При работе с кислородом ошибка в выборе арматуры может обойтись значительно дороже, чем ошибка в выборе её условного прохода.
На химическом предприятии возникла инженерная задача автоматизировать подачу кислорода после воздухоразделительной установки в технологическую линию. От точности дозирования кислорода зависела стабильность производственного процесса, поэтому клапан должен был не только герметично перекрывать поток, но и непрерывно регулировать его расход в автоматическом режиме.
Исходные условия эксплуатации
Кислород поступал в технологическую линию под давлением 15–16 кгс/см². Требуемый расход составлял до 200 нм³/ч, а расчётный перепад давления на клапане — всего 0,5 кгс/см².
При таком режиме даже незначительное изменение положения регулирующего органа влияет на расход рабочей среды. Поэтому исполнительный механизм должен обеспечивать высокую точность позиционирования во всём диапазоне регулирования.
Для проекта был изготовлен запорно-регулирующий клапан ATOM-URAN-ED400 DN32 PN25 с линейной характеристикой регулирования, корпусом из нержавеющей стали 12Х18Н10Т, классом герметичности А и электроприводом БИРС. Перед поставкой изделие прошло обязательное обезжиривание, предусмотренное для арматуры, работающей на кислороде.
Инженерная проблема
Кислород предъявляет к трубопроводной арматуре значительно более жёсткие требования, чем большинство других газообразных сред. Помимо точного регулирования расхода необходимо обеспечить герметичность по классу А, исключить загрязнение внутренних поверхностей и использовать материалы, совместимые с кислородной средой.
Дополнительную сложность создавал небольшой перепад давления. Клапан должен был работать не как обычная запорная арматура, а как исполнительный орган системы автоматического регулирования, непрерывно изменяя степень открытия в зависимости от режима работы технологической линии.
Почему был выбран именно URAN-ED400 с электроприводом
На этапе проектирования рассматривались различные варианты исполнительного механизма. Несмотря на то что на опасных производственных объектах широко применяются пневмоприводы, расчёт режима работы показал: для данного процесса определяющим фактором является не скорость срабатывания, а точность регулирования.
При небольшом перепаде давления требовалось плавно изменять расход кислорода без резких скачков. Поэтому проектом была предусмотрена линейная характеристика регулирования, при которой изменение расхода происходит пропорционально перемещению регулирующего органа. Это позволяет системе автоматического управления точнее поддерживать заданный технологический режим.
Именно этим требованиям соответствовал URAN-ED400. Электропривод обеспечивает точное позиционирование регулирующего органа по сигналу системы автоматизации, а конструкция клапана совмещает функции регулирования и герметичного перекрытия потока. Корпус из стали 12Х18Н10Т и обязательная подготовка изделия к работе с кислородной средой обеспечивают его соответствие условиям эксплуатации.
Результат эксплуатации
Изготовленный клапан соответствует требованиям проекта по рабочей среде, диапазону рабочих параметров и герметичности. Применение электропривода обеспечило точное автоматическое регулирование расхода кислорода, а обязательное обезжиривание и подготовка внутренних поверхностей позволили использовать изделие на линии подачи кислорода в составе автоматизированного технологического процесса.
Инженерный вывод
Кислород не прощает упрощённого подхода к выбору арматуры. В этом проекте решающее значение имели не DN32 и PN25, а способность клапана точно регулировать расход, работать в составе автоматизированной системы управления и соответствовать требованиям, предъявляемым к арматуре для кислородной среды. Именно поэтому инженерный расчёт начинается не с выбора условного прохода, а с анализа технологического режима и условий эксплуатации.
Вопрос инженеру АЗ АТОМ
- Почему для кислородной арматуры опасна даже обычная смазка?
- Большинство трубопроводной арматуры невозможно представить без смазочных материалов. Однако для кислородной среды действуют другие требования. При повышенной концентрации кислорода некоторые органические вещества, включая остатки масел и смазок, могут быть несовместимы с рабочей средой.
Именно поэтому арматура, предназначенная для работы на кислороде, проходит обязательное обезжиривание. Эта технологическая операция удаляет загрязнения с внутренних поверхностей изделия и является одним из обязательных этапов подготовки клапана перед поставкой заказчику.
Подбираете запорно-регулирующий клапан для кислорода или другой газообразной среды? Направьте опросный лист специалистам АЗ АТОМ. Мы проверим исходные параметры, подберём исполнение клапана и подготовим техническое решение для вашего объекта. Скачать опросный листhttps://clck.ru/3SZ2K2
Хэштеги
#АЗАТОМ #URANED400 #КЗР #кислород #запорнорегулирующийклапан #кислороднаяарматура #химическаяпромышленность #автоматизация #инженерныйкейс