Клапан разгруженный по давлению что это
Клапан разгруженный по давлению что это
Группа: Участники форума
Сообщений: 117
Регистрация: 18.4.2012
Из: Томск
Пользователь №: 147909
Всех приветствую.
Изучаю согласованный проект авт. ИТП. Самому надо всё понимать и знать.
В чём вопрос. давление Р1=6кг/см2 Р2=3.8 кг/см2. Как я понимаю нам дают 22 метра (2.2кг/см2) перепада на узел, который мы должны израсходовать.
И вот предпологаю что 1 метр теряется на узел учёта, по проекту в СО теряется 2 метра, ну и на фильтры задвижки в самом ИТП тоже пусть 1 метр. Получается 4 метра само по себе отлетает. Дальше проектировшик ставит регулирующий клапан на контур СО, на котором теряется дР=1.3 метра, и плюс он ещё ставит регулятор перепада давления на обратке дР=2.5 метра.
Так вот если считать потери давления первый контур + контур СО то, задвижки + фильтры + УУТЭ + СО + РК + РПД= макс 10 метров. А оставшиися 12 метров куда он деет? я вот этого не понимаю. ОБЬЯСНИТЕ МНЕ ЭТО ПЛЗ )))
Аналогичный вопрос про контур ГВС.
Может они расчитаны что РК и РПД будут прижимать и будет больше потери давления? Или может проектировщик как попало сделал проект? но он же согласован.
Сам проект прилагается.
Группа: Участники форума
Сообщений: 1973
Регистрация: 27.1.2010
Из: г.Владимир
Пользователь №: 45233
Группа: Участники форума
Сообщений: 20298
Регистрация: 8.8.2007
Из: Vilnius
Пользователь №: 10542
Группа: Участники форума
Сообщений: 117
Регистрация: 18.4.2012
Из: Томск
Пользователь №: 147909
можете пояснить свою мысль?
Григорий и Константин, ревнители благочестия.
Группа: Участники форума
Сообщений: 44337
Регистрация: 24.4.2009
Пользователь №: 32666
Всех приветствую.
Изучаю согласованный проект авт. ИТП. Самому надо всё понимать и знать.
В чём вопрос. давление Р1=6кг/см2 Р2=3.8 кг/см2. Как я понимаю нам дают 22 метра (2.2кг/см2) перепада на узел, который мы должны израсходовать.
И вот предпологаю что 1 метр теряется на узел учёта, по проекту в СО теряется 2 метра, ну и на фильтры задвижки в самом ИТП тоже пусть 1 метр. Получается 4 метра само по себе отлетает. Дальше проектировшик ставит регулирующий клапан на контур СО, на котором теряется дР=1.3 метра, и плюс он ещё ставит регулятор перепада давления на обратке дР=2.5 метра.
Так вот если считать потери давления первый контур + контур СО то, задвижки + фильтры + УУТЭ + СО + РК + РПД= макс 10 метров. А оставшиися 12 метров куда он деет? я вот этого не понимаю. ОБЬЯСНИТЕ МНЕ ЭТО ПЛЗ )))
Группа: Участники форума
Сообщений: 117
Регистрация: 18.4.2012
Из: Томск
Пользователь №: 147909
Вот я и пытаюсь понять на готовом проекте, как правильно подобрать комплект оборудования, что бы напор в 22 метра израсходовать. Но видимо истина где то глубако зарыта (:
В инспекции парень мне написал формулу как дР клапана расчитать дР=(G/Kvs)2, где G-расчётный расход, Kvs-пропускная способность клапана. В памятке по подбору рег клапанов Danfossa, написана это же формула дР для полностью открытого клапана.
Как я думал, вычитаем все потери на контуре и остатки «излишки напора» гасим рег. клапаном соотвественно выбрав по дР и его Kvs. Но по типовому так не получается, а значит я что то упустил походу.
Тогда как правильно подобрать рег клапан?))))
Григорий и Константин, ревнители благочестия.
Группа: Участники форума
Сообщений: 44337
Регистрация: 24.4.2009
Пользователь №: 32666
Вот я и пытаюсь понять на готовом проекте, как правильно подобрать комплект оборудования, что бы напор в 22 метра израсходовать. Но видимо истина где то глубако зарыта (:
В инспекции парень мне написал формулу как дР клапана расчитать дР=(G/Kvs)2, где G-расчётный расход, Kvs-пропускная способность клапана. В памятке по подбору рег клапанов Danfossa, написана это же формула дР для полностью открытого клапана.
