Практически любую трубопроводную арматуру, используемую на трубопроводах можно разделить на 2 основные группы - запорная и регулирующая.

Регулирующая арматура используется для управления потоком среды в процессах и делится сама на 2 больших раздела - прямого и непрямого действия. К непрямого действия относится регулирующая арматура с электро или пневмоприводами - то есть где управление происходит от внешнего сигнала. Регулирующая арматура прямого действия - это редукционные и перепускные клапаны, регуляторы перепада давления и регуляторы уровня, автоматические воздухотводчики и поплавковые клапаны - где управление происходит регулируемой рабочей средой.

Редукционный клапан является, пожалуй, самым распространённым видом регуляторов давления прямого действия. Без него не обходится не одна система - начиная от ИТП и заканчивая Атомными станциями. Редукционный клапан используется в системах для задания и поддержания необходимого давления вне зависимости от колебаний давлений сверх установленного до клапана. Выбор редукционного клапана зависит от множества параметров, которые всегда необходимо учитывать - иначе возможен преждевременный выход клапан из строя или в принципе невозможность его функционирования.

Редукционный клапан необходимо выбирать, учитывая следующие параметры:

1.Тип рабочей среды, её температура - агрегатное состояние среда и сама среда влияет на материалы как корпуса, так и применяемых в клапане уплотнений. Например, редукционный клапан для пара требует установки конденсатной емкости. Это связано с тем, что пар имеет высокую температуру, на которую не рассчитаны мембраны клапана. Установка конденсатной емкости разделяет пар и мембрану водой, которая практически не сжимаема.

2.Место установки. Установка редукционный клапанов вне помещений возможна, но не рекомендуется. И если материал корпуса выдерживает перепады температур, то уплотнения, применяемые в клапане при минусовых температурах, дубеют и теряют свои свойства - эластичность, а также становятся хрупкими.

3.Основные параметры рабочей среды - это давление до клапана, давление настройки и расход через клапан. Необходимо знать минимальные и максимальные параметры для правильного расчета пропускной способности.

4. Дополнительные параметры. Надо учитывать соотношения перепадов давлений, а также скорости потоков рабочей сред. Всё это влияет на сам клапан и его конструкцию. К примеру редукционный клапан на пар при больших перепадах давлений имеет наплавку стеллита на плунжер и седло для более высокой прочности.

Компания Академия Тепла поставляет редукционные клапаны следующих изготовителей:

1.Компания АДЛ - торговая марка ГРАНРЕГ КАТ - основная линейка редукционных клапанов.

2.Компания Valsteam ADCA (Португалия) - производитель оборудования для пароконденсатных систем.

3.Компания Mankenberg (Германия) - продукция данного завода отличается высокой точностью и качеством, а так же практически безграничным разнообразием исполнений.

4.Компания Goetze Armaturen (Германия) - линейка клапанов на небольшие диаметры с небольшой ценой, но очень высоким качеством.

5. Компания Armstrong - один из ведущих мировых лидеров в области оборудования для пара и конденсата. Серия клапанов GP2000 с пилотным управлением зарекомендовала себя как клапан с небольшой ценой, малыми габаритами и очень высокой точностью и значительных разбросах при потреблении пара.

Редукционный клапан для пара в зависимости от перепада давлений и изменения расхода управляется мембраной, поршнем или пилотом. Самый распространенный тип редукционного клапана - мембранный. Для поддержания давлений более 13-15 бар, а также на высоких температурах используется поршневой тип привода. Если необходимо редуцировать давление на больших расходах, то используется редукционный клапан с пилотным управлением - это самый выгодный вариант экономической точки зрения.

Редукционный клапан требует правильной обвязки по дополнительному оборудованию. Ниже представлены 2 схемы обвязки редукционного клапана - на жидких средах, и при установке на пар или газы. Принципиальное отличие заключается в необходимости установки на пар или газы сепаратора - который будет удалять частички конденсата. Именно его наличие, в купе с большой скоростью движения пара и газов, наносит наибольшие повреждения рабочим элементам редукционному клапану.

Подбор редукционного клапана никогда не осуществляется по диаметру трубопровода. Любой тип регулирующей арматуры рассчитывается из учета её пропускной способности - величины Kv. Мы рекомендуем Вам не подбирать самостоятельно данное оборудование, а заполнить опросный лист (раздел ДОКУМЕНТАЦИЯ) и отправить его в наш адрес. Сотрудники компании Академия Тепла рассчитают редукционный клапан под Ваши параметры и дадут оптимальное предложение по цене и срокам поставки.

