Какой параметр исполнительного механизма влияет на пропускную способность регулирующего клапана

Какой параметр исполнительного механизма влияет на пропускную способность регулирующего клапана

Регулирующий клапан — это вид трубопроводной арматуры наиболее часто применяемый для регулирования расхода и давления.

Правильный подбор регулирующего клапана является необходимым условием для обеспечения нормальной работы трубопроводной системы. Подбор регулирующего клапана сводится к определению его пропускной способности, при которой на заданном расходе будет дросселирован заданный избыток напора. Пропускная способность регулирующего клапана характеризуется коэффициентом пропускной способности Kv. Коэффициент Kv равен расходу рабочей среды с плотностью 1000 кг/м 3 через клапан при перепаде давления на нем 0,1 МПа.

Формулы для определения коэффициента Kv различаются для различных типов среды и величин давления, формулы для расчета Kv представлены в таблице 1.

Величина Kv умножается на коэффициент запаса k1 (который обычно принимается в диапазоне 1,2-1,3): Kvs=k1*Kv. И получаем величину Kvs – условная пропускная способность клапана.

По рассчитанному значению Kvs, по каталогам производителей, подбирается регулирующий клапан с максимально близким большим значением Kvs c учетом рекомендуемого диаметра.

При подборе регулирующего клапана так же рекомендуется определять условный диаметр клапана и проводить проверку на возникновение кавитации.

Условный диаметр регулирующего клапана

Регулирующая арматура никогда не подбирается по диаметру трубопровода. Однако диаметр необходимо определять для подбора обвязки регулирующих клапанов. Так как регулирующий клапан подбирается по величине Kvs, часто условный диаметр клапана оказывается меньше условного диаметра трубопровода, на котором он установлен. В этом случае допускается выбирать клапан с условным диаметром меньше условного диаметра трубопровода на одну-две ступени.

Определение расчетного диаметра клапана ведется по формуле:

Рекомендуемая скорость потока:

По расчетному значению диаметра (d) выбирается ближайший больший условный диаметр клапан Ду.

Проверка клапана на кавитацию

Кавитация — процесс образования и последующего схлопывания пузырьков вакуума в потоке жидкости, сопровождающийся шумом и гидравлическими ударами, что в свою очередь приводит к преждевременному износу элементов регулирующей арматуры.

Для определения возможности возникновения кавитации на клапане проверяется условие: dP &#8804 0,6P1.

Инструкция

Для расчета регулирующего клапана:

1) Выберите тип транспортируемой по трубопроводу среды (жидкость / газ / пар).

2) Введите величину давления на входе в клапан (Р1) и на выходе клапана (Р2).

Важно! Величину давления необходимо задавать в бар.

3) Введите расход вещества м 3 /час и плотность вещества, кг/м 3 (Для газа и пара плотность газа указать при нормальных условиях).

4) Введите коэффициент запаса для пересчета kv в kvs (рекомендуется коэффициент запаса принимать в пределах 1,2-1,3).

5) Для проведения расчета нажмите кнопку «Расчет».

Важно! Перед выполнением нового расчета нажмите кнопку «Сбросить».

Источник

Какой параметр исполнительного механизма влияет на пропускную способность регулирующего клапана

Регулирующие клапаны с электроприводами применяются в качестве исполнительных механизмов систем регулирования температуры. Управляющими устройствами для клапанов могут быть специализированные электронные регуляторы температуры серии ECL или регуляторы глобальной системы диспетчеризации.

Клапаны различаются следующими параметрами:

Седельные клапаны бывают нажимного действия (нормально открытые, например, типа VMV, VM2, VFG2 или VB2) и возвратно-поступательного (например, типа VF2, VF3,VRG3).

При выборе электропривода следует обращать внимание на развиваемое им усилие, т. е. противодействие давлению теплоносителя, передаваемого через шток клапана на двигатель. Для клапана с неразгруженным по давлению затвором максимально допустимое усилие на привод указано в техническом описании к клапану и является функцией перепада давления на клапане и условного диаметра клапана. По этим значениям необходимо осуществлять проверку работоспособности клапана. Если перепад давления теплоносителя при закрытом клапане не превышает допустимого усилия на электропривод, значит, эти элементы совместимы. Если нет, то следует перед клапаном снизить давление регулятором перепада давления, либо заменить клапан на разгруженный по давлению. У такого клапана конструктивно минимизировано влияние давления теплоносителя на затвор и, следовательно, на электропривод. Максимально допустимое усилие на его штоке не зависит ни от перепада давления теплоносителя, ни от типоразмера.

