Эффективная работа насоса-дозатора (дозирующего насоса, дозировочного насоса) зависит не только от его собственных характеристик, но и используемого вместе с ним оборудования, важнейшими компонентами которого являются защитная и предохранительная арматура для насосов.
В действующем ныне «ГОСТ 24856-2014 Арматура трубопроводная. Термины и определения» термин «защитная арматура» не установлен, но его широко используют как обобщающее наименование сразу для нескольких видов арматуры ─ обратной, отключающей, отсечной.
К числу наиболее широко используемых типов арматуры относятся клапаны ─ устройства, в которых элемент, запирающий или регулирующий поток, перемещается параллельно направлению движению рабочей среды. Предохранительные и обратные клапаны, наряду с фильтрами и пневмогидроаккумуляторами типа ПГА (демпферами пульсаций) широко представлены в ассортименте продукции ведущего производителя российских насосов-дозаторов ─ Завода дозировочной техники «Ареопаг» (Санкт-Петербург). Использование этих изделий позволяет сделать работу дозирующего насоса более устойчивой, а получаемую в ее результате смесь ─ гомогенной.
Фильтры для насосов
Использование фильтров ─ аппаратов для разделения жидких неоднородных систем фильтрованием ─ помогает обеспечить необходимые параметры жидкости по содержанию и свойствам взвешенных веществ. А это напрямую влияет на продолжительность безаварийной эксплуатации насосного оборудования. Фильтр для насоса, установленный на всасывающей линии, позволяет предупредить нарушения в работе и повреждения узлов насосов-дозаторов, входящих в состав агрегатов электронасосных дозировочных. Для них контакт с разного рода включениями, особенно твердыми частицами и вредными химическими примесями, может оказаться губительным.
Для повышения эффективности защиты насоса-дозатора возможна установка нескольких фильтров. Сначала фильтр сетчатый 1 ─ фильтр грубой очистки сетчатый, затем фильтр сетчатый 2 ─ для тонкой очистки. У фильтров производства «ЗДТ «Ареопаг» величина ячеек составляет от 50 мкм (0,05 мм) до 1000 мкм (1 мм), что позволяет выбрать необходимый типоразмер.
Установка фильтров на всасывающей лини дозирующего насоса позволяет снизить износ его проточной части, тем самым увеличив срок службы, а также межремонтный период. А это ─ снижение затрат на обслуживание и текущий ремонт.
Купить фильтр для насоса желательно даже при использовании относительно недорогих бытовых устройств. Для огромных производств, техническое оснащение которых требует огромных инвестиций, купить сетчатый фильтр ─ критически важно. Фильтр сетчатый, цена которого измеряется тысячами рублей, продлит срок эксплуатации оборудования стоимостью в десятки и сотни тысяч рублей и убережет производство от незапланированных простоев, убытки от которых могут измеряться многими миллионами. Средний срок службы фильтров сетчатых «ЗДТ «Ареопаг» ─ десять лет.
«Завод дозировочной техники «Ареопаг», работая над увеличением показателя надежности фильтров, постоянно поддерживает обратную связь с потребителями для получения «живой» информации непосредственно с мест эксплуатации.
Фильтры, защищающие дозировочные насосы, которыми комплектуются агрегаты электронасосные дозировочные и установки дозирования, в огромных количествах востребованы в отраслях, связанных с добычей и переработкой нефти и газа: нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой. А также в различных сегментах химической промышленности, энергетики, на пищевых производствах.
Вместе с дозирующими насосами, как правило, применяются фильтр сетчатый (ФС) и фильтр ФСЖ (сетчатый жидкостный). Это фильтры с сетчатым фильтрующим элементом, процесс фильтрования в которых происходит при прохождении жидкости через ячейки сетки фильтрующей перегородки. Сетчатые фильтрующие элементы изготавливают из металлов, пластмасс и других материалов. Также из различных материалов может быть выполнен корпус фильтра. Например, фильтр сетчатый латунный, фильтр сетчатый чугунный, фильтр сетчатый стальной.
Помимо сетчатых фильтров по форме фильтрующих поверхностей выделяют щелевые и пористые фильтры.
Фильтры сетчатые, производимые Заводом дозировочной техники «Ареопаг», обладают целым спектром конструктивных, технологических, экономических и экологических преимуществ.
Переносимость сред зависит от свойств материалов, из которых изготовлена проточная часть фильтра. В фильтрах «ЗДТ «Ареопаг» их несколько ─ низколегированная сталь 09Г2С, хромистая сталь 20Х13, хромоникелемолибденовые стали 10Х17Н13М2Т и 06ХН28МДТ, хромоникелевая сталь 12Х18Н9Т, а также титановый сплав ВТ1-0.