Регуляторы давления обладают простой конструкцией, в состав которой входит два основных компонента - реагирующий и исполнительный элементы. Первый представлен чувствительным элементом (мембраной), который сравнивает текущий показатель давления рабочей среды с сигналом датчика. Второй компонент выполнен в виде дроссельной заслонки - по команде она перекрывает проходное сечение на нужный уровень. Рабочие узлы регулятора связаны между собой исполнительной связью. Все предлагаемые устройства имеют прочный цельнометаллический корпус с боковыми патрубками для установки в трубопровод. Отдельные модели оснащаются дополнительными выходами для подключения различных приборов.

Принцип работы

Редукторы прямого действия, поставляемые компанией «НЕМЕН», срабатывают под воздействием непосредственно самой среды. Пользователь только устанавливает регулирующую арматуру и задает оптимальные параметры давления (максимальные и минимальные), в пределах которых устройство будет выполнять стабилизацию. Реагируя на колебания силы потока, регулятор автоматические изменяет положение заслонки для открытия или закрытия проходного сечения на необходимый уровень. В результате его работы транспортируемая среда поступает в систему строго дозированно, что позволяет избежать резких скачков давления и его последствий.

Основные виды изделий

Все регуляторы давления имеют примерно одинаковую схему устройства. При этом у них есть и отличия. В зависимости от модели изделия могут оснащаться клапаном или заслонкой, пружинным или пневматическим управляющим элементом, мембраной или поршнем. Основная классификация осуществляется по направлению стабилизации:

• до себя - регулируют силу потока на участке, расположенном перед клапаном;
• после себя - корректируют показатели рабочей среды в контуре за клапаном;
• универсальные - исправляют перепады в двух направлениях, определяя разность показателя в точках подключения к обратному и прямому трубопроводу.

Характеристики регуляторов

Современные редукторы выпускаются в широком ассортименте, который включает решения для трубопроводных систем разного типа и назначения. В нашем каталоге можно найти регуляторы давления с такими параметрами.

• Рабочая среда - вода, пар, нефтепродукты, газ, воздух.
• Способ монтажа - приварка, резьбовой, фланцевый.
• Диаметр сечения - от 15 до 200 мм.
• Максимальное давление - от 10 до 40 бар.
• Температура транспортируемого вещества - от -5 до +240 °С.

Преимущества регуляторов прямого действия

• Отсутствие необходимости в использовании постороннего источника питания.
• Высокая скорость реагирования на изменения и точность стабилизации.
• Простой монтаж и настройка рабочих параметров устройства.
• Качественная оптимизация функционирования всей системы.
• Надежность защиты трубопровода и подключенного оборудования.

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.

Редукционным называют клапан, предназначенный для уменьшения давления в линии отводимой от основной и поддержания этого давления на постоянном уровне.

Редукционные клапаны используют в случае если от одной линии высокого питаются один или несколько потребителей, рассчитанных на меньшее рабочее давление, чем основная линия.

Редукционные клапаны, также, применяются для уменьшения или стабилизации давления питания исполнительных механизмов.

Функции редукционного клапана

Редукционные клапаны позволяют реализовать следующие функции:

• Снижение давления в линии отводимой от основной
• Поддержание давления на постоянном уровне
• Ограничение давления (только для трехлинейных клапанов)

Как работает редукционный клапан

Попробуем разобраться, как работают редукционные клапаны.

Рассмотрим подробнее устройство и работу клапанов прямого и непрямого действия.

Редукционный клапан прямого действия

Принципиальная схема редукционного клапана прямого действия показана на рисунке. Рассмотрим основные элементы и принцип работы редукционного клапана.

Давление жидкости на выходе редукционного клапана в линии отводимой от основной называют редуцируемым .

Золотник 1 расположен в корпусе 2, в котором также установлена пружина 3, ее поджатие регулируется винтом 4.

Давление в напорной линии (Рн) подводится к рабочей полости золотника, не оказывая на него силового воздействия, так как площади поясков золотника равны. Осевыми силами, действующими на золотник являются сила пружины и сила, обусловленная давлением на выходе клапана (Рред). Положение золотника будет определяться силой действия пружины и редуцируемым давлением Рред. Настройка давления на выходе редукционного клапана осуществляется винтом , поджимающим пружину.

При увеличении редуцируемого давления (Рред), золотник, под действием этого давления будет смещаться (вверх по схеме), уменьшая площадь проходного сечения S, увеличивая гидравлическое сопротивление. В результате возросших потерь редуцируемое давление снизиться до величины первоначальной настройки.

