Uzavírací ventily zastavení jsou životně důležité pro několik průmyslových odvětví k ochraně kotlů a jiných zařízení.
Obrázek 1. Kulový kotouč Tyto ventily jsou upravenou verzí standardního kulového uzavíracího ventilu, který je trvale připojen k kulovému kotouči. V konfiguraci kontroly stop se vrtací hlavice vznáší v kulovém kotouči (tj. Není připojena) (obrázek 1). Uzavírací ventily pro zastavení mají dva hlavní účely: 1) jako globální ventil, izolují nebo regulují průtok a 2) jsou upraveny jako zpětný ventil, zabraňují zpětnému toku. Jinými slovy, jsou obecně používány jako globální ventil k zahájení nebo zastavení průtoku média, ale také slouží jako zpětný ventil k automatickému uzavření při ztrátě tlaku, čímž se zabrání zpětnému toku, který by mohl způsobit poškození zařízení, jako je kotlů nebo čerpadel.
Z tohoto důvodu má uzavírací zpětný ventil podobný tomu, aby měl dva ventily v jednom. Vnitřní disk, který není připojen ke stonku, se provádí jako kontrola zvedání, která umožňuje volně pohybovat nahoru a dolů, když je stonka zdvižena, aby se nastavila otevírání a zavírání. Tím se řídí průtok, ale když dojde k zpětnému toku, odpojený disk funguje jako kontrola pístu a rychle se zavře, čímž zabraňuje zpětnému proudění do kotle. V případě potřeby může být stonka ručně spuštěna tak, aby tok mohl být zastaven nebo úplně vypnut.
UKONČENÍ POUŽITÍ KONTROLOVACÍCH VENTILŮ
Tyto ventily jsou nejčastěji používány v elektrárnách v aplikacích, jako je cirkulace kotle, výroba páry a napájení kotle, chlazení turbíny, spouštěcí vody a bezpečnostní systémy. Používají se také v jiných aplikacích, kde konstruktéři potrubí chtějí kombinovat vlastnosti globe a zpětného ventilu. Takové aplikace mohou zahrnovat vysokoteplotní služby, rekuperace páry, vysokotlaká bezpečnostní služba, geotermální služby, služby, těžba a rafinace ropy, bezpečnostní systémy, chlazení při odstavení a zpracování uhlovodíků.
V kotlových aplikacích jsou ventily a kotle připojeny již více než 150 let. Použité ventily jsou natolik kritické, že kód kotle a tlakových nádob společnosti American Society of Mechanical Engineers (ASME) pokrývá použití ventilů. První ventily na výstupním potrubí kotle jsou zpravidla zastavovací zpětné ventily, které jsou zde známé jako zpětné ventily nebo uzavírací ventily kotle. Jsou životně důležité, jestliže je k hlavnímu odlučovači páry připojen více než jeden kotel a měly by být instalovány v potrubí mezi každým kotlem a hlavou. Také by měly být umístěny tak, aby tlak v kotli byl pod kotoučem.
Další aplikací kotle je použití kontroly zastavení jako odvzdušňovací ventil. Odvzdušňovací ventil umožňuje odstranění přebytečné vody z kotle, což se vyžaduje příležitostně. Zpětné ventily zastavení odvzdušnění se stále používají u stacionárních kotlů.
DESIGNY
Obrázek 2. Přímý Y-vzor instalovaný v horizontální lince
Tyto ventily jsou k dispozici ve dvou základních vzorových vzorech, vzor T a vzor Y. Ve vzorku T je stonka kolmá na potrubí. To umožňuje, aby se vnitřní disk pohyboval nahoru a dolů vertikálně ve ventilu. Hmotnost disku pomáhá rychle se uzavírat a poskytuje minimální zpětnou rychlost při zavření ventilu. Kvůli své hmotnosti však vyžaduje vyšší rychlost průtoku, aby se ventil zcela otevřel a mohl by také zvýšit tlakovou ztrátu ventilu.
