O que são válvulas de orifício e para que servem?

A válvula de orifício é um tipo de dispositivo de estrangulamento de medição de fluxo que pode medir todos os fluidos monofásicos, incluindo água, ar, vapor, óleo, etc., tem sido amplamente utilizado em usinas de energia, fábricas de produtos químicos, campos de petróleo e gasodutos naturais. Seu princípio de funcionamento é que quando o fluido com certa pressão flui através da parte do orifício na tubulação, a taxa de fluxo contraída localmente aumenta e a pressão diminui, resultando na pressão diferencial. Quanto maior a velocidade do fluxo do fluido, maior a pressão diferencial. Existe uma relação funcional definida entre eles e o fluxo do fluido pode ser obtido medindo a pressão diferencial.

O sistema de fluxo de orifício consiste em um dispositivo de estrangulamento de orifício, transmissor e computador de fluxo. A faixa de medição da vazão do medidor de vazão de orifício pode ser estendida ou transferida ajustando o diâmetro da abertura do orifício ou a faixa do transmissor dentro de uma determinada faixa que pode chegar a 100:1. É amplamente utilizado em situações com grande variação de vazão e também pode calcular a medição bidirecional de fluido.

 

Vantagens e desvantagens das válvulas de orifício

Vantagens:

  • As peças de estrangulamento não precisam ser calibradas, a medição precisa e a precisão da medição de calibração podem ser de 0,5;
  • Estrutura simples e compacta, tamanho pequeno e leve;
  • Ampla aplicação, incluindo todos os fluidos monofásicos (líquido, gás, vapor) e fluxo multifásico parcial;
  • A placa de orifício com diferentes aberturas pode ser trocada continuamente com a mudança da vazão e pode ser verificada e substituída online.

Desvantagens:

  • Existem requisitos para o comprimento da seção reta do tubo, geralmente superior a 10D;
  • Queda de pressão irrecuperável e alto consumo de energia;
  • A conexão do flange está sujeita a vazamentos, o que aumenta o custo de manutenção;
  • A placa de orifício é sensível à corrosão, desgaste e sujeira, podendo falhar em curto prazo no aquecimento de água e gás (desvio do valor real)

 

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Válvula do ventilador, válvula de purga e válvula de fluxo reverso para sistema de turbina

Como motor principal para operações grandes e de alta velocidade, a turbina a vapor é um dos principais dispositivos nas atuais usinas movidas a carvão, usada para arrastar geradores para converter energia mecânica em energia elétrica. A turbina a vapor é caracterizada por grande volume e rotação rápida. Quando é transferida do estado estático de temperatura e pressão normais para operação em alta temperatura e alta pressão e alta velocidade, a válvula reguladora da turbina a vapor desempenha um papel fundamental na estabilização da velocidade e no controle da carga. Somente a operação estável e precisa da válvula pode fazer a turbina a vapor funcionar com segurança e eficiência. Hoje apresentaremos aqui as três válvulas principais, como válvula de ventilador, válvula de purga e válvula de fluxo reverso para você, se estiver interessado, continue lendo.

 

Válvula do ventilador (VV)

Quando o cilindro de média pressão da unidade começa a operar sob carga baixa, o cilindro de alta pressão não tem vapor ou tem menos entrada de vapor e a válvula de ventilação é fechada. Isso fará com que a lâmina do estágio de alta pressão superaqueça devido à explosão de fricção. Neste momento, instale uma válvula de ventilação no tubo de escape do cilindro de alta pressão para manter o vácuo, semelhante a um soprador, para que haja o mínimo de vapor ou ar possível no cilindro de alta pressão para reduzir a explosão. Ele conecta o cilindro de alta pressão ao vácuo do condensador para evitar atrito ou temperatura excessiva de exaustão quando a carga é baixa.

Além disso, após o disparo da turbina a vapor, a válvula de ventilação abre automaticamente e o vapor do cilindro de alta pressão flui rapidamente para o condensador, o fluxo de vapor de baixa velocidade e alta velocidade da turbina terá uma explosão de lâminas traseiras de alto atrito para evitar devido ao vazamento de vedação do eixo do cilindro de pressão de vapor de alta pressão através do ensino médio para o cilindro de pressão intermediária (o cilindro de pressão média para vácuo) causado pela velocidade do rotor. Também pode ser usado para evitar excesso de velocidade.