При уменьшении редуцируемого давления (Рред) золотник под действие усилия пружины переместится вниз, увеличивая проходное сечение. В результате снижения потерь, давление в отводимой линии достигнет величины настройки.

В редукционном клапане прямого действия на золотник с одной стороны воздействует пружина, а с другой - редуцируемое давление. Усилие пружины зависит от степени ее сжатия, то есть от положения золотника, которое, в свою очередь, зависит от расхода на выходе клапана. В связи с этим при увеличении расходе через редукционный клапан прямого действия будет уменьшаться редуцируемое давление.

Эта особенность работы клапанов прямого действия может оказывать существенное влияние на работу клапана при больших величинах расхода. Поэтому для работы при больших расходах используют редукционные клапаны непрямого действия .

Использование редукционных клапанов непрямого действия позволяет уменьшить влияние расхода на давление.

Схема клапана редукционного непрямого действия показана на рисунке.

Жидкость подводится в клапан через отверстие 9, пройдя через зазор между золотником 5 и седлом в корпусе, жидкость поступает в отовдимую линию 10. Давление жидкости в отводимой линии воздействует на нижний торец золотника. Жидкость из отводимой линии, к тому же, через 4 подводится к верхнему торцу золотника и к шарику 1, поджатому пружиной 2, усилие поджатия регулируется винтом 6. Линия 7 соединяется со сливом.

Положение золотника 5 определяется соотношением сил давления в отводимой линии (редуцируемого) и давления в камере 8.

Величина давления в камере 8 зависит от настройки пружины 2, то есть величину давления настройки клапан можно регулировать винтом 6.

В случае увеличения давления в линии отводимой от основной выше давления настройки, шарик отодвинется от седла, пропуская часть жидкости на слив. В результате появления расхода через дроссель 4, давление на верхний торец золотника снизится (из-за потерь на дросселе), золотник под действием редуцируемого давления переместится вверх, уменьшая проходное сечение, что вызовет снижение редуцируемого давления до величины настройки.

Как изображается редукционный клапан на гидросхемах

На редукционный клапан показывают в виде квадрата со стрелкой, указывающей направление жидкости, также на схеме показана регулируемая пружина и управление с линии выхода (пунктиром). Пример обозначения редукционного клапана показан на следующем рисунке.

Чем редукционный клапан отличается от предохранительного

Редукционные и позволяют регулировать давление, некоторые модели этих устройств производятся в корпусах схожей формы, они регулируется с помощью винта, регулирующего поджатие пружины, их гидравлические схемы состоят из похожих элементов. По этим причинам эти клапаны можно перепутать. Хотя различий у редукционных и предохранительных клапанах гораздо больше, они различаются как по конструкции, принципу действия и назначению.

Пожалуй главным различием является то, что предохранительный клапан управляется давлением на входе (из линии Р), а на золотник редукционного клапана управляющее воздействие оказывает давление на выходе клапана (из линии А). Это отражено и на гидравлической схеме клапана, пунктирная линия управления на схеме редукционного клапана подведена к выходу, а на схеме предохранительного - ко входу.

Функции этих клапанов также различны, клапан предохранительный защищает гидравлическую систему от чрезмерно высоко давления, клапан редукционный снижает давление в линии отводимой от основной и поддерживает давление в этой линии на постоянном уровне.

Основные области применения: пар, CO2, вода, сжатый воздух- на большинстве не горючих и не агрессивных жидких и газообразных средах.

Для чего нужны регуляторы давления - перепускные клапаны и редукционные клапаны для регулирования давления после себя?
На предприятии масса потребителей теплоэнергии, одним необходимо давление 2 bar, другим 4 , третьим 8, но производить пар приходится всегда с максимальными параметрами, а уже потом снижать давление до необходимого значения. Регуляторы давления- это не только редукционные клапаны, но и перепускные клапаны, однако перепускные клапаны не так часто применяются в пароконденсатных системах.

Редукционный клапан - это

регулятор давления ПОСЛЕ себя , основное предназначение- снизить давление после себя и поддерживать его на определенном уровне (на участке после себя), независимо от скачков давления до регулятора (на входе в него). Скачки давления вызваны изменениями в потреблении пара, регулятор давления поддерживает постоянный уровень давления.

Перепускной клапан - это регулятор давления ДО себя, применяется значительно реже, чем редукционный клапан, на пару практически не используется. Перепускные клапаны чаще всего используют для байпаса насосов. Когда насос подает слишком большое давление, перепускной клапан выводит этот избыток давления обратно на всас (перепускает давление), такая система позволяет сберечь насос.

