Уже более 40 лет регулирующие клапаны GESTRA типа ZK доказывают свою надежность при эксплуатации в предельно жестких условиях на различных электростанциях по всему миру. Залогом данного успеха являются ноу-хау, многолетний опыт и постоянные инвестиции в НИОКР. Надежность и долгий срок службы данных клапанов обусловлены простотой обслуживания и ремонта, а также предельной износостойкостью и герметичностью.
Основным элементом дросселирующего узла любого регулирующего клапана ZK является радиально перфорированная ступенчатая втулка (ZK RADIAL STAGE NOZZLE®). Основными рабочими средами для клапанов ZK являются водяной пар, конденсат водяного пара, химочищенная и питательная вода.
Основные области применения регулирующих клапанов ZK
Регулирующие клапаны ZK находят разнообразное применение в электроэнергетике и промышленности. Можно выделить несколько основных областей применения, отличающихся наиболее жесткими условиями эксплуатации (большие перепады давления, двухфазные среды), где регулирующие клапаны ZK доказали и продолжают доказывать свою высочайшую эффективность и надежность:
- рециркуляция насосов;
- дренаж и прогрев;
- регулирование уровня;
- впрыск охлаждающей воды;
- редуцирование давления пара;
- непрерывная продувка котлов;
- регулирование подачи питательной воды.
1. Рециркуляция насосов
Компания GESTRA предлагает не только отдельно регулирующие клапаны, но также и индивидуальные решения и системы по управлению рециркуляцией питательных и конденсатных насосов (плавное или двухпозиционное регулирование) (рисунок 2).
2. Дренаж и прогрев
Регулирующий клапан ZK, привод, электродный датчик уровня и шкаф управления вместе образуют систему, которая может быть настроена и адаптирована оптимальным образом под конкретные рабочие условия (рисунок 3).
Даже сильные колебания расходов конденсата не влияют на нормальную работу данной системы. Она автоматически подстраивается как под минимальные, так и под пиковые расходы конденсата.
С помощью системы сбора и контроля показаний температуры можно организовывать индивидуальный режим прогрева определенных узлов и участков электростанций.
3. Регулирование уровня
На основе регулирующего клапана ZK можно реализовать систему регулирования уровня для самых жестких условий эксплуатации. Система регулирования уровня GESTRA состоит из регулирующего клапана ZK, привода, электродного датчика уровня и шкафа управления. Электродные датчики NRG 211 и NRG 111 рассчитаны на работу при предельно высоких температурах и давлениях. Надежная и долговечная работа данной системы обусловлена износостойкостью и большим сроком службы радиально перфорированной ступенчатой втулки клапана ZK (рисунок 4).
4. Впрыск охлаждающей воды
GESTRA предлагает индивидуальные решения и системы управления впрыском охлаждающей воды, состоящие из регулирующего клапана впрыска, привода, системы сбора и контроля показаний температуры, а также шкафа управления. Регулирующие клапаны впрыска охлаждающей воды должны работать на больших перепадах давления и в то же время обладать предельной износостойкостью и хорошей характеристикой регулирования.
Радиально перфорированная ступенчатая втулка клапана ZK в полной мере удовлетворяет перечисленным эксплуатационным требованиям и обеспечивает прекрасную адаптацию клапана к желаемым рабочим условиям.
Благодаря абсолютной герметичности регулирующих клапанов ZK их использование в качестве клапанов впрыска предотвращает повреждения охладителей пара и паропреобразовательных клапанов РОУ, связанные с резкими перепадами температуры (рисунок 5).
Радиально перфорированная ступенчатая втулка ZK
Принцип действия
Запатентованная радиально перфорированная ступенчатая втулка ZK (ZK RADIAL STAGE NOZZLE®) состоит из нескольких концентрически расположенных гильз с радиальной перфорацией. Отверстия в этих гильзах просверлены параллельно, но при этом все гильзы немного повернуты друг относительно друга. В результате отверстия в гильзах частично перекрывают друг друга, образуя ступенчатые каналы с промежуточными камерами вскипания.
