Как правильно выбрать тип регулятора давления?

Регуляторы давления играют ключевую роль в обеспечении безопасности, эффективности и надежности работы жидкостных и газовых систем. Поэтому к их выбору важно отнестись серьезно. Для регулировки давления всегда подбирается соответствующий тип регулятора в зависимости от области применения и особенностей системы.

Чтобы узнать подробнее о классификации регулирующих приборов и их характеристиках дочитайте эту статью до конца. Благодаря этой статье вы поймете, как правильно подбирать устройства под ваши промышленные системы.

Область применения: контрольно-измерительные системы

В таких системах нужно поддерживать точность и стабильность показателей установленного давления. Этого можно добиться путем использования соответствующего регулятора обеспечения аналитической точности. Как правило, в контрольно-измерительных системах используется не высокое давление, поэтому могут быть применены регуляторы с мембранным чувствительным элементом. Чем больше площадь мембраны, тем более чувствителен будет регулятор давления к изменениям параметров среды, но тем он будет дороже. Стоит помнить, что точность регулировки включает в себя несколько особенностей регуляторов:

- точность хода рукоятки. (Сколько оборотов рукоятки обеспечивает сжатие пружины на протяжении всего диапазона. Чем мельче резьба и чем больше оборотов рукоятки, тем точнее будет ручная регулировка);

- повторяемость. (Индивидуальная особенность конструкции регулятора в целом и его чувствительного элемента и пружины, позволяющая добиваться одинаковых значений уставки давления при последующих итерациях подачи давления);

- просадка давления. (Неизбежное уменьшение (просадка) выходного давления среды при увеличении расхода, особенно при больших расходах и в самый начальный момент появления расхода. У пружинных регуляторов просадка давления при высоком расходе ощутимо увеличивается по сравнению с пилотными регуляторами. Просадка давления в начальный момент расхода так же зависит от конструкции конкретной модели регулятора. С целью обеспечения точности регулирования необходимо пользоваться графиками зависимости давления от расхода среды при проектировании аналитической системы);

- эффект нагнетаемого давления. (Конструкция большинства пружинных регуляторов после себя такова, что при значительном падении входного давления наблюдается увеличение выходного давления относительно уставки. Силу этого эффекта обязательно необходимо учитывать при проектировании линий подачи газа в аналитических системах и не допускать падение давления на входе, или использовать регуляторы со сбалансированным клапаном, или пилотным управлением);

- точность оценки настраиваемого давления. (Официально зарегистрировать настраиваемое на регуляторе давление можно лишь при помощи измерительных устройств – манометра либо датчика давления. Соответственно точность ручной регулировки в любом случае не будет превышать точность этих измерительных приборов. Для повышения точности используйте приборы с высоким классом точности, например 1.0 или 0.25).

В ситуациях, когда некоторым из вышеперечисленных причин не получается подобрать достаточно точный одноступенчатый регулятор давления, рекомендуется применить двухступенчатую схему редуцирования (то есть понижать давление каскадом при помощи двух последовательно установленных регуляторов с разными характеристиками) либо использовать двухступенчатый регулятор.

Преимущества двухступенчатой схемы редуцирования:

- при помощи второй ступени полностью сглаживается эффект нагнетаемого давления. Давление на выходе не вырастет выше уставки если в источнике давление упадёт;

- за счёт разнесения точек редуцирования по двум ступеням уменьшается эффект Джоуля-Томпсона и снижается риск обмерзания регулятора и конденсации среды. Это позволит добиться более стабильной работы;

- при высоком входном давлении двухступенчатая схема позволяет установить более чувствительный и более требовательный регулятор второй ступени, который обеспечит большую точность регулировки.

Область применения: общепромышленные системы

Промышленные системы общего назначения требуют надежного регулирования давления для обеспечения соответствующего качества производимой продукции и защиты работников и спецоборудования от ЧП. Поэтому регулятор для таких систем необходимо выбирать с особой тщательностью. В первую очередь он должен быть изготовлен из высококачественных материалов. Качественные регуляторы для общепромышленного оборудования могут обеспечить стабильную работу систем и спасти вас от простоев. Обычно их диаметр больше диаметров регулирующих приборов для КИП, так как они задействуются на более крупных линиях. Поэтому при их выборе важно обращать внимание на общие характеристики расхода и подсоединения.