3 основных вида редукционных клапанов для пара

от более простого к более сложному

сильфонного типа (например ADCA PRV25)

Имеет внутри гибкий металлический сильфон с относительно небольшой площадью, в результате чего сильфонный редукционный клапан считается наименее чувствительным, подходит для более грубой регулировки давления после себя. Если расход проходящего пара через клапан во время работы меняется не значительно- редукционный клапан сильфонного типа вполне справится. Из-за низкой точности и чувствительности этот клапан изготавливают только в малых типоразмерах DN 15-20-25. Одним из минусов этого клапана является относительно небольшая пропускная способность. Основной плюс- простая конструкция.

Регулятор давления после себя мембранный (например ADCA RP45)

Внутри металлической тарелки резиновая мембрана, площадь мембраны куда выше чем на сильфоном редукционном клапане, отсюда более высокая чувствительность и относительно бОльшая точность поддержания давления после себя. Очень распространенный тип редукционных клапанов, способен работать в системах с высокой динамикой изменения расхода пара, в сравнении с сильфонным клапаном, у мембранного клапана выше пропускная способность- это тоже значительный плюс. Крайне долговечный тип редукционных клапанов, если правильно установлен фильтр перед редукционным клапаном- даже резиновая мембрана в нем способна проработать более 10 лет.

Регулятор давления после себя пилотный (например ADCA PRV47)

Главный козырь пилотного регулятора давления после себя- наивысшая чувствительность и точность регулировки.

Наиболее продвинутая конструкция, самый точный регулятор давления, но при этом самый «нежный». Этот клапан оснащен поршневым приводом, в конструкции много мелких проточек, как следствие клапан очень чувствителен к качеству пара. Ни в коем случае такой редукционный клапан нельзя ставить в систему с высоким уровнем механических примесей в пару, рекомендуется использовать его с трубопроводами из нержавеющей стали либо устанавливать фильтр тонкой очистки пара (тканевый), только так можно обеспечить долгую работу такого клапана

Подбор регулятора давления

Регулятор давления после себя всегда устанавливают меньшего типоразмера, чем основной трубопровод! Распространенное заблуждение- установка редукционного клапана размер в размер.

Редукционный клапан совпадающий с типоразмером трубы всегда оказывается мощнее, чем этого требует технологический процесс, из-за этого клапан работает не точно, представьте себе клапан работающий на 10-30% своей нормальной мощности, по сути это не сильно отличается от регулирования «открыт-закрыт» и основной функционал такого клапана остается не использованным.
Основные параметры для подбора регулятора давления после себя:

• Тип среды.
• Давление на входе.
• Давление на выходе.
• Расход среды (мин. Макс).
• Температура среды.
• Тип присоединения.

ДИАМЕТР КЛАПАНА ОПРЕДЕЛИТСЯ, ИСХОДЯ ИЗ ПАРАМЕТРОВ ПАРА, ДАВЛЕНИЯ, РАСХОДА И СРЕДЫ А НЕ ИЗ ДИАМЕТРА ТРУБЫ.

Подбор по трубе - категорически нет . Всегда при подборе редукционного клапана необходимо выйти на заужение трубы перед клапаном и расширение трубопровода ЗА клапаном.

Как в идеале выглядит редукционный узел паровой системы

Нормальный подбор узла редуцирования проводится исходя из параметров системы.

В двух словах опишем принцип подбора узла редукционного клапана.

Предположим, основной трубопровод перед редукционным клапаном - ф 40, в этом случае сам редукционный клапан по расчету получится чуть меньше, примерно Ду 32.
ЗА клапаном обычно необходимо расширить трубопровод, как правило кардинально.
То есть ДО редукционного клапана диаметр паровой трубы был ф 40, а ЗА редукционным клапаном трубу нужно будет расширить к ф 50 а то и ф 65. (грубо)
Для чего нужно расширение трубопровода ЗА редукционным клапаном?
Мы понизили давление - пар расширился - необходимо расширить и трубопровод, чтобы обеспечить нормальный проход пара по системе.
Сообщите нам параметры вашей паровой системы и мы произведем полноценный расчет необходимого давления с оптимальными рабочими характеристиками.

Список оборудования для корректной работы узла редуцирования :

Узел отвода конденсата перед редукционным клапаном - Обязательно
Запорная арматура перед редукционным клапаном - Обязательно
Фильтр перед редукционным клапаном - Обязательно
Предохранительный клапан- Обязательно
Сепаратор пара - в идеале.