ds2018-2
ППРК-Сервис
Архив номеров / Архив в электронном виде / СТО 08/57/ДЕКАБРЬ 2017 / ОБРАТНЫЕ КЛАПАНЫ С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ
ОБРАТНЫЕ КЛАПАНЫ С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ

ОБРАТНЫЕ КЛАПАНЫ С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ

Средство обороны
Защитное действие обычного обратного клапана направлено исключительно на насосный агрегат, что является необходимым, но, к сожалению, недостаточным условием.
Возвратившаяся ударная волна с избыточным давлением встречает на своем пути резко захлопнувшийся диск, генерируется дополнительный удар, повышается давление, и волна, меняя направление и распространяясь по трубопроводу, направляет всю разрушающую энергию гидроудара в систему. Последствия этого процесса известны – это порывы и утечки в «слабых местах», разгерметизация, образование трещин и свищей. Таким образом, защищая насосный агрегат, мы подвергаем опасности другие составляющие системы.
Разработка фирмы A.R.I. – обратный клапан с гидравлическим управлением – используется для эффективной защиты систем водоснабжения и канализации от гидроударов.
 
Основная идея: управление закрытием
Решением проблемы является установка на напорных линиях обратных клапанов с полным гидравлическим управлением процессами открытия и закрытия NR-040 HCCV производства компании A.R.I. Обратный клапан NR-040 предназначен для пропуска жидкости в одном направлении и предотвращения ее возврата к источнику. NR-040 HCCV состоит из автономного устройства, управляемого как потоком воды, производимым основным насосом, так и гидроусилителем, работающим от электропитания. Наличие гидравлической системы, позволяющей регулировать скорость открытия/закрытия клапана, является отличительной особенностью обратного клапана NR040 HC. Обратный клапан NR040 HC представляет собой эффективное устройство для защиты систем от гидравлических ударов, возникающих в результате плановых или аварийных остановок насосных агрегатов.
Устройство состоит из обратного клапана с одним штоком и системы гидравлического контроля, вмонтированной в клапан и установленной на насосной станции. Данное оборудование представляет собой многофункциональное устройство для защиты насосов от гидроудара при их внезапной остановке. Оно функционирует как обратный клапан и как клапан гашения гидроудара в едином корпусе.
Гидравлический контроллер является специальной инновационной разработкой, предназначенной для контроля скачков давления, и осуществляет управление временем открытия и закрытия заслонки обратного клапана. Дополнительная точная дроссельная регулировка обеспечивает специальные возможности настройки процесса работы устройства. Например, позволяет плавно закрывать диск и дает возможность осуществить настройку времени непосредственно на месте. Важно, что фаза постепенного открытия диска контролируется исходя из заданных параметров, а угол и время двухэтапной фазы закрытия можно настраивать в соответствии с режимом потока в трубопроводе. Таким образом, этап закрытия NR-040 HCCV является полностью контролируемым и корректируемым. Первоначальное быстрое закрытие диска составляет до 70% от состояния полного закрытия и контролируется от 2 до 10 секунд. Второй этап составляет от 30% до полного закрытия. Он контролируется от 5 до 200 секунд.
Сам клапан препятствует возникновению гидроудара вследствие остановки насоса, снижает гидроудар при включении и выключении насоса, а также уменьшает скачки давления при перебоях в подаче электроэнергии на насосной станции. Таким образом исключается повышение давления в магистрали и предотвращаются возможные повреждения насосного оборудования. Кроме того, полное проходное сечение, открываемое под гидравлическим воздействием, существенно снижает потери напора и энергозатраты.
 
Экономичность и эффективность
Одним из важных требований, предъявляемых к обратным клапанам, является незначительность гидравлических потерь при рабочих расходах. Это условие продиктовано соображениями экономии энергии. Требование актуальное, ведь в системах подачи и распределения воды необходимо устанавливать большое количество обратных клапанов.
Опыт эксплуатации обратных клапанов с гидравлическим управлением производства компании A.R.I. показал, что установленное оборудование обладает улучшенными гидравлическими характеристиками, что позволяет существенно снизить затраты на электроэнергию. То есть клапаны непрямого действия, в которых используется внешний источник энергии, могут обеспечить в аналогичных условиях существенное снижение затрат на энергию по сравнению с обратными клапанами прямого действия. Расчеты показывают, что экономия только на одном клапане составляет 5–9 тыс. долларов в год.
Специалисты компании A.R.I. реализовали целый ряд проектов по оснащению объектов обратными клапанами с гидравлическим управлением. Среди них Черкизовская КНС (Москва), Филевская КНС (Москва), Центральная КНС (Москва), Юго-Восточная КНС (Москва), Урицкая ПНС (Санкт-Петербург). На примере Урицкой КНС можно проследить экономический эффект от использования клапанов, оснащенных NR-040 HCCV. Объем подачи насосной станции составляет порядка 60–70 тыс.м3/сут. На 173 км водопроводной сети расположено 11 станций. Среднемесячное потребление Урицкой НС до реконструкции составляло 227 тыс. кВт, после реконструкции этот показатель снизился до 157 тыс. кВт. Таким образом, экономическая эффективность внедрения на объект обратных клапанов с HCCV составила 37%. Если говорить о неучтенных потерях, то они уменьшились с 11% до 7,5% (эффект 32%). Показатель удельной аварийности на объекте снизился с 4,28 аварий на 10 км/год до 2,89 аварий на 10 км/год. То есть эффект составил 32%.
 
Методология и проектирование
В настоящее время обратные клапаны являются существенной частью арматуры, используемой как в системах водоснабжения, так и в других гидравлических системах. Их применение предусмотрено СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения», где в пункте 8.28 указано, что «в качестве мер защиты от гидравлических ударов, вызываемых внезапным выключением или включением насосов, следует принимать установку на водоводе клапанов для впуска и защемления воздуха, а также установку на напорных линиях насосов обратных клапанов с регулируемым открытием и закрытием».
Сферами применения оборудования являются насосные станции переработки питьевой воды, сточных вод, опреснительные станции, станции переработки промышленных стоков и др.
Применение обратных клапанов с гидравлическим управлением предусматривается как при горизонтальной, так и при вертикальной установке, а также в условиях ограниченного пространства. Кроме того, существует возможность применения этого оборудования в системах с высоким противодавлением. А для использования в агрессивных средах предусмотрено нанесение на клапаны особого внутреннего или внешнего покрытия.
Наличие металлических съемных уплотнительных колец обеспечивают простоту обслуживания оборудования, а используемые герметизирующие седла являются коррозие- и износоустойчивыми. В случае отключения электроэнергии энергопитание для закрытия диска обеспечит гидравлический аккумулятор. И самое главное: оборудование характеризуется простотой обслуживания и длительным сроком безремонтной эксплуатации.
Специалисты компании A.R.I. рекомендуют для проектирования систем, предполагающих установку обратных клапанов, воспользоваться специальным программным обеспечением SURGE 2012, разработанным в Университете штата Кентукки. Программа дает возможность проанализировать данные трубопроводов, оценить технологическое состояние системы, что позволяет более вдумчиво включать оборудование в проект.
 
OOO А.Р.И. РАША
115088, Москва 
Шарикоподшипниковская ул., 13 
стр. 1, пом. 2.7
+7 (916) 888-89-85 
e-mail: hezzyp@ari.co.il
+7 (925) 327-06-19
e-mail: berezina@arirussia.ru