Фильтры ФС и ФСЖ имеют различное конструктивное исполнение:
-
горизонтальное или вертикальное;
-
с перепускным клапаном и без него;
-
с фланцевым (фильтр сетчатый фланцевый), муфтовым (фильтр сетчатый муфтовый), штуцерно-ниппельным, присоединением. Возможна установка магнитной вставки, дренажного крана, сигнализации о засорении фильтра.
Важным аспектом деятельности компании «Завод дозировочной техники «Ареопаг» является импортозамещение. Фильтры ФС и ФСЖ, сделанные в «ЗДТ «Ареопаг», можно устанавливать там, где прежде использовали фильтр сетчатый Danfoss, например, фильтр сетчатый FVF или фильтр сетчатый FVR.
К числу основных параметров фильтра сетчатого относится номинальный диаметр DN. Уже упоминавшийся «ГОСТ 24856-2014 Арматура трубопроводная. Термины и определения» вместо термина «диаметр условного прохода» (фильтр сетчатый Ду) рекомендует использовать термин «номинальный диаметр» (обозначение DN).
Номинальный диаметр (диаметр условного прохода) измеряется в мм: фильтр сетчатый 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100.
Другие определяющие выбор фильтра параметры:
-
пропускная способность (или производительность), л/ч;
-
номинальная тонкость фильтрации, мкм;
-
абсолютная тонкость фильтрации, мкм; - давление перекачиваемой жидкости (или номинальное давление фильтра), кгс/см2;
-
пробное давление фильтра, кгс/см2 (МПа).
Стандартное исполнение фильтров сетчатых «ЗДТ «Ареопаг» ─ для макроклиматического района с умеренным климатом (У). По запросу потребителей могут изготавливаться фильтры в других климатических исполнениях, в т. ч УХЛ (для районов с умеренным и холодным климатом), что очень важно для нефтяных и газовых отраслей России, все дальше уходящих на север.
Заводом дозировочной техники «Ареопаг изготавливаются фильтры, предназначенные для работы в пожароопасных и взрывоопасных средах.
Фильтры могут поставляться как комплектующие насосных агрегатов, так и отдельно.
Обратные клапаны для насосов
Обратная арматура ─ это арматура, автоматически предотвращающая обратный поток рабочей среды. В отдельный сегмент с собственным именем ─ «приемная арматура», выделяют обратную арматуру, устанавливаемую на конце трубопровода перед насосом.
Обратный клапан ─ обратная арматура, конструктивно выполненная в виде клапана. Его задача, ─ пропуская поток в прямом направлении, исключить его движение в обратном. Т. е. предотвратить противоток дозируемой жидкости в процессе нагнетания.
Одна из наиболее востребованных разновидностей обратных клапанов по области применения ─ обратный клапан насоса (или обратный клапан для насоса).
Использование обратного клапана в общей гидравлической системе с дозировочным насосом позволяет повысить безопасность и точность дозирования. В т. ч. предупредить поломки оборудования при аварийной остановке насоса.
Обратный клапан может быть встроенным в насос или устанавливаться отдельно от него. Обратный клапан насоса на входе насоса-дозатора, препятствует обратному оттоку жидкости. Обратный клапан насоса-дозатора, установленный на линии нагнетания, не позволяет дозируемой жидкости возвращаться в насос и отсекает напорную линию от трубопровода или емкости, в которую подается дозируемая жидкость. Он предотвращает попадание дозируемых реагентов в систему, из емкости расположенной выше уровня насоса при выключенном дозировочном насосе. А также позволяет повысить точность дозирования при низком противодавлении.
Область применения обратных клапанов для насосов определяется стойкостью материалов проточной части в перекачиваемой среде. В «ЗДТ «Ареопаг» используют хромистую сталь 20Х13, хромоникелемолибденовые стали 10Х17Н13М2Т и 06ХН28МДТ, хромоникелевую сталь 12Х18Н9Т, низколегированную сталь 09Г2С, титановый сплав типа ВТ1-0.
Исполнение обратных клапанов насосов-дозаторов «ЗДТ «Ареопаг» различается по эксплуатационным параметрам: номинальному давлению (PN, кгс/см2) и номинальному диаметру (DN, мм). Соответственно, 40, 160, 250, 400, 550 кгс/см2 и 5, 10, 15, 25, 32 мм. Возможны три типа присоединения к трубопроводу ─ резьбовое, под приварку, фланцевое и два варианта монтажа ─ в любом положении и только в вертикальном.
Предохранительные клапаны для насосов
Арматура, предназначенная для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого превышения давления, посредством сброса избытка рабочей среды, называется предохранительной.
Предохранительная арматура, конструктивно выполненная в виде клапана, носит название предохранительный клапан. Если он используется в обвязке насоса, это ─ предохранительный клапан насоса.
Как правило, обвязка насосов-дозаторов включает предохранительные клапаны и устройства для стравливания воздуха.