Além disso, após o disparo da turbina a vapor, a válvula de ventilação abre automaticamente e o vapor no cilindro de alta pressão é rapidamente descarregado no condensador. No momento de alta velocidade e baixo vapor, o calor de fricção do jato de ar gerado na extremidade traseira da lâmina de alta pressão é reduzido para evitar que o vapor vaze para o cilindro de média pressão (estado de vácuo) através do alto - vedação do eixo do cilindro de pressão, resultando em excesso de velocidade do rotor. Também pode ser usado para evitar excesso de velocidade.

A válvula de ventilação de descarga de alta pressão é geralmente usada na unidade no cilindro de média pressão ou cilindro de alta pressão combinado com o início da abertura para evitar superaquecimento do metal por fricção do ar (especialmente no final da lâmina do cilindro de alta pressão) causado por danos devido a muito pouco vapor. Para evitar excesso de velocidade após o golpe, algumas unidades também podem abrir a válvula de ventilação para drenar rapidamente o alto vapor de exaustão. Algumas unidades também necessitam de uma válvula de ventilação para retirar o calor do cilindro após o resfriamento rápido após o desligamento, que é então descarregado no recipiente expansível e finalmente no condensador.

 

Válvula de purga (BDV)

Para unidades de cilindro de alta e média pressão, a fim de evitar que o cilindro de alta pressão e o tubo de vapor de uma pequena quantidade de vapor sejam canalizados para o cilindro de média pressão, o cilindro de baixa pressão ou a folga da vedação de vapor seja grande e a velocidade excessiva da unidade devido ao desgaste dos dentes da vedação de vapor. Onde uma válvula de purga (BDV) está instalada. Quando a unidade desarma, a válvula BDV abre rapidamente para direcionar o vapor restante da vedação de vapor de alta/média pressão para o condensador, evitando excesso de velocidade da unidade. A abertura e o fechamento da válvula de purga são controlados pelo curso do motor de óleo da válvula reguladora de média pressão:

Quando o curso do motor a óleo da válvula reguladora de pressão média é ≥30 mm, a válvula BDV é fechada;

Quando o curso do motor do óleo da válvula reguladora de pressão média é <30 mm, a válvula BDV abre.

A válvula solenóide de controle fornece um campo magnético funcional quando o ar comprimido entra no pistão superior da válvula. Quando a válvula de controle eletromagnético perde seu magnetismo, a parte superior do pistão da válvula BDV se comunica com o escapamento e a pressão do ar é liberada. O pistão sobe para abrir a válvula sob a ação da força da mola.

 

Válvula de fluxo reverso (RFV)

Não há rolamentos entre os cilindros de alta e média pressão, que são comunicados através dos componentes de vapor da vedação do eixo do rotor. Quando a turbina a vapor está desligando sob alta carga, a válvula reguladora de alta e média pressão fecha rapidamente e desliga a turbina a vapor para evitar excesso de velocidade. No entanto, neste momento, o cilindro de média pressão é um vácuo, o que faz com que o vapor de alta temperatura/alta pressão do cilindro de alta pressão retorne e vaze da vedação do eixo e continue a se expandir, causando excesso de velocidade. Para evitar que isso aconteça, um BDV pneumático pode ser instalado em funcionamento quando a válvula reguladora de pressão estiver fechada, a maior parte do vapor vazando diretamente para o dispositivo de exaustão. Ao iniciar em um estado frio, o fluxo auxiliar é conduzido para a válvula reversa de descarga de alta pressão através da válvula RFV e descarregado através do purgador de vapor do cilindro interno de alta pressão e do purgador de vapor do tubo guia de vapor de alta pressão.

 

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O que é válvula à prova de explosão?

As válvulas à prova de explosão são usadas em minas subterrâneas de carvão ou outras ocasiões inflamáveis e explosivas, como sistemas de remoção de poeira contendo meios combustíveis, e podem ser usadas como dispositivos de alívio de pressão para tubulações ou equipamentos explosivos. As válvulas gerais à prova de explosão geralmente incluem dois tipos de válvulas, uma é a possibilidade de explosão quando a válvula opera automaticamente para eliminar a fonte da explosão, como a válvula de segurança instalada na caldeira ou coletor de pó na frente da chaminé, dos quais a pressão de liberação automática, quando atingida um valor especificado para evitar a pressão, é muito alta ou causa uma explosão.

