Выбор обратного клапана для опреснения морской воды: защита от коррозии, обратного потока и насоса
На опреснительной установке обратный клапан может быть установлен на насосе забора сырой морской воды, насосе перекачки морской воды, линии обратной промывки предварительной очистки или системе повышения давления очищенной воды. Эти режимы требуют одностороннего потока, но они не имеют одинаковых гидравлических или коррозионных условий. Выбор клапана только по номинальному размеру и классу давления может привести к тому, что насос будет подвержен обратному вращению, ударам клапана или повторяющемуся вибрированию диска.
В этом руководстве основное внимание уделяется решения, специфичные для обратного клапана который должен решить EPC по опреснению или инженер по закупкам. Для более широкой компоновки станции и выполнения функций запорной арматуры используйте нашу Руководство по выбору клапанов для насосной станции забора морской воды. Подробное обсуждение коррозии по компонентам см. Коррозия клапана морской воды: материалы корпуса, диска, вала и седла.
1. Сначала определите, какой поток воды обрабатывает обратный клапан.
| Местоположение услуги | Основная обязанность | Особая проблема выбора |
|---|---|---|
| Забор или перекачка открытой морской воды | Предотвращение обратного потока в остановленные насосы | Морские организмы, отложения, воздействие хлоридов, переходные процессы в насосе |
| Предварительная очистка/обратная промывка фильтра | Предотвратите непреднамеренный обратный поток между коллекторами | Циклическое движение, твердые частицы, загрязнения и доступ для технического обслуживания |
| RO подача / секция высокого давления | Защита оборудования от обратного потока | Высокое давление, переходные процессы и утвержденная конструкция клапана для конкретного проекта; не заменяйте клапан низкого давления с футеровкой |
| Усилитель пермеата/продуктовой воды | Предотвращение обратного потока в насос или хранилище | Контроль чистоты воды и последующего загрязнения |
| Слив рассола/концентрата | Управление направлением потока в потоке концентрированного физиологического раствора | Повышенная соленость, химический состав, скорость и воздействие коррозии/эрозии. |
Не копируйте расписание материалов из коллектора сырой морской воды в систему обратного осмоса высокого давления или систему пермеата. Класс давления, водно-химический режим, чистота и допуски на коррозию могут существенно различаться. Каждый клапан регулируется P&ID установки, гидравлическим расчетом и классом трубопровода.
2. Что происходит после отключения насоса забортной воды?
Во время работы насоса прямой поток удерживает запорный элемент обратного клапана открытым. После сбоя питания или отключения напор насоса разрушается; скорость движения вперед падает и может измениться под действием статического напора ниже по потоку. Обратный клапан должен закрыться до того, как разовьется опасная обратная скорость, но его фактическое поведение зависит от движущейся массы, силы пружины, трения шарнира, положения клапана, профиля потока и переходных процессов в системе.
Тяжелый поворотный диск, который закрывается только после заметного обратного потока, может сильно ударить о свое седло. И наоборот, выбор конструкции с «быстрым закрыванием» исключительно по маркетинговой этикетке не доказывает, что весь трубопровод защищен: волны давления, разделение колонны и пульсации могут возникнуть в других частях системы. Реакция на закрытие должна быть проверена на основе анализа переходных процессов срабатывания насоса, а не только на основе типа клапана.
Наша общая статья о Обратные клапаны для нагнетания насоса охватывает базовые схемы насосно-сливной системы; в данное руководство по опреснению добавлены материалы, используемые в солевых растворах, мусор и требования к переходным процессам.
3. Поворотный, двухдисковый, наклонно-дисковый или осевой: сравнение закрывающего механизма.
| Дизайн | Потенциальная выгода | Конкретная проблема проекта |
|---|---|---|
| Проверка поворота | Простой шарнирный диск; доступны в конфигурациях ватерлинии с большими фланцами | Инерция диска, минимальная скорость потока, коррозия шарниров, направление установки и потенциальный удар. |
| Двойная пластина с пружиной | Компактная лицевая сторона и пружинное закрытие. | Флаттер пластины при низком расходе, потеря давления, материалы пружин/шарниров и устойчивость к засорению |
| Наклонный диск или демпфированная проверка | Специально разработанное поведение закрытия для выбранных систем с большими насосами | Конфигурация Dashpot, ориентация, обслуживание, доступный диапазон и фактические переходные характеристики |
| Осевая проверка/проверка сопел | Закрытие с помощью пружины с коротким ходом при подходящих режимах работы с чистым потоком | Необработанный впускной мусор, требуемая скорость, потери напора и устойчивые к коррозии пружины/направляющие. |
Пружинная конструкция может закрываться раньше в определенных условиях, но она не всегда является выбором с наименьшими перенапряжениями или потерями. Получите данные производителя о расходе и закрытии и сравните альтернативы на минимальный, нормальный и максимальный рабочие точки. Компактный двухпластинчатый обратный клапан является одним из вариантов оценки с учетом подтвержденных материалов морской воды и гидравлических характеристик; он не является автоматически взаимозаменяемым с поворотным обратным клапаном с большой футеровкой.