Как я думал, вычитаем все потери на контуре и остатки «излишки напора» гасим рег. клапаном соотвественно выбрав по дР и его Kvs. Но по типовому так не получается, а значит я что то упустил походу.
Тогда как правильно подобрать рег клапан?))))
Разгруженный регулирующий клапан
Владельцы патента RU 2436006:
Изобретение относится к области энергетического машиностроения и предназначено в качестве регулирующего клапана для использования, например, в устройствах управления паровпуском паровых турбин. Разгруженный регулирующий клапан, преимущественно, для паровых турбин состоит из клапанной коробки, чаши клапана, штока регулирующего клапана, связанного с клапаном, седла разгрузочного клапана, седла основного клапана, защитного стакана, системы уплотнения и специальной муфты. Последняя связывает шток клапана со штоком сервомотора. Разгрузочный клапан выполнен поворотным. Изобретение направлено на обеспечение высокого качества процесса регулирования пропуска пара в турбину за счет исключения возможности свободных осевых перемещений разгруженного регулирующего клапана относительно седла. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к области энергетического машиностроения и, в частности, к паровым турбинам.
Известен разгруженный регулирующий клапан (фиг.1), состоящий из чаши клапана 1, диффузорного седла 2, разгрузочного клапана 3, штока 4, разгрузочного седла 5, поршневых колец 6 (Зарянкин А.Е., Симонов Б.П. Регулирующие и стопорно-регулирующие клапаны паровых турбин. Москва. Издательство МЭИ, 2005 г). [1].
Клапан работает следующим образом. При подъеме штоком 4 разгрузочного клапана 3 внутренняя полость I клапана сообщается с пространством II за клапаном и давление в указанных полостях выравнивается, т.к. поршневые кольца 6 препятствуют протечке пара из клапанной коробки 1 во внутреннюю полость I основного клапана. В этом случае для дальнейшего подъема клапана необходимо усилие, определяемое по соотношению:
Для предотвращения рассматриваемого недостатка в конструкции, приведенной на фиг.2 [1], используется проточная паровая подгрузка. Ее суть состоит в том, что начиная с определенного подъема окна 7 стакана 8 совпадают с отверстиями 9 на цилиндрической части основного клапана 10 и внутрь клапана поступает добавочное количество пара, за счет чего повышается внутреннее давление, растет сила, прижимающая свободно висящий клапан к головке 11 штока 4.
Основной недостаток этого решения состоит в смешении за клапаном основного потока с вторичным, проходящим через внутреннюю часть клапана.
В результате такого смешения сильно растут пульсации давления в потоке за клапаном, вызывая не только добавочные потери, но и отрицательно сказывающиеся на динамической надежности соплового аппарата регулирующей ступени паровой турбины.
Этот недостаток отсутствует в конструкции разгруженного регулирующего клапана, приведенного на фиг.3 [1]. В данном случае система разгрузки клапана отделена от пространства за клапаном профилированным обводом 12, поверхность которого содержит несколько рядов отверстий перфорации 13, равномерно распределяющей поток, проходящий через систему разгрузки, по основному клапанному каналу.
Для предотвращения самопроизвольного осевого перемещения чаши клапана в пределах свободного хода разгрузочного клапана при больших открытиях основного клапана конусная втулка 14 перекрывает доступ пара к системе разгрузки (левая часть фиг.3), и таким образом осуществляется беспроточная подгрузка клапана паровым усилием.
Рассматриваемый клапан решает и проблему гидравлического сопротивления: на полном открытии перепад давления на нем не превышает 1,5÷2% от начального давления пара Р0. При высоких начальных параметрах пара абсолютный перепад давления оказывается достаточно высоким (3÷6 бар).
Однако при сравнительно низком начальном давлении абсолютный перепад давлений снижается до 1÷1,5 бар, что характерно для турбин атомных электростанций, где начальное давление пара находится на уровне 60÷65 бар. В этом случае сила прижатия чаши клапана к головке штока даже при больших посадочных диаметрах (Dп>400 мм) не превышает 5÷8 кН. Соответственно, при наличии в потоке даже относительно небольших пульсаций давлений не исключается возможность неконтролируемых осевых перемещений чаши клапана относительно седла.
Задачей изобретения является обеспечение высокого качества процесса регулирования пропуска пара в турбину за счет исключения возможности свободных осевых перемещений разгруженного регулирующего клапана относительно седла.
