O que é válvulas de orifício e para que é usado?

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A válvula de orifício é um tipo de dispositivo de estrangulamento de medição de fluxo que pode medir todo fluido monofásico, incluindo água, ar, vapor, óleo, etc., tem sido amplamente utilizado em usinas de energia, usinas químicas, campos de petróleo e gasodutos. Seu princípio de funcionamento é que, quando o fluido com certa pressão flui através da parte do orifício na tubulação, a taxa de fluxo dos contratos 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 de 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 fluxos. A faixa de medição da vazão do medidor de vazão de orifício pode ser estendida ou transferida ajustando o diâmetro de abertura do orifício ou a faixa do transmissor dentro de uma determinada faixa que pode atingir 100: 1. É amplamente utilizado em situações com uma grande variedade de variações de fluxo 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 da calibração podem ser 0.5;
  • Estrutura simples e compacta, tamanho pequeno e leve;
  • Ampla aplicação, incluindo todo o fluido monofásico (líquido, gás, vapor) e fluxo multifásico parcial;
  • A placa de orifício com aberturas diferentes pode ser alterada continuamente com a alteração da vazão e pode ser verificada e substituída on-line.

Desvantagens:

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

 

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Válvula de ventilação, válvula de sopro e válvula de fluxo reverso para sistema de turbina

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Como principal motor de operações grandes e de alta velocidade, a turbina a vapor é um dos principais dispositivos das atuais usinas elétricas movidas a carvão, usadas para arrastar geradores para converter energia mecânica em energia elétrica. A turbina a vapor é caracterizada por um grande volume e rotação rápida. Quando é transferida do estado estático de temperatura e pressão normais para alta temperatura e alta pressão e operação em 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 aqui vamos apresentar as três válvulas principais, como válvula de ventilação, válvula de descarga e válvula de fluxo reverso para você, se estiver interessado, por favor, continue lendo.

 

Válvula de ventilação (VV)

Quando o cilindro de pressão média da unidade começa a operar com carga baixa, o cilindro de alta pressão não tem vapor ou 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 por atrito. Nesse 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 um pouco 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 da exaustão da explosão quando a carga é baixa.

Além disso, após o disparo da turbina a vapor, a válvula de ventilação se abre automaticamente e o vapor do cilindro de alta pressão flui rapidamente para o condensador, o fluxo de baixa velocidade e alta vapor da turbina terá uma explosão de lâminas de cauda de fricção alta para evitar devido ao vazamento do selo do eixo do cilindro de pressão de vapor de alta pressão no ensino médio no cilindro de pressão intermediário (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 acionamento da turbina a vapor, a válvula de ventilação se abre automaticamente e o vapor no cilindro de alta pressão é rapidamente descarregado no condensador. No momento da alta velocidade e baixo vapor, o calor da fricção por explosão de ar gerado na extremidade traseira da lâmina de alta pressão é reduzido para evitar que o vapor vaze para o cilindro de pressão média (estado de vácuo) através da alta pressão. vedação do eixo do cilindro de pressão, resultando na velocidade excessiva 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 no cilindro de alta pressão combinada com o início da abertura para evitar o superaquecimento do metal de atrito do ar (especialmente no final da lâmina do cilindro de alta pressão) causado por danos devido ao pouco vapor. A fim de evitar excesso de velocidade após uma batida, algumas unidades também podem abrir a válvula de ventilação para drenar rapidamente o alto vapor de exaustão. Algumas unidades também precisam de uma válvula de ventilação para retirar o calor do cilindro após o resfriamento rápido após o desligamento, que é descarregado no recipiente de expansão e finalmente no condensador.