Obrázek 3. Přímá dráha Y instalovaná ve svislé čáře pro proudění vzhůru
Nejnovější návrh, který je podobný vzoru T, je vzor Y, kde je stopka a kotouč v úhlu 30 až 45 stupňů. Tento vzor je nejčastěji používán na horní straně kotlů a přichází v přímém nebo úhlovém průtokovém potrubí. Vzor Y se svým šikmým hrotem a kotoučem umožňuje nižší celoplošnou rychlost proudění. Při bezproblémovém provozu je však zapotřebí více pozornosti vedení disku.
Přímý návrh má za následek rovnější průtokovou cestu, která snižuje turbulence a vytváří méně tření. To znamená menší potenciál pro erozivní poškození ventilu, který se přemění na nižší tlakovou ztrátu a lepší celkové průtokové charakteristiky pro potrubní systém. Tyto typy ventilů by měly být instalovány ve vodorovných (obr. 2) nebo vertikálních (obr. 3) pro vedení směrem vzhůru.
Konstrukce úhlového ventilu se používá pro tok vzhůru k vodorovné (obr. 4) nebo horizontální k dolní (obr. 5). V obou případech se však tok otáčí o 90 stupňů ve ventilu, aby umožnil úhlovému ventilu sloužit jako zařízení pro regulaci průtoku i 90-ti stupňové potrubí.
Obrázek 4. Úhel Y-vzor instalovaný pro tok nahoru-k-horizontální
Vzhledem k tomu, že ventily mají válcovitý plášťový kotouč, který je jedinou částí ovládanou tlakem, je důležité, aby byly dimenzovány tak, aby zajišťovaly správné plné zvedání disku během životnosti ventilu. Je-li příliš velký, může se disk třepat, zvyšuje se rychlost opotřebení ventilu a omezuje jeho životnost. Pokud je ventil příliš malý, zajistí mnohem vyšší ztrátu tlaku a vysokou rychlost, což také může snížit životnost. Je-li disk lehký a řádně vedený, může poskytnout maximální zdvih při minimálních rychlostech pro rychlé otevření a nízký tlak. Dále by měl být disk konstruován tak, aby se zabránilo otáčení, což má za následek nízké opotřebení a dlouhou životnost.
Obrázek 5. Úhel Y-vzor instalovaný pro horizontální todorový průtok Konstrukce kapoty pro kontrolu zastavení jsou v podstatě stejné jako u globálních ventilů. Přicházejí v různých provedeních pro různé účely. Malé bronzové ventily, které mají vnitřní šroubovací stonku, jsou velmi oblíbené. Nicméně v tomto provedení jsou závity dříku obsaženy v obalu tlaku / kapaliny kapoty ventilu a jsou vystaveny pracovní tekutině. To může vést k poškození při vystavení korozivní kapalině. Tyto typy ventilů se obvykle používají pro vodu nebo nízkotlakou páru. U ventilů pro korozívní provoz má konstrukce kapoty vláknové závity mimo obal tlaku / kapaliny, což pomáhá předcházet korozi poškození závitů. Taková konstrukce se nazývá vnější šroub a jho (OS & Y) (obr. 6) a používá se ve větších průmyslových kulových ventilech.
Konečné připojení pro většinu ventilů je buď přírubové k ASME B16.5 nebo svařovací svar podle ASME B15.25. Další připojení lze podle potřeby objednat.
Obrázek 6. Dvě konfigurace vnějších šroubů a třmenu
FUNKCE
U kotlových aplikací jsou ventily navrženy tak, aby prováděly několik velmi důležitých funkcí, jako jsou:
Jedná se o automatické zpětné ventily. V případě selhání kotle může ventil zabránit hrubému zpětnému proudění páry z hlavního vedení do kotle.
Izolují kotle, když přestanou ohňat a když je kotel vyfoukl. Ventil se automaticky uzavře, aby se zabránilo zpětnému proudění páry do kotle.
Pomáhají vrátit kotel do provozu po vypnutí.
Přestože by se při primárním uzavírání neměla využívat funkce zpětného ventilu, může omezit zpětný tok ze zásuvky do kotle, která byla vypnuta a otevřela se nebo došlo k vyčerpání tlaku.
STANDARDY
Mnohé z norem pro uzavírací zpětné ventily se vztahují k ventilům na světě a existuje mnoho typů těchto standardů. API zveřejnila v nedávné době standard na globálních ventilech, který se zabývá ventily větším než NPS 2. API 623, který byl publikován v roce 2013, zahrnuje uzavírací ventily. Předměty zahrnují:
Tlak je nutno vyrovnat v kapotě nad kotoučem na straně po proudu.
