Поворотные дисковые затворы для опреснительных установок: вход низкого давления против обслуживания обратного осмоса высокого давления
Установки обратного осмоса морской воды (SWRO) содержат несколько зон давления. Поворотный затвор, который хорошо работает на большом водозаборном трубопроводе сырой морской воды, может подвергаться совершенно различным механическим нагрузкам на нагнетании насоса высокого давления или мембранном питающем коллекторе. Вопрос покупателя заключается не просто в том, является ли клапан дроссельной заслонкой, а в том, является ли он полная граница давления, диск, вал, седло, торцевое соединение и привод утверждены для конкретной услуги.
В этой статье сравниваются два конкретных решения о покупке: изоляция всасывания низкого давления и изоляция обратного осмоса высокого давления. Более подробную информацию о компоновке насосного агрегата, потерях на всасывании и сценариях отключения насоса см. Клапаны насосной станции забора морской воды: выбор дисковых, обратных и задвижек.
1. Определите точное положение клапана, прежде чем выбирать его конструкцию.
| Положение завода | Типичная обязанность | Проблема выбора |
|---|---|---|
| Забор морской воды/передача под низким давлением | Крупнопроходная изоляция; часто PN10/PN16 или класс 150, указанный в проекте | Потери потока, твердые частицы, морские загрязнения, футеровка и срабатывание большого клапана |
| Предварительная обработка и фильтрующие коллекторы | Выделение и автоматическое секвенирование | Количество циклов, химикаты, перепад давления и отключение |
| Нагнетание насоса высокого давления / подача обратного осмоса | Изоляция под высоким давлением в выбранных утвержденных местах | Расчетное и переходное давление, полное отключение при перепаде давления, напряжение вала/диска, утечка и крутящий момент |
| Концентрат высокого давления/контур рекуперации энергии | Функция изоляции или специального переключения/управления | Концентрированный рассол, быстрая цикличность, колебания давления и тип клапана, зависящий от процесса. |
| Пермеат/продуктовая вода | Изоляция очищенной воды низкого давления | Качество воды, чистота смачиваемых материалов и соответствующие разрешения на использование питьевой воды. |
Это категории приложений, а не универсальные характеристики давления. Типичная система подачи SWRO может работать при давлении около 55–80 бар, но фактическое давление варьируется в зависимости от солености, температуры, степени извлечения, состояния мембраны и конструкции процесса. Не назначайте класс давления на основе общего значения давления обратного осмоса; использовать проектную основу и класс линии.
2. Впуск низкого давления: почему широко используются дроссельные заслонки с упругим седлом
Большой диаметр на впуске, компактная строительная длина и экономичная работа на четверть оборота делают дроссельную заслонку привлекательной. Концентрическая конструкция с упругим седлом или подходящая конструкция с двойным смещением может быть оценена с утвержденным седлом из EPDM или другим совместимым седлом, корпусом с защитой от коррозии и диском, валом, подшипниками и крепежными деталями, пригодными для морской воды. Выберите бесфланцевую, проушную или двухфланцевую конструкцию в зависимости от класса трубы, требований к торцевой нагрузке и схемы технического обслуживания; они не взаимозаменяемы только потому, что номинальный размер совпадает.
На всасывании насоса оцените коэффициент потерь производителя на рабочем отверстии и расчетный расход. Диск остается на пути потока, и его близость к насосу может повлиять на качество потока на входе. Обычный запорный дроссельный клапан не следует использовать для дросселирования всасывания насоса без специального разрешения гидравлики.
Для получения информации о соответствующей концепции продукта просмотрите Vcore’s Двойной эксцентриковый клапан-бабочка и Ассортимент дисковых затворов. Для предлагаемой модели необходимо подтвердить окончательный перечень материалов морской воды и номинальное давление.
3. RO высокого давления: одного более сильного корпуса недостаточно.
Дисковый затвор, предназначенный для работы в условиях обратного осмоса при высоком давлении, должен быть спроектирован как законченный узел. Повышенный перепад давления увеличивает нагрузку на диск, изгиб вала, нагрузки на подшипники и крутящий момент при посадке/снятии с места. Выдавливание седла, удержание уплотнения, целостность фланца/концевой нагрузки и мощность привода могут стать ограничивающими факторами, даже если материал корпуса имеет достаточную прочность.