Регулирующие клапаны с исполнительными механизмами для систем отопления и горячего водоснабжения выбираются программой подбора клапанов компании «Danfoss» версии 1.2, который находится на сайте: http://ru.heating.danfoss.com. Для выбора регулирующего клапана с исполнительным механизмом (электроприводом) для контуров отопления и ГВС необходимо ввести в память программы подбора клапанов исходные данные, приведенные в таблице 2.4. Технические характеристики выбранных регулирующих клапанов и приводов для контуров отопления и горячего водоснабжения приведены соответственно в таблицы 2.5 и 2.6.

Источник

Тест по КИП и А с ответами

Единицы измерения проводимости вещества

Напряжение на выходе полупроводникового выпрямительного моста является

Измерение тока в цепи производят путем

включением амперметра в разрыв цепи

включением амперметра параллельно цепи допустимы

Датчик давления с токовым выходом 0…20 мА может быть подключен к вторичному прибору

по двухпроводной схеме

по трех- или четырехпроводной схеме

по двух-, трех- или четырехпроводной схеме

Показания ротаметра с поплавком в виде шарика определяются путем сопоставления рисок на колбе с

нижней точкой шарика

верхней точкой шарика

Основным критерием выбора компенсационного провода для термопары является

сечение жилы провода

удельное сопротивление провода на погонный метр

Наибольшая точность измерения температуры термометром сопротивления достигается при

двухпроводной схеме подключения

трехпроводной схеме подключения

четырехпроводной схеме подключения

точность измерения зависит только от сечения жил соединительных проводников

Эксплуатация приборов КИП с просроченным сроком поверки

допускается в случае, если данные приборы не установлены на узлах коммерческого учета или в системах автоматики безопасности

Электромагнитный расходомер не сможет обеспечить измерение расхода

технической воды питьевой воды

Труба Вентури это устройство для измерения

Блок извлечения корня служит для

преобразования измеренного значения перепада в расход

преобразования сигнала взаимной индуктивности в выходной унифицированный токовый сигнал

преобразования измеренного значения скорости потока в перепад давления

Во время работы уравнительный вентиль на датчике перепада должен быть

открыт или закрыт в зависимости от вязкости измеряемой среды

Бирками какой формы должны маркироваться контрольные кабели КИП до 1000В?

Резьба М20х1,5 на штуцере манометра называется

Выходной сигнал термопар измеряется в

Допустимо ли подключать по трехпроводной схеме датчик термосопротивления, имеющий четыре вывода

Да, если на это есть указание изготовителя датчика

Датчик абсолютного давления на пустой трубе покажет давление

около 1 МПа около нуля

Вторичный прибор должен обеспечивать питание подключенного к нему по двухпроводной схеме датчика в случае, если

датчик имеет активный выход

датчик имеет пассивный выход

датчик не имеет автономного встроенного источника питания

В какой цвет должен быть окрашен трубопровод с природным газом?

Голубой с желтой поперечной чертой

Понижение концентрации какого газа в атмосфере рабочего пространства является аварийной ситуацией?

Трехходовые вентили используются при монтаже

датчиков расхода датчиков температуры

Какой контакт реле обозначается буквами NO?

Вывод обмотки реле

Нормально замкнутый контакт контактной группы

Нормально разомкнутый контакт контактной группы

Степень защищенности оборудования КИП от воздействия пыли и влаги обозначается символами

Какое масло следует заливать в защитные гильзы термометров?

Трансформаторное Индустриальное Моторное

Что такое шильдик? Герметизированный кабельный ввод Крепежный элемент Идентификационная табличка

Какова периодичность поверки оборудования КИП?

В соответствии с предписаниями изготовителя

В соответствии с предписаниями изготовителя, но для узлов коммерческого учета раз в год

В какой цвет окрашивают корпус кислородного манометра?

Цвет не имеет значения

Корпус кислородного манометра запрещено окрашивать Термоэлектрический преобразователь это

ртутный термометр термометр сопротивления

Подключение питающего кабеля 220В для запитки щита КИП осуществляется

к верхним губкам автоматического выключателя в щите КИП

к нижним губкам автоматического выключателя в щите КИП

место подключения определяется конструкцией щита

Разрешается ли пропаивать проволочные петельки перед монтажом под винт?

