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Il vapore prodotto dalle caldaie ad acqua calda è ampiamente utilizzato nelle applicazioni industriali. Processi industriali come essiccazione, lavoro meccanico, produzione di energia e riscaldamento di processo sono tipiche applicazioni del vapore. La valvola del vapore è utilizzata per ridurre la pressione del vapore in ingresso e per regolare e controllare con precisione il vapore e la temperatura forniti a questi processi.
A differenza della maggior parte degli altri fluidi di processo industriali, il vapore ha caratteristiche specifiche, che lo rendono difficile da controllare con le valvole. Queste caratteristiche possono essere il suo volume e la sua temperatura elevati, nonché la sua capacità di condensazione, che può ridurre rapidamente il volume di oltre mille volte. Se si utilizza la valvola come strumento di controllo del processo, ci sono diverse considerazioni da fare quando si utilizza il vapore.
Di seguito sono riportati i 7 errori più gravi nelle applicazioni delle valvole che non devi commettere quando usi il vapore. Questo elenco non copre tutte le precauzioni per il controllo delle valvole del vapore. Descrive operazioni comuni che spesso causano danni o condizioni non sicure quando si cerca di regolare il vapore.
Tutti sanno che il vapore si condensa, ma quando si parla del controllo di processo delle condutture del vapore, questa caratteristica ovvia del vapore viene spesso dimenticata. La maggior parte delle persone pensa che la linea di produzione sia sempre ad alta temperatura e in stato gassoso, e la valvola è progettata per questo.
Tuttavia, la linea del vapore non funziona sempre ininterrottamente, quindi si raffredda e si condensa. E la condensa è accompagnata da una significativa riduzione del volume. Sebbene le trappole di vapore trattino efficacemente il vapore condensato, il funzionamento della valvola sulla linea del vapore deve essere progettato per trattare l'acqua liquida, che di solito è una miscela di liquido e gas.
Quando il vapore forza l'acqua incomprimibile ad accelerare improvvisamente e viene bloccato da valvole o raccordi, si verifica un colpo d'ariete nelle condutture del vapore. L'acqua può muoversi ad alta velocità, causando rumore e movimento delle condutture nei casi lievi, o effetti esplosivi nei casi gravi, causando danni alle condutture o alle apparecchiature. Quando si opera con il vapore, la valvola sulla conduttura di processo deve essere aperta o chiusa lentamente per evitare l'improvvisa rottura del fluido.
Le valvole progettate per applicazioni a vapore devono funzionare nelle condizioni di progettazione di pressione e temperatura. Il vapore si espande rapidamente in un volume elevato. Un aumento di 20 K della temperatura raddoppierà la pressione nella valvola, che potrebbe non essere progettata per tali pressioni. La valvola deve essere progettata per il caso peggiore (pressione e temperatura massime) nel sistema.
Un errore comune nella specifica e nella selezione delle valvole è il tipo sbagliato di valvola per applicazioni a vapore. La maggior parte dei tipi di valvole può essere utilizzata in applicazioni a vapore. Tuttavia, forniscono funzioni e controlli diversi. Le valvole a sfera o le valvole a saracinesca forniscono un controllo preciso del flusso, che è più realizzabile delle valvole a farfalla. A causa della grande portata, questa differenza è critica nelle applicazioni a vapore. Altri tipi di valvole comuni nelle applicazioni a vapore sono le valvole a saracinesca e le valvole a membrana.
Un errore simile nella scelta del tipo di valvola è la scelta del tipo di attuatore. L'attuatore è utilizzato per aprire e chiudere la valvola da remoto. Sebbene un attuatore on/off possa essere sufficiente in alcune applicazioni, la maggior parte delle applicazioni a vapore richiede la regolazione dell'attuatore per controllare con precisione pressione, temperatura e volume.
Prima di selezionare una valvola per applicazioni a vapore, prenditi del tempo per stimare la caduta di pressione prevista attraverso la valvola. La valvola da 1,25 pollici può ridurre la pressione a monte da 145 psi a 72,5 psi, mentre la valvola da 2 pollici sullo stesso flusso di processo ridurrà la pressione a monte di 145 psi a soli 137,7 psi.
Sebbene l'utilizzo di valvole più piccole sia conveniente e allettante, soprattutto quando sufficienti, sfortunatamente sono soggette a rumore. Sono anche correlate a vibrazioni che riducono la durata di valvole e raccordi per tubi. Considerare una valvola più grande del necessario per gestire rumore e vibrazioni. La valvola del vapore ha anche uno speciale dispositivo di riduzione del rumore.
Un altro errore nel dimensionamento delle valvole è la riduzione della pressione in una fase. Fa sì che l'elevata velocità del vapore all'uscita della valvola ne usuri la superficie in un processo chiamato erosione. Se la pressione del vapore di alimentazione è di diversi ordini di grandezza superiore al requisito locale, si prega di considerare la riduzione della pressione in due o più fasi.
L'ultimo punto della dimensione della valvola è la pressione critica. Questo è il punto in cui un ulteriore aumento della pressione a monte non aumenterà il flusso di vapore attraverso la valvola. Indica che la valvola è troppo piccola per l'applicazione di processo richiesta. Tieni presente che la dimensione della valvola non deve essere troppo grande per evitare "oscillazioni", che possono verificarsi quando un leggero cambiamento nella posizione della valvola provoca un cambiamento significativo nella funzione di controllo, specialmente sotto carico parziale.
La progettazione delle valvole del vapore e dei loro processi può essere complicata. Le specifiche per la gestione delle differenze di volume tra acqua e vapore, condensa, colpo d'ariete e rumore possono essere confuse. Molte persone commettono questi comuni errori quando progettano un sistema a vapore, soprattutto al primo tentativo. Dopotutto, commettere errori è una parte naturale dell'apprendimento. Conoscere appieno le informazioni può aiutarti a evitare errori che possono portare a maggiori costi e tempi di fermo per le applicazioni a vapore.
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Ora di pubblicazione: 08-10-2021
