海水淡水化プラント用バタフライバルブ: 低圧吸気と高圧 RO サービス

簡単な概要: 大型の低圧海水取水ヘッダーに適したバタフライ バルブは、必ずしも高圧逆浸透 (RO) 供給ラインには適していません。各バルブは、P&ID の位置、最大差圧、圧力温度定格、ディスクとシートの設計、塩化物への曝露、操作トルク、および必要な漏れ性能によって選択します。目的に合わせて設計された高圧バタフライ バルブは、選択された RO 位置で実現可能かもしれませんが、最終設計はその正確な用途に適格である必要があります。場所によっては、高圧ボールバルブまたはその他の承認された隔離設計が望ましい場合があります。

海水逆浸透 (SWRO) プラントには、いくつかの圧力ゾーンが含まれています。大規模な原海水取水本管でうまく機能するバタフライ バルブでも、高圧ポンプの吐出マニホールドや膜供給マニホールドではまったく異なる機械的負荷に直面する可能性があります。購入者の疑問は、単にバルブがバタフライバルブかどうかではなく、そのバルブがバタフライバルブであるかどうかです。 完全な圧力境界、ディスク、シャフト、シート、エンドコネクション、およびアクチュエーター 特定のサービスに対して承認されています。

この記事では、低圧吸気隔離と高圧 RO 隔離という 2 つの具体的な購入決定を比較します。広いポンプトレインのレイアウト、吸引損失、ポンプトリップのシナリオについては、以下を参照してください。 海水取水ポンプステーションのバルブ:バタフライ、チェック、ゲートの選択.

大型の低圧取水管と独立した高圧 RO 膜トレインを示す海水淡水化プラント
画像 1. 吸気と RO 供給は異なる圧力ゾーンに属しており、個別のバルブ仕様が必要です。

1. 設計を選択する前に、バルブの正確な位置を確認します。

工場の位置 典型的な義務 選択に関する懸念
海水取水・低圧移送 大口径絶縁。多くの場合、PN10/PN16 またはプロジェクト指定のクラス 150 流量損失、固形物、海洋付着物、ライニング、大型バルブの作動
前処理とフィルターヘッダー 分離と自動シーケンス サイクル数、薬品、差圧、遮断
高圧ポンプ吐出・RO供給 選択された承認済みの場所での高圧隔離 設計および過渡圧力、全差圧遮断、シャフト/ディスク応力、漏れおよびトルク
高圧濃縮・エネルギー回収回路 隔離または専門の切り替え/制御義務 濃縮ブライン、急速サイクル、圧力変動、プロセス固有のバルブ タイプ
透過水・生成水 低圧処理水の分離 水質、接液部の清浄度、および該当する飲料水の承認

これらはアプリケーション カテゴリであり、普遍的な圧力仕様ではありません。典型的な SWRO 供給システムは約 55 ~ 80 bar で動作しますが、実際の圧力は塩分、温度、回収率、膜の状態、プロセス設計によって異なります。一般的な RO 圧力数値から圧力クラスを割り当てないでください。プロジェクト設計ベースとラインクラスを使用します。

2. 低圧吸気: 弾性シート付きバタフライバルブが一般的な理由

バタフライバルブは吸気側の大口径、コンパクトな面間長、経済的な1/4回転動作が魅力です。同心円状の弾性シートまたは適切なダブル オフセット設計は、承認された EPDM またはその他の互換性のあるシート、腐食保護された本体、および海水認定のディスク、シャフト、ベアリング、およびファスナーを使用して評価できます。パイプクラス、エンドロード要件、およびメンテナンスの手配に応じて、ウェハー、ラグ、またはダブルフランジ構造を選択します。呼び径が一致するだけで互換性はありません。

ポンプ吸込時は、メーカーの作動開度における損失係数と設計流量を評価してください。ディスクは流路内に残り、ポンプに近いと入口の流れの品質に影響を与える可能性があります。通常の遮断バタフライバルブは、明示的な油圧承認がない限り、ポンプの吸引を絞るために使用しないでください。

関連する製品コンセプトについては、Vcore の記事を参照してください。 ダブルオフセットバタフライバルブ そして バタフライバルブの製品範囲。提供されたモデルの最終的な海水材料スケジュールと圧力定格を確認する必要があります。

低圧海水取水ラインに設置された大型ダブルフランジ弾性シートバタフライバルブ
画像 2. 低圧吸気隔離: ディスクの障害物、ライニング、フランジ構成、ギアボックスへのアクセスを評価します。

3. 高圧RO:ボディを強くするだけでは不十分

高圧 RO 用途向けのバタフライ バルブは、完全なアセンブリとして設計する必要があります。差圧が増加すると、ディスク荷重、シャフトの曲がり、ベアリング荷重、着座/脱着トルクが増加します。ボディの材質が適切な強度を持っている場合でも、シートの押し出し、シールの保持、フランジ/端部荷重の完全性、およびアクチュエータの容量が制限要因となる場合があります。

