Buhar İçin Basınç Düşürücü Vanalar
Buhar kullanan bir tesiste, buhar genellikle yüksek basınçlarda üretilir ve her buhar kullanıcısına ısı sağlamak için yerel olarak azaltılır. Bu genellikle buhar dağıtım borularının çapını en aza indirmek ve daha uygun maliyetli buhar dağıtımı sağlamak için yapılır.
Buhar Basıncının Düşürülmesi
Basıncı düşürmenin yaygın bir yolu, buhar geçiş yolunun boyutunu azaltmaktır. En temel basınç düşüşü için, geleneksel bir glob vanayı sabit, kısmen açık bir konumda veya buhar akışına bir orifis plakası yerleştirerek kullanmak mümkündür. Bununla birlikte, akış hızındaki herhangi bir dalgalanmaya, basınçta karşılık gelen bir dalgalanma eşlik edecektir. Bu gibi durumlardan kaçınmak için, aşağı akış basıncının hassas kontrolünü sağlamak için basınç düşürme valfleri (PRV’ler) kullanılabilir. Akış hızı dalgalandığında bile basıncın değişmeden kalmasını sağlamak için valf açıklığı miktarını otomatik olarak ayarlarlar.
Basınç Düşürücü Vanaların Avantajları
Aktüatörlü bir kontrol vanası, bir basınç sensörü ve bir kontrolör kombinasyonu kullanarak sabit bir basıncı korumak mümkün olsa da, bir basınç düşürme vanası, herhangi bir harici güç kaynağı gerektirmeden tam otomatik bağımsız çalışma yoluyla basıncı kontrol edebilme avantajını sunar. Aşağı akış basıncına göre hemen algılayarak ve ayarlayarak son derece hızlı tepki eyleminin daha fazla avantajını sunabilir.
|
| Şekil 1 Isıtma işlemleri genellikle buharın kazan tarafından sağlanandan daha düşük bir basınçta kullanılmasından yararlanır. Bu nedenle, basınç düşürme valfleri genellikle buhar basıncını prosesin gerektirdiği ayar noktası değerine düşürmek için kullanılır. |
Buhar için Basınç Düşürücü Valf Çeşitleri
Basınç düşürme valflerinde, aşağı akış basıncını otomatik olarak ayarlayan mekanizma tipik olarak buhar basıncı ile bir ayar yayı arasındaki kuvvet dengesini kullanır. Şu anda bu, üretilen hemen hemen tüm basınç düşürme valflerinde evrensel bir kavramdır. Bununla birlikte, valf açıklığı miktarını kontrol etmek için bu mekanizmanın uygulandığı iki farklı yol vardır:
- Pilotsuz, Doğrudan Etkili Valf: Ayar yayı, aşağı doğru basınç ayar kuvvetini doğrudan ana valf üzerine yerleştirir.
- Pilot Kumandalı Valf: Ayar yayı, aşağı doğru basınç ayar kuvvetini doğrudan ana valften daha küçük ve farklı olan bir pilot valf üzerine yerleştirir.
Aşağıda, her bir PRV türünün özelliklerine genel bir bakış yer almaktadır.
Doğrudan Oyunculuk (Pilotsuz)
Son derece yakın basınç kontrolünün gerekli olmadığı küçük yükler için kullanılır.
- Artıları: Kompakt boyut, düşük fiyat, kurulumu kolay.
- Eksileri: Pilot tarafından çalıştırılan PRV’den daha yüksek sarkma (ayarlanan basınçtan değişiklik).
| Doğrudan Etkili Basınç Düşürücü Valf |
|---|
|
Şekil 2 Verilen buhar basıncı, doğrudan vananın kendisine etki eden dengeleme kuvvetleri tarafından düzenlenir: bir körüğün veya diyaframın alt tarafına karşı etki eden ikincil basınçtan gelen yukarı doğru kuvvete karşı ayar yayının sıkıştırılmasından kaynaklanan aşağı doğru kuvvet. Not: Animasyondaki hareketler vananın açılıp kapanmasını göstermek için yavaşlatılmış ve abartılmıştır. |
Direkt etkili basınç düşürücü vanalarda, vana açılma miktarı direkt olarak ayar yayının hareketi ile belirlenir. Yay sıkıştırılırsa, valf üzerinde akışı artıran bir açma kuvveti oluşturur. Basınç aşağı yönde biriktikçe, aşağı akış basıncının ayar yayının alt tarafına (genellikle bir körük veya diyaframa karşı) beslenmesiyle eşitleme gerçekleşir, burada yukarı doğru kuvveti yay sıkıştırmasına karşı dengelenir. Valfi açan yay basınç kuvveti, aşağı akış basınç değişiklikleriyle eşitlemek için yeterli yay hassasiyetine izin verecek şekilde sınırlandırılmıştır. Net sonuç, yüksek akış hızlarının basınç düşmesine neden olabileceği bir valf deliği aracılığıyla basit basınç kontrolüdür.
