В статье рассматривается одна из ключевых особенностей, влияющих на ресурс пилотных редукционных клапанов прямого действия — повышенный износ при длительной работе на очень малых расходах. На примере клапанов серии PPRV27 анализируются причины явления и предлагаются практические решения для повышения надежности и долговечности клапанов.
Принцип работы и преимущества клапанов PPRV27
Редукционные клапаны прямого действия с пилотным управлением, такие как серия PPRV27, предназначены для снижения и точного поддержания давления пара. Их ключевое преимущество — пилотный управляющий клапан и главная диафрагма увеличенной площади, которая обеспечивает быструю реакцию на малейшие колебания давления и высокую стабильность выходного параметра. Широкий диапазон настройки давления от 0,2 до 17 бар и корпус, рассчитанный на давление до 25 бар, делают их универсальным решением для многих технологических процессов.
Особенности эксплуатации
Несмотря на надежную конструкцию, редукционные клапаны с пилотным управлением, как и аналогичные решения от других производителей, подвержены специфическому режиму износа при эксплуатации на малых расходах — обычно ниже 15% от максимальной пропускной способности (Kv).
Причина возникновения износа:
В нормальном режиме работы, при средних и высоких расходах, плунжер клапана находится в относительно стабильном положении, открывая достаточное проходное сечение. При малых расходах клапан работает практически на грани закрытия в режиме «рысканья». В этом положении происходит следующее:
- Высокая локальная скорость среды: поток пара с высокой энергией проходит через минимальный зазор между плунжером и седлом, вызывая эрозионный износ.
- Микровибрация: Шток и плунжер находятся в состоянии неустойчивого равновесия, испытывая постоянные микроколебания. Это приводит к механическому износу пары «плунжер-седло» и уплотнений штока.
- Абразивное воздействие: Мельчайшие частицы окалины и примесей, присутствующие в паре, концентрируются в малом зазоре, действуя как абразив.
Визуально износ проявляется в виде характерных борозд, задиров и деформации конической части плунжера и края седла. Этот тип износа наблюдался не только на клапанах PPRV27, но и на аналогичных клапанах других брендов (например, серии DP SxS). Это свидетельствует о том, что проблема имеет системный, а не конструктивный характер.
Последствия:
- Неплотное закрытие клапана ведущее к невозможности поддержания заданного давления.
- Происходит утечка пара, что вызывает повышение давления после клапана.
- Изношенные уплотнения штока становятся причиной течи.
- Увеличивается частота и сокращается срок межремонтных работ, а также уменьшается срок службы клапана.
Решение: Адаптация клапана к реальным условиям эксплуатации
Для предотвращения преждевременного выхода из строя клапана при работе на малых расходах предлагаются три основных решения:
1. Замена клапанной пары на вариант с меньшим Kv
Если клапан PPRV27 уже установлен в систему, но постоянно эксплуатируется в неоптимальном режиме, наиболее рациональным решением является не замена всего клапана, а замена его рабочего органа. Седлo и плунжер могут быть заменены на пару с пропускной способностью на одну или даже две ступени ниже.
Например: Если в системе установлен клапан DN50, который работает на малом расходе, его можно адаптировать, установив клапанную пару от размера DN40 или DN32. Это позволит поднять рабочее положение плунжера, уведя его из зоны интенсивного износа, и обеспечить более стабильное регулирование.
2. Правильный первоначальный подбор клапана
При проектировании новых систем или замене клапанов других производителей, столкнувшихся с подобной проблемой, критически важно выполнить корректный расчет требуемой пропускной способности. Не следует выбирать клапан «с запасом». Если расчеты показывают, что рабочая точка лежит в зоне малых расходов, необходимо сразу заказывать клапан с уменьшенным значением Kv или редуцированной клапанной парой. Данные для правильного выбора можно взять из таблиц пропускной способности, аналогичных приведенным в технической документации на PPRV27, где для каждого DN указан диапазон расходов.
3. Параллельная установка двух редукционных клапанов
Если при проектировании системы или её модернизации предполагается, что нагрузки могут изменяться более чем в десять раз, рекомендуется установить два редукционных клапана параллельно. Один из них будет предназначен для работы при низких нагрузках, а второй — при высоких.
Для этого потребуется настроить клапаны таким образом, чтобы они могли работать в автоматическом режиме, исключая необходимость ручного переключения между ними.
В этом случае клапаны будут работать в оптимальном для себя режиме, предотвращая преждевременный износ при низких расходах.
Заключение
Пилотные редукционные клапаны PPRV27 предназначены для эффективного управления паром, однако их срок службы существенно зависит от соответствия условий эксплуатации расчетным параметрам. При длительной работе с расходами, составляющими менее 15% от максимального, возникает нештатный режим, который приводит к ускоренному износу оборудования.
Своевременная диагностика и адаптация клапана к реальным условиям путем установки редуцированной клапанной пары — это экономически оправданная мера. Это позволяет восстановить герметичность и восстановить точность регулирования, а также значительно продлить срок службы оборудования.
Для повышения эффективности пароконденсатной системы необходимо уделить особое внимание точному расчету и подбору, и избегать необоснованного увеличения номинала клапана.
Чтобы выбрать оптимальное решение, рекомендуется проконсультироваться с экспертами в области пароконденсатных систем. Компания «НОСТ-Солюшенс» предлагает инженерные разработки для достижения производственных целей и повышения эффективности вашей пароконденсатной системы.
Перейти на сайт:
Поставка оборудования для пара и конденсата. - ООО "НОСТ-СОЛЮШЕНС"
Телефон: +7 (812) 640-90-44
E-mail: site@nost-solutions.ru