Разрешается без применения кислотосодержащих флюсов

Механическое реле давления имеет

Массовый расход воды находят, зная объемный расход и

давление и температуру

Какой тип расходомера не показывает мгновенный расход?

Атмосферное (Ратм), абсолютное (Рабс) и избыточное (Ризб) давления связаны следующей зависимостью

Что называется устойчивостью системы автоматического регулирования (САР)?

Способность САР принимать крайние значения под влиянием воздействий

Способность САР восстанавливать состояние равновесия, из которого она выводится под влиянием внешних воздействий

Способность САР изменять закон регулирования

Как подсоединяют манометры к трубопроводам с водой и паром для устранения влияния пульсаций давления на показания манометра?

С помощью соединительных демпферных трубок, снабженных кольцеобразной петлей

Как можно ближе к трубопроводу

Манометр монтируется строго горизонтально

Как изменится омическое сопротивление термометра сопротивления при увеличении температуры измеряемой среды?

Какой прибор используется для измерения влажности?

Какой параметр исполнительного механизма с электроприводом влияет на пропускную способность регулирующего клапана?

Электрическая мощность электродвигателя исполнительного механизма Частота вращения ротора электродвигателя исполнительного механизма

Как должна устанавливаться защитная гильза для датчика температуры в трубопровод?

Конец гильзы должен быть несколько ниже оси трубопровода

Конец гильзы должен касаться противоположной стенки трубопровода Глубина погружения гильзы не имеет значения

Источник

Вопрос №19. Проектирование пропускной способности клапанов. Регулировочные характеристики клапана. Присоединительные атрибуты исполнительных органов.

При выборе ИУ прежде всего следует оценить его основные характеристики:

– Пропускную способность (Kv) – расход (м3/ч) с плотностью, равной 1000 кг/м3, пропускаемой регулирующим органом при перепаде давления в нем в 1 кгс/см 2 и температуре +20 о С.

– Пропускную характеристику – зависимость пропускной способности от перемещения затвора: Kv = f(h).

– Условный проход Dy, мм, – диаметр входного патрубка клапана.

– Расходную характеристику регулирующего органа – это зависимость расхода через ИУ от степени его открытия: q = f(h), где q = Q/Q_max – относительный расход, h=H/H_max – относительный ход затвора регулирующего органа.

Решающим значением для оптимального регулирования и достижения желаемой производительности исполнительного органа (клапана) являются:

– правильный выбор пропускной способности, которая в значительной степени определяется сечением клапана;

– хорошее согласование сечения клапана с давлением и учетом гидравлических сопротивлений.

При известных значениях давления до и после клапана, при которых должно быть достигнуто максимальное желаемое значение расхода Q_max(м 3 /ч), пропускную способность Kv (м 3 /час) рассчитывают по формуле

,

где – потеря давления на клапане (ее принимают равной 1 кгс/см 2 ); – изменение давления в трубопроводе до и после клапана; – плотность среды (кг/м 3 ); =1000 кг/м 3 – плотность воды (в соответствии с определением значения Кv). При выборе диаметра условного прохода пользуются таблицей зависимости диаметра трубопровода от расхода жидкости.

Поскольку расходная характеристика регулирующего органа зависит от гидравлического сопротивления трубопроводной сети, в которой он установлен, необходимо иметь возможность корректировать эту характеристику. Для облегчения корректировки расходной характеристики выпускают клапана с различными видами пропускной характеристики: линейной и равнопроцентной.

У клапанов с линейной характеристикой увеличение пропускной способности пропорционально ходу плунжера, т. е.

где а – коэффициент пропорциональности, * – знак пропорциональности.

У клапанов с равнопроцентной пропускной характеристикой увеличение пропускной способности пропорционально ходу плунжера и текущему значению пропускной способности, т. е.

Различие между пропускной и расходной характеристиками тем больше, чем больше гидравлическое сопротивление трубопроводной сети. Отношение пропускной способности клапана Kv к пропускной способности сети Kvn – гидравлический модуль системы:

При значениях n > 1,5 клапана с линейной пропускной характеристикой становятся непригодными из-за непостоянства коэффициента пропорциональности a на протяжении всего хода. Для регулирующих клапанов с равнопроцентной пропускной характеристикой расходная характеристика близка к линейной при значениях n от 1,5 до 6.