Технический результат изобретения достигается тем, что в известном разгруженном регулирующем клапане, преимущественно, для паровых турбин, состоящем из клапанной коробки, чаши клапана, штока регулирующего клапана, связанного с клапаном, седла разгрузочного клапана, седла основного клапана, защитного стакана, системы уплотнения, специальной муфты, связывающей шток клапана со штоком сервомотора, разгрузочный клапан выполнен поворотным.
Кроме этого в разгруженном регулирующем клапане муфта выполнена винтовой.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где
на фиг.1 изображен стандартный разгруженный клапан [1];
Предлагаемый клапан изображен на фиг.4. В данном случае использована конструкция клапана с беспроточной нагрузкой его паровым усилием на больших подъемах (как на фиг.3), но разгрузочный клапан 15 выполнен поворотным, например, в виде четырех секторов, которые перекрывают секторные отверстия в седле.
Для привода клапана используется специальная винтовая муфта (фиг.5), состоящая из корпуса 16, связанного с одной стороны со штоком 17 приводного сервомотора, а с другой стороны через поворотную втулку 18 со штоком 4 регулирующего клапана. Поворотная втулка 18 соединяется с корпусом 16 специальными болтами 19, на цилиндрические части которых насажены ролики 20. На поверхности корпуса 16 выполнена винтовая прорезь с углом подъема 45°, внутрь которой входят ролики 20.
В открытую часть корпуса 16 ввернута ограничительная гайка 21.
Предлагаемый клапан работает следующим образом.
При включении сервомотора его шток 17 (фиг.5) поднимает корпус 16 муфты. При этом ролики 20, перемещаясь по винтовой поверхности корпуса 16, поворачивают втулку 18 и связанный с ней шток 4 клапана. При этом происходит и поворот разгрузочного клапана 15 (фиг.4), обеспечивая тем самым соединение внутренней полости I (фиг.4) основного клапана с пространством II за ним и резкое снижение силы, необходимой для подъема основного клапана.
Поступательное движение штока разгрузочного клапана начинается с момента упора торцовой части втулки 18 (фиг.5) в ограничитель поворота 21.
Основное преимущество рассматриваемого клапана по сравнению со всеми существующими разгруженными клапанами состоит в том, что здесь основной клапан связан со штоком практически без осевого зазора и его положение при любых нагрузках оказывается четко фиксированным в пространстве, обеспечивая высокое качество процесса регулирования пропуска пара в турбину.
1. Разгруженный регулирующий клапан, преимущественно, для паровых турбин, состоящий из клапанной коробки, чаши клапана, штока регулирующего клапана, связанного с клапаном, седла разгрузочного клапана, седла основного клапана, защитного стакана, системы уплотнения, специальной муфты, связывающей шток клапана со штоком сервомотора, отличающийся тем, что разгрузочный клапан выполнен поворотным.
2. Разгруженный регулирующий клапан по п.1, отличающийся тем, что муфта клапана выполнена винтовой.
В.Е. Евсиков. Разработка новых конструкций клапанов с разгруженными затворами
За последние годы в арматуростроении наметилась четкая тенденция к использованию разгруженных затворов для проведения запорных, запорно-регулирующих работ системы трубопроводов. Особенно ярко это наблюдается в клапанах, работающих на высоких давлениях рабочей среды и больших диаметрах. Все это вполне закономерно, ибо только разгруженный затвор позволяет существенно снизить усилия приводов, уменьшить весогабаритные характеристики, повысить быстродействие срабатывания и в то же время увеличить плавность и точность регулировки.
Представленный анализ наиболее распространенных запорно-регулирующих клапанов с разгруженными затворами выявляет все положительные и отрицательные стороны существующих конструкций.
Клапан двухседельный
Широко распространен для регулировки высокотемпературных рабочих сред. Имеет уравновешенный разгруженный затвор и требует небольших усилий для управления. Основной недостаток – отсутствие герметичного перекрытия проходного сечения в положении «Закрыто».
Клапан запорно-регулирующий клетковый
Наиболее распространенной конструкцией является клетковый запорно-регулирующий клапан. Дроссельный узел с разгруженным плунжером и радиальными уплотнительными кольцами представлен на рис. 1.
Протечки через кольцевые уплотнения в процессе эксплуатации являются также причиной отсутствия герметичности затвора в закрытом положении, несмотря на то, что уплотнительные поверхности плунжера и седла обеспечивают герметичность затвора.
Клапан запорно-регулирующий с пилотным управлением
Для запорно-регулирующей арматуры с разгруженным приводом, больших проходных сечений (DN), работающих на высоких энергетических параметрах, широко используется конструкция клапана с пилотным управлением. Такая конструкция представлена на рис. 2.