 

Válvula de sopro (BDV)

Para unidades de cilindro de alta e média pressão, a fim de evitar que o cilindro de alta pressão e o tubo do tubo de vapor de uma pequena quantidade de canalização de vapor para o cilindro de pressão média, o cilindro de baixa pressão ou a folga do selo de vapor seja grande e a unidade sobrevelocina devido ao desgaste dos dentes do selo de vapor. Onde uma válvula de purga (BDV) está instalada. Quando a unidade dispara, a válvula BDV se abre rapidamente para direcionar o vapor restante do selo de vapor de alta / média pressão para o condensador, a fim de evitar que a unidade superaça. A abertura e o fechamento da válvula de sopro são controlados pelo curso do motor de óleo da válvula de regulação de pressão média:

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

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

A válvula de controle do solenóide fornece um campo magnético de trabalho 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 é comunicada com a exaustão e a pressão do ar é liberada. O pistão se move para cima 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 disparando sob alta carga, a válvula reguladora de alta e média pressão fecha e corta rapidamente a turbina a vapor para evitar velocidade excessiva. No entanto, neste momento, o cilindro de média pressão é um vácuo, que faz com que o vapor a alta temperatura / 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 operação quando a válvula reguladora de pressão é fechada, a maior parte do vazamento de vapor diretamente no dispositivo de escape. Ao iniciar em um estado frio, o fluxo auxiliar é conduzido à válvula reversa de descarga de alta pressão através da válvula RFV e descarregado através da armadilha de vapor do cilindro interno de alta pressão e da armadilha de vapor do tubo guia de vapor de alta pressão.

 

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O que é válvula à prova de explosão?

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As válvulas à prova de explosão são usadas em minas subterrâneas de carvão ou em outras ocasiões inflamáveis ​​e explosivas, como sistemas de remoção de poeira que contêm 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 delas com possibilidade de explosão quando a válvula opera automaticamente para eliminar a fonte da explosão, como a válvula de segurança instalada na caldeira ou no coletor de pó na frente da conduta, cuja pressão de liberação automática, quando alcançou um valor especificado para impedir 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 um 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 de operação do sistema de remoção de poeira e o conteúdo de substâncias combustíveis, geralmente pode ser dividido na estrutura da instalação, na válvula à prova de explosão horizontal e vertical à prova de explosão. válvula de prova, eles são compostos de barril de aço soldado e válvula à prova de explosão, válvula eletromagnética. Como o nome indica, a válvula à prova de explosão vertical é instalada verticalmente no barril, enquanto a válvula à prova de explosão horizontal é instalada na parte superior 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, inspeção de automóveis e viga de manutenção, etc.

O outro tipo de válvula à prova de explosão é que não produzirá faíscas elétricas ou de calor alto ao trabalhar ou cuja válvula pode atender aos padrões à prova de explosão. Existem válvulas de esfera à prova de explosão, válvulas de porta à prova de explosão ou válvulas borboleta à prova de explosão que são equipadas com atuadores elétricos ou pneumáticos para impedir ou retardar uma explosão. Entre elas, a válvula de esfera elétrica à prova de explosão mais comumente usada, geralmente com estrutura anti-estática e contra fogo, mola condutora entre a haste da válvula e o corpo ou a esfera da válvula para evitar o meio inflamável inflamável de ignição estática. Esta válvula elétrica à prova de explosão pode ser amplamente utilizada em petróleo, produtos químicos, tratamento de água, fabricação de papel, central elétrica, fornecimento de calor, indústria leve e outras indústrias.

A marca do grau de válvula à prova de explosão consiste no tipo básico à prova de explosão + tipo de equipamento + grupo de gás + grupo de temperatura. A área de risco de explosão é baseada principalmente na frequência e duração dos explosivos: Classe de válvula à prova de explosão:

Materiais explosivos Definições regionais Standards
Gás (CLASSE Ⅰ) Um local onde normalmente existe uma mistura explosiva de gás continuamente ou por muito tempo Divisão 1
Locais onde é provável que ocorram misturas de gases normalmente explosivos
Local onde normalmente não são possíveis misturas explosivas de gás ou onde ocorrem apenas ocasionalmente ou por curtos períodos de tempo em condições anormais Divisão 2
Poeira ou fibra (CLASSE Ⅱ / Ⅲ） Um local onde poeira explosiva ou mistura de fibras combustíveis e ar podem ocorrer continuamente, frequentemente por um curto período de tempo ou existir por um longo período de tempo. Divisão 1
Poeiras explosivas ou uma mistura de fibras combustíveis e ar não podem ocorrer, apenas ocasionalmente ou por um curto período de tempo em condições anormais. Divisão 2