 

A válvula à prova de explosão é usada no sistema de remoção de poeira para conter gás combustível ou material combustível e pode ser usada como dispositivo de alívio de pressão para tubulações ou equipamentos explosivos. O diafragma da válvula à prova de explosão é geralmente calculado de acordo com a pressão operacional do sistema de remoção de poeira e o conteúdo de substâncias combustíveis, geralmente pode ser dividido na estrutura de instalação pode ser dividido em válvula à prova de explosão horizontal e explosão vertical- válvula à prova de explosão, são compostas por cilindro soldado de aço e válvula à prova de explosão, válvula eletromagnética. Como o nome indica, a válvula vertical à prova de explosão é instalada verticalmente no cano, enquanto a válvula horizontal à prova de explosão é instalada no topo da tubulação. Esta válvula à prova de explosão é usada principalmente no sistema hidráulico de equipamentos sem sistema de travamento mecânico, como um grande estágio mecânico, máquina de elevação, elevador, viga de inspeção e manutenção de automóveis, etc.

O outro tipo de válvula à prova de explosão é aquela que não produz alto calor ou faíscas elétricas durante o trabalho ou cujo atuador pode atender aos padrões à prova de explosão. Existem válvulas de esfera à prova de explosão típicas, válvulas gaveta à prova de explosão ou válvulas borboleta à prova de explosão equipadas com atuadores elétricos ou pneumáticos para evitar ou retardar uma explosão. Entre elas, a válvula de esfera elétrica à prova de explosão mais comumente usada, geralmente com estrutura anti-fogo e antiestática, mola condutora entre a haste da válvula e o corpo da válvula ou esfera para evitar meio inflamável aceso por ignição estática. Esta válvula elétrica à prova de explosão pode ser amplamente utilizada em petróleo, produtos químicos, tratamento de água, fabricação de papel, usinas de energia, fornecimento de calor, indústria leve e outras indústrias.

A marca do grau de válvula à prova de explosão consiste em tipo básico à prova de explosão + tipo de equipamento + grupo de gás + grupo de temperatura. A área de risco de explosão baseia-se principalmente na frequência e duração dos explosivos: Classe à prova de explosão da válvula:

Materiais explosivos Definições regionais Padrões
Gás (CLASSE Ⅰ) Um local onde normalmente existe uma mistura de gases explosivos de forma contínua ou por um longo período de tempo Divisão 1
Locais onde é provável a ocorrência de misturas de gases normalmente explosivas
Um local onde normalmente não são possíveis misturas de gases explosivos, ou onde elas ocorrem apenas ocasionalmente ou por curtos períodos de tempo sob condições anormais Divisão 2
Poeira ou fibra (CLASSE Ⅱ/Ⅲ) Um local onde poeira explosiva ou mistura de fibras combustíveis e ar pode ocorrer continuamente, frequentemente por um curto período de tempo ou existir por um longo período de tempo. Divisão 1
Poeira explosiva ou uma mistura de fibras combustíveis e ar não podem ocorrer, apenas ocasionalmente ou por um curto período de tempo sob condições anormais. Divisão 2

 

Os processos de produção em indústrias como a petrolífera e a química podem produzir substâncias inflamáveis, como as minas de carvão e as oficinas da indústria química. O processo de produção de faísca de fricção de instrumento elétrico, faísca de desgaste mecânico, eletricidade estática é inevitável onde é necessário instalar a válvula à prova de explosão.

 

As válvulas cerâmicas para aplicação de cloro

O cloro líquido é um líquido verde-amarelado altamente tóxico e corrosivo com ponto de ebulição de -34,6 ℃ e ponto de fusão de -103 ℃. Ele vaporiza em gás sob pressão normal e pode reagir com a maioria das substâncias. O gás cloro eletrolítico tem alta temperatura (85 ℃) e contém grande quantidade de água. Após resfriamento e secagem e liquefeito por resfriamento sob pressão, processo cujo volume é bastante reduzido para armazenamento e transporte. O processo de enchimento de cloro líquido é um processo de produção projetado para transporte de longa distância, que pode causar riscos de produção como vazamento, explosão, envenenamento, etc. estágio de bombeamento, que possuem altos requisitos quanto ao tipo e material da válvula.