Konstrukce by měla mít vhodný disk nebo spodní vedení, aby se disk mohl volně pohybovat během provozu zpětného ventilu. Tím se zabrání jakýmkoli poruchám funkce ochrany proti zpětnému proudění ventilu.
Zkoušky musí být v souladu s požadavky API 598 pro globální i zpětné ventily a musí splňovat kritéria přijatelnosti obou typů zkoušek. Ventily musí splňovat jak kritéria zkoušky ventilu na plášti, tak i požadavky na netěsnost sedadla
Konstrukce ventilu musí být vhodná pro instalaci se stonkou ve svislé orientaci nebo kde je stonka ve svislé orientaci o 45 stupňů.
Mezi další použitelné průmyslové standardy patří:
SME B16.5-Přírubové potrubí a přírubové armatury NPS 1/2 přes NPS 24 Metrický / palcový
ASME B16.34-Ventily s přírubovým, závitovým a svařovacím koncem
Kontrola a testování API 598-Valve
API 602 - Ocelová brána, kulový a zpětný ventil pro velikosti dn 100 (NPS 4) a menší pro průmysl ropy a zemního plynu
API 623 - Ocelové kulové kohouty - přírubové a koncové svařovací konce, šroubové kapoty
BSI 1873 - ocelové kulové a kulové uzávěry a zpětné ventily (konce s přírubou a svařováním) pro ropné, petrochemické a příbuzné průmyslové odvětví
ISO 12149 - Globální ventily se šroubovým víkem, pro univerzální použití
MSS SP-80-Bronze brána, globální, úhlové a zpětné ventily
MSS SP-85-Šedá železná koule a rohové ventily, příruby a závitové konce
MSS SP-118-kompaktní ocelový globus a zpětné ventily (chemická a ropná rafinerie)
MATERIÁLY
Stejně jako u globálních ventilů, součásti obruby v uzavíracích zpětných ventilech obvykle nesou tah tekutinového toku během uzavírací operace. Průmyslové standardy umožňují koncovým uživatelům specifikovat materiály výplní požadované pro konkrétní aplikace. V těchto normách obsahují prvky výplně povrch a stopu těla a kotouče. Další položky mohou být zadány koncovým uživatelem nebo mohou být standardním materiálem výrobce.
Volba správných obkladových materiálů je zásadní pro maximální provoz a životnost jakéhokoli ventilu, zejména uzavíracích ventilů, které jsou podobné ventilům s kulovou hlavou a mají vysoký třecí proud a složitou cestu proudění. Jak se disk blíží k povrchu sedadla karoserie, zvyšuje se rychlost a turbulence, což vytváří potenciál kavitace a eroze, což by mohlo vést k úniku ventilu a nadměrnému opotřebení, čímž se sníží životnost. Tyto typy defektů se mohou objevit jako tenké řez v sedadle karoserie, disku nebo obojí. Tato počáteční malá úniková cesta se může rozšířit a stát se velkou netěsností.
U některých bronzových ventilů je obložení buď stejným materiálem jako ventil nebo podobná bronzová slitina s větší pevností. Na železných ventilech je obvyklý obkladový materiál bronzový. Označení průmyslového označení pro tuto ozdobu na železných ventilech je "IBBM", které je definováno jako "železné tělo, bronzové namontované". Ocelové ventily jsou nabízeny v různých materiálech, které potřebuje služba. Obvykle však budou mít jednu nebo více částí vyrobených z 13% chromované martenzitické nerezové oceli. Používají se také tvrdé obklady, jako je Stellite, stejně jako nerezové oceli řady 300 a slitiny mědi a niklu. Pozitivní uzavření a dlouhá životnost sedadla je zajištěna integrovaným sedadlem pro tvrdé povrchy. Populární ocelové ventily jsou API č. 8, 13% Cr / hrdlo.
ZÁVĚR
Uzavírací ventily zastávky poskytují relativně ekonomické a efektivní řešení, kde izolace, regulace a prevence zpětného toku vyžadují výkonnostní charakteristiky potrubního systému.
