Курс «Применение трубопроводной арматуры». Модуль «Применение поворотной арматуры в металлургии»
Шрифт:
Сегодня поворотные заслонки способны выдерживать уже температуры не менее 600оС при давлениях свыше 400 Бар (заслонки компании Mapag, отделение Metso Automation) с герметичностью, соответствующей 1 классу по ГОСТ 9744 в обоих направлениях. Вместо обычных резиновых прокладок используется широкий спектр мягких уплотнений, способных выдерживать температуры до 260оС без потери герметичности. Металлические уплотнения дали возможность применять заслонки в условиях абразивных, сильно загрязненных сред, в т.ч. пара и воды, с повышенным содержанием соли. Переход от безэксцентрикового исполнения, не гарантирующего достаточную герметичность сначала был осуществлен переход к одноэксцентриковому уплотнению, и далее к двухэксцентриковому уплотнению и для наиболее сложных случаев – к трехэксцентриковому уплотнению. Последнее гарантирует герметичное уплотнение по 1 классу. Их значительное достоинство по сравнению с применяемыми клиновыми задвижками
1. В условиях, где критичны размеры, в частности, крупные диаметры трубопроводов. Начиная с условного прохода 400мм, строительная высота поворотной заслонки, включая привод, может быть в 1,5-2 раза меньше. В частности для компактных трубопроводных обвязок более применимы малогабаритные поворотные заслонки.
2. В условиях, где требуется не только отсечка, но и регулирование. Поворотные заслонки обладают значительно более высокой способностью к регулированию, по сравнению с задвижками. В частности, они значительно более просто автоматизируются.
3. В условиях, где критичен вес арматуры. В частности, это могут быть транспортные устройства, включая железнодорожные и автомобильные цистерны.
4. В условиях, где критична стоимость арматуры. В частности значительный успех титановых поворотных заслонок при перекачке агрессивных пульп, даже с наличием взвешенных частиц по сравнению с титановыми задвижками, связан с тем, что они имеют меньший вес и, соответственно, меньшую стоимость.
ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИМЕНЕНИЯ ПОВОРОТНЫХ ЗАСЛОНОК ВМЕСТО ЗАДВИЖЕК ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ЭНЕРГЕТИКЕ И МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМУ ПРОИЗВОДСТВУ
Ниже показаны сводные характеристики преимуществ применения поворотных заслонок вместо задвижек, табл. 2.1.
Табл. 2.1. Преимущества применения поворотных заслонок по сравнению с задвижками.
2.1.
рименимость поворотной арматуры в металлургическом производстве
Хотя тенденция к замене задвижек и вентилей, безусловно, прослеживается, однако, поворотная арматура не заменяет многие специализированные виды арматуры. В частности, это специализированная арматура, включая предохранительную, защитную, распределительную, фазоразделительную, смесительную и т.п.
Однако с ростом автоматизации будет заметен перевод ряда арматуры из простых регуляторов на принудительное регулирование посредством выполнения команд управления, идущих от системы автоматизации, а не только осуществляющих саморегулирование процесса. Таким образом, например, уже начался перевод регуляторов прямого действия на горелочном оборудовании на применение регулирующих клапанов, как правило, поворотного типа, действующих не от настроенного на определенный параметр давления МИМ, а от команды системы управления.
В предохранительной арматуре выделяется подсегмент арматуры быстрого срабатывания, где применение поворотных клапанов, в большей степени поворотных заслонок было бы наиболее эффективно.
Далее, в соответствующих разделах, приводятся основные параметры замены арматуры, наиболее часто применяемой в процессах металлургического производства на поворотную арматуру производства Metso Automation.
РЕГУЛИРУЮЩАЯ АРМАТУРА
ВЫБОР АРМАТУРЫ
В технических решениях по оснащению клапанами производственных линий необходимо стремиться к минимальной колебательности процесса и отсутствию отклонений от оптимального диапазона регулирования клапана. Причины высокой колебательности регулирующих контуров могут быть разные – и неправильный расчет и выбор клапана, и недостатки монтажа, и плохая настройка клапана и позиционера, помехи и чрезмерные отклонения в процессе. Дороговизна колебательности заключается в потере продукции, внеплановых остановах, снижении эффективности процесса и высоком взаимовлиянии сопряженных контуров.
Выбор регулирующих клапанов долгое время основывался на различных приблизительных оценочных методах и имеющемся опыте. Для восполнения недостатка в точной и быстрой методике выбора разрабатываются методики расчета и выбора регулирующего клапана, благодаря которой можно выбрать наилучший вариант клапана по точности регулирования и регулирующим свойствам для конкретных условий эксплуатации. Методика расчета основана на графических кривых, расходной характеристике и коэффициенте усиления установленного клапана.
ОСНОВЫ РАСЧЕТА. ВНУТРЕННЯЯ ПРОПУСКНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА.
Оптимальный выбор регулирующего клапана по размеру и типу начинается с внутренней пропускной характеристики клапана. В этом отношении пропускные характеристики клапанов тщательно измеряются в различных испытательных лабораториях.
Характеристики клапана замеряются в условиях, когда перепад давления постоянен. В этом случае величина потока, проходящего через клапан «q» пропорциональна его коэффициенту пропускной способности Сv. Так как коэффициент пропускной способности клапана выражает со своей стороны эффективную величину поперечного сечения потока, то по характеристике клапана можно видеть, что эффективность поперечного сечения потока меняется в функциональной зависимости от степени открытия «h» клапана.