Задача предохранительного клапана в обвязке насоса-дозатора ─ защитить дозировочный насос и гидравлическую систему в целом от опасно высоких давлений.
Дозирующие насосы периодически создают давление нагнетания, намного превышающее рабочее. Причиной повышения давления в системе могут быть нарушения в работе гидравлики и внешние возмущающие факторы различной природы. Если по какой-то причине пропускная способность линии нагнетания уменьшилась, такие перепады давления способны привести к поломке, как самого насоса, так и иного технологического оборудования.
В компании «Ареопаг» изготавливают предохранительные клапаны насосов в двух исполнениях ─ с подрывом и без подрыва. Предохранительный клапан с подрывом имеет устройство для пробного срабатывания (подрыва) при давлении настройки или ниже него.
Номинальный диаметр прохода DN предохранительных клапанов насосов от «ЗДТ «Ареопаг» составляет 4, 6, 20, 15 мм, номинальное давление ─ 6,3, 16, 40, 63, 100, 160, 250, 320, 400 кгс/см2.
Клапаны могут эксплуатироваться с жидкостями с температурой от минус 40 до плюс 200 OC, водородным показателем pH 0-14, плотностью до 2000 кг/м3, с долей неабразивной твердой фазы до 10 % и кинематической вязкостью 3,5х10-7…3х10-2 м2/с.
Пневмогидроаккумуляторы (гасители пульсаций, ПГА)
Гидроаккумулятор ─ гидравлическая емкость, предназначенная для аккумулирования и возврата энергии рабочей жидкости, находящейся под давлением. Это возможно благодаря нескольким конструктивным решениям. В грузовых гидроаккумуляторах ─ за счет изменения потенциальной энергии груза. В пружинных ─ в результате сжатия и разжатия упругой пружины. Роль сжимаемой-разжимаемой пружины может выполнять упругий корпус, ─ т. н. гидроаккумуляторы с упругим корпусом. Но наибольшее распространение получили гидроаккумуляторы, в которых, аккумулирование и возврат энергии происходит за счет сжатия и расширения некоторого количества газа, соседствующего с почти несжимаемой жидкостью. Такое устройство, получившее название пневмогидроаккумулятор (ПГА), отличается небольшими размерами и высокой энергоемкостью, разнообразием конструктивных исполнений.
По конструктивному исполнению пневмогидроаккумуляторы разделяют на две большие группы. В пневмогидроаккумуляторах без разделителя рабочая жидкость непосредственно контактирует с газом. В пневмогидроаккумуляторах с разделителем рабочая жидкость и газ отделены друг от друга. Если разделитель рабочих сред выполнен в виде поршня ─ это поршневой пневмогидроаккумулятор, в виде мембраны или сильфона ─ мембранный; в виде эластичного баллона ─ баллонный.
В отдельную группу могут быть выделены пневмогидроаккумуляторы с неполным разделением сред ─ с жестким или эластичным поплавком, например, т. н. ПГА поплавково-клапанного типа.
Для заправки пневмогидроаккумуляторов применяются инертные газы (аргон), азот. При использовании негорючих жидкостей допускается зарядка сжатым воздухом.
Пневмогидроаккумуляторы ─ важная часть современных систем гидропривода и гидравлических систем. С их помощью решается широкий комплекс задач.
Например, они могут служить в качестве источников энергии, ─ главным образом, дополнительных и аварийных. Накопление энергии рабочей жидкости происходит в периоды ее малого потребления или пауз в работе. В период интенсивной работы накопленная энергия возвращается в систему.
Важнейшая область применения пневмогидроаккумулятров, напрямую связанная с насосами, ─ сглаживание пульсаций, и их последствий в виде гидравлических ударов.
Колебания давления могут быть обусловлены пульсациями насосов вообще и дозировочных насосов в частности. (Плунжерный насос и мембранный насос являются устройствами возвратно-поступательного движения и в силу этого производят пульсации давления).
В качестве гасителей пульсаций дозировочных насосов пневмогидроаккумуляторы используют при комплектации технологического оборудования различных отраслей промышленности. И особенно в большом количестве на предприятиях нефтеперерабатывающей, химической и энергетической отраслей.
Гаситель пульсаций может быть установлен на одном из трубопроводов ─ всасывающем или напорном, либо одновременно на обоих. Во всех вариантах преследуется достижение двух главных целей, ─ добиться как можно более равномерной подачи дозируемой жидкости и исключить чрезмерно превышающие номинал значения давления на вершинах пиков пульсации.
Пневмогидроаккумуляторы от компании «Ареопаг» обладают всеми необходимыми для этого качествами. Они энергоемки, компактны, в них исключено смешивание потоков дозируемой жидкости и газа, не требуется постоянная дозаправка газом, а стойкость фторопластовой мембраны позволяет использовать ПГА от «ЗДТ «Ареопаг» для всех видов перекачиваемых жидкостей.