10.1 Подбор регулирующей арматуры для итп

Теоретическая часть подбора клапанов согласно [6].

Принцип подбора клапанов - общий для всех исполнительных механизмов регулирующих устройств (регуляторов температуры и давления прямого действия, регулирующих клапанов с электроприводами). Он также может использоваться при выборе балансировочной, подпиточной (соленоидных клапанов) и другой трубопроводной арматуры.

Регулирующий клапан должен пропустить в бескавитационном и бесшумном режиме расчетное количество теплоносителя через теплоиспользующую систему при заданных параметрах теплоносителя, обеспечив требуемое качество и точность регулирования (в совокупности с исполнительными устройствами и регулирующими приборами).

1. Пропускная способность

В основе подбора регулирующего клапана лежит его условная пропускная способность , которая соответствует расходу G холодной воды Т = 20 °C, проходящей через полностью открытый клапан при перепаде давлений на нем = 10 м (1 бар), (рис. 10.1.1):

Рис. 10.1.1 Определение

— конструктивная характеристика клапана.

При выборе клапана его должна быть равна или близка значению требуемой пропускной способности :

.

Требуемая пропускная способность определяется в зависимости от расчетного расхода теплоносителя через клапан и от фактического перепада давлений на нем по формуле, :

.

Где 1,2 — коэффициент запаса;

— расчетный расход теплоносителя через клапан, ;

— заданный перепад давлений на клапане, бар;

- требуемая пропускная способность.

2. Расчетный перепад давлений

Выбор расчетного перепада давлений на регулирующих клапанах — наиболее сложно решаемая проблема. Если расход теплоносителя через клапан задан однозначно, то перепадом давлений на нем можно варьировать. От принятого перепада давлений зависит не только калибра клапана, но также работоспособность и долговечность регулирующего устройства, бесшумность его функционирования, качество регулирования. Выбор перепада давлений для всех регулирующих клапанов теплового пункта следует производить комплексно, во взаимосвязи, с учетом конкретных условий и нижеприведенных требований. Исходной величиной для выбора перепада давлений на регулирующих клапанах теплового пункта является перепад давлений в трубопроводах тепловой сети на вводе в здание (на узле ввода теплового пункта) . В соответствии с требованиями нормативных документов этот перепад должен быть не менее 15 м (1,5бар). Обычно перепад давлений на вводе в здание принимается по официальным данным теплоснабжающей организации с запасом 10 % (0,9 ). Для обеспечения качественного процесса регулирования и долговечной работы регулирующего клапана перепад давлений на нем должен быть больше или равен половине перепада давлений на регулируемом участке

Рис. 10.1.2 Определение перепада давления на клапане .

Регулируемый участок — это часть трубопроводной сети с теплоиспользующей установкой, где расположен клапан, между точками со стабилизированным перепадом давлений или при его колебаниях в пределах ±10 %. Рекомендуемое абсолютно минимальное значение перепада давлений на регулирующем клапане — = 3 м (0,3 бар). В то же время перепад давлений на клапане не должен превышать предельно допустимое значение, гарантирующее работу клапана в бескавитационном режиме. Проверку клапана на возникновение кавитации следует осуществлять при температурах проходящего через него теплоносителя свыше 100 °C. С этой целью для вы- бранного клапана определяется предельнодопустимый перепад давлений и сравнивается с принятым перепадом при расчете

Предельно допустимый перепад давлений на регулирующем клапане рассчитывается по формуле, бар:

.

где Z — коэффициент начала кавитации. Принимается по каталогам на регулирующие клапаны в зависимости от их типа и диаметра. В основном значения Z лежат в диапазоне от 0,2 до 0,6;

Р₁— избыточное давление теплоносителя перед регулирующим клапаном, бар;

Р_нас-избыточное давление насыщенных паров воды в зависимости от ее температуры в бар, принимаемое по таблице 10.1.1

Таблица 10.1.1

Избыточное давление насыщенных паров воды в зависимости от ее температуры

Температура теплоносителя,	100	105	11	115	120	125	130	135	140	145	150
, бар	0,01	0,21	0,43	0,69	0,98	1,31	1,71	2,14	2,62	3,17	3,85

Если рассчитанный , окажется меньше принятого ранее, то необходимо либо уменьшить заданный перепад давлений на клапане путем перераспределения его между элементами трубопроводной сети, в том числе за счет дополнительной установки какого-либо дросселирующего устройства (например, ручного балансировочного клапана) перед клапаном, либо переместить клапан на обратный трубопровод, где температура теплоносителя менее 100 °C. При применении не разгруженного по давлению клапана перепад давлений на нем не должен превышать также предельного значения, свыше которого клапан не будет закрываться под воздействием привода, у которого ограничено усилие.