4. Размер для стабильного открытия, а не только для диаметра трубы
При нормальном режиме работы обратный клапан должен открываться достаточно и оставаться стабильным. При превышении размера диск может остаться частично открытым, что приведет к вибрации, износу и дополнительной потере давления. Недостаточный размер может увеличить скорость, эрозию и потребление энергии насосом. Анализ выбора должен включать:
- Минимальный, нормальный и максимальный расход для каждого насоса и при параллельной работе насосов.
- Доступный перепад давления, кривая потери давления на клапане и запас напора насоса.
- Минимальный расход или скорость стабильного открытия, установленные производителем, если применимо.
- Частота пуска/останова и возможная продолжительность работы при низком расходе.
- Статический напор напорного коллектора, развитие обратного потока и расчет помпажа.
- Допустимая утечка, зазор для технического обслуживания и ориентация клапана.
5. Коррозия морской воды: осмотрите каждую смачиваемую движущуюся часть.
Резиновая облицовка может изолировать корпус из ковкого чугуна или литой стали от морской воды, но она не защищает открытый шарнирный штифт, пружину, край диска, крепеж или поврежденный конец облицовки. Коррозия и отложения на шарнире могут задержать закрытие или помешать полной посадке, превращая проблему с материалами в проблему защиты насоса.
| Компонент | Возможное направление строительства | Запрос предложений / фокус проверки |
|---|---|---|
| Тело и канал потока | Утвержденное проектом железо с футеровкой/покрытием или коррозионностойкий сплав | Непрерывность футеровки, кромки фланцев, характеристики покрытия и испытания в отпуске, если указано. |
| Диск/пластины | Подложка с футеровкой/покрытием или одобренный сплав, устойчивый к морской воде | Открытые кромки, щели, ударный износ и гальваническое соединение. |
| Шарнирный штифт, вал, пружина | Коррозионностойкий материал, выбранный для фактического воздействия хлоридов/температуры | Риск точечной коррозии/трещин, доступность, усталость и отслеживаемость материала |
| Сиденье/подкладка | EPDM или другой проверенный эластомер для конкретной среды. | Химический состав воды, температура, сжатие, мусор и истирание |
| Болтовые соединения и наружное покрытие | Утвержденная проектом система морской среды | Воздействие в зоне брызг, гальваническая совместимость и техническое обслуживание |
Например, обратный клапан с резиновой футеровкой может рассматриваться для выбранных линий слива насоса морской воды, но поставщик должен подтвердить фактическую конфигурацию диска, шарнира, седла и футеровки для проекта. Общее описание «SS316» не является доказательством того, что все внутренние части будут противостоять любому воздействию морской воды, особенно застойным щелям или воздействию хлоридов при более высоких температурах. Посмотрите наш Руководство по компонентам и материалам для морской воды для более детального обзора корпуса/диска/вала/седла.
6. Мусор, биообрастание и твердые частицы в водозаборной воде.
Несмотря на фильтрацию вверх по течению, сырая морская вода может содержать песок, фрагменты ракушек, водоросли и морскую растительность. Они могут засорить клапан с коротким ходом, застрять на седле или истирать облицовку. Спросите, находится ли клапан перед или после сеток грубой очистки, сеток тонкой очистки и фильтрации; определить размер частиц, ожидаемую загрузку твердых частиц и доступ к промывке. Конструкция осевого контрольного клапана для чистой воды не должна использоваться на водозаборе, подверженном засорению, только потому, что она рекламируется как «безударная».
7. Установка: ориентация и профиль потока влияют на закрытие
Подтвердите утвержденную производителем горизонтальную или вертикальную ориентацию, ограничения вертикального восходящего потока, положение оси шарнира и минимальную прямую длину вверх/вниз по потоку, требуемую конструкцией. Поворотный клапан, подходящий для горизонтальной установки, не обязательно подходит для вертикального нисходящего потока. Близость к коленам, патрубкам насосов и переходникам может привести к неравномерности потока и нестабильности диска.