Регуляторы для общепромышленного оборудования бывают купольные, пружинные или комбинированной конфигурации. Т.к они должны соответствовать требованиям конкретной системы. Пружинные регуляторы могут обеспечить точную и быструю регулировку. Куполовидные модели же могут более эффективно регулировать давление при его снижении, поэтому их используют в системах с колебаниями расхода.

Ниже указаны важные факты, которые стоит учесть перед покупкой регулирующего прибора для общепромышленных систем:

- внутренние уплотнения устройств должны быть выполнены из материалов, которые имеют хорошую химическую совместимость с веществами, используемыми в вашей промышленной системе;

- по причине больших условных проходов особое внимание стоит уделить балансировке клапанов в промышленных регуляторах. Если такой регулятор рассчитан на высокое входное давление, то крайне необходимо обеспечивать балансировку клапана под пяточной полостью, потому что при больших сечениях эффект нагнетаемого давления особенно заметен;

- также важную роль при больших расходах играет расположение точки отбора измеряемого давления, особенно если измерительная камера отделена от выходной камеры перегородкой или вообще находится в куполе. Чем дальше по трубопроводу от выходной камеры расположена точка отбора давления, тем с большим упреждением будет работать регулятор в условиях залпового изменения расхода.

Использование: системы высокой степени чистоты

Определенные узкоспециализированные области, использующие особые среды так же не обходятся без применения регуляторов. Как правило, это регуляторы на небольшие расходы и не высокие давления. Для особо чистых сред стоит обратить внимание на следующие особенности конструкции регуляторов давления: - материалы, контактирующие со средой и температурой должны не только иметь отличную химическую и температурную совместимость, но не должны пачкать среду или как-то с ней реагировать;

- полировка / электрохимполировка / шероховатость внутренней поверхности выбирается согласно техническим условиям проекта. От этих параметров будет зависеть продуваемость системы и вероятность образования осадка;

- наличие пористых и “газящих” полимеров необходимо исключить, по возможности применять сёдла из PCTFE (политрифторхлорэтилен), который подходит для чистых сред;

- обеспечивает ли тип присоединений достаточный уровень герметичности для чистых сред. Для сред чистотой 6.0 и выше не рекомендуется применять конические резьбы, а для сред чистотой 7.0 и выше рекомендуется использовать специальные торцевые фланцы по стандарту VCR (ZCR), обеспечивающие газонепроницаемость разборного соединения;

- конструкция устройства должна быть небольшой и позволять специалисту близко располагать элементы системы и линии, особенно в условиях нехватки свободного пространства. Клапаны со встроенным пневмоприводом помогут автоматизировать процесс управления подачи чистых газов и сэкономят пространство;

Корпус регулятора должен быть выполнен из грязеотталкивающих материалов, чтобы его поверхность не подвергалась регулярному загрязнению и была обеспечена соответствующая защита от выхода прибора из строя.

Особое исполнение клапана регулятора и жёсткий контакт с мембраной позволяет избежать трения и образования нежелательных частичек металла.

Применение: системы отбора проб и пробоподготовки

При отборе проб газов или жидкостей необходимо предварительно нагреть пробу или приступить к ее испарению, чтобы предотвратить скопление конденсата и обеспечить соответствие характеристик выборки. Для этой цели можно использовать специальный регулятор со встроенным испарителем, в качестве которого может быть электрический нагреватель либо паровой теплообменник. При выборе испаряющего регулирующего устройства для своей системы обратите внимание на: При отборе проб газов или жидкостей необходимо предварительно нагреть пробу или приступить к ее испарению, чтобы предотвратить скопление конденсата и обеспечить соответствие характеристик выборки. Для этой цели можно использовать специальный регулятор со встроенным испарителем, в качестве которого может быть электрический нагреватель либо паровой теплообменник.

При выборе испаряющего регулирующего устройства для своей системы обратите внимание на:

- мощность нагревательного элемента и тип электрического регулирования нагрева, который позволяет изменять настройки температурного режима для предотвращения перегрева прибора без прекращения испарения;

- малые внутренние объемы и отсутствие застойных зон, обеспечивающие более быструю реакцию на изменения давления в системе;

- приспосабливаемость к изменениям фазы пробы.

Сертификацию для эксплуатации в экстремальных(агрессивных) условиях. Важно, чтобы выбранный вами регулятор соответствовал установленным требованиям и мог эффективно функционировать в условиях, где обычные устройства не справляются со своей задачей.