединяться непосредственно с ветвями рампы, или размещаться в зоне, обслуживаемой оператором и соединяться с ветвями посредством трубопроводов.
Для редуцирования газа на щите используются регуляторы давления компании "GCE", отвечающие требованиям заказчика.
В отдельную группу унифицированных рамп можно отнести рампы для технических газов, размещающиеся в защитном металлическом шкафу. Такие рампы чаще всего используют лаборатории или потребители малых количеств газа.
Эта группа рамп заслуживает отдельного внимания и материал о ней будет изложен в отдельной статье.


Литература:

1. А.Г.Рубан. Инновационное обеспечение лидерства на рынке газовых баллонов. Технические газы -2008.-№2.-С. 49-55.
2. ГОСТ 5457-75 Ацетилен растворенный и газообразный технический. Технические условия. ГК СССР по стандартам.
3. В.Н. Антонов, А.С. Лапидус. Производство ацетилена, "Химия", Москва, 1970, стр.24.
4. ОСТ 290.004-02 Правила по проектированию производств продуктов разделения воздуха. Москва 2002.
 
© 2019 ООО НПО Мониторинг. Все права защищены.