As características do cloro exigem que a válvula não seja apenas uma estrutura simples, pequeno volume, leve e o torque de acionamento seja pequeno, fácil de operar rapidamente, além de boa vedação e excelente resistência à corrosão. Parte da vaporização do cloro líquido, porque a pressão de saída da válvula é menor que a de entrada durante o processo de enchimento de cloro líquido, esse processo absorve calor, tornando a temperatura da válvula mais baixa que a do tubo, resultando na formação de gelo. Além disso, a válvula em ambiente hostil tem uma alta frequência de substituição, o que não contribui para a segurança de toda a operação do equipamento e custos de manutenção. A maior parte da resistência à corrosão do cloro da válvula de vedação de metal é limitada, enquanto a válvula PFA / PTFE revestida é uma boa escolha, mas uma válvula PFA / PTFE revestida por muito tempo aumentará o torque e causará envelhecimento, a prática provou que a válvula de esfera de cerâmica no as condições de trabalho com cloro líquido proporcionam um bom desempenho.

Válvula de esfera cerâmica revestida pneumática

O pneumático válvula de esfera cerâmica consiste em um limitador, válvula solenóide, válvula de filtro, válvula de esfera de cerâmica e caminho de ar, etc. A rugosidade do núcleo de esfera O da válvula de esfera de cerâmica e da superfície de vedação da sede pode atingir menos de 0,1 m, fazendo com que seu desempenho de vedação seja superior ao válvula de esfera metálica, autoabrasiva e pequeno torque de abertura e fechamento. A porta de cerâmica revestida pode ser completamente separada da parte metálica do corpo da válvula, tem sido amplamente utilizada nos requisitos corrosivos e de pureza do meio.。

 

Válvula de esfera cerâmica elétrica tipo V

A válvula esférica reguladora de cerâmica elétrica tipo V é composta por um atuador elétrico e uma válvula esférica tipo V. Há ação de cisalhamento entre a esfera em forma de V e a sede, e a esfera ainda proporciona boa vedação quando o meio contém fibras ou partículas sólidas. O carretel de cerâmica de alta qualidade tem alto desempenho anti-abrasão, o anel de vedação do assento pode evitar o fluxo de erosão direta do assento, prolongando a vida útil do assento. A parte interna de cerâmica pode isolar completamente todo o caminho do fluxo, evitando assim o contato entre o meio e o corpo metálico, o que pode prevenir eficazmente a corrosão do meio corrosivo no metal da válvula.

 

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Como escolher o purgador de vapor?

No último artigo, discutimos o que é o purgador de vapor, como sabemos, o purgador de vapor é um tipo de válvula independente que drena automaticamente o condensado de um invólucro contendo vapor enquanto permanece estanque ao vapor vivo, ou se necessário, permitindo vapor fluir a uma taxa controlada ou ajustada. O purgador de vapor tem a capacidade de “identificar” vapor, gás condensado e não condensável para evitar o vapor e drenar a água, que dependendo da diferença de densidade, diferença de temperatura e mudança de fase, pode ser dividido em purgador de vapor mecânico, vapor termostático purgador e purgador de vapor térmico dinâmico.

 

O purgador de vapor mecânico usa a mudança do nível de condensado para fazer a bola flutuante subir (cair) para fazer com que o disco abra (feche) para evitar vapor e descarregar água devido à diferença de densidade entre condensado e vapor. O pequeno grau de sub-resfriamento faz com que o purgador mecânico de vapor não seja afetado pela pressão de trabalho e pelas mudanças de temperatura e faz com que o equipamento de aquecimento alcance a melhor eficiência de transferência de calor, sem armazenamento de vapor de água. A taxa máxima de contrapressão do purgador é 80%, que é o purgador ideal para equipamentos de aquecimento de processos de produção. As armadilhas mecânicas incluem armadilha de bola flutuante, armadilha de bola meio flutuante livre, armadilha de bola flutuante com alavanca, armadilha tipo balde invertido, etc.