Некоторые специально разработанные дроссельные клапаны высокого давления, в том числе квалифицированные высокопроизводительные конструкции или конструкции с тройным эксцентриситетом, могут использоваться в выбранных положениях изоляции обратного осмоса. Но геометрия с тройным смещением не обеспечивает автоматически нулевую утечку или устойчивость к коррозии в морской воде; Рабочие характеристики зависят от фактической пары металлических уплотнений, покрытия, комбинации материалов и проверенного предела утечки. Сравните Vcore Дроссельный клапан с тройным смещением с его Двойной эксцентриковый клапан-бабочка и руководство по смещенной геометрии.
Для небольших точек изоляции мембранных линий высокого давления необходимо шаровой кран высокого давления может рассматриваться как альтернатива. Сравните внутренний диаметр, допустимую потерю давления, целостность затвора, коррозионную стойкость, ремонтопригодность и технические характеристики трубопроводов проекта, а не предполагайте, что одно семейство клапанов всегда предпочтительнее.
4. Класс давления, перепад давления отключения и переходные процессы проверяются отдельно.
Запишите нормальное рабочее давление, максимальное расчетное давление, минимальное давление или вакуум, где это необходимо, расчетную температуру, допустимое пиковое давление и максимальный перепад давления на закрытом диске. Номинальные характеристики корпуса клапана, класс запирания седла и возможности привода могут различаться. Клапан может выдерживать полное давление в линии, но не иметь возможности закрываться или герметизироваться при максимальном указанном перепаде давления.
Насосы обратного осмоса, быстродействующие клапаны, устройства рекуперации энергии и последовательности аварийного отключения могут создавать переходные процессы. Получите утвержденное исследование гидравлических переходных процессов и требования к времени закрытия, где это применимо; не выбирайте скорость привода наугад. Более широкую систему рейтингов см. в рейтинге Vcore. Руководство по номинальным давлениям и температурам клапана и Руководство по выбору крутящего момента привода.
5. Морская вода и концентрат: укажите каждый смачиваемый компонент.
Корпус из ковкого чугуна с покрытием и совместимой эластомерной футеровкой может быть утвержденным решением для забора воздуха, в то время как для некоторых операций обратного осмоса при высоком давлении или концентрата могут потребоваться ограничители давления и внутренние детали из коррозионностойкого сплава. Это решение конкретного проекта, а не общее правило, согласно которому все клапаны обратного осмоса должны использовать один сплав. Проверьте содержание хлоридов, температуру, застой, растворенный кислород, остатки дезинфицирующего средства, твердые частицы, скорость и геометрию щелей.
| Компонент | Проверка впуска низкого давления | Проверка обратного осмоса под высоким давлением |
|---|---|---|
| Тело | Утвержденная футеровка/покрытие и целостность торцевых соединений | Сплав, граничащий с давлением, допуск на коррозию, если указан, и номинальное давление-температура. |
| Диск | Защита открытых поверхностей и кромок, совместимая с морской водой | Отклонение под давлением, коррозия и геометрия контакта уплотнения |
| Вал/подшипники | Щелевая коррозия, износ подшипников, морской нарост | Комбинированные крутящие/изгибающие нагрузки, истирание, щелевая коррозия и давление в подшипниках. |
| Седло/уплотнение | EPDM или другой одобренный эластомер для реального водно-химического режима. | Удержание уплотнения, устойчивость к экструзии, степень утечки и совместимость с рассолом под высоким давлением. |
| Крепежи/интерфейсы | Гальваническое сопряжение и разрывы покрытия | Смачиваемые и внешние крепежи, гальванические интерфейсы и отслеживаемость |
Для оценки коррозии по компонентам см. Коррозия клапана морской воды: материалы корпуса, диска, вала и седла. Альтернативу с подкладкой в некоторых совместимых службах см. Клапан-бабочка с футеровкой из ПТФЭ; Допустимое давление и удержание вкладыша клапана с футеровкой все равно должны быть подтверждены для конкретной модели.
6. Изоляция или регулирование: определение функции управления
Дроссельная заслонка, выбранная для периодической изоляции полностью открытого/полностью закрытого типа, автоматически не подходит для постоянного регулирования. Частичное открытие изменяет местную скорость, риск кавитации, вибрацию диска, износ седла и крутящий момент. В системе обратного осмоса давление подачи на мембрану и рекуперация контролируются технологической конструкцией; стандартный впускной дроссельный клапан не должен назначаться для управления высоким давлением без оценки расхода/крутящего момента для конкретного клапана и одобрения технологического процесса.