 

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

 

As válvulas de cerâmica para aplicação de cloro

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O cloro líquido é um líquido verde-amarelo altamente tóxico e corrosivo, com um ponto de ebulição de -34.6 ℃ e um ponto de fusão de -103 ℃. Ele vaporiza em gás sob pressão normal e pode reagir com a maioria das substâncias. O gás eletrolítico do cloro tem uma temperatura alta (85 ℃) e contém uma grande quantidade de água. Após o resfriamento e a secagem e liquefeito pelo resfriamento sob pressão, cujo processo é bastante reduzido para armazenamento e transporte. O processo de envase de cloro líquido é um processo de produção projetado para transporte de longa distância, que pode causar riscos à produção, como vazamentos, explosões, envenenamentos, etc. Além disso, as condições de trabalho de alta pressão na tubulação, baixa temperatura e pressão negativa no vácuo estágio de bombeamento, com altos requisitos de 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 e também tenha boa vedação e excelente resistência à corrosão. Parte da vaporização do cloro líquido, porque a pressão de saída da válvula é menor que a entrada durante o processo de enchimento de cloro líquido, esse processo absorve o calor, tornando a temperatura da válvula mais baixa que o tubo, resultando em formação de geada. Além disso, a válvula em um ambiente hostil possui uma alta frequência de substituição, o que não conduz à segurança de todos os custos de operação e manutenção do equipamento. A maior parte da resistência à corrosão por cloro da válvula de vedação de metal é limitada, enquanto a válvula PFA / PTFE revestida é uma boa escolha, mas um longo tempo de funcionamento da válvula PFA / PTFE revestida aumentará o torque e causará o envelhecimento, a prática provou que a válvula de esfera cerâmica as condições de trabalho com cloro líquido fornecem um bom desempenho.

Válvula de esfera cerâmica revestida pneumática

O pneumático válvula de esfera em cerâmica consiste em um limitador, válvula solenóide, válvula de filtro, válvula de esfera de cerâmica e trajetória de ar, etc. A rugosidade do núcleo da esfera de cerâmica da válvula O e da superfície de vedação da sede pode atingir menos de 0.1 m, tornando seu desempenho de vedação superior ao válvula de esfera metálica, auto-abrasiva e pequeno torque de abertura e fechamento. A porta de cerâmica revestida pode ser completamente separada da parte de metal do corpo da válvula, tem sido amplamente utilizada nos requisitos de corrosão e pureza do meio.

 

Válvula de esfera elétrica em cerâmica do tipo V

A válvula de esfera elétrica de regulação de cerâmica do tipo v é composta por um atuador elétrico e uma válvula de esfera do tipo V. Há ação de cisalhamento entre a esfera em forma de V e a sede, e a bola ainda oferece 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 impedir o fluxo de erosão direta do assento, prolongando a vida útil do mesmo. A parte interna de cerâmica pode isolar completamente todo o caminho do fluxo, impedindo o contato entre o meio e o corpo do metal, o que pode efetivamente impedir a corrosão do meio corrosivo no metal da válvula.

 

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Como escolher a armadilha de vapor?

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No último artigo, discutimos qual é a armadilha de vapor, como sabemos, a armadilha de vapor é um tipo de válvula autônoma que drena automaticamente o condensado de um gabinete que contém vapor, mantendo-se firme ao vapor vivo ou, se necessário, permitindo vapor fluir a uma taxa controlada ou ajustada. A armadilha de vapor tem a capacidade de "identificar" vapor, condensado e gás não condensável para evitar vapor e drena a água, que, dependendo da diferença de densidade, diferença de temperatura e mudança de fase, pode ser dividida em uma armadilha de vapor mecânica, vapor termostático armadilha e armadilha de vapor dinâmico térmico.

