Явление выравнивания давления после диафрагменной регулирующей арматуры при отсутствии расхода и способы его предотвращения

Скачать данную статью вы можете здесь

При подборе регулирующей арматуры существуют неочевидные моменты, которые в будущем могут сильно осложнить эксплуатацию оборудования или разрушить проект, в который арматура была заложена. В этой статье будет рассмотрен один из них – невозможность использование диафрагменного регулятора давления как запорной арматуры.

Планируя установку регуляторов давления на такие объекты, как дренчерная/спринклерная система пожарного водоснабжения (с сухим/мокрым трубопроводом), или установку на системы, где будет работать оборудование, чувствительное к повышению давления, или на системы с нерегулярным водоразбором, инженеры устанавливают редукционные клапаны, справедливо предполагая, что при отсутствии расхода клапан будет стремиться закрыть проходное сечение чтобы предотвратить повышение давления за клапаном. Но гибкая диафрагма не предназначена для герметичного закрытия, материал имеет свойство сжиматься и чем больше температура и разность давления до/после клапана – тем больше воды клапан будет пропускать. В результате давление за клапаном выравнивается до 90 процентов от входного за довольно короткое время – как правило от нескольких минут до несколько часов.

Рассмотрим проблему на следующем примере: Заказчик решает установить клапан, понижающий давление на пожарной системе при работе системы или перекрывающей расход при отсутствии пожара. Запорную арматуру на такие трубопроводы ставить запрещено (СНиП 2.04.01-85* п. 10.5. Установку запорной арматуры на внутренних водопроводных сетях надлежит предусматривать: у основания пожарных стояков с числом пожарных кранов 5 и более; на ответвлениях, питающих 5 водоразборных точек и более;), следовательно функцию перекрытия трубопровода берет на себя регулятор давления. При поиске клапанов заказчик находит несколько вариантов: пожарные клапана, разработанные по зарубежным нормативам и имеющим стоимость, сравнимую с неплохим автомобилем, и клапана для обычных систем водоснабжения, в том числе и мембранные клапана. Стоимость они имеют относительно небольшую и, как правило, находятся по наличию у многих компаний, предоставляющих регулирующую арматуру. Остановив свой выбор на одном из таких клапанов, заказчик запрашивает КП у компании, указав параметры трубопровода, но забыв добавить, что необходимо герметичное закрытие клапана и клапан будет установлен на пожарный трубопровод. Инженер компании проверив параметры высылает КП, клиента устраивает предложение и вскоре он получает регулятор. Проходит некоторое время, проект переходит в реализацию и на испытаниях выясняется, что клапан протекает. Начинается поиск виноватых и срывы сроков. Всего этого можно было бы избежать, если подобрать правильное решение.

Решение 1: Установка на трубопровод регулятора давления с жестким уплотнением:

Регулятор давления редукционный DOROT 300PR-30

Регуляторы давления Dorot 300PR способны поддерживать заданное давления “после себя” даже при отсутствии расхода, что делает их идеальным вариантом для установки на пожарные системы системы водоснабжения, где планируется долгие перерывы в водозаборе и системы, которым необходима повышенная надежность.

Принцип управления давлением стандартный для пилотных регуляторов: управляющее давление (берется из трубопровода) через управляющее устройство подается в камеру управления (над диафрагмой). С одной стороны давление в линии толкает уплотняющий диск в положение "открыто", с другой стороны то же давление в управляющей камере толкает диафрагму в положение "закрыто". На пилотном регуляторе устанавливается необходимое давление, которое нужно поддерживать на выходе после клапана, в результате чего происходит пропускание или травление воды из камеры управления посредством специального регулятора. В связи с изменение давления воды в камере управления происходит изменения положения мембраны. Мембрана в свою очередь открывает или прикрывает проходное сечение клапана.

При повышении давления в трубопроводе выше заданного уровня клапан прикрывается, в результате чего давление на выходе снижается; при снижении давления в трубопроводе клапан приоткрывается, в результате чего давление увеличивается.

Так же есть нюанс со стороны ГОСТ Р 54808-2011: Нормы герметичности затворов запорной, обратной и предохранительной арматуры по воде – герметичность класса АА предполагает собой не полное отсутствие утечки жидкости, а её нормы при Рисп = 1,1·Pу для конкретных диаметров. Так, для арматуры диаметром Ду=100 мм. при давлении Рисп=11 атм. допускается утечка Q=0.6 мм3/с=0.00216 м3/ч. Следовательно удивляться тому, что за полгода в трубопроводе, который должен быть сухим появится вода, не следует.

Плюс данного решения в том, что кроме установки клапана никаких дополнительных работ не требуется. Минус – необходима проверка трубопровода раз в две недели – месяц на утечку.

Решение 2: Установка сбросного клапана/регулятора давления “до себя” после редукционного клапана.

Клапан предохранительный, угловой	Клапан быстрого сброса давления обыкновенный Dorot 100QR

Существует так же решение, которое подходит для трубопроводов, где необходимо поддерживать заданное давление в течение долгого времени. В таких случаях устанавливают предохранительные или перепускные клапана, которые при превышении определенного порога давления будут сбрасывать лишнюю жидкость в специальное отведенное место/канализацию. Плюс метода – давление выше заданного не вырастет даже при долгом отсутствии разбора воды. Минус – необходимо искать/строить место, куда будет сливаться жидкость. Обычно для этого используется канализация.

Подводя итог под рассмотренными решениями можно сделать вывод – есть способы обеспечить постоянное давление после регулятора на длительный срок. Главное учитывать, какое решение подойдет под конкретную задачу