Курс Трубопроводная арматура. Модуль-кейс Выбор регулирующей арматуры по критерию надежности регулирования
Рассмотрены принципы выбора и расчета регулирующей арматуры по критерию надежности регулирования для систем автоматического управления в промышленной и теплоэнергетике. Проведен анализ применяемой в энергетике арматуры, показаны особенности применения критерия надежности при выборе арматуры. Приведен расчет, анализ и выбор регулирующей арматуры для САУ уровня в барабане котла БКЗ 75-3,9 ГМА.
Книга издана в 2022 году.
Читать Курс Трубопроводная арматура. Модуль-кейс Выбор регулирующей арматуры по критерию надежности регулирования онлайн беплатно
Введение
Вопросы выбора регулирующей арматуры объективно связаны с оценкой ее надежности, как с точки зрения конструктивных исполнений, так и ее надежности с точки зрения выполнения регулирующих функций. В тоже время, среди множества публикаций и стандартов трудно найти такие, которые бы с достаточной степенью уверенности давали возможность оценить трубопроводную арматуру на выполнение ею критериев надежности регулирования. Этот вопрос особенно серьезно встает перед проектировщиками технологических линий и специалистами по выбору арматуры, желающими получить надежное регулирование в условиях множества возмущающих параметров в технологической схеме, нестабильности самого потока, постоянных и часто значительных колебаний давления, перепада давления на клапане, температуры, газонасыщенности среды и пр.
Все это приводит к необходимости правильного выбора арматуры из множества различных ее видов, предлагаемых на рынке, и доказательства ее надежной работы в условиях конкретного контура или участка регулирования.
Актуальность темы обусловлена тем, что сейчас на большинстве предприятий используется арматура, не имеющая оценки по критериям надежности ее работы в условиях конкретного участка регулирования.
Цель учебного пособия состоит в том, чтобы проанализировать типы арматуры, используемые в тепловой энергетике, оценить виды контуров на критичность, в которых она может быть использована, продемонстрировать принцип ее выбора для технологических схем промышленной и тепловой энергетики, где такая проблема является наиболее выраженной.
1. Трубопроводная арматура в промышленной и тепловой энергетике
1.1. Классификация трубопроводной арматуры
Существует большое разнообразие трубопроводной арматуры, и в данной работе рассмотрены различные типы арматуры и ее классификации.
Классификация трубопроводной арматуры осуществляется по различным признакам. Пример приведен на рис.1.1 [1].
Рис.1.1. Классификация трубопроводной арматуры.
Далее, более подробно разобраны признаки классификации трубопроводной арматуры:
Классификация по области применения приведена на рис.1.2 [1].
Рис.1.2. Классификация трубопроводной арматуры по области применения.
Пароводяная трубопроводная арматура – это арматура, предназначенная для работы на воде и паре, являющаяся наиболее характерной для использования в системах отопления, вентиляции и теплоснабжения, работающая при высоких давления и температурах;
Газовая трубопроводная арматура – это арматура, предназначенная для установки в системах газоснабжения. В связи с пожаро- и взрывоопасностью рабочей среды, к ней предъявляются повышенные требования герметичности;
Нефтяная трубопроводная арматура – это арматура, предназначенная для установки в системах и трубопроводах, по которым транспортируется сырая нефть и нефтепродукты, являющиеся агрессивной средой, в связи с чем, данный вид арматуры должен обладать повышенной коррозионной стойкостью;
Энергетическая трубопроводная арматура – это арматура, как правило, являющаяся пароводяной арматурой, которая работает при высоких температурах и давлениях, характерных для крупных энергетических котлов, турбин и других установок. К арматуре данного вида предъявляют жесткие требования к качеству арматуры и материалу.
Химическая трубопроводная арматура – это арматура, предназначенная для работы с очень агрессивной средой, в том числе, концентрированные кислоты и щелочи. Данный вид арматуры в основном применяется в химической промышленности и не характерен для систем теплогазоснабжения и вентиляции. Однако применяется в цехах химводоподготовки котельных и ТЭЦ.
Трубопроводная арматура по целевому назначению бывает промышленная, общего назначения и специальная [1] (рис.1.3.).
Рис.1.3. Классификация ТА по целевому назначению.
Промышленная трубопроводная арматура – это арматура, которая устанавливается на технологических установках разного профиля и трубопроводах, подразделяющаяся на арматуру общего назначения, устанавливающуюся в системах, эксплуатируемых в обычных условиях, и арматуру специальную, к ней предъявляются особые требования, вследствие специфики систем: агрессивная среда, суспензии, высокие давления, высокие температуры;
Классификация трубопроводной арматуры по функциональному назначению приведена на рис.1.4 [1].
Рис.1.4. Классификация ТА по функциональному назначению
Регулирующая арматура. Регулирующая арматура – это арматура, которая предназначена для регулирования параметров рабочей среды при помощи изменения расхода или проходного сечения [2]. Применяются различные виды управления регулирующей арматурой из-за различных условий эксплуатации. Наиболее часто осуществляется управление по команде от датчиков, которые фиксируют параметры среды в трубопроводе и используются внешние источники энергии.
Из-за различных параметров рабочей среды: давления, температуры, химического состава и пр., к каждому виду регулирования предъявляются различные требования, это привело к появлению различных типов регулирующей арматуры. К регулирующей арматуре относятся: клапан регулирующий, клапан запорно-регулирующий, клапан трехходовой, кран шаровой, кран цилиндрический.
