Эксплуатация регуляторов давления воды большого диаметра (от Ду-400) на магистралях

Казалось бы, в  чем может заключаться разница между эксплуатацией пилотных регуляторов давления воды небольшого диаметра, например Ду 50, 80, 100 мм  и большим регулятором Ду 400 мм, тем более, если они выполняют одну функцию? Рассмотрим на примере клапанов с пилотным управлением DOROT.

• Установка и монтаж.

Если клапан Ду100 и даже Ду200 могут обойтись без опоры под ними, то  клапан Ду700 должен обязательно устанавливаться на опоры. Регулятор  такого диаметра весит более 2 тонн, плюс вода внутри него, ни один трубопровод не выдержит долго такой нагрузки. Опора должна не просто обеспечивать подпор клапана снизу, а полностью его фиксировать, в противном случае, в результате вибраций при работе системы, клапан может просто разрушиться, особенно это относится к регуляторам из чугуна, т.к. чугун не рассчитан на динамические нагрузки. 

Рис.1 Пример конструкции жесткой опоры регулятора

Как видно из рисунка  1, клапан жестко крепится к опоре в двух местах через фланец, что обеспечивает надежное крепление клапана.

Место установки больших регуляторов должно оснащаться подъемными механизмами, так как и сам регулятор и его механизмы весят достаточно много. Например, внутренний механизм регулятора DOROT  серии 300 Ду400 весит порядка 90 кг, далеко не каждый человек справиться с подъемом такого веса.

Система, в которую устанавливаются регуляторы, должны быть с байпасной линией, так при эксплуатации регулятора могут возникнуть ситуации, когда работу регулятора потребуется остановить, а вот подачу воды отключить будет нельзя.

• Смеха управления.

Все регуляторы DOROT, начиная с Ду400 в стандартной комплектации, идут с двумя пилотными клапанами и соответственно с более сложной схемой обвязки. 

Если в регуляторе Ду 150 контур управления выглядит следующим образом (см. рис. 2) и тут не возникает вопросов, как отрегулировать давление, просто закручиваем или выкручиваем регулировочный болт на пилотном клапане. То в контуре управления регулятору Ду400 уже не все так прозрачно. (см. рис.3). Мы видим два пилотных клапана, и на каком из них вращать регулировочный болт уже непонятно.

Для чего же нужна такая сложная схема.  А требуется она для того, чтобы, во-первых, обеспечить быстродействие регулятора, а во-вторых, точное регулирование давления.  Так как камера управления Ду 400 имеет большой объем, то и воды для её наполнения требуется больше. Соответственно, когда требуется быстро наполнить камеру управления, это происходит через два пилота, когда незначительно, через один.  Если изменение давления небольшое, до 0,5 атм., то работает один пилот, если изменение давления больше 0,5 атм., то в работу включается второй пилот.

1. Двухходовой пилотный клапан

2. Шаровой кран

3. Самопромывающийся фильтр

Схема управления регулятора давления «после себя» DOROT 300PR-30-DN150-PN16

Входной поток на наполнение управл. камеры.
Наполнение/опорожнение управл. камеры.
Импульсный поток, передает давление за регулятором на пилоты / опорожнение управл. камеры.

• Принцип работы

Как же работает вся эта схема.
Работа (открытие/закрытие) регулятора давления происходит за счет управляющих пилотов, которые обеспечивают своевременное наполнение и опорожнение управляющей камеры клапана.
Импульсный поток по «зеленой» линии через порты «OUT» поступает в пилотный клапан и передает давление на выходе из регулятора на пружину пилотного регулятора СХPR и CXPS (см. рис. 5). Если выходное давление выше настроенного на пружине пилотна CXPR, то пружина начинает сжиматься, тем самым уменьшая проходное сечение между портами «IN» и «OUT», таким образом, увеличивается поток жидкости направленной в камеру управления по «красной» линии. Клапан начинает закрываться. Если давление за регулятором продолжает расти, пружина в пилотном регуляторе CXPR продолжает сжиматься и перекрывать сообщение между портами «IN» и «OUT» вплоть до полного закрытия, весь поток жидкости по «голубой» линии начинает идти в камеру управления, регулятор начинает быстрее закрываться.
Стандартно, второй пилот CXPS настраивается на 0,5 атм. выше, чем пилот CXPR. Если в процессе работы пилотного клапана CXPR (прикрытие основного клапана для уменьшения давления на выходе) выходное давление не превысило настроечное давление пилота CXPS, то входной порт «IN» пилота CXPS остается закрытым. Если, несмотря на прикрытие основного клапана пилотом CXPR, выходное давление продолжает расти и превышает настройку пилота CXPS, то пружина CXPS сжимается и открывает порт «IN», поток, минуя игольчатый клапан (на пилоте CXPS он должен быть полностью закручен), поступает в камеру управления, клапан начинает закрываться.

• Пуск и настройка

Помимо стандартных процедур, которые проделывают при запуске оборудования, для больших регуляторов существуют дополнительные. 

- Плавно открываем шаровые краны поз. 1, 2 и 3 (см. рис. 3), это позволит избежать некоторых негативных последствий:
- Быстрое открытие шаровых кранов и быстрое наполнение управляющей камеры может привести к гидроудару.
- Быстрое открытие кранов может привести к раскачке регулятора. Клапан начинает быстро закрываться, давление на выходе упадет ниже настроечного, пилотные клапана среагируют, и регулятор начнет быстро открываться, так как объём камеры управления большой и регулятор не может мгновенно остановиться или начать двигаться в другую сторону, клапан откроется слишком сильно и давление на выходе упадет ниже настроечного, и всё это будет происходить циклично.

При этом индикатор положения будет находиться практически в неизменном положении, точнее его движения будут неуловимы глазу. Так, для того чтобы давление на выходе из регулятора изменилось на 3-4 атм. , ему достаточно открыться примерно на 1 мм.

- Необходимо удалить остатки воздуха из управляющей камеры. Для этого необходимо открутить гайку сброса воздуха (см. Рис.9). И дождаться когда из под гайки начнет сочиться жидкость.

- При запуске «холодного» регулятора на горячей воде, по мере его полного прогрева настроечное давление может измениться, ввиду теплового расширения деталей клапана. После полного прогрева регулятора требуется корректировка настройки выходного давления.
- Для увеличения скорости реакции клапана (открытие/закрытие), можно использовать игольчатый клапан на пилоте CXPR. Для увеличения скорости следует вывернуть его, но не более чем на 180º за один подход, далее контролируем ответную реакцию клапана.
- при больших Ду регулятора (от 300 мм) изменение выходного давления происходит не мгновенно, так как объем управляющей камеры довольно большой и требуется время на её заполнение/опорожнение.
Регулировочный болт следует поворачивать на 90º, далее следить за изменением давления, если давление изменилось недостаточно, повернуть еще на 90º и так далее. (Ориентировочно при повороте регулировочного болта на 90º, выходное давление изменяется на 0,2-0,4 атм.)