Принципы регулирования давления, расхода и температуры

1.

Принципы регулирования давления, расхода
и температуры

2.

Регулирование
давления
дросселированием потока.
p
2
обеспечивается
2
Значение коэффициента местного сопротивления зависит
от степени и угла сужения, расширения потока и определяется
экспериментально.

3.

Объемный расход потока Gv, м3/ч через любую арматуру
определяется через площадь проходного сечения S и среднюю
скорость , которая выражается из уравнения
Gv S S
2 p
Расход может регулироваться двумя параметрами площадью
проходного сечения и перепадом давления на арматуре

4.

В системах теплоснабжения преимущественно регулирование
температуры теплоносителя осуществляется за счет
теплообмена между греющим и нагреваемым теплоносителем
либо непосредственным контактом (смешением) либо через
стенку в теплообменнике.
ЭМУ
G1
ЭМУ
4
2
1
t1
t2
4
G, t
G1
2
3
1
G, t
t1
t2
t3

5.

По принципу управления регуляторы подразделяются на
прямого и непрямого действия.
Регулятор прямого действия отличается тем, что
управление и рабочий цикл осуществляется только действием
самой рабочей среды без каких либо посторонних источников
энергии.

6.

Регулятор прямого действия (РПД) состоит:
РПД
задатчик
объект регулирования
px
px0
чувствительный элемент
px0= px0 px
регулирующий орган

7.

Задатчиком может быть:
1. металлическая пружина,
2. газовая пружина,
3. груз.
с x
p
.
Sч.э
Sч.э
Fпр
mRT
p
.
V
Fт
mg
p
.
S ч.э
S ч.э

8.

9.

Достоинства металлической пружины:
1. простота и надежность,
2. любое положение регулятора.
Недостатки металлической пружины :
1. непостоянное
задаваемое
давление
перемещении регулируемого органа.
при
Достоинства газовой пружины:
1. регулирование
высоких
давлений,
при
минимальных весогабаритных характеристиках;
2. высокая чувствительность регулирования.

10.

Недостатки газовой пружины:
1. влияние температуры на точность регулирования;
2. сложное обеспечение герметичности во время
эксплуатации.
Достоинства груза:
1. постоянное задаваемое
регулируемого органа.
давление
при
ее
перемещении
Недостатки груза:
1. сложно регулируется задаваемое давление;
2. строго вертикальное расположение регулятора давления.

11.

Чувствительным элементом может быть:
1. мембрана,
2. сильфон,
3. поршень.

12.

13.

Достоинства мембраны:
1. простота и дешевизна,
2. высокая герметичность.
Недостатки мембраны:
1. малый ход регулирующего органа,
2. имеются ограничения по температуре
среды.
Достоинства сильфона:
1. не боится высоких температур,
2. значительный
ход
регулирующего
органа.

14.

Недостатки сильфона:
1. высокая цена;
2. малый срок службы.
Достоинства поршня:
1. Большой ход регулирующего органа.
Недостатки поршня:
1. сложно обеспечить герметичность;
2. боится загрязненных сред.

15.

Регулирующий орган в
подразделяют на :
1. тарельчатый,
2. игольчатый (конусный),
3. цилиндрический.
зависимости
от
формы
Конусный (игольчатый) затвор изготавливают сплошным
с внешним искривлением, а цилиндрический полым с
прорезями или отверстиями на поверхности.

16.

17.

Регулирующая арматура для регулирования параметров
рабочей среды (давления, расхода, температуры)

18.

Регулятор давления прямого действия по технологическому
назначению делится на:
«до себя»,
«после себя»,
перепада давления,
перепускной регулятор.

19.

20.

21.

Регулятор давления «после себя» используется для защиты
оборудования (например, радиатора) от избыточного давления.

22.

Регулятор давления «до себя» используется для исключения нарушения
циркуляции теплоносителя из-за его вскипания.

23.

Регулятор перепада давления используется
качественной работы регулирующего клапана.
для
обеспечения

24.

Перепускной регулятор используется для поддержания минимальной
циркуляции теплоносителя и открывается при возрастании перепада
давления.
TTR

25.