Рисунок 50. Статическая характеристика регулирующего клапана

Присоединительные атрибуты исполнительных механизмов к процессу: стандарт ANSI или DIN, номинал фланца DN/PN, материал, длину выступающей части, резьбу: G3/4A, G1A, G1,5A, способ монтажа: камера, патрубок и др.

Вопрос №20. Описать назначение и содержательную часть процедуры HAZOР. Описать процедуру анализа рисков. Привести пример структурной схемы дерева отказов.

Для идентификации потенциально опасных факторов в ходе эксплуатации технологического процесса, и для разработки мер, необходимых для защиты персонала, населения и окружающей среды проводят анализа опасности процесса PHA(Process Hazards Analysis). Объем проведения РНА может меняться от простейшего классификационного анализа до всестороннего исследования опасности и работоспособности HAZOP (Hazard and Operability Study). Процедура HAZOP представляет собой систематическую и методическую проверку технологического процесса, в ходе которой идентифицируются опасные факторы и проблемы эксплуатации, способные стать причиной аварии. Процедура HAZOP обеспечивает приоритетный базис для внедрения стратегий снижения риска, таких как системы безопасности SIS (Safety Instrumented System).

Если в результате анализа опасности процесса выясняется, что механическая целостность оборудования и стандартное управление процессом недостаточны для снижения потенциальной опасности, то утверждается, что необходима система защиты. Она состоит из измерительных приборов и органов управления, устанавливаемых с целью уменьшения опасности или перевода процесса в безопасное состояние в случае нарушения нормального хода технологического процесса, либо сбоя самой системы защиты. Если в ходе анализа опасности процесса выявляется, что необходима система безопасности, в соответствии с требованиями стандарта ANSI/ISA 84.01-96 задается целевой уровень допуска безопасности SIL. По завершению процедуры HAZOP определяется серьезность и вероятность возникновения связанных с данным процессом рисков.

Процедура анализа рисков включает в себя следующие этапы: планирование и организацию работ; идентификацию опасностей; оценку риска; разработку рекомендаций по уменьшению риска.

На этапе планирования работ следует определить анализируемый опасный производственный объект и дать его общее описание; описать причины и проблемы, которые вызвали необходимость проведения анализа риска; четко определить цели и задачи проводимого анализа риска; обосновать используемые методы анализа риска; прочие организационные вопросы

Основные задачи этапа оценки риска: определение частот возникновения инициирующих и всех нежелательных событий; оценка последствий возникновения нежелательных событий; обобщение оценок риска.

Разработка рекомендаций по уменьшению риска является заключительным этапом анализа риска. В рекомендациях представляются обоснованные меры по уменьшению риска, основанные на результатах оценок риска.

Для анализа причин возникновения аварийных ситуаций используют «дерево отказа». Структура «дерева отказа» включает одно головное событие (аварию, инцидент), которое соединяется с набором соответствующих нижестоящих событий (ошибок, отказов и т.п.), образующих причинные цепи (сценарии аварий). Для связи между событиями в узлах «деревьев» используются знаки «И» и «ИЛИ». Логический знак «И» означает, что вышестоящее событие возникает при одновременном наступлении нижестоящих событий. Знак «ИЛИ» означает, что вышестоящее событие может произойти вследствие возникновения одного из нижестоящих событий.

Ответы по дисциплине «Технические средства автоматизации»

Источник

Как подобрать типоразмер регулирующего клапана

Встречали в описании регуляторов давлений следующую рекомендацию: «Не следует подбирать типоразмер клапана по диаметру трубопровода, используйте значение K_vs»? Эта надпись есть практически в любой технической документации на регулирующие клапаны, а также сайтах компаний, занимающихся их продажей.

Вот только, что это за значение K_vs и достаточно ли его для подбора регулятора, практически никто не объясняет. Эта статья поможет вам разобраться, как правильно рассчитать типоразмер любого регулирующего клапана.

В большинстве случаев подобрать регулятор давления под конкретное применение можно без привлечения специалистов. Точный расчет параметров арматуры потребуется для систем, где необходимо высокое качество регулирования или есть особые требования к ее работе, например, ограничения по уровню шума.

Основным параметром, по которому выбирается регулятор давления, является его пропускная способность или то самое значение Kvs. Как его рассчитать и что еще нужно учесть при выборе регулирующего клапана расскажет Андрей Шахтарин, директор компании «КВиП».

