Станислав Горобченко - Курс «Применение трубопроводной арматуры». Модуль «Применение поворотной арматуры в металлургии»

Энергетические среды – пар, вода высокого давления.

Характерным отличием использования поворотной арматуры является то, что она в целом, как более «способная» к автоматизации используется в технологических трубопроводах.

Арматура делится на запорную и регулирующую. Запорная арматура служит для отсечки потока и составляет до 80% всей арматуры. К ней относят запорные краны и заслонки отсечки потока, аварийной отсечки или вентилирования, а также малую арматуру, такую как пробно-спускную, выпуска воздуха, дренажа. Обычно такая арматура имеет малые условные проходы. Главным способом ее совершенствования является нахождение способов ее унификации и снижения издержек при эксплуатации.

Регулирующая арматура служит для регулирования расхода. Типичными представителями ее являются клапаны регулирования давления, уровня, регулирующие клапаны.

Автоматическое управление. Автоматический привод необходим для обеспечения непрерывности процесса, характерных для металлургического производства.

2. Проблемы перехода от арматуры возвратно-поступательного типа к поворотной арматуре

ЗАПОРНАЯ АРМАТУРА

Еще в 70-х годах применение задвижек и вентилей было распространено значительно шире, чем поворотных заслонок и шаровых кранов. Применение поворотных заслонок ограничивалось температурой не более 100 оС. Это было связано с применением преимущественно резиновых уплотнений, неотработанностью конструкции, отсутствием решений для потоков с повышенными параметрами.

Сегодня поворотные заслонки способны выдерживать уже температуры не менее 600 оС 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 260 оС 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 является минимальный вес и габариты. Вес поворотных заслонок в 1,5 – 3 раза меньше по сравнению с задвижками. Малая строительная длина создает возможности для уменьшения общей протяженности трубопроводов и сокращения расходов на потребление насосами. Можно выделить несколько основных направлений замены клиновых и шиберных задвижек поворотными заслонками:

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.