Поток через радиально перфорированную ступенчатую втулку регулируется плунжером. В зависимости от своего положения, плунжер частично либо полностью перекрывает каналы (рисунок 7).
Плунжер вместе с седлом образуют затвор радиально перфорированной ступенчатой втулки. Последовательное расширение потока в камерах вскипания приводит
к постепенному снижению давления. Ступенчатые втулки и плунжеры подбираются индивидуально в каждом случае под конкретные перепады давления. Для сверхбольших перепадов давления применяются регулирующие клапаны ZK с двойным седлом.
Благодаря специальной конструкции ступенчатой втулки ZK уровень шума снижается до минимальных значений (как правило, ниже 85дБ(А) во всем диапазоне регулирования клапанов ZK).
Основные отличительные особенности конструкции
Высокая износостойкость
Последовательное объемное расширение потока внутри каналов и камер вскипания приводит к постепенному снижению давления. Специальная конструкция плунжера и седла гарантирует долговечную, безопасную и надежную работу клапана. При этом происходит деление общего потока рабочей среды по радиальным каналам внутри втулки (рисунок 9).
Высокая герметичность
FCI 70-2-2003, класс VI (процедура испытания C) и EN 12266-1, класс протечки A.
Различные пропускные характеристики клапанов
Пропускная характеристика регулирующих клапанов ZK: линейная или равнопроцентная. Последующее изменение пропускной характеристики возможно посредством изменения относительного положения гильз (отверстий) внутри втулки или посредством замены всей втулки целиком (рисунок 10).
Простота монтажа и ревизии клапана
Дроссельный узел, включая седло, можно извлечь из корпуса клапана без каких-либо проблем (какая-либо специальная подготовка механика для этого не требуется). При этом сам клапан не надо демонтировать с трубопровода.
Двойное седло
Регулирующие клапаны ZK для работы на сверхбольших перепадах давления оснащаются двойным седлом. В этом случае регулирующий клапан ZK совмещает в себе наряду с функцией регулирования еще и функцию обычного запорного вентиля (даже при сверхвысоких давлениях).
Низкий уровень шума
Постепенное и непрерывное снижение скорости потока внутри радиально перфорированной ступенчатой втулки обеспечивает низкий уровень шума (как правило, не выше 85 дБ(А) во всем диапазоне регулирования клапана). Уровень шума регулирующих клапанов ZK, работающих на перепадах давления до 100 бар, даже ниже 80 дБ(А).
Широкий диапазон пропускных способностей
Значения kvs могут быть адаптированы под конкретные рабочие условия посредством изменения взаимного расположения гильз (отверстий) внутри втулки либо посредством замены самой втулки целиком. В этом случае можно избежать эксплуатации регулирующего клапана в промежуточных положениях. Производственная линейка регулирующих клапанов ZK покрывает диапазон пропускных способностей от kvs 0.5 м³/ч до 969 м³/ч. Посредством замены дроссельного узла можно настроить регулирующий клапан ZK для работы на различных перепадах давления (рисунок 10).
Приводы
На регулирующие клапаны ZK могут быть установлены практически все известные на рынке типы и марки приводов.
Изменение пропускной характеристики на примере клапана ZK 29
Компания GESTRA имеет сервисную службу на территории РФ, которая проводит шефмонтажные, пусконаладочные работы, а также гарантийное и постгарантийное обслуживание регулирующих клапанов ZK.
Компания GESTRA открыта к обсуждению с конечными заказчиками вариантов проведения опытно-промышленных испытаний клапанов ZK на наиболее проблемных и критичных позициях действующих электростанций и паросиловых цехов промышленных предприятий.
Также стоит отметить, что компания GESTRA практикует предоставление расширенного гарантийного срока на регулирующие клапаны ZK до 5 лет с момента ввода в эксплуатацию.
Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 7 (42) 2017
