Редуцирование пара при его постоянной подаче с 12 бар на входе до 2 бар на потребителе

Описание задачи

Необходимо редуцировать водяной пар с более высокого давление (12 бар на выходе с парового котла) на более низкое (2 бар на потребителе) при заданном расходе (3500 кг пара в час). Подача водяного пара постоянная. Решение должно предусматривать использование редукционного клапана. Также необходимо предусмотреть линию отвода конденсата, байпас, осушение водяного пара.

Подготовительный этап

Для правильного решения поставленной задачи был организован выезд на предприятие заказчика с целью проведения энергоаудита паросилового хозяйства и личного общения с Главным инженером и службой эксплуатации, точного определения места установки клапанов, снятие показателей и параметров по расходу, давлению и температуре.

Предложенное решение

Предложенное решение представлено на рисунке.

Самое важное в данной схеме – это правильный подбор редукционных клапанов. Перепад на одном клапане составил 11 бар, поэтому Заказчику было предложено рассмотреть схему работы с применением последовательности редукционных клапанов. Первый клапан редуцировал с 12 бар до 6 бар, второй с 6 до 2 бар. Данное решение позволили лучше настроить выходное давление с первого и второго клапана в сравнении с решением на основе единственного редукционного клапана. При использовании одного редукционного клапана существующий перепад в 11 бар очень сильно бы увеличивал ошибку регулирования после клапана, что в свою очередь могло сильно повлиять на работу системы в целом. Также при перепаде в 11 бар при использовании одного редукционного клапана необходимо было бы предусмотреть большое расширение трубопровода, что привело бы к увеличению затрат на материалы, трубы, работы. При использовании двух последовательных редукционных клапанов диаметр труб после них будет уже не настолько большой в сравнении с одним редукционным клапаном.

В связи с тем, что подача водяного пара будет осуществляться постоянно, были подобраны редукционные клапаны с использованием специальной расчетной программы подбора оборудования ARI-myValve®. Данные клапаны были подобраны согласно расходу, входному и выходному давлению. Ими стали редукционные клапаны ARI-PREDU®.

Согласно заданию и для правильной работы установки для осушения водяного пара и отвода конденсата был предложен сепаратор и линяя отвода конденсата. Линяя отвода конденсата состоит из самой линии, байпаса и дренажа с использованием запорных сильфонных клапанов ARI-FABA®-Plus, сетчатого фильтра ARI-Strainer, поплавкового конденсатоотводчика ARI-CONA®S и обратного клапана ARI-CHEKO®-V.

Перед сепаратором предусмотрен запорный сильфонный клапан ARI-FABA®, выполняющий роль отсечного клапана при останове. Также запорный сильфонный клапан ARI-FABA® применяется для перекрытия потока среды во время профилактических работ и при обслуживания установки.

В первоначальной постановке задачи Заказчик указал на необходимость непрерывной подаче водяного пара с котла на потребителей. В случае останова и технического обслуживания редукционной установки данную задачу непрерывности подачи пара выполняла линия байпасирования. На байпасе был установлен запорный сильфонный клапан ARI-FABA®-Plus, который был подобран для байпасирования основного потока среды через себя во время останова редукционной установки. Сильфон позволял компенсировать большой перепад на клапане (12 бар) а также выполнял роль осевого компенсатора. Также можно использовать данный клапан для дросселирования и регулирования подачи среды, т.к. исполнение запорного клапана было с дросселирующим затвором. Запорный сильфонный клапан ARI-FABA®-Plus на байпасе открывался, когда основная линия редуцирования пара останавливалась на техническое обслуживание..

Для стабилизации выходного давления после второго редукционного клапана Заказчику был предложен пружинный предохранительный клапан ARI-SAFE.

Для очистки от грязи и окалины среды в трубопроводе предусматривался сетчатый фильтр ARI-Strainer, однако, сам заказчик настоял на том, чтобы после сепаратора был установлен дополнительный сетчатый фильтр ARI-Strainer.

Для ручного отсечения установки и с целью ее периодического технического обслуживания были предложены сильфонные запорные клапаны ARI-FABA®-Plus. Запорные сильфонные клапаны устанавливались на входе в редукционную установку и на выходе из нее. Запорный сильфонный клапан на выходе с редукционной установки был больше диаметром, чем второй редукционный клапан по причине того, что объем среды после второго редукционного клапана был больше, чем объем среды на входе во второй редукционный клапан.

Естественно, что после второго редукционного клапана было снижение давления водяного пара, что неминуемо приводило к образованию конденсата. В данной схеме линия отвода конденсата не учитывалась, т.к. она уже была предусмотрена заранее. Если бы вторая линия отвода конденсата отсутствовала у Заказчика, то она была бы обязательно предложена как одно из обязательных условий нормальной, эффективной работы всей установки.

Реализованное решение

Были приобретены запорные сильфонные клапаны ARI-FABA®-Plus, тип 046; сетчатые фильтры ARI-Strainer, тип 050; поплавковые конденсатоотводчики ARI-CONA®S, тип 631; редукционные клапаны ARI-PREDU®, тип 701; предохранительный клапан ARI-SAFE, тип 901, обратный клапан ARI-CHECKO®-V, тип 003.