При закрытии происходит перекрытие как основного уплотнения плунжера по седлу, так и затвора пилотного клапана. Радиальные уплотнительные элементы плунжера в виде колец не влияют на герметичность затвора в положении «закрыто». Поэтому их можно заменить, например, на обычные металлические поршневые кольца и использовать клапан на высокотемпературных средах.
Однако постоянное перетекание рабочей среды через радиальные уплотнительные кольца, как и в предыдущем клапане клеткового типа, при наличии в среде абразивных включений приводит к засорению зазоров в плунжерной паре. Практически в трубопроводах, особенно больших сечений, невозможно получить рабочую среду высокой чистоты. Поэтому данный конструктивный недостаток всегда снижает надежность клапана.
Новые запорные и запорно-регулирующие клапаны
На предприятии ООО «НПЦ «АНОД» разработаны и запатентованы два концептуально новых технических решения затворов (модель S, модель W), устраняющие вышеперечисленные недостатки существующих конструкций, позволяющие создать новую гамму клапанов запорных и запорно-регулирующих с различными конструкциями корпусов.
Трим представляет собой полую втулку, на боковых поверхностях которой выполнены профилированные окна, а в верхней части – отверстие под байонетное соединение. При установке в корпус выемная часть затвора разворачивается на 90°, байонетный замок запирается и в таком положении фиксируется поджатием фланца через уплотнение к корпусу.
Предусмотренное сальниковое уплотнение по штоку используется как аварийно-страховочное и в процессе эксплуатации не работает, т. е. внутренняя полость сильфонов сообщена с внешней средой.
Усилие давления рабочей среды, действующее на сильфоны, воспринимается резьбовым соединением трима и корпуса, обеспечивая существенную разгрузку плунжера. Давление рабочей среды, подаваемое на затвор при регулировании клапана, беспрепятственно проходит в полость А и В. Плунжер полностью разгружен. В закрытом положении уплотнительная поверхность плунжера соприкасается с уплотнительной поверхностью седла и герметично перекрывает поток рабочей среды.
Конструктивные особенности клапана:
1. Высокая герметичность относительно внешней среды.
2. Высокая герметичность затвора (класс А по ГОСТ 9544-93) в положении «закрыто».
4. Небольшое усилие привода клапана.
Обеспечивается как за счет наличия разгруженного затвора, так и за счет дополнительного усилия поджатия затвора. Затвор конструктивно выполнен так, что средний диаметр уплотнительной поверхности седла (Dср.упл.) больше, чем средний диаметр сильфона (Dср.сил.). Поэтому кроме усилия привода, действующего через шток, в конце закрытия на плунжер действует еще и дополнительное усилие, равное
5. Возможность работы клапанов в слабозагрязненных рабочих средах.
Эта особенность объясняется тем, что в процессе регулирования (рис. 4) плунжер полностью разгружен, т.е. давление полостей А и В равно давлению рабочей среды на входе. Это создает застойную зону, которая при работе клапана не обновляется загрязненной средой. Кроме того, радиальные направляющие плунжера имеют многочисленные пазы, уменьшающие площадь соприкосновения.
6. Надежность и снижение затрат на обслуживание.
В клапане отсутствуют мягкие подвижные уплотнения. Отсутствует необходимость подтяжки сальника.
Уплотнение затвора
Уплотнение в затворе может быть плоское или «конус по сфере».
Материалы уплотнительных поверхностей – «метал-по-металлу» с использованием твердосплавных антикоррозионных наплавок или «метал-по-эластомеру».
Управление клапаном
Управление клапаном производится при помощи:
— пневматического мембранно-исполнительного механизма (МИМ) по ГОСТ 13373-67 с позиционером;
— ручного привода;
— механизмов исполнительных электрических прямоходных (МЭП).
Испытания клапана и результаты
Пропускная способность и линейная характеристика запорно-регулирующего клапана были определены при испытаниях опытного образца на стенде ЗАО «НПФ «ЦКБА».
Клапан запорно-регулирующий успешно прошел сертификационные испытания на стенде ОАО НПО «ЦКТИ» при параметрах перегретого пара: давление – 3,25 МПа, температура – 425°С с совершением 3000 циклов «открыто-закрыто».
