Навигация
Трубопроводная арматура топливных систем различается по виду энергоресурса. Она может быть газовой, дизельной, мазутной. Каждая имеет конструктивные и функциональные особенности, обусловленные физико-химическими свойствами топлива. Например, газовые клапаны, как правило, рассчитаны на высокую частоту срабатывания и более точное регулирование. Дизельная арматура требует учета вязкости и давления топлива, мазутная – устойчивости к загрязнениям и способности работать при высоких температурах. Этим обусловлены определенные различия в конструкции устройств.
В статье детально разбираем особенности и принцип работы клапанов в разрезе разных видов топлива: газа, дизеля и мазута.
Газовые клапаны
Газовые клапаны предназначены для управления подачей природного или сжиженного газа в горелку, являются важной частью системы автоматики. Арматура, устанавливаемая на газопровод, относится к быстродействующим запорным элементам, способным мгновенно перекрывать подачу газа, при нарушении условий работы системы.
Типичный электромагнитный газовый клапан состоит из следующих компонентов:
- Корпус – чаще всего изготавливается из алюминиевого сплава или латуни, устойчивых к газу и перепадам давления
- Катушка (соленоид) – преобразует электрический ток в магнитное поле, которое управляет положением запорного органа
- Якорь (сердечник) и пружина – формируют подвижный запорный механизм
- Мембрана или шток с уплотнением – обеспечивают герметичное закрытие
- Фильтр – предохраняет механизм от попадания твердых частиц, не является обязательным, но часто входит в комплектные сблокированные сборки, например, "клапан+фильтр+регулятор давления"
Принцип работы соленоидного газового клапана (нормально закрытого) основан на электромагнитном управлении: при подаче напряжения на катушку, создается магнитное поле, втягивающее якорь и открывающее клапан. При отключении питания, пружина возвращает шток в исходное положение, и подача газа прекращается. Такой принцип обеспечивает высокую скорость срабатывания и надежное запирание. Наглядным примером подобного решения могут служить электромагнитные клапаны Giuliani Anello серии GSAVO. Если арматура относится к нормально открытому типу, то принцип их действия несколько иной. При подаче напряжения на соленоид газовый поток отсекается, а при его отключении, затвор открывается. Так работают модели Giuliani Anello серии MSVO.
Кроме того, газовые клапаны бывают одно- или двухступенчатыми. Первые работают по схеме "открыто-закрыто", вторые имеют три фиксированных позиции, поэтому позволяют более плавно регулировать транспортирование энергоресурса.
Дизельные клапаны
Клапаны этого типа обеспечивают подачу и перекрытие легкого жидкого топлива, используемого в промышленных и коммунальных котельных установках. Ввиду более высокой вязкости, повышенного давления и температуры дизеля по сравнению с газом, такая трубопроводная арматура отличается упрочненной конструкцией. Кроме того, работа с дизтопливом предъявляет особые требования к герметичности, устойчивости к загрязнению и совместимости материалов с углеводородами.
Типовая конструкция дизельного клапана включает следующие элементы:
- Корпус, выполненный из латуни или алюминия, устойчивых к воздействию дизеля; внутренние компоненты – из этих же металлов, плюс нержавеющая сталь
- Электромагнитный (катушка) и пружинный привод, управляющие положением затвора
- Запорный шток с уплотнением для перекрытия потока топлива
- Перметизирующие уплотнительные прокладки
Конструкция, рассчитанная на работу с жидким энергоносителем, более устойчива к износу и химическим воздействиям. Вместе с тем плотность и повышенная вязкость дизельного топлива обуславливают необходимость установки топливных фильтров перед клапанами. Кроме того, важно контролировать температуру горючей жидкости и минимизировать риски превышения допустимых параметров. С этой целью устанавливают отсечной клапан подачи топлива. Это предохранительная арматура, монтируемая на подающей линии перед горелкой и позволяющая предупредить кипение жидкости. Пример такого устройства – отсечные клапаны серии Giuliani Anello VIC, оснащенные термочувствительным элементом. В случае превышения температуры, его содержимое (вода+спирт) расширяется, что приводит к передвижению штока и перекрытию потока топлива.
Принцип действия самих дизельных клапанов аналогичен работе газовой арматуры. При этом, команду на открытие/закрытие может посылать как горелка, так и топливный насос.
Мазутные клапаны
Арматура, предназначенная для управления подачей тяжелого жидкого топлива (мазута), используется в системах обвязки промышленных мазутных котлов. Энергоресурс этого типа отличается высокой вязкостью, низкой текучестью при обычных температурах и склонностью к образованию отложений. Поэтому клапаны для мазута разрабатывают с учетом сложных эксплуатационных условий. В то же время на практике арматуру для жидкого топлива часто унифицируют и предусматривают возможность универсальной установки: как в дизельных, так и мазутных системах.
По аналогичному принципу выполнены клапаны Giuliani Anello SV. Это электромагнитные нормально закрытые устройства, предназначенные для перекрытия потока в кольцевых или автономных системах. Они рассчитаны на максимальную температуру топлива 80 °С, давление до 8 Бар, сделаны в корпусе из алюминия с уплотнением из термостойкого витона. Клапаны этого типа также нуждаются в предварительной, но более тщательной фильтрации энергоресурса, его обязательном подогреве и четком отслеживании рабочих параметров в системе: температуры, давления. В замкнутых контурах целесообразно дополнительно устанавливать сбросной клапан. Это не допустит критичного роста давления, связанного с увеличением температуры в системе.