Kiểm tra các cân nhắc cài đặt van để tối đa hóa

Hiệu suất quá trình

Van kiểm tra là rất quan trọng trong phòng ngừa dòng chảy ngược. Họ bảo vệ máy bơm và máy nén trong một hệ thống xử lý và ngăn các giếng ướt khỏi bị ngập lụt. Lựa chọn và lắp đặt van kiểm tra thích hợp sẽ ngăn chặn sự hao mòn sớm của van và tắt máy. Các chìa khóa để kiểm tra thành công hiệu suất của van là lựa chọn van, kích thước, lắp đặt đường ống và chi phí sở hữu. Thời gian dành để đánh giá các cân nhắc chính này sẽ tối đa hóa hiệu suất vận hành của van.

Đánh giá trước khi lựa chọn van

Thiết kế của hệ thống bơm nên được đánh giá trước khi chọn van kiểm tra. Đầu tiên, hãy xem xét liệu thiết kế hệ thống bơm có vấn đề tăng đột biến tiềm ẩn hay không. Nếu các vấn đề về sự đột biến là một mối quan tâm, thì một cuộc điều tra đột biến nên được thực hiện bởi một nhà sản xuất van. Cuộc điều tra tăng có thể xác định liệu van điều khiển bơm có phù hợp hơn với ứng dụng hay không so với van kiểm tra.

Xem xét van kiểm tra chính

Kiểu van:Chọn van kiểm tra kiểu phù hợp bắt đầu với việc hiểu phương tiện truyền thông quy trình. Loại phương tiện truyền thông - cho dù nó là sạch, mài mòn, ăn mòn hay bùn - xác định nên chọn phong cách của van kiểm tra nào. Đối với dịch vụ sạch, hãy kiểm tra các kiểu van như đĩa nghiêng, cửa đôi và im lặng là phổ biến nhất đối với mất đầu thấp, yêu cầu đóng ống lớn hoặc đóng nhanh. Mặc dù van cao su và van kiểm tra swing có thể được sử dụng trong dịch vụ sạch, nhưng chúng thường được sử dụng trong dịch vụ nước thải. Các van này phù hợp hơn cho các ứng dụng mài mòn/ăn mòn/bẩn và đảo ngược dòng chảy nhanh chóng. Van kiểm tra swing thường được sử dụng cho các ứng dụng xả bơm do các tùy chọn điều khiển phù hợp với các điều kiện dòng chảy tiến và ngược khác nhau.

Kích thước van:Kích thước van chính xác rất quan trọng đối với hiệu suất của van và có thể hoặc không giống với kích thước đường ống. Để có hiệu suất van tốt nhất, các tính toán kích thước cho các điều kiện dòng chảy tối thiểu, bình thường và tối đa là cần thiết để tối ưu hóa tuổi thọ của van và giảm thiểu bảo trì van. Tiêu chuẩn của Hiệp hội Công trình Nước Hoa Kỳ (AWWA C508) để kiểm tra veC Trạng thái của Van: "Van có thể bị hao mòn quá mức nếu không có đủ lưu lượng để mở van."

Các van flapper cao su thường có kích thước để đóng hoàn toàn hoặc mở hoàn toàn với dòng chảy đầy đủ. Ngược lại, các van kiểm tra xoay đường thủy đầy đủ thường không có kích thước để mở toàn bộ nhưng có kích thước cho tổn thất đầu thấp nhất được chấp nhận theo thiết kế. Nếu van có kích thước quá lớn và thường hoạt động gần như đóng, kết nối đĩa có thể được mòn. Sự hao mòn sớm có thể xảy ra trên kết nối đĩa thông qua rung động, dao động và lực cho đến khi kết nối kim loại được nối tiếp và không còn cho phép đĩa ngồi đúng cách trong thân van.