Регулирующий клапан прямого действия.
1 - корпус; 2 - пружина; 3 - шток; 4 - стакан; 5 - клапан;
6 - шток узла перестановки; 7 - узел перестановки; 8 рукоятка (ручное управление); 9 - винт настройки; 10
- капиллярная трубка; 11 - сильфон настройки; 12 термобаллон.

26.

Достоинство регуляторов температуры прямого
действия не требует внешних источников энергии.
Недостатки невысокая точность регулирования,
сложная и ненадежная конструкция.

27.

Регулятор уровня.

28.

Регулятор непрямого действия (РНПД) состоит:
РНПД
датчик
tx
tx0
модуль управления
tx0= tx0 tx
источник энергии
объект регулирования
исполнительный
механизм
регулирующий орган

29.

При́вод — совокупность устройств, предназначенных
для приведения в действие механизмов.
Приводы применяемые в клапанах непрямого действия
делится на:
электрические,
электромагнитные (соленоидные),
пневматические (сжатый воздух ),
гидравлические.

30.

Достоинства гидравлического привода:
• большие передаточные усилия при относительно небольшом
габарите и весе,
• плавный пуск и увеличение скорости под нагрузкой,
• надежное ограничение величины действующего усилия.
Недостатки гидравлического привода:
• низкая
эффективность
(транспортировка
энергии
сопровождена значительными потерями);
• имеется влияние эксплуатационных условий (температуры,
влажности) на характеристики гидропривода;
• высокая стоимость.

31.

Достоинства соленоида:
• простота и дешевизна,
• не требуют вспомогательного оборудования.
Недостатки соленоида:
• предназначены для работы
только с чистыми средами;
• имеют
ограничения
в
использовании по температуре
теплоносителя;
• как
правило,
однонаправленные,
двухпозиционные,
не
предназначены для регулировки
расхода потока.

32.

Достоинства пневматического привода:
• взрывобезопасность,
• большое усилие закрытия,
• жёстко фиксирует положение закрытого рабочего органа,
• высокое быстродействие.
Достоинства электрического привода:
• высокая эффективность,
• качественное регулирование,
• работает в широком диапазоне характеристик окружающей
среды,
• низкая стоимость.

33.

В системах теплоснабжения наиболее распространены
электроприводы, которые классифицируются по:
величине хода штока (от 10 до 50 мм),
развиваемому усилию (от 450 до 5000 Н),
быстродействию, т. е. по времени перемещения штока на 1 мм
(3-4 сек – быстрые, 8-15 сек – медленные),
по наличию защитной функции (возвратной пружины или
суперконденсатора),
по степени защиты.

34.

Ход штока электропривода должен быть равен или больше
хода затвора клапана.
«Медленные» приводы предназначены для регулирования
систем отопления, а «быстрые» для регулирования систем ГВС.
Защитная функция электропривода обеспечивает заданное
положение затвора при отключении электропитания привода:
клапан «закрыт» для системы ГВС и клапан «открыт» для
системы отопления.

35.

При
работе
электрооборудования
необходима
качественная защита от:
• проникновения влаги внутрь корпуса и прямого
воздействия жидкости на токоведущие элементы;
• попадания внутрь посторонних частиц и твердых тел, а
также касания опасных частей оборудования частями тела
человека.

36.

Международная классификация степени защиты
электрооборудования (IP)

37.

Для непрерывного регулирования давления до
6,3 МПа в трубопроводах диаметром до 300 мм
приводами небольшой мощности применяют следующие
способы разгрузки клапана :
• двухсседельный клапан;
• разгрузочная камера.

38.

Односедельный и двухседельный клапан

39.

40.

Регулирующий клапан непрямого действия.

41.

Комбинированный клапан объединяет в одном корпусе регулятор
перепада давления и клапан расхода .

42.

Трехходовой (смесительный) регулирующий клапан.

43.

44.

Мембрана предохранительная —
предохранительный элемент МПУ
(мембранное предохранительное
устройство), разрушающийся при
заданном давлении и
освобождающий при этом
необходимое проходное сечение
для сообщения защищаемого
сосуда (трубопровода) со сбросной
системой.
МПУ используются как в качестве самостоятельных
предохранительных устройств, так и в сочетании с
предохранительными клапанами.