 

A armadilha de vapor mecânica usa a alteração do nível de condensado para fazer a bola flutuar subir (cair) para abrir o disco (fechar) para impedir o vapor e descarregar a água devido à diferença de densidade entre o condensado e o vapor. O pequeno grau de sub-resfriamento faz com que o purgador de vapor mecânico não seja afetado pelas mudanças de pressão e temperatura de trabalho 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 da armadilha é de 80%, que é a armadilha ideal para equipamentos de aquecimento de processos de produção. As armadilhas mecânicas incluem armadilha de bola flutuante livre, armadilha de bola semi-flutuante livre, armadilha de bola flutuante de alavanca, armadilha do tipo balde invertido, etc.

 

Armadilha de vapor flutuante

Uma armadilha de vapor flutuante livre 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 aberto do furo do assento de condensado de descarga contínua, quando a água pára 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 de condensação e forma uma vedação de água, separação de água e gás sem vazamento de vapor.

 

Armadilha de vapor termostática

Esse tipo de purgador de vapor é causado pela diferença de temperatura entre a deformação ou expansão do elemento de temperatura da água do vapor e da condensação para abrir e fechar o núcleo da válvula. A armadilha de vapor termostática possui um alto grau de sub-resfriamento, geralmente de 15 a 40. Utiliza energia de calor para fazer com que a válvula sempre tenha água condensada a alta temperatura e sem vazamento de vapor, sendo amplamente utilizada em dutos de vapor, dutos de calor, equipamentos de aquecimento ou pequeno equipamento de aquecimento com requisitos de baixa temperatura, é o tipo mais ideal de purgador de vapor. O tipo de purgador termostático inclui o purgador de diafragma, o soprador de fole, o purgador de placas bimetálicas e etc.

 

Armadilha de vapor do diafragma

O principal elemento de ação da armadilha do diafragma é o diafragma de metal, que é preenchido com temperatura de vaporização menor que a temperatura de saturação do líquido da água, geralmente a temperatura da válvula é menor que a temperatura de saturação de 15 ℃ ou 30 ℃. A armadilha do diafragma é sensível à resposta, resistência ao congelamento e superaquecimento, tamanho pequeno e fácil de instalar. Sua taxa de contrapressão é superior a 80%, não pode condensar gás, longa vida útil e fácil manutenção.

 

Armadilha térmica

De acordo com o princípio da mudança de fase, o purgador de vapor de energia térmica pelo vapor e pela água condensada através da vazão e do volume varia de calor diferente, de modo que a placa da válvula produza diferença de pressão diferente, que aciona a válvula do interruptor da placa da válvula. É alimentado por vapor e perde muito vapor. É caracterizada por uma estrutura simples, boa resistência à água. Com um retorno máximo de 50%, a placa da válvula barulhenta trabalha com freqüência e vida útil curta. O tipo de coletor de vapor de energia térmica inclui o coletor de vapor termodinâmico (disco), coletor de vapor de pulso, coletor de vapor da placa de orifício e assim por diante.

 

Armadilha de vapor termodinâmica (disco)

Há um disco móvel na armadilha de vapor que é sensível e atuante. De acordo com o vapor e condensar quando a taxa de fluxo e volume de diferentes princípios termodinâmicos, de modo que a placa da válvula para cima e para baixo para produzir diferentes válvulas de comutação da placa da válvula de acionamento diferencial da pressão da válvula. A taxa de vazamento de vapor é de 3% e o grau de sub-resfriamento é de 8 ℃ -15 ℃. Quando o dispositivo inicia, o condensado de resfriamento aparece na tubulação e empurra a placa da válvula pela pressão de trabalho para descarregar rapidamente. Quando o condensado é descarregado, o vapor é 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 coletor de vapor da pressão de vapor acima, a placa da válvula é fechada firmemente. Quando o vapor na câmara do coletor de vapor esfria para condensar, a pressão na câmara desaparece. Condensado pela pressão de trabalho para empurrar a placa da válvula, continue a descarga, circulação e drenagem intermitente.