Nghiên cứu trường hợp 1

Trong một lần cài đặt, một van kiểm tra swing đã bị quá khổ vì họ đang lên kế hoạch cho sự phát triển trong tương lai. Tốc độ dòng chảy thấp của van dẫn đến van chỉ được mở 17 độ. Đĩa gần thẳng đứng đã được lưu lượng nước vận tốc cao gần đỉnh đĩa và nước xoáy vận tốc thấp ở dưới cùng của đĩa. Các lực động không cân bằng trên đĩa khiến đĩa lắc lư và mặc các bộ phận kết nối. Các pin và kết nối bị mòn và lỗ trung tâm trong đĩa bị mòn, không cho phép đĩa đóng đúng. Trong thời gian, đĩa trở nên lỏng lẻo và không đóng lại.

Cài đặt van:Lắp đặt van trong đường ống là một cân nhắc quan trọng đối với sự thành công của van kiểm tra. Khuyến nghị của Hiệp hội tiêu chuẩn hóa nhà sản xuất của ngành công nghiệp van và phụ kiện (MSS SP - 92) là cài đặt một van kiểm tra ở mức tối thiểu 10 đường kính ống của ống thẳng ở phía hạ lưu từ tees, phụ kiện, tăng hoặc bơm và năm đường kính. Tuy nhiên, nhiều phương tiện có dấu chân nhỏ hơn đã đạt được hiệu suất chấp nhận được trong các hệ thống với van kiểm tra được lắp đặt năm đường kính ống của ống thẳng từ phía hạ lưu của tees, phụ kiện, tăng hoặc máy bơm và ba đường kính ống dài từ khuỷu tay, như thể hiện trong hình minh họa bên dưới. Tham khảo ý kiến ​​nhà sản xuất van cho khoảng cách đường ống thiết kế ít hơn khuyến nghị của MSS.

Mặc dù MSS SP-92 khuyến nghị chiều dài đường kính 10 ống để lắp đặt van kiểm tra xuôi dòng từ máy bơm, nhiều cơ sở đạt được hiệu suất chấp nhận được với năm chiều dài đường kính ống từ máy bơm, sau khi kiểm tra với nhà sản xuất van.

Mục tiêu thiết kế:Mục tiêu của kế hoạch thiết kế là giảm thiểu dấu chân của cơ sở mà không ảnh hưởng đến hiệu suất thiết bị. Thiết bị sẽ tồn tại lâu hơn theo dòng chảy và không có thay đổi đột ngột về tốc độ dòng chảy. Thay đổi đột ngột về tốc độ dòng chảy xảy ra trong khi tắt máy bơm đột ngột khi dòng chảy đảo ngược và được dừng lại bằng cách đóng van kiểm tra. Dừng đột ngột này trong dòng chất lỏng hoặc vận tốc dòng chảy thay đổi ngay lập tức làm giảm áp suất dưới áp suất hơi và có thể gây ra sự phân tách cột nhất thời. Khoảng trống được tạo bởi sự phân tách cột vẽ hai cột lại với nhau một cách dữ dội. Khi các cột gia nhập lại, nó tạo ra một sóng xung kích áp suất cao, còn được gọi là búa nước. Búa nước tạo ra một âm thanh tiếng nổ lớn gây rối và sự gia tăng áp lực đi kèm có thể bị phá hủy nếu không được điều trị.

AWWA C508 Các tiểu bang: "Điều kiện của búa nước, xung thủy lực và tiếng ồn hoạt động quá mức là kết quả của thiết kế hệ thống thay vì thiết kế van và nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này và yêu cầu xem xét thiết kế và xây dựng đặc biệt."

Đặc điểm dòng chảy:Thể hiện dưới đây là phân tích động lực học chất lỏng tính toán (CFD) của một van kiểm tra gần hơn. Các Eddies hình thành ở dưới cùng của sự gia tăng và tạo ra dòng chảy hỗn loạn thông qua van kiểm tra. Di chuyển van kiểm tra ra khỏi mức tăng hơn đã loại bỏ các Eddies và tạo ra một dòng chảy nhiều hơn qua van kiểm tra, như thể hiện trong hình ảnh CFD thứ hai.

Các lực động không cân bằng trên đĩa van kiểm tra khiến đĩa lắc lư và hao mòn.

