Регулирование давления с помощью редукционных клапанов прямого действия

8.1. Редукционные клапаны

Давление пара в котле очень часто выше давления, требуемого для теплообменного процесса. Экономичным решением данной проблемы является редуцирование давления пара с помощью редукционного клапана. Использование в теплообменных аппаратах пара более низкого давления имеет ряд преимуществ: сам теплообменный аппарат, рассчитанный на более низкое давление пара, стоит дешевле; пар низкого давления имеет более высокую скрытую теплоту парообразования; сокращается количество пара вторичного вскипания, образующегося после конденсатоотводчика.

8.1.1. В большинстве случаев точность регулирования пропорциональных регуляторов давления прямого действия (показан на рис. 85) вполне приемлема и достаточна для технологических процессов. Это сбалансированный по давлению односедельный клапан прямого действия. Импульс от паропровода низкого давления передается через охладитель импульса и далее по импульсной трубке на нижнюю часть диафрагмы.
Сила пружины действует в противоположном направлении. Сила пружины настраивается вручную с помощью маховика и определяет величину редуцированного давления

8.1.2. Правильный монтаж редукционного клапана очень важен для нормальной работы данного клапана. рис. 86.


Редукционные клапаны прямого действия работают большую часть времени в положении дросселирования. Даже небольшие частицы грязи могут самым негативным образом влиять на нормальную работу этих клапанов. Поэтому перед каждым редукционным клапаном прямого действия рекомендуется установить сетчатый фильтр. Частицы воды во влажном паре, пролетая на высокой скорости через клапан, приводят к кавитации и эрозии и, как результат, заметно ускоряют износ клапана и седла.
При остановах системы в результате конденсации пара в паропроводах остается конденсат. Этот конденсат скапливается, в том числе, и в самой нижней точке перед редукционным клапаном При запусках пар проходит над поверхностью холодного конденсата, в результате чего могут возникать гидроудары, которые приводят к преждевременному выходу из строя диафрагмы и сильфона редукционного клапана.
Поэтому паропроводы перед редукционными клапанами необходимо дренировать с помощью конденсатоотводчиков. Если паропровод после редукционного клапана поднимается наверх, то после редукционного клапана в точке подъема паропрово¬да надо предусмотреть ещё один дренаж.
Если редукционный клапан установлен на вертикальном паропроводе с потоком снизу вверх, то дренаж непосредственно перед редукционным клапаном можно не предусматривать.
Примеры правильного монтажа редукционных клапанов прямого действия показаны на Рис. 86. Точка отбора импульса из паропровода низкого давления должна находиться на расстоянии не менее 1 метра после редукционного клапана прямого действия.
Это расстояние необходимо для стабилизации потока пара после редуцирования.

8.1.3.    Если необходимо редуцировать достаточно высокое давление пара до очень низких значений, то, скорее всего, одного клапана будет уже недостаточно. В таких случаях можно использовать два редукционных клапана, установленных последовательно (см. рис. 87). Если перепад давления достаточно большой (P2 < P1/2), то вместо редукционных клапанов прямого действия рекомендуется использовать регулирующие клапаны с электрическими или пневматическими приводами и с перфорированными плунжерами. Если использование таких регулирующих клапанов с приводами невозможно по каким-либо причинам, то существует вариант последовательной установки двух редукционных клапанов прямого действия. Перед первым редукционным клапаном необходимо предусмотреть стабилизирующий участок длиной не менее 8 х DN. Демпферный участок паропровода между редукционными клапанами должен иметь длину не менее 5 метров.


В таких случаях рекомендуется, чтобы второй редукционный клапан был на два номинальных размера больше первого редукционного клапана. Данная рекомендация относится также и к диаметру паропровода после второго редукционного клапана.

8.1.4. Если давление пара изменяется в широком диапазоне от минимального значения до максимального и если это давление должно редуцироваться очень точно даже при минимальных расходах пара, то необходимо установить два редукционных клапана разного размера в параллель (рис. 88).


Давление настройки редукционного клапана большего размера должно быть немного ниже давления настройки клапана меньшего размера, т.е. при повышении давления редуцированного пара большой клапан должен закрываться раньше маленького клапана. Такая настройка двух клапанов обеспечивает их работу с полной нагрузкой. При низкой нагрузке давление редуцированного пара немного увеличивается, что приводит к закрытию большого клапана. При этом редуцирование давления осуществляется целиком маленьким клапаном.