Определение пропускной способности клапана

K_vs, которая указывается в технической документации регулятора давления, — это пропускная способность полностью открытого клапана. Производители обычно указывают диапазон значений K_{vs min}— K_{vs max}, в котором работает устройство. Ваша задача определить необходимую пропускную способность клапана, при которой на заданном расходе будет обеспечено необходимое понижение давления пара, газа или жидкости при его прохождении.

Для каждого типа теплоносителя используется своя формула, учитывающая физические характеристики рабочей среды и перепад давления на входе и выходе:

P₁ — давление на входе регулятора, бар;

P₂ — давление на выходе регулятора, бар;

∆P — перепад давления, бар;

t₁ — температура среды на входе, oC;

Q — расход для жидкости, м 3 /ч;

Q_N — расход для газов при нормальных условиях, нм 3 /ч;

G — расход для водяного пара, кг/ч;

ρ — плотность жидкости, кг/м 3 ;

При расчетах учитывайте, что в формуле используется избыточное давление.

Расчетная K_v не учитывает все факторы, влияющие на работу устройства, так что про запас к полученному значению рекомендуется добавить 30%. Поэтому K_v умножаем на коэффициент 1,3 и только после этого подбираем клапан с самым близким значением K_{vs max}.

Однако на этом подбор регулятора давления не заканчивается. Рекомендуется учесть еще несколько показателей, если вы хотите, чтобы:

технологические процессы регулировались более точно;

клапан во время работы не шумел и не «хлопал»;

при эксплуатации регулятора не было особых проблем с кавитацией и, как следствие, эрозионным износом его элементов;

повысилась безопасность производственных процессов;

сократились расходы на техобслуживание системы.

Для нормальной эксплуатации регулирующего клапана важны следующие факторы.

Условный диаметр клапана

Помните рекомендацию в начале статьи? Она рабочая — регуляторы давления действительно никогда не подбираются по диаметру трубопровода. Однако придется рассчитать условные параметры подводящей линии. Особенно это касается редукционного клапана, который обязательно устанавливается с обвязкой (об этом мы писали в этой статье). Для определения диаметра используем следующую формулу:

w — рекомендуемая скорость потока среды, м/c;

Q — рабочий объемный расход среды м 3 /ч;

d — диаметр трубопровода, м.

Регулятор может иметь диаметр на одну-две ступени меньше полученного значения. Если подобрать подходящий регулирующий клапан нет возможности, допустимо выбрать модель с более низкой пропускной способностью K_vs.

Условное давление

Этот параметр определяет допустимое рабочее давление для арматуры при нормальной температуре (20 o C). При нагреве механические свойства и эксплуатационные характеристики конструкционных материалов снижаются. Поэтому реальное допустимое давление для арматуры будет ниже. Насколько измениться значение зависит от материала изготовления клапана. В приведенной таблице приведена зависимость максимального рабочего давления от температуры для серого чугуна, углеродистой и нержавеющей стали.

Риск возникновения кавитации

При больших перепадах давления это одна из самых больших проблем, приводящая к быстрому выходу из строя клапана. Особенно сильно эффект проявляется при использовании регуляторов давления пара после себя. Проверить возможность возникновения кавитации можно по формуле:

P₁ – давление на входе регулятора, бар;

∆P – перепад давления на клапане, бар.

Кавитация возникнет, если условие соблюдается.

Уровень шума

Регулирующий клапан будет шуметь и хлопать, если скорость среды, проходящей по трубопроводам будет выше рекомендуемой. Рассчитать фактическую скорость можно по формуле:

w – скорость потока среды, м/c;

Q – рабочий объемный расход среды м 3 /ч;

d – диаметр трубопровода, м.

Рекомендуемые скорости для всех типов сред приведены в таблице.

Снизить уровень шума можно, установив клапан в специальном исполнении или смонтировав виброкомпенсаторы на участках до и после регулятора.

Допустимый перепад давления на клапане

Для ряда регуляторов давления пара после себя ограничено отношение входного давления к выходному, так как при превышении перепада давления клапан не сможет закрыться. При выборе такого устройства можно не беспокоиться о кавитации — ограничение по этому параметру ее полностью исключает.

Соблюдение перечисленных рекомендаций поможет вам выбрать оптимальную модель регулирующего клапана, который будет не только эффективно, но и долго работать. Также вы можете обратиться за помощью к нашим специалистам — мы ответим на все ваши вопросы и поможем подобрать подходящий регулятор. Связаться с нами можно любым удобным способом.

Источник