 

Purgador de vapor flutuante

Um purgador de vapor flutuante é que a bola flutuante sobe ou desce de acordo com a condensação da água com o nível da água devido ao princípio da flutuabilidade, ajusta automaticamente o grau de abertura do orifício da sede de condensado de descarga contínua, quando a água para na bola de volta para a posição fechada e depois a drenagem. O orifício da sede da válvula de drenagem está sempre abaixo da água condensada, formando uma vedação de água, separação de água e gás sem vazamento de vapor.

 

Purgador de vapor termostático

Este tipo de purgador de vapor é causado pela diferença de temperatura entre a deformação ou expansão do elemento de temperatura do vapor e da água condensada para abrir e fechar o núcleo da válvula. O purgador de vapor termostático tem um grande grau de sub-resfriamento, geralmente de 15 a 40. Ele usa energia térmica para fazer com que a válvula sempre tenha água condensada em alta temperatura e sem vazamento de vapor, tem sido amplamente utilizado em tubulações de vapor, tubulações de calor, equipamentos de aquecimento ou pequenos equipamentos de aquecimento com requisitos de baixa temperatura, são o tipo ideal de purgador de vapor. O tipo de purgador termostático inclui purgador de diafragma, purgador de fole, purgador de placa bimetálica e etc.

 

Purgador de diafragma

O principal elemento de ação do purgador de diafragma é o diafragma metálico, que é preenchido com temperatura de vaporização inferior à temperatura de saturação da água líquida, geralmente a temperatura da válvula é inferior à temperatura de saturação de 15°C ou 30°C. O purgador de diafragma é sensível à resposta, resistente ao congelamento e ao superaquecimento, é pequeno e fácil de instalar. Sua taxa de contrapressão é superior a 80%, não pode condensar gás, longa vida útil e fácil manutenção.

 

Purgador de vapor térmico

De acordo com o princípio de mudança de fase, o vapor de energia térmica retém vapor e água condensada através da taxa de fluxo e mudanças de volume de calor diferente, de modo que a placa da válvula produza diferenças de pressão diferentes, que acionam a válvula de comutação da placa da válvula. É movido a vapor e perde muito vapor. Caracteriza-se por uma estrutura simples e boa resistência à água. Com uma parte traseira máxima de 50%, a placa da válvula barulhenta funciona com frequência e tem vida útil curta. O tipo de purgador de energia térmica inclui o purgador termodinâmico (disco), purgador de pulso, purgador de placa perfurada e assim por diante.

 

Purgador de vapor termodinâmico (disco)

Há um disco móvel no purgador que é sensível e atuante. De acordo com o vapor e o condensado quando a vazão e o volume de diferentes princípios termodinâmicos, de modo que a placa da válvula sobe e desce para produzir válvula de comutação da placa da válvula de acionamento diferencial de pressão diferente. A taxa de vazamento de vapor é 3% e o grau de sub-resfriamento é 8°C-15°C. Quando o dispositivo é iniciado, o condensado de resfriamento aparece na tubulação e é empurrado para fora da placa da válvula pela pressão de trabalho para descarregar rapidamente. Quando o condensado é descarregado, o vapor é então descarregado, o volume e a vazão do vapor são maiores que os condensados, de modo que a placa da válvula produz diferença de pressão para fechar rapidamente devido à sucção da vazão do vapor. Quando a placa da válvula é fechada por pressão em ambos os lados, a área de tensão abaixo dela é menor que a pressão na câmara do purgador de vapor devido à pressão do vapor acima, a placa da válvula é fechada hermeticamente. Quando o vapor na câmara do purgador esfria para condensar, a pressão na câmara desaparece. Condense pela pressão de trabalho para empurrar a placa da válvula, continuar a descarregar, circular e drenar intermitentemente.

Dicas para instalação de válvula de segurança

A válvula de segurança é amplamente utilizada em caldeiras a vapor, navios-tanque de GLP, poços de petróleo, desvios de alta pressão, tubulações de pressão, vasos de pressão de equipamentos de geração de energia a vapor e etc. peças de fechamento e quando a pressão do meio no equipamento ou tubulação excede o valor especificado, ele abre e drena o meio para fora do sistema para proteger a segurança da tubulação ou equipamento.