Dicas para instalação de válvulas de segurança

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A válvula de segurança é amplamente utilizada em uma caldeira a vapor, tanque de GLP, poço de petróleo, desvio de alta pressão, tubulação de pressão, vaso de pressão de equipamento de geração de energia a vapor e etc. A válvula de segurança é fechada sob a ação de força externa na abertura e fechamento de peças e quando a pressão do meio no equipamento ou oleoduto excede o valor especificado, ele abre e drena o meio para fora do sistema para proteger a segurança do oleoduto ou equipamento.

A válvula de segurança deve ser instalada na vertical e o mais próximo possível do equipamento ou tubulação protegida. Se não for instalado 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 de pressão aberta / fechada máxima permitida (o que for menor). Na prática de engenharia, a queda total de pressão da tubulação pode ser reduzida expandindo o diâmetro de entrada da válvula de segurança de forma adequada, adotando um cotovelo de raio longo e reduzindo o número do cotovelo. Além disso, o que mais deve ser considerado?

 

  1. A válvula de segurança deve ser instalada em um local conveniente para manutenção e uma plataforma deve ser configurada para manutenção. A válvula de segurança de grande diâmetro deve considerar a possibilidade de elevação 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 uma 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 segurança deve estar livre de resistência para evitar a contrapressão e impedir o acúmulo de materiais sólidos ou líquidos.
  3. O tubo de entrada da válvula de segurança deve ter um cotovelo de raio longo com pelo menos 5% de curvatura. O tubo de entrada deve evitar a curvatura em U na medida do possível, caso contrário, o material condensável no ponto mais baixo é conectado ao tubo de drenagem de fluxo contínuo ao mesmo sistema de pressão, o condensado viscoso ou sólido precisa do sistema de rastreamento de calor. 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 seccional do tubo de conexão entre a válvula de segurança e o vaso de pressão da caldeira não deve ser menor que a da válvula de segurança. Toda a válvula de segurança é instalada em uma junta ao mesmo tempo, a área de seção transversal da junta não deve ser inferior a 1.25 vezes a 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 °, para evitar que a condensação no tubo principal flua para o tubo de derivação e reduza a contrapressão da válvula de alívio.
  6. Se a saída da válvula de segurança for mais baixa que o tubo de alívio ou o tubo de descarga, é necessário elevar o tubo de acesso. No serviço de vapor, a válvula de segurança deve ser instalada para que o condensado não converja a montante do disco.
  7. Se uma linha de descarga for instalada, o diâmetro interno deve ser maior que o diâmetro de saída da válvula de alívio. Para recipientes com meios inflamáveis ​​ou tóxicos ou altamente tóxicos, a linha de descarga deve ser conectada diretamente a um local externo ou seguro das instalações de tratamento. Nenhuma válvula deve ser instalada na linha de descarga. Além disso, os vasos de pressão de meios inflamáveis, explosivos ou tóxicos devem ter dispositivos de segurança e sistemas de recuperação. A saída da linha de descarga não deve ser direcionada a equipamentos, plataformas, escadas, cabos, etc.

 

Quando a válvula de segurança não pode ser montada no corpo do contêiner por motivos especiais, ela pode ser considerada montada na tubulação de saída. No entanto, a tubulação entre eles deve evitar flexões repentinas e o diâmetro externo deve ser reduzido, para evitar aumentar a resistência da tubulação e causar acúmulo e obstrução de sujeira. Além disso, um dispositivo auxiliar de energia (atuador) é usado para abrir a válvula de segurança quando a pressão é inferior à pressão normal definida. Como um tipo 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.