Регулирующая арматура предназначена для управления параметрами рабочей среды в трубопроводных системах: расходом, давлением, перепадом давления и температурой. В отличие от запорной арматуры, которая работает в крайних положениях «открыто/закрыто», регулирующая арматура рассчитана на длительную работу в промежуточных положениях и должна обеспечивать устойчивое и предсказуемое регулирование без автоколебаний и перерегулирования.
Регулирующая арматура применяется в инженерных и промышленных системах: тепловые пункты, системы отопления и горячего водоснабжения, водоснабжение, пароконденсатные и технологические трубопроводы. Корректный выбор типа клапана, пропускной способности и способа управления напрямую влияет на стабильность работы системы и ресурс оборудования.
Типы регулирующей арматуры по принципу действия
Регулирующая арматура подразделяется на две основные группы в зависимости от способа управления и характера работы.
Регулирующие клапаны непрямого действия (под привод)
Клапаны непрямого действия управляются внешним линейным приводом — электрическим или пневматическим. Такие клапаны применяются в системах, где требуется точное регулирование параметров рабочей среды и возможность интеграции в автоматизированные системы управления.
Типовые области применения:
- тепловые пункты и узлы подмеса;
- теплообменники;
- системы отопления, охлаждения и вентиляции;
- технологические трубопроводы с автоматическим управлением.
В категории представлены двухходовые и трёхходовые регулирующие клапаны, а также приводы и комплектующие для управления и позиционирования.
Регулирующие клапаны прямого действия (самодействующие регуляторы)
Клапаны прямого действия работают автономно, без внешнего электропитания и управляющих сигналов. Регулирование осуществляется за счёт энергии рабочей среды и встроенных механических элементов.
К этой группе относятся:
- регуляторы давления до себя;
- регуляторы давления после себя;
- регуляторы перепада давления.
Самодействующие регуляторы применяются в инженерных системах, где важны простота конструкции, надёжность и независимость от внешней автоматики.
Двухходовые и трёхходовые регулирующие клапаны
Двухходовые регулирующие клапаны
Двухходовой регулирующий клапан изменяет расход рабочей среды в одной линии. Это базовое решение для регулирования подачи теплоносителя, воды или технологической среды.
Применяется:
- для регулирования расхода через теплообменники;
- в контурах отопления и охлаждения;
- в системах дозирования.
Подбор двухходового клапана выполняется по пропускной способности Kvs и доступному перепаду давления, а не только по условному проходу DN.
Трёхходовые регулирующие клапаны
Трёхходовые клапаны применяются для смешения или распределения потоков. Используются в узлах подмеса и распределительных схемах, где требуется поддержание температуры за счёт перераспределения потоков.
При выборе трёхходового клапана учитываются:
- тип схемы (смесительная или разделительная);
- расчётные расходы по каждой ветви;
- температурные режимы и перепад давления.
Приводы и управление регулирующей арматурой
Электрические линейные приводы
Электроприводы обеспечивают точное позиционирование штока регулирующего клапана и используются в системах автоматического управления.
В регулирующей арматуре применяются электроприводы с различными вариантами питания:
- 220 В — инженерные и коммунальные системы;
- 380 В — промышленные объекты;
- 24 В — системы автоматизации и КИПиА.
Для интеграции в АСУ ТП применяются приводы с поддержкой промышленных протоколов управления:
Использование цифровых протоколов позволяет реализовать удалённый контроль, диагностику и точное позиционирование клапана.
Пневматические линейные приводы
Пневмоприводы применяются в промышленных системах, где важны высокая надёжность, быстродействие и устойчивость при большом количестве циклов. Часто используются в технологических и потенциально взрывоопасных зонах.
Основные параметры подбора регулирующей арматуры
При подборе регулирующей арматуры учитываются:
- расход рабочей среды;
- доступный перепад давления;
- требуемая пропускная способность Kvs;
- условный проход DN и номинальное давление PN;
- рабочая температура;
- тип среды;
- способ и тип управления.
Подбор только по DN и PN без расчёта Kvs является одной из наиболее распространённых причин некорректной работы регулирующих клапанов.
Материалы и конструктивное исполнение регулирующих клапанов
Регулирующие клапаны поставляются в различных исполнениях в зависимости от условий эксплуатации:
- чугун — для теплотехнических и инженерных систем;
- нержавеющая сталь AISI 304 — для воды, нейтральных и технологических сред;
- нержавеющая сталь AISI 316 — для химически агрессивных сред и повышенных требований к коррозионной стойкости;
- углеродистая сталь 20Л / WCB — для общепромышленных и энергетических систем.
Уплотнения корпуса, сальника и штока могут выполняться в следующих вариантах:
- металл по металлу;
- PTFE;
- графит;
- СПН (спирально-прядёная набивка).
Выбор материалов и уплотнений определяется рабочим давлением, температурой, типом среды и требованиями к ресурсу.
Материал — рабочая среда — температурный диапазон
| Материал | Рабочая среда | Температурный диапазон* | Типовое применение |
|---|
| Чугун | Вода, теплоноситель | до +150 °C | Тепловые пункты |
| AISI 304 | Вода, пар, нейтральные среды | −40…+220 °C | Инженерные системы |
| AISI 316 | Агрессивные среды | −40…+250 °C | Химические процессы |
| 20Л / WCB | Пар, технические среды | −29…+425 °C | Энергетика |
| Металл–металл | Загрязнённые среды | до +450 °C | Жёсткие условия |
| PTFE | Химические среды | −20…+200 °C | Точное регулирование |
| Графит | Пар | до +450 °C | Высокие температуры |
| СПН | Универсальные | до +400 °C | Сальниковые узлы |
*Температуры ориентировочные и зависят от давления и конструкции клапана.
Материал корпуса — давление — тип уплотнения
| Материал корпуса | Давление | Тип уплотнений | Типовые условия |
|---|
| Чугун | Низкое–среднее | PTFE, СПН | Инженерные сети |
| AISI 304 | Среднее | PTFE, графит | Универсальные среды |
| AISI 316 | Среднее–высокое | PTFE, металл–металл | Агрессивные среды |
| 20Л / WCB | Среднее–высокое | Графит, металл–металл | Пар, температура |
| Нержавеющая сталь | Высокое | Металл–металл | Импульсные режимы |
Типовые ошибки при выборе регулирующей арматуры
- отсутствие расчёта Kvs;
- недостаточный перепад давления;
- неправильный выбор двухходовой или трёхходовой схемы;
- несоответствие привода усилию и ходу штока;
- неверный выбор материалов и уплотнений.
Области применения регулирующей арматуры
Регулирующая арматура применяется в:
- тепловых пунктах;
- системах отопления и ГВС;
- водоснабжении и охлаждении;
- паровых и технологических трубопроводах;
- общепромышленных инженерных системах.
Инженерный подход к подбору
Регулирующая арматура рассматривается как элемент системы, а не как отдельное изделие. Подбор по расходу, перепаду давления, материалам и типу управления обеспечивает стабильную работу системы и прогнозируемый ресурс оборудования.