Di chuyển van kiểm tra xa hơn từ giảm nhiễu và cho phép dòng chảy trở nên nhiều hơn.

Tăng hơn:Một cách khác để đảm bảo lưu lượng laminar nhiều hơn là giới hạn kích thước của mức tăng giữa máy bơm và van kiểm tra để nó không lớn hơn hai kích thước ống. Ví dụ, nếu xả bơm là 12 in. Có thể chấp nhận sử dụng một chất tăng lên 14 hoặc 16 in. Kiểm tra kích thước van, nhưng bất kỳ lớn hơn sẽ quá cực đoan.

Nghiên cứu trường hợp 2:

Trong một bản cài đặt khác, do dấu chân cực kỳ nhỏ gọn của cơ sở, van kiểm tra đã được lắp đặt ngay sau khi bơm và tăng hơn với khoảng cách chiều dài ống nhỏ giữa van kiểm tra và bơm. Việc xả bơm tốc độ cao tập trung một tia nước trực tiếp vào các kết nối Van kiểm tra và kết nối pin, làm hao mòn các bộ phận của van và gây ra chỗ ngồi không phù hợp của đĩa.

Chi phí sở hữu:Khi chọn van kiểm tra thích hợp, điều quan trọng là phải xem xét chi phí sở hữu. Chi phí sở hữu bao gồm chi phí ban đầu, chi phí vận hành và chi phí bảo trì. Một van kiểm tra rẻ tiền có thể sẽ có chi phí ít hơn khi khởi động nhưng có thể tốn nhiều chi phí hơn trong thời gian dài với bảo trì và thời gian chết đột xuất so với một van phù hợp hơn cho ứng dụng. Van phù hợp hơn sẽ hoạt động tốt hơn, đòi hỏi ít bảo trì hơn và cung cấp tuổi thọ hệ thống.

Kinh nghiệm thực địa

Vấn đề:Van kiểm tra không thành công thường được gây ra bởi việc cài đặt quá gần với máy bơm và chất tăng. Ngoài ra, có một xu hướng trong kế hoạch thiết kế để các ống xả quá khổ để mở rộng trong tương lai, sau đó yêu cầu các bộ giảm tốc độ cực kỳ phù hợp với kích thước bơm. Cả hai vấn đề này đều tạo ra dòng chảy hỗn loạn có thể đeo kết nối đĩa và pin và gây ra sự cố van kiểm tra sớm.

Thiết kế trạm bơm với van kiểm tra im lặng đã cài đặt năm đường kính ống có chiều dài từ xả bơm.

Giải pháp:Lý tưởng nhất, khoảng cách đường ống giữa van và van kiểm tra phải được tính toán trong giai đoạn thiết kế của dự án. Đối với các cơ sở hiện có, một giải pháp là di chuyển van kiểm tra ra xa khỏi máy bơm để đạt được dòng chảy nhiều hơn, tốt nhất là năm đường kính ống. Nếu có giới hạn không gian và di chuyển van không phải là một lựa chọn, thì hãy xem xét một kiểu van kiểm tra khác. Một giải pháp khác là xác minh van kiểm tra có kích thước đúng cho các điều kiện quy trình và, nếu có thể, tránh sử dụng các chất tăng cực cao.

Khóa để kiểm tra thành công hiệu suất của van:Vai trò của van kiểm tra là để ngăn chặn dòng chảy dẫn đến các máy bơm làm hỏng trong hệ thống xử lý. Kiểm tra các van đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động thành công của một cơ sở. Khi thiết kế một hệ thống bơm, có lợi khi yêu cầu điều tra tăng từ nhà sản xuất van để xác định xem các điều kiện xử lý có yêu cầu van kiểm tra hay van điều khiển bơm hay không. Nếu cần một van kiểm tra, thì nên xem xét lựa chọn van, kích thước, cài đặt và chi phí sở hữu trước khi chỉ định van. Những cân nhắc chính này sẽ kéo dài tuổi thọ của van kiểm tra, đảm bảo bảo vệ đúng thiết bị xử lý và ngăn ngừa tắt máy không có kế hoạch.