A válvula de segurança deve ser instalada na vertical e o mais próximo possível do equipamento ou tubulação protegida. Se não for instalada nas proximidades, a queda de pressão total entre o tubo e a entrada da válvula de segurança não deve exceder 3% do valor de pressão constante da válvula ou 1/3 da diferença máxima de pressão aberta/fechada permitida (o que for menor). Na prática de engenharia, a queda de pressão total da tubulação pode ser reduzida expandindo adequadamente o diâmetro de entrada da válvula de segurança, adotando um cotovelo de raio longo e reduzindo o número de cotovelos. Além disso, o que mais deveria ser considerado?

 

  1. A válvula de segurança deverá ser instalada em local conveniente para manutenção e deverá ser montada uma plataforma para manutenção. A válvula de segurança de grande diâmetro deve considerar a possibilidade de levantamento após a desmontagem da válvula de segurança. Na prática de engenharia, a válvula de segurança é frequentemente montada no topo do sistema de tubulação.
  2. A válvula de segurança para tubulação de líquido, trocador de calor ou vaso de pressão, que pode ser instalada horizontalmente quando a pressão aumenta devido à expansão térmica após o fechamento da válvula; A saída da válvula de alívio de segurança deve estar livre de resistência para evitar contrapressão e evitar o acúmulo de materiais sólidos ou líquidos.
  3. O tubo de entrada da válvula de segurança deve ter um cotovelo de raio longo com curvatura de pelo menos 5%. O tubo de entrada deve evitar curvatura em U tanto quanto possível, caso contrário, o material condensável no ponto mais baixo é conectado com o tubo de drenagem de fluxo contínuo ao mesmo sistema de pressão, o condensado viscoso ou sólido precisa do sistema de traceamento térmico. Além disso, a contrapressão da linha de saída não deve exceder o valor especificado da válvula de alívio. Por exemplo, a contrapressão da válvula de segurança de mola comum não excede 10% do seu valor fixo.
  4. A área da secção do tubo de ligação entre a válvula de segurança e o recipiente de pressão da caldeira não deve ser inferior à da válvula de segurança. Toda a válvula de segurança é instalada em uma junta ao mesmo tempo, a área da seção transversal da junta não deve ser inferior a 1,25 vezes a da válvula de segurança.
  5. A tubulação de saída da válvula de alívio descarregada no sistema fechado deve ser conectada ao topo do tubo principal de alívio de acordo com a direção do fluxo médio de 45°, de modo a evitar que o condensado no tubo principal flua para o tubo de ramal e reduza a contrapressão da válvula de alívio.
  6. Se a saída da válvula de segurança for inferior ao tubo de alívio ou ao tubo de descarga, é necessário elevar o tubo de acesso. No serviço a vapor, a válvula de segurança deve ser instalada de forma que o condensado não convirja a montante do disco.
  7. Se uma linha de descarga for instalada, o diâmetro interno deverá ser maior que o diâmetro de saída da válvula de alívio. Para recipientes de meios inflamáveis, tóxicos ou altamente tóxicos, a linha de descarga deve ser conectada diretamente a um local externo ou seguro com instalações de tratamento. Nenhuma válvula deve ser instalada na linha de descarga. Além disso, vasos de pressão com meios inflamáveis, explosivos ou tóxicos devem possuir dispositivos de segurança e sistemas de recuperação. A saída da linha de descarga não deve ser direcionada para equipamentos, plataformas, escadas, cabos, etc.

 

Quando a válvula de segurança não pode ser montada no corpo do recipiente por motivos especiais, ela pode ser considerada montada na tubulação de saída. Porém, a tubulação entre eles deve evitar curvaturas repentinas e o diâmetro externo deve ser reduzido, de modo a evitar aumentar a resistência da tubulação e causar acúmulo e bloqueio de sujeira. Além disso, um dispositivo de assistência elétrica (atuador) é usado para abrir a válvula de segurança quando a pressão é inferior à pressão normal de ajuste. Por ser uma espécie de equipamento especial, ao selecionar a válvula de segurança, é necessário considerar a natureza do meio, a condição real de trabalho, o material da válvula e o modo de conexão e parâmetros relacionados.