PN16/クラス 150 吸気バルブを高圧 RO サービスに代用しないでください。 同様に、「ダブル オフセット」、「トリプル オフセット」、「メタル シート」、または「クラス 600」という用語は、特定のバルブがプロジェクトの義務を満たしていることを単独で証明するものではありません。モデル固有の圧力温度定格、最大遮断差圧、方向性漏れ性能、および承認済みの図面を入手します。

認定された高性能またはトリプルオフセット構造を含む一部の目的専用に設計された高圧バタフライ バルブは、選択された RO 隔離位置で使用できます。しかし、トリプルオフセット形状は自動的にゼロ漏れや海水耐食性を提供するわけではありません。実際の金属シールペア、コーティング、材料の組み合わせ、およびテストされた漏れ制限が性能を左右します。 Vcore の比較 トリプルオフセットバタフライバルブ それと ダブルオフセットバタフライバルブ そして オフセットジオメトリガイド.

小規模な高圧膜トレイン分離ポイントの場合は、適切に設計された 高圧ボールバルブ 代替案として評価されるかもしれません。常に 1 つのバルブ ファミリが望ましいと仮定するのではなく、ボア、許容圧力損失、遮断の完全性、耐食性、保守性、およびプロジェクトの配管仕様を比較してください。

設計された作動隔離バルブと膜容器を備えた高圧逆浸透フィードマニホールド
画像 3. RO フィードの分離には、別のラインにコピーされた吸気バルブの仕様ではなく、モデル固有の高圧認定が必要です。

4. 圧力クラス、遮断差圧、過渡現象は個別にチェック

通常の動作圧力、最大設計圧力、関連する最小圧力または真空度、設計温度、信頼できるサージ圧力、および閉じたディスク全体の最大差圧を記録します。バルブの本体定格、シート遮断定格、およびアクチュエータの能力は異なる場合があります。バルブは、最大ライン圧力に耐えても、指定された最大差圧に対して閉じたりシールしたりできない場合があります。

RO ポンプ、速動バルブ、エネルギー回収装置、緊急停止シーケンスによって過渡現象が発生する可能性があります。承認された水圧過渡研究および該当する場合は閉鎖時間要件を取得します。推測によってアクチュエータ速度を選択しないでください。より広範な評価フレームワークについては、Vcore の バルブの圧力と温度の定格ガイド そして アクチュエータのトルクサイジングガイド.

5. 海水と濃縮液: すべての接液成分を指定します

互換性のあるエラストマーライニングを備えたコーティングされたダクタイル鋳鉄本体は、承認された吸入ソリューションとなる可能性がありますが、選択された高圧 RO または濃縮物の用途には、耐食性合金の圧力境界と内部が必要になる場合があります。これはプロジェクト固有の決定であり、すべての RO バルブが 1 つの合金を使用しなければならないという包括的な規則ではありません。塩化物含有量、温度、よどみ、溶存酸素、残留消毒剤、固体、速度、隙間の形状を確認します。

コンポーネント 低圧吸気チェック 高圧ROチェック
本体 承認されたライニング/コーティングおよび端部接続の完全性 圧力境界合金、指定されている場合は腐食代、および圧力温度定格
ディスク 海水対応の露出面とエッジの保護 圧力によるたわみ、腐食、シール接触形状
シャフト・ベアリング 隙間腐食、ベアリング摩耗、海洋成長 トルク/曲げ荷重の合計、かじり、隙間腐食、軸受圧力
シート・シール EPDM または実際の水化学用に承認されたその他のエラストマー シール保持力、耐押出性、漏れ定格、高圧ブラインとの適合性
ファスナー/インターフェース ガルバニックペアリングとコーティングの不連続性 接液部および外部ファスナー、ガルバニックインターフェースおよびトレーサビリティ

コンポーネントごとの腐食評価については、以下をお読みください。 海水バルブの腐食: ボディ、ディスク、シャフト、シートの材質。一部の互換性のあるサービスの代替サービスについては、 PTFEライニングバタフライバルブ;ライニングされたバルブの許容圧力とライナー保持力は、正確なモデルで確認する必要があります。

エンジニアリングデータシートの横にある海水バタフライバルブのディスクシャフトシートとライニング材料の検査
画像 4. 材料レビューには、露出したディスクのエッジ、シャフトの境界面、シート保持力、および濡れたファスナーを含める必要があります。