Регулирующие клапаны фирмы Danfoss в сочетании с электрическими приводами имеют относительный диапазон регулирования 1:30, то есть клапан обеспечивает пропорциональное регулирование при уменьшении расхода проходящей через него среды по сравнению с номинальным в 30 раз. Если требуется расширить диапазон регулирования, можно установить два клапана параллельно: один — с большей пропускной способностью, подобранный на номинальный расход теплоносителя, а второй — с меньшей пропускной способностью, рассчитанный на пропуск 1/30 части номинального расхода. При этом электрические соединения клапанов должны быть выполнены таким образом, чтобы сначала открывался «маленький» клапан и только после его полного открытия — «большой».

Подбор регулирующих клапанов.

Выбираем моторные регулирующие клапаны и клапаны регуляторов перепада давлений для теплового пункта

Исходные данные:

Теплоноситель – вода

Расчетная температура теплоносителя в тепловой сети:

Т₁=115℃ и Т₂=70℃.

Температура в точке «излома» графикаТ’₁=70 ℃ и Т’₂=49℃

Избыточное давление в трубопроводах тепловой сети:

падающем: Р₁=380000 Па

обратном: Р₂=200000 Па

Расчетный расход:

на отопление: G_o=1725,348 кг/ч

_{на ГВС:} G_гвс =337,924 кг/ч

_{на вентиляцию:} G_в =568,454 кг/ч

Потеря давления:

в системе отопления: ΔР_о =5000Па

в системе вентиляции: ΔР_в =10000Па

в первой ступени водоподогревателях ГВС

(по греющей воде): ΔР_ГВС1 = 3000 Па,

во второй ступени водоподогревателях ГВС

(по греющей воде): ΔР_ГВС2 = 3000 Па.

1.Предельно допустимый перепад давлений по условию

бескавитационной работы на клапанах регуляторов перепада давлений для систем отопления с ГВС и вентиляции (ΔP_{рпд1 мах} =ΔP_{рпд2 мах})

при Z = 0,5 (рекомендуемое

значение для предварительного расчета) и Р_нас = 69000 Па :

Δ P_{рпд1 мах}=ΔP_{рпд2 мах} =Z (Р₁– Р_н ) = 0,5 (380000-69000) = 155500 Па.

2. Принимаем перепад давлений на регуляторах перепада давлений с запасом 10 %:

ΔР_РПД1 = ΔР_РПД2 =0,9 ∙155500 = 139950 Па.

3.Давление в подающем трубопроводе перед регулирующими клапанами систем отопления и ГВС:

Р₃ = Р₁– ΔР_РПД1 = 380000- 139950=240050 Па

4.Предельно допустимый перепад давлений по условию бескавитационной работы на регулирующих клапанах системы отопления (ΔР_клОТ) и ГВС (ΔР_клГВС) при предварительно принятом Z = 0,5 и Р_нас =69000 Па:

ΔР _{макс клО} = Δ Р _{макс клГВС}= Z (Р₃– Р_нас) = 0,5 (240050-69000) = 85525 Па.

5.Принимаем перепад давлений на клапанах систем отопления и ГВС с запасом 10 %:

ΔР_клО= ΔР_клГВС = 0,9 ∙ 85525=76972 Па.

8. Требуемая пропускная способность регулирующих клапанов:

Для отопления: Kv=0,316∙GО/(ΔРклО)^0,5=0.316∙1725,348	/76972^0.5=1,9652
РПД2: Kv=0,316∙Gв/(ΔРклО)^0,5=0.316∙568,454	/139950^0.5=0,48
Для ГВС: Kv=0,316∙GГВС/(ΔРклГВС)^0,5=0.316∙337,9/76972^0.5=0,38
Для РПД1: Kv=0,316∙GРПДI/(ΔРРПД1)^0,5=0.316∙2063,72/139950^0.5=1,74

9. Клапан выбирается по каталогу на основе требуемых пропускных способностей:

для отопления:

_{для отопления: VM2 Ду = 15 мм c Kv =2,5 м3/ч и Z = 0,5;}

_{для ГВС: VB2 Ду =15 мм c Kv = 0,4м3/ч и Z = 0,5;}

_{для РПД1 : VB2 Ду = 15 мм c Kv = 1,6м3/ч и Z = 0,5;}

_{для РПД2: VM2 Ду = 15 мм c Kv =0,63м3/ч и Z = 0,5.}