Регулятор давление паров установленный в ректификационной колонне не является единственным регулятором, сдерживающим излишнее давление. Нужно предполагать, что в системе установлены дополнительные устройства, предотвращающие разрушение колонны. Таким образом, регулятор выбирается из условия максимальной экономической эффективности, и лишь во вторую очередь из соображения четкого регулирования. Таким образом, из условий максимальной экономической эффективности будем рассматривать регуляторы давления прямого действия.
Можно сделать вывод, что регуляторы давления прямого действия являются наиболее экономически эффективными, простыми в устройстве и эксплуатации. Широкий выбор регуляторов данного типа, представляет возможность подобрать регулятор максимально выгодный для заданных технических условий. Хотя недостатки данного типа регуляторов давления на лицо, не стоит пренебрегать и достоинствами. Данный тип регуляторов давно применяется во многих отраслях человеческой деятельности, есть место данному типу регуляторов и в будущем.
Выделим в группе регуляторов давления прямого типа, четыре класса регуляторов. Вторичным классификационным признаком выберем классификацию по виду применяемой энергии. Было взято такое разделение, ввиду требований предъявляемых к работе ректификационной колонны. В частности, происходит регулирование пара, которое, согласно схеме 1, осуществляется через подачу флегмы. Таким образом, наложены конкретные рамки на вид применяемой энергии, и для упрощения поиска нужного регулятора была принята вышеупомянутая классификация. Второй классификационный признак был представлен на схеме 2. Рассмотрим каждый из типов регуляторов давления подробно.
1.1.1 Механические регуляторы давления предназначены для поддержания заданного давления в трубопроводах и применяются для воздуха, пара, неагрессивных газов, масла, нефти. Существует достаточно большое количество модификаций регуляторов данного типа и, кроме того, двух типов: регуляторы «до себя» и «после себя», предназначенные для регулирования давления в трубопроводе перед и за регулирующим клапаном.
Таблица 1.1
Таблица 1.2
Принцип действия
Регуляторы давления прямого действия представляют собой регулирующие устройства, включающие чувствительный элемент, элемент сравнения и пропорциональный регулятор, использующие энергию регулируемой среды и развивает усилие достаточное для перемещения исполнительного органа.
Регулятор состоит из регулирующего клапана и исполнительного привода, который открывает или закрывает клапан при повышении давления. Каждому отклонению от заданной установки соответствует (определенное) положение конуса (затвора) клапана.
Редукторы или редукционные клапаны используют энергию высокого давления для стабилизации давления в системе после себя при колебаниях.
Регулируемое давление р2 (регулируемая величина x)
создает на поверхности мембраны с площадью А силу равную Fmp2*A,
пропорциональную регулируемой величине. Эта соответствующая текущему значению
сила сравнивается на штоке клапана с силой пружины FS равной заданному значению w. FS устанавливается задатчиком. При
изменении давления p2 и следовательно, силы Fm конус клапана перемещается в
положение, при котором Fm=FS. У исполнения, изображенного на рис.
1.1, клапан закрывается при повышении регулируемого давления. Прибор, в данном
случае редуктор, регулирует давление «после себя» p2 до значения,
установленного задатчиком.
Перепускной клапан
Регулируемое давление p1 отбирается внутри корпуса клапана и подводится к одной из сторон мембраны привода. Усилие привода FX=p1*A через шток клапана сравнивается с силой FS равной заданной пружины настройки задатчика. В установившемся состоянии (x=w) FX=FS. При возрастании давления p1 усилие привода повышается, конус перемещается против сопротивления пружины задатчика. В результате этого увеличивается расход среды и давление p1 понижается, пока не будет достигнуто новое состояние равновесия между усилием привода и силой пружины.
У исполнения изображенного на рис. 1.2, клапан открывается
при повышении регулируемого давления. Прибор, в данном случае перепускной
клапан, регулирует давление «до себя» p1 до значения, установленного
на задатчике.
Особенности конструкции
Компенсация давления
Точность регулирования (остаточная погрешность) и устойчивость регулирования зависят от возникающих возмущающих воздействий. (напр., давление на входе и колебания расхода). С учетом этого, в конструктивном решении регуляторов предусмотрена минимизация влияния возмущающих воздействий. Так, например, создаваемая давлением на входе или перепадом давления сила на площади конуса клапана может быть компенсирована. При исполнениях без компенсации давления возмущающая сила представляет собой произведение площади поперечного сечения седла клапана на перепад давления (∆р=р1-р2). У регуляторов с компенсацией давления на конусе результирующая сила принимает значение, которое зависит только от ∆р и площади поперечного сечения штока клапана. Поэтому это исполнение рекомендуется при больших перепадах давления. На рис. 1.3 показана реализация принципа компенсации давления на корпусе поршневого типа
У регулятора на рис. 1.4 металлический сильфон обеспечивает компенсацию давления на входе, а также абсолютную герметичность и отсутствие трения в месте уплотнения штока клапана.
На рис 1.5. показана компоновка сильфона для компенсации давления до и после клапана.
Снижение уровня шума с помощью делителей потока
Регуляторы серийного исполнения оснащаются малошумными конусами клапана. В качестве специального исполнения, клапаны регуляторов типа 39-2, типа 41-23, типа 2114/2415, типа 41-73 и типа 2114/2418 могут быть оснащены делителем потока (рис. 1.6). Делители потока встраиваются внутрь клапана и являются эффективным и надежными элементами для снижения уровня шума или для предупреждения создания критических условий в клапане. Максимальный расход ограничивается делителем потока.
Регулирование давления пара
При регулировании давления пара по рис. 1.7 в точке отбора монтируется конденсационный сосуд. Он служит для образования конденсата и защиты мембраны от высоких температур. Ввиду объемного расширения, которое сопутствует редуцированию давления пара, во многих случаях является целесообразным увеличить сечение трубопровода за клапаном. С помощью предлагаемой в качестве вспомогательного устройства расширительной конической насадки можно, например, увеличить вдвое условный диаметр на выходе (напр., с Ду100 на Ду200).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.