Pilot Kumandalı
Yakın basınç kontrolünün gerekli olduğu daha büyük yükler için kullanılır
- Artıları: Yakın basınç kontrolü, yük değişimine hızlı tepki, doğrudan etkili tiplerden daha geniş bir akış hızı aralığında kullanılabilir.
- Eksileri: Daha büyük boyut, daha yüksek fiyat.
| Pilot kumandalı basınç düşürme valfi |
|---|
|
Şekil 3 Verilen buhar basıncı, doğrudan etkili PRV’lere benzer şekilde, ancak dolaylı olarak bir pilot valf aracılığıyla düzenlenir. Pilot valf harekete geçirildiğinde, pilotun kendisinden önemli ölçüde daha yüksek akış hızları sağlayabilen daha büyük ana valfe açma akışı sağlar. Pilot valf daha sonra ikincil basınçla eşitlenir ve bu da ana valfe giden açılış akışını uygun şekilde kontrol eder. Not: Animasyondaki hareketler vananın açılıp kapanmasını göstermek için yavaşlatılmış ve abartılmıştır. |
Pilot kumandalı basınç düşürme valflerinde, daha büyük bir ana valfi açmak için kullanılan aşağı doğru kuvveti artıran bir piston veya diyaframı yüklemek için bir pilot valf kullanılır. Bu, daha düşük bir basınç ofseti (sarkma) ile daha büyük akış kapasitesi sağlar. Pilot vananın açılması ve kapanması, doğrudan etkili bir vananın çalıştığı şekilde ayar yayı ile ikincil basınç arasındaki kuvvet dengesi tarafından kontrol edilir. Bununla birlikte, pilot kumandalı bir PRV’de, pilot valfin bu şekilde açılıp kapanması, ana valf pistonuna veya diyaframına kasıtlı olarak basınç sağlar. Bu pilot akış basıncı daha sonra çok daha büyük bir ana valfin açılmasını sağlamak için piston veya diyafram alanı tarafından yükseltilen aşağı doğru bir kuvvete neden olur ve bu da çok yüksek akış hızları için yetenek sağlar.
Aşağı doğru kuvvet bir piston veya diyafram kullanılarak yükseltildiğinden, pilot valf üzerindeki açıklıktaki küçük bir değişiklik, ana valf boyunca akış ve aşağı akış basıncında büyük bir değişikliğe neden olabilir. Sonuç olarak, çok çeşitli buhar akış hızlarında hızlı tepki vermek için pilot üzerindeki ayar yayı kuvvetinde çok az değişiklik yapılması gerekir. Hızlı tepki ve sıkı iletilen basınç kontrolü, bu tip valfin doğrudan etkili tipe göre ana avantajlarını temsil eder.
Özet
Yukarıdaki özelliklerden, pilotsuz doğrudan etkili PRV’lerin işlev ve uygulamalarının, pilot tarafından işletilen PRV’lerinkinden önemli ölçüde farklı olduğu görülebilir.
Kısaca:
- Doğrudan çalıştırılan valfler, yükler küçük olduğunda ve bir miktar aşağı akış basınç düşüşünün kabul edilebileceği durumlarda kullanılır. Genellikle hafif yük hizmetlerinde kullanılırlar.
- Pilot kumandalı basınç düşürme valfleri, hassas basınç kontrolünün gerekli olduğu durumlarda sabit ikincil basıncı korurken değişen yük koşullarına hızlı bir şekilde yanıt verebilir. Genellikle daha büyük yük uygulamaları için tasarlanmıştır.
Buhar kullanan bir tesisteki tipik uygulamalar:
- Sterilizatörler, ünite ısıtıcıları, nemlendiriciler ve küçük proses ekipmanları gibi küçük yük uygulamaları, basınç azaltma için tipik olarak basit bir Doğrudan Etkili PRV kullanabilir.
- Buhar dağıtım boruları gibi daha büyük akışlar söz konusu olduğunda, alıcı ekipmanın çalışma durumuna bağlı olarak yükler büyük ölçüde dalgalanabilir. Bu tür yük değişimleri ve büyük kapasite, basıncı azaltmak için Pilot tarafından çalıştırılan bir PRV’nin kullanılmasını gerektirecektir.
- Ayrıca, bazı ekipmanlar tarafından başlangıçta kullanılan buhar miktarı, normal çalışma sırasında gereken miktardan önemli ölçüde farklı olabilir. Bu tür geniş varyasyonlar, basınç azaltma için Pilot tarafından çalıştırılan bir PRV’nin kullanılmasını da gerektirebilir.
Orijinal Kaynak: https://www.tlv.com/en-de/steam-info/steam-theory