6. 分離とスロットリング: 制御義務を定義する

時折の全開/全閉分離用に選択されたバタフライ バルブは、自動的には連続的なスロットルには適しません。部分的に開くと、局所速度、キャビテーションのリスク、ディスクの振動、シートの摩耗、トルクが変化します。 RO システムでは、膜供給圧力と回収率はプロセス設計によって制御されます。一般的な吸気バタフライバルブには、バルブ固有の流量/トルクの評価とプロセスの承認なしに高圧制御義務を割り当てるべきではありません。

自動バルブの場合、オン/オフまたはサービスの調整状態、サイクル頻度、故障位置、利用可能な空気/電気供給、必要な閉鎖時間、フィードバック、環境エンクロージャ、および手動オーバーライド。アクチュエータは、信頼できる最悪の差圧と必要な着座/脱着トルクに合わせたサイズにする必要があります。

7. 工場での受け入れ: 購入者が要求する必要があるもの

低圧インテークおよび高圧 RO バルブの場合も同様に、承認済みのデータシート、一般図、接液材料の完全なスケジュール、コーティング/ライニングの仕様、アクチュエーターの計算および検査およびテスト計画をリクエストしてください。高圧パッケージには、文書化された圧力境界材料のトレーサビリティ、関連する NDE、必要な方向でのシート漏れの許容、代表的な荷重下でのアクチュエータの機能テスト、およびプロジェクト固有の立会い点がさらに必要になる場合があります。

選択したバルブモデルとラインクラスに適用可能な設計およびテスト基準を指定します。汎用バタフライバルブ規格だけで完全な RO 義務への適合性が確立されるとは考えないでください。 Vcore を参照 バルブ圧力試験方法 シェルテストとシートテストの区別について。

淡水化プロジェクトのためのバタフライバルブ工場の水圧検査とシート漏れ検査
画像 5. 工場の受け入れでは、正確なバルブ/アクチュエータ パッケージと合意された漏れおよび圧力テスト要件を確認する必要があります。

8. RFQ テンプレート: 2 つのゾーンを 1 つのバルブとして引用しないでください

サンプル RFQ — タグ A、摂取量: スクリーンされた原海水取水隔離用のバタフライバルブ。 DN [サイズ];設計/作動圧力 [値];設計温度[範囲]; PN/クラス [指定];ウエハー/ラグ/ダブルフランジ [選択];ボディ/ディスク/シャフト/シート材質[スケジュール];許容圧力損失[必要な場合];ギアボックス/アクチュエーター [指定];フランジおよび F/F 規格 [指定];双方向シャットオフおよびテスト要件[指定]。

サンプル RFQ — タグ B、RO フィード: RO 膜トレインの上流/下流の前処理海水用の高圧遮断弁 [正確な位置]; DN [サイズ];動作/設計/過渡圧力 [値];最大閉弁差圧 [値];温度と塩素濃度[値];接液材料の完全なスケジュール。漏れのクラスと方向。アクチュエータのトルク、閉鎖時間、および故障位置。適用される設計/テスト規格。材料証明書、GA、計算、ITP。サプライヤーは、提案されたバタフライバルブモデルがこの義務に適格であるかどうかを確認するか、準拠する代替品を提案する必要があります。

よくある質問

PN16 バタフライバルブは高圧 RO 供給ラインに使用できますか?

ライン設計および信頼できる圧力条件がバルブの承認された定格を超えない場合。低圧吸気仕様は、別途エンジニアリングレビューを行わなければ、高圧 RO セクションに持ち込むことはできません。

高圧 RO にはトリプル オフセット バタフライ バルブが常に必要ですか?

いいえ。選択された位置では適格な高性能バタフライ設計が考慮されますが、その他の場所ではボール バルブまたはその他の承認済みバルブの方が適切な場合があります。正確な圧力、腐食、漏れ、流量、アクチュエータの要件を確認します。

金属シートは海水漏れゼロを保証しますか?

いいえ、漏れ性能は設計およびテストによって異なります。合格基準と圧力の方向を述べます。腐食、粒子、シートの状態を評価します。

インテークとROサービスで同じEPDMシートを使用できますか?

材料名だけではありません。正確な化合物、温度、化学物質への曝露、差圧、シール保持力、およびバルブメーカーが承認した圧力エンベロープを確認します。

インテークバルブとROバタフライバルブの主な調達の違いは何ですか?

インテークの調達では、大口径の油圧損失、海洋腐食、破片、メンテナンス性を重視しています。高圧 RO の調達により、ディスク/シャフト負荷、圧力境界条件、遮断差圧、シール保持力、アクチュエータ トルク、および過渡性能が大幅に向上します。

プロジェクト固有のレビューが必要ですか? Vcore に P&ID バルブ タグ、ライン クラス、動作/設計圧力、水の化学的性質、サイズ、接続、漏れ要件、およびアクチュエータのデューティを送信します。 お問い合わせページ.