Контроль давления в сетях давно и прочно вошел в повседневную жизнь любого муниципального и промышленного предприятия.
Автономные регуляторы давления превратились в удобный и надежный инструмент в руках как проектировщика, так и службы эксплуатации. С помощью регулирующих клапанов решаются абсолютно различные задачи. К примеру, защита от гидроударов насосных станций и сетей, контроль уровня в резервуарах, контроль расхода и распределение потоков, мониторинг сетей и многое другое.
Но все же самым популярным и востребованным применением является контроль давления «после себя». Отсутствие избыточного давления в трубопроводах благоприятно влияет на эффективную работу сети водоснабжения: сокращает протечки и снижает аварийность на десятки процентов.
При всей простоте принципа регулятора давления «после себя» есть ряд критериев и рабочих характеристик, являющихся минимально необходимыми: пропускная способность клапана (Kv), устойчивость к кавитации при требуемом перепаде давления и наличие отчета о соответствии расчетным рабочим условиям на аттестованном испытательном стенде.
Во время проектирования регуляторов также необходимо принимать во внимание и возможные экстренные сценарии работы, не относящиеся напрямую к муниципальному или промышленному водоснабжению. Например, ситуацию пожара.
Многие сети, кроме функции подачи воды на бытовые нужды, несут также нагрузку возможных пожарных расходов.
Это значительно затрудняет подбор автономного регулятора, настроенного на один заданный уровень выходного давления, т. к. при разном расходе потери напора на одном и том же участке водовода разные. Иными словами, при значительно выросшем расходе в экстренной ситуации давления заданной уставки будет недостаточно. Клапан должен позволить давлению «после себя» вырасти до аварийного уровня либо вовсе открыться полностью, пропуская поток с минимально возможными потерями напора. Обычная модель без удаленного управления, питания и связи с такой задачей справиться не может.
Рассмотрим пример: район с чугунной трубой Ду200 длиной 1 км (рис. 1). В диктующей точке необходимо поддерживать давление 20 м вод. ст. Для этого на входе в жилой район установлен регулятор давления, снижающий избыточные 40-50 м вод. ст. до необходимых 25 м вод. ст.
При открытии пожарного гидранта вблизи диктующей точки и росте расхода почти в два раза до 44 л/сек. потери напора на том же участке возрастают в три раза, и необходимое давление после регулятора составляет уже 35 м вод. ст. (рис. 2).
Это значит, что клапан, настроенный на один режим работы, не сможет обеспечить давлением диктующую точку при резком увеличении расхода.
Клапан должен не только изменить свою уставку давления, но и сделать это автономно в режиме реального времени. Связь и питание в экстренной ситуации могут пропасть.
Для решения подобных задач компания BERMAD разработала модель 7РМ.
7РМ механически и автономно меняет уставку давления при изменении расхода на заданную величину. Вырос расход – клапан пропускает большее давление; расход вернулся в повседневный диапазон – клапан поддерживает комфортное давление.
В нашем примере Р1 = 25 м вод. ст., Р2 = 35 м вод. ст., Q1=44 л/сек.
В повседневной работе клапан работает как обычный регулятор давления «после себя», поддерживая заданное постоянное давление Р1.
При увеличении расхода до Q1 регулятор автономно перенастраивается на верхнюю уставку и поддерживает давление «после себя» Р2. Как только расход падает ниже значения Q1, уставка давления «после себя» возвращается на уровень Р1.
Как любой другой регулятор серии 700, дополнительно 7РМ может быть оснащен расходомером, датчиками давления на входе и выходе и удобным интерфейсом. Пользователь может получать полный мониторинг и контроль происходящего в режиме реального времени. Вся электроника работает на аккумуляторах и может автономно функционировать несколько лет даже в затопленном положении.
Применение данного оборудования позволяет не только решить поставленную задачу, но и эффективно использовать сети водоснабжения без затрат на дополнительную инфраструктуру и не зависеть Модель 7РМ, разработанная компанией BERMAD от человеческого фактора.
Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 6 (62) 2020