Прежде чем оформить заказ на поставку, сравните общий чертеж с реальной трубной катушкой, опорами и конвертом для снятия. См. Руководство по установке обратного клапана для более широких соображений ориентации и направления потока.
8. Класс давления и испытания — это не то же самое, что квалификация по перенапряжению.
Клапан с маркировкой PN16 или класса 150 может подходить для определенного класса трубопроводов, но рабочее давление, максимальное/минимальное переходное давление, температура и пределы корпуса/футеровки должны оцениваться отдельно. Испытание корпуса или седла проверяет определенные требования к границам давления или герметичности; он сам по себе не обеспечивает приемлемого закрытия во время отключения насоса.
Согласуйте применимый стандарт конструкции/испытаний клапана, условия испытаний корпуса и седла, допустимую обратную утечку, данные о характеристиках потока, проверку футеровки и любые функциональные испытания для конкретного проекта. Наш Методы испытания клапанов давлением Руководство объясняет разницу между общими целями тестирования.
9. Матрица закупок: что спросить у производителя
| Поле запроса предложения | Необходимая информация о проекте |
|---|---|
| Обязанности и местонахождение | Забор сырой морской воды, предварительная обработка, подача обратного осмоса, рассол или продуктивная вода; Тег P&ID |
| Гидравлические условия | Минимальный/нормальный/максимальный расход, рабочее/расчетное давление и температура, кривая насоса |
| Данные о отключении насоса | Статический напор, количество насосов, сценарий отключения, переходные процессы и допустимая обратная скорость. |
| Конструкция клапана | Поворотный, двухдисковый, с поворотным диском, осевой или предлагаемый вариант с обоснованием поддержки |
| Установка | DN/NPS, сверление/облицовка фланцев, F/F, горизонтальная/вертикальная ориентация, ограничения по прямолинейности |
| Материалы | Корпус, диск, шарнир/штифт, пружина, седло, накладка, болты и покрытие как отдельные позиции. |
| Качество воды | Хлориды/соленость, температура, твердые вещества, биообрастание, чистящие химикаты и периоды застоя |
| Производительность | Кривая потери давления, минимальный расход при стабильном открытии, характеристика закрытия и критерии утечки |
| Документы о качестве | GA, сертификаты на материалы, проверка покрытия/футеровки, испытание корпуса/седла и утвержденное ITP |
10. Решение об отборе
Выберите обратный клапан для морской воды, следуя следующей последовательности: место обслуживания → минимальный/максимальный расход → переходный режим работы насоса → механизм закрытия → потеря давления → полный график смачиваемых материалов → ориентация → план испытаний и документации. Ни один тип обратного клапана не подходит автоматически для каждой опреснительной насосной станции.
Исследуйте Обратный клапан с резиновой футеровкой и Поворотный обратный клапан с резиновой футеровкой концепции продуктов или просмотрите категория клапанов с резиновой футеровкой. Для проведения технической экспертизы конкретного проекта, отправьте Vcore ваш P&ID, кривую насоса и техническое описание клапана.
Часто задаваемые вопросы
Какой обратный клапан лучше всего подходит для насоса забора морской воды?
Универсального выбора не существует. Сравните поворотные конструкции, двухдисковые подпружиненные конструкции, конструкции с наклонным диском и осевые конструкции с учетом минимального расхода, переходных процессов в работе насоса, мусора, потерь давления, установки и полных требований к материалу, контактирующему с рабочей средой.
Устраняет ли безоткатный обратный клапан гидроудар?
Нет. Закрытие обратного клапана может снизить некоторые риски захлопывания, но необходимо оценить всю систему насоса и трубопроводов на предмет волн давления, обратного потока и разделения колонны.
Может ли чугунный обратный клапан с резиновой футеровкой работать с морской водой?
Его можно рассматривать для отдельных случаев применения в морской воде, если футеровка подходит и каждый выступающий диск, шарнир, штифт, седло и крепеж рассчитаны на фактическую эксплуатацию. Кузов с облицовкой сам по себе не защищает все смачиваемые части.
Можно ли установить обратный клапан вертикально?
Только в том случае, если выбранная модель и направление потока одобрены для этой ориентации. Поворотные и пружинные конструкции имеют разные ограничения при установке.
Какие данные необходимы для расчета обратного клапана опреснения?
Укажите место обслуживания, размер, класс давления, температуру, диапазон расхода, данные о срабатывании насоса и помпажах, ориентацию установки, химический состав морской воды и содержание твердых веществ, комплектные материалы, требования к фланцам/втулочным/втулочным соединениям и документы по проверке.
