Клапан регулирующий ротационного типа

Когда говорят ?ротационный регулирующий клапан?, многие сразу представляют себе обычный шаровой кран с электроприводом. Вот это и есть главная ошибка, с которой постоянно сталкиваешься на объектах. Разница — принципиальная, и она кроется не в форме затвора, а в самой концепции регулирования и конструкции седла.

Отличия, которые стоят денег и надежности

Взять, к примеру, типичную ситуацию на ТЭЦ с регулированием питательной воды. Ставят шаровой кран с ?профилированным? сегментом шара, думают, что получили регулирующий клапан. Да, он будет работать, но через полгода-год начнутся проблемы — кавитация в зоне дросселирования, быстрый износ уплотнений шара, ?подтравливание? и потеря точности. Потому что шар, по сути, отсекатель, а не регулятор. Его профилирование — это компромисс.

Настоящий же клапан регулирующий ротационного типа — это, как правило, конструкция с дисковым или кулачковым затвором, который вращается не на 90 градусов, а, скажем, на 50 или 70. И самое главное — седло. Оно не круглое, как проходное отверстие, а специальной формы, часто с лабиринтными вставками или ступенчатое. Затвор, поворачиваясь, плавно изменяет площадь проходного сечения между своей кромкой и этим сложным контуром седла. Это дает линейную или равно процентную характеристику, что и нужно для регулирования.

Помню, на одной из нефтебаз пытались заменить вышедший из строя такой клапан на линии отгрузки дизеля на более дешевый шаровой с позиционером. В итоге не могли выйти на стабильный расход — либо ?рывками? шло, либо система управления ?гоняла? привод в крайние положения. Вернули ротационную схему — все устаканилось. Дело в том, что в шаровом кране в середине хода малейшее изменение угла дает резкий скачок расхода, а в ротационном — изменение более плавное и предсказуемое.

Где его место и где его не стоит ставить

Идеальная сфера для этих аппаратов — чистые среды, жидкости и газы с минимальным содержанием абразива. Регулирование пара, конденсата, технологических газов, теплоносителя. Тот случай, когда нужна не просто ?закрыл-открыл?, а именно точное управление параметром в среднем диапазоне открытия, скажем, от 30% до 70%.

А вот на сырой нефти, пульпе, шламах — это не лучший выбор. Даже с твердосплавными наплавками лабиринтные канавки в седле забьются или сотрутся. Тут уж лучше идти на клеточные или плунжерные клапаны, хоть они и дороже. Ошибка в подборе по среде — самая частая причина ранних отказов. Видел, как на линии известковой суспензии поставили ротационный клапан от хорошего европейского производителя. Через три месяца он перестал держать характеристику — из-за эрозии точная геометрия рабочей кромки была потеряна.

Еще один тонкий момент — перепад давления. Конструкции с эксцентриковым поворотным затвором хорошо работают на умеренных перепадах. Для высоких перепадов, особенно на газе, нужны специальные исполнения, часто с многоступенчатым дросселированием внутри самого затвора. Если этого не учесть, будет сильный шум, вибрация и опять же кавитация на жидкостях.

Опыт с комплексными решениями и подбором

Сейчас многие поставщики, и наша компания ООО ?Сычуань Сыдаэр Технологические инновации и услуги? здесь не исключение, идут по пути комплексных решений. Клиенту нужно не просто ?поставьте клапан?, а обеспечить работу контура регулирования. Поэтому важно рассматривать клапан регулирующий ротационного типа как часть системы: вместе с приводом, позиционером, дроссельными парами определенной формы и даже с учетом настроек ПИД-регулятора в АСУ ТП.

Наш сайт scstar.ru как раз акцентирует внимание на этом подходе ?под ключ? для арматуры и КИПиА. Потому что можно поставить идеальный клапан, но с неправильно подобранным или настроенным электроприводом (скажем, с недостаточным крутящим моментом или скоростью), и вся точность регулирования пойдет насмарку. Привод будет ?охотиться?, не успевать за сигналом, перегреваться.

Из практики: был проект по модернизации системы пароснабжения на заводе. Задача — плавно регулировать давление пара на входе в технологические установки. Подобрали ротационные клапаны с эксцентриковым затвором и специальными антишумными тримами в седле. Но ключевым стало то, что мы поставили их в связке с приводами, имеющими высокую разрешающую способность по положению и аналоговым интерфейсом обратной связи. Это позволило системе АСУ ТП построить точную характеристику ?сигнал-расход? и вести регулирование без ?ступенчатости?.

Монтаж и обслуживание: на что смотреть

Казалось бы, банальность, но с ротационными клапанами это критично: монтажное положение. Некоторые модели, особенно с определенным типом уплотнения штока/вала, строго требуют установки валом горизонтально. Если поставить вертикально — может быть повышенный износ, течь. Всегда нужно лезть в мануал производителя, а не руководствоваться ?как обычно?.

При вводе в эксплуатацию обязательна процедура ?обкатки? и настройки концевых выключателей привода. Затвор должен физически упираться в седло в положении ?Закрыто?, но привод не должен создавать чрезмерный момент. Иначе можно либо не получить герметичности, либо погнуть тяги или срезать штифты. Сам видел последствия, когда монтажники пропустили этот этап, ?забили? концевые на глазок. Через несколько циклов клапан начал подтекать в закрытом состоянии.

В обслуживании главное — регулярная проверка состояния уплотнений и пружины (если она есть в конструкции) привода, а также смазка подшипниковых узлов поворотного вала. Если среда чистая, клапаны могут годами работать без вмешательства. Но раз в год-два стоит проверить момент срабатывания вручную, через маховик или штатный механизм ручного дублера.

Мысли о будущем таких конструкций

Тенденция, на мой взгляд, идет к большей ?интеллектуализации?. Уже не редкость клапаны, которые поставляются со встроенными датчиками положения, температуры корпуса, даже вибрации. Это данные для систем предиктивной аналитики. Для ротационного регулирующего клапана это особенно актуально — можно отслеживать тенденцию к увеличению момента срабатывания (признак износа или засорения) и планировать ремонт до отказа.

Еще одно направление — материалы. Появление более стойких к эрозии и кавитации сплавов, а также применение керамических напылений на рабочие кромки затвора и седла, расширяет область применения этих клапанов на более сложные среды.

В итоге, возвращаясь к началу. Клапан регулирующий ротационного типа — это не универсальный солдат, а точный инструмент для своих задач. Его выбор, поставка в рамках комплексного решения, как это делает наша компания, правильный монтаж и понимание принципа его работы — залог того, что он отработает свой срок без сюрпризов и обеспечит то самое стабильное и точное регулирование, ради которого его и выбирают. Главное — не путать его с запорной арматурой и четко представлять технологический процесс, в который он встраивается.