Регулирующая арматура

К регулируемым параметрам можно отнести:

• регулирование расхода среды,
• поддержание давления среды (и/или перепада давления) в заданных пределах,
• смешивание различных сред в необходимых пропорциях,
• поддержание заданного уровня жидкости в сосудах,
• поддержание температуры рабочей среды в емкости или в трубопроводе.

Одним из наиболее распространенных видов регулирующей арматуры являются клапаны. Также используются в качестве регулирующей и другие типы арматуры: регулирующие затворы, управляемые пневмо- или электроприводом; регулирующие шаровые краны, управляемые пневмо-, гидро- или электроприводом.

По направлению потока рабочей среды регулирующие клапаны делятся:

• на проходные (двухходовые) – такие клапаны устанавливаются на прямых участках трубопровода, в них направление потока рабочей среды не изменяется;
• на угловые – меняют направление потока на 90°;
• на трехходовые (смесительные) – имеют три патрубка для присоединения к трубопроводу (два входных и один выходной) для смеши-вания двух потоков сред с различными параметрами в один.

Регулирующие клапаны могут быть нормально-закрытыми (НЗ) – клапаны, в которых при отсутствии энергии внешнего источника затвор закрыт, а также нормально-открытыми (НО) – клапаны, в которых при отсутствии энергии внешнего источника затвор открыт.

Существуют редукционные клапаны (дроссельные клапаны). Это – клапаны, предназначенные для снижения (редуцирования) рабочего давления в системе за счет увеличения его гидравлического сопротивления.

Для поддержания температуры применяются терморегулирующие клапаны. Это такие регулирующие клапаны, которые управляются термочувствительным исполнительным механизмом, реагирующим на изменения температуры контролируемого объекта, и предназначены для поддержания заданной температуры объекта.

Регулятором (редуктором) называется такая регулирующая арматура, которая управляется автоматически воздействием рабочей среды на регулирующий или чувствительный элемент. Регуляторы бывают прямого и непрямого действия.

Регулятор прямого действия работает от энергии рабочей среды без использования вспомогательных устройств (импульсных механизмов и др.). Регулятор непрямого действия (регулятор косвенного действия) работает от энергии рабочей среды с использованием вспомогательных устройств – импульсных механизмов.

Регулирующая арматура, предназначенная для поддержания давления рабочей среды в заданном диапазоне, называется регулятором давления.

Регулятор давления «до себя» поддерживает давление рабочей среды в заданном диапазоне на участке или в контуре системы, расположенной до регулятора. Регулятор давления «после себя» предназначен для поддержания давления рабочей среды в заданном диапазоне на участке или в контуре системы, расположенной после регулятора. Регулятор перепада давления поддерживает перепад давления на гидравлических сопротивлениях и участках системы (например, расходомерных шайбах, байпасах насосов и т. д.) в заданном диапазоне.

Существуют комбинированные регуляторы, которые одновременно поддерживают два параметра и более в системе, например: комбинированный регулятор перепада давления и расхода поддерживает перепад давления или расход с приоритетом по большей величине входного сигнала.

Подбор регулирующей арматуры должен производиться исходя из определяющих условий эксплуатации: характера рабочей среды, температуры, показателей давления в системе.

Условное давление трубопроводной арматуры PN – наибольшее избыточное рабочее давление при температуре среды 20 °C, при котором обеспечивается заданный срок службы (ресурс) корпусных деталей арматуры. Максимальное рабочее давление – наибольшее избыточное давление, при котором возможна длительная эксплуатация арматуры при рабочей температуре.

DN регулирующего клапана – номинальный диаметр арматуры.

Регулирующая арматура не подбирается по диаметру трубопровода, она подбирается по величине K_v (K_vs). Для подбора регулирую-щей арматуры важной характеристикой является пропускная способность арматуры, численно характеризующаяся коэффициентом пропускной способности K_vs. Коэффициент K_vs равен расходу рабочей среды с плотностью 1000 кг/м³ через полностью открытый регули-рующий клапан при перепаде давления на нем 0,1 МПа (1 бар) при нормальных условиях.

При подборе клапана сначала рассчитывается значение K_vs, затем округляется в большую сторону до ближайшего значения соответствующего паспортной характеристике регулятора. Некоторые фирмы-производители рекомендуют для выбора клапана использовать коэффициент K_vs, учитывающий коэффициент запаса 1,3, поскольку при расчете пропускной способности не учитывается ряд факторов, влияющих на работу клапана.

Коэффициент пропускной способности для жидкостей рассчитывается по формуле:

Kv = Q √ ρ / 10000Δp

Δp = p₁ – p₂,

где Q – расход жидкости, м³/ч;
ρ – плотность жидкости, кг/м³;
p1 – входное давление, МПа абс.;
p2 – выходное давление, МПа абс.;
Δp – перепад давления на клапане, МПа.

В ряде случаев возможна кавитация при больших перепадах давления на клапане. Допустимый перепад давления жидкости на клапане вычисляется следующим образом:

Δp ≤ 0,6 p₁.

Однако диаметр трубопровода до и после клапана необходимо рассчитывать 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, особенно при большом перепаде на клапане. DN клапана может быть меньше DN трубопровода на одну-две ступени, при большей разнице рекомендуется использовать клапаны с пониженной пропускной способностью Kvs.

Арматура, применяемая при устройстве внутренних систем холодного и горячего водоснабжения, должна соответствовать требованиям СП, национальных стандартов, государственным санитарно-эпидемиологическим документам.

Использование качественной трубопроводной арматуры обеспечит безопасную работу систем водоснабжения. Регулирующую арматуру устанавливают обычно на тех участках трубопровода, где имеются ответвления. Данную арматуру устанавливают как на водопроводах ХВС, так и ГВС. Кроме того, регулирующая арматура используется для насосных станций и систем пожаротушения.

Регулирующая арматура должна обладать такими характеристиками, как надежность, устойчивость к коррозии, долговечность, простота в эксплуатации. Установку регуляторов давления на вводах систем водоснабжения в здания следует преду-сматривать после запорной арматуры, отключающей счетчик количества воды, или после насосов хозяйственно-питьевого водоснабжения. При этом после регулятора надлежит предусматривать установку запорной арматуры. Для контроля над работой и наладкой регулятора давления до и после него должны быть установлены манометры.

При установке насосов с регулируемым приводом регуляторы давления не предусматриваются.

Установку регулятора давления на вводе в квартиру следует предусматривать после запорной арматуры и фильтра перед водосчетчиком и манометром для контроля над работой и наладкой регулятора.

Таблица