В результате проведенных работ были получены Сертификат соответствия № РОСС RU. НО03.А01592 от 13.07.2006 и Разрешение на применение № РРС 00-22128 от 13.09.2006 на целый ряд клапанов типа КЗ и КЗР. Конструкция клапанов защищена патентом РФ на изобретение №2298127 приоритетом от 12.09.2005 года.
Области применения клапанов
1. Для сред с высокоэнергетическими параметрами (вода, газ, пар).
2. Для криогенной техники.
3. Для жидких и газовых загрязненных сред.
1. Для криогенной техники.
2. Для жидких и газовых загрязненных сред.
В таблице 1 представлена номенклатура клапанов типа КЗР и КЗ с разгруженным затвором, которые могут быть изготовлены с использованием серийных сильфонов по ГОСТ 21744-83.
Примечания:
1. Материалы корпусов – 25Л, 12Х18Н9ТЛ, 12Х18Н12М3ТЛ.
2. Типы корпусов – проходные и угловые.
Несмотря на все преимущества затвора модели S, широкое использование его при проектировании клапанов существенно уменьшается вследствие ограниченного ряда типоразмеров сильфонов по ГОСТ 21744-83.
Разгруженный плунжерный затвор модели W (альтернатива клапана с пилотным управлением, рис. 4) состоит из плунжера с уплотнительной поверхностью, шарнирно соединенного через шток с приводом. Верхняя часть плунжера герметично соединена с верхней концевой деталью сварного сильфона со складывающейся формой гофр, а нижняя концевая деталь сильфона герметично установлена между корпусом клапана и фонарем.
Сильфон плунжера образует две автономных полости А и В. Полость А постоянно сообщена с полостью высокого давления рабочей среды, а полость В сообщена с полостью рабочей среды через каналы, выполненные в нижней концевой детали, и байпасную линию с клапаном малого проходного сечения.
Особенность этой конструкции заключается в том, что при регулировании потока давление в полостях А и В всегда одинаково. Металлический сильфон выдерживает многомиллионную цикличность с обеспечением необходимого хода затвора. В закрытом положении сильфон почти полностью сжимается и превращается в жесткую втулку.
Средний диаметр сильфона конструктивно больше среднего диаметра уплотнительных поверхностей затвора. Поэтому, если требуется создать необходимое усилие для герметизации затвора, достаточно перекрыть клапан байпасного соединения. При этом рабочая среда из полости В выходит в выходной патрубок клапана, тем самым нагружая соответствующим усилием уплотнение. Сильфон в почти сжатом состоянии способен воспринимать очень высокое наружное давление.
При открытии клапана байпасной линии давление в полости В становится равным рабочему давлению; далее затвор работает в разгруженном режиме.
При сопоставлении конструкций клапана с плунжерным затвором модели W и клапана с пилотным управлением можно найти общие принципы разгрузки плунжерного затвора. В обоих вариантах существует пилотный клапан, который позволяет выровнять давление верхней и нижней части плунжера, в обоих вариантах имеется возможность обеспечить поджатие затвора, используя при закрытии перепад давления рабочей среды.
Использование новой конструкции позволит существенно повысить надежность клапана, так как перемещение плунжера с уплотнением относительно втулки происходит в постоянно отфильтрованной чистой рабочей среде. Практически устраняется возможность заклинивания плунжера.
В настоящее время на предприятии НПЦ «АНОД» разгруженный затвор модели W установлен на опытном образце клапана осевого потока DN 150, рассчитанного на параметры рабочей среды (газ, жидкость, пар) с температурой до 560°С и давлением до 20,0 МПа.
Клапан изготовлен и готовится к испытаниям на различных средах.
Для замера дебита газо-нефтяных скважин изготовлены 2 опытных образца клапана DN 32 PN 40 с электромагнитным приводом, где используется разгруженный затвор модели W. Затвор клапана полностью разгружен, то есть средний диаметр сильфона равен среднему диаметру уплотнительной поверхности клапана, поэтому байпасная линия отсутствует. Клапан обеспечивает многомиллионную цикличность и в закрытом положении затвора использует только усилие электромагнитного привода.
В ближайшее время клапаны будут смонтированы на действующей установке для проведения испытаний. После успешных испытаний опытных образцов и получения соответствующих документов НПЦ «АНОД» предлагает разработку и изготовление практически любого запорно-регулирующего и отсечного (запорного) клапана в пределах рабочих параметров PN 35МПа, Т 600°С, DN 300 с затвором модели W. Клапаны с затвором модели W защищены патентами РФ на изобретение №2241883 от 02.10.2003, №2267680 от 28.05.2004, №56532 от 27.12.2005.