Для автоматических клапанов укажите состояние включения/выключения или регулирования, частоту цикла, положение отказа, наличие подачи воздуха/электропитания, необходимое время закрытия, обратную связь, защиту от воздействия окружающей среды и ручное управление. Привод должен быть рассчитан на наихудший возможный перепад давления и требуемый момент срабатывания/отключения.
7. Заводская приемка: что должен запросить покупатель
Для впускных клапанов обратного осмоса низкого давления и высокого давления запросите утвержденный технический паспорт, чертеж общего вида, полную спецификацию материалов, контактирующих с рабочей средой, спецификацию покрытия/футеровки, расчет привода и план проверок и испытаний. Для агрегата с более высоким давлением может дополнительно потребоваться документированная отслеживаемость материала на границе давления, соответствующий неразрушающий контроль, приемка утечки седла в требуемом направлении(ях), функциональные испытания привода под репрезентативной нагрузкой и контрольные точки для конкретного проекта.
Укажите применимые стандарты проектирования и испытаний для выбранной модели клапана и класса линии; не предполагайте, что стандарт дроссельной заслонки общего назначения сам по себе устанавливает пригодность для полной эксплуатации в режиме обратного осмоса. См. Vcore Методы испытания клапанов давлением для различия между испытаниями корпуса и сиденья.
8. Шаблон запроса предложения: не указывайте две зоны как один клапан.
Образец запроса цен — тег A, прием: Поворотный затвор для экранированной изоляции забора сырой морской воды; DN [размер]; расчетное/рабочее давление [значения]; расчетная температура [диапазон]; PN/Класс [указан]; межфланцевый/наконечник/двухфланцевый [выбрать]; материалы корпуса/диска/вала/седла [таблица]; допустимая потеря давления [если требуется]; редуктор/привод [указать]; стандарты фланцев и F/F [указать]; двунаправленное отключение и требования к испытаниям [указать].
Образец запроса предложения — тег B, фид RO: Запорный клапан высокого давления для предварительно очищенной морской воды перед/после мембранной установки обратного осмоса [точное расположение]; DN [размер]; рабочее/расчетное/переходное давление [значения]; максимальный перепад давления закрытого клапана [значение]; температура и концентрация хлоридов [значения]; полный график смачиваемых материалов; класс и направление утечки; крутящий момент привода, время закрытия и положение отказа; применимые стандарты проектирования/испытаний; паспорта материалов, ГА, расчеты и ИТП. Поставщик должен подтвердить, подходит ли предлагаемая модель дроссельного клапана для этой задачи, или предложить соответствующую альтернативу.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли использовать дроссельную заслонку PN16 на линии подачи обратного осмоса высокого давления?
Не там, где конструкция линии и предполагаемые условия давления превышают утвержденный номинал этого клапана. Спецификация впуска низкого давления не может быть перенесена в секцию обратного осмоса высокого давления без отдельного технического анализа.
Всегда ли требуются дисковые затворы с тройным эксцентриситетом для обратного осмоса высокого давления?
Нет. В некоторых положениях можно рассмотреть возможность применения сертифицированной высокопроизводительной дроссельной заслонки, тогда как в других местах более подходящим может оказаться шаровой кран или другой одобренный клапан. Проверьте точные требования к давлению, коррозии, утечкам, расходу и приводу.
Гарантирует ли металлическое седло отсутствие утечек морской воды?
Нет. Характеристики утечки зависят от конструкции и испытаний. Укажите критерий приемки и направление давления; оценить коррозию, частицы и состояние седла.
Можно ли использовать одно и то же седло из EPDM для всасывания и обратного осмоса?
Не только по названию материала. Подтвердите точный состав, температуру, химическое воздействие, перепад давления, степень фиксации уплотнения и утвержденный производителем клапана диапазон давления.
В чем основная разница между впускными и обратноосмотическими дроссельными клапанами?
При закупке впускных устройств особое внимание уделяется гидравлическим потерям большого диаметра, морской коррозии, засорению и ремонтопригодности. Приобретение RO под высоким давлением добавляет гораздо большие нагрузки на диск/вал, квалификацию границы давления, перепад давления закрытия, удержание уплотнения, крутящий момент привода и переходные характеристики.
Нужен анализ конкретного проекта? Отправьте Vcore теги клапанов P&ID, классы линий, рабочее/расчетное давление, водно-химический режим, размер, соединение, требования к утечкам и режим работы привода через страница контактов.
