Задвижки для тепловых пунктов
Задвижки для тепловых пунктов: конструкция, типы, подбор и эксплуатация
Задвижка является одним из ключевых элементов запорной арматуры в тепловых пунктах (ИТП, ЦТП), обеспечивающим полное перекрытие потока теплоносителя в трубопроводах. Её основная функция – создание герметичного отсечного участка для проведения ремонтных работ, обслуживания оборудования, гидравлической настройки системы или аварийного отключения. Работа в условиях высоких температур (до 150-200°C), давлений (до 16-25 бар) и требований к долговечности и надёжности предъявляет к задвижкам для теплоснабжения особые требования.
Конструктивные особенности задвижек для тепловых сетей
Конструкция задвижки включает корпус, крышку, затвор (в виде клина, диска или шибера), шпиндель (шток), сальниковое уплотнение и маховик или приводной узел. Корпус и крышка, как правило, изготавливаются из чугуна (ВЧШГ – высокопрочный чугун с шаровидным графитом), стали (углеродистой, легированной) или латуни для малых диаметров. Для систем теплоснабжения наиболее распространены стальные и ВЧШГ задвижки, обладающие необходимой прочностью и коррозионной стойкостью.
По типу движения шпинделя различаются задвижки с выдвижным и невыдвижным шпинделем. В тепловых пунктах преимущественно применяются задвижки с выдвижным шпинделем, где резьбовая часть штока вынесена за пределы рабочей среды. Это предотвращает коррозию и эрозию резьбы, облегчает обслуживание и обеспечивает больший ход затвора, что повышает надёжность и ремонтопригодность арматуры.
Типы затворов и их применение
Критически важным элементом является конструкция затвора, определяющая герметичность, гидравлическое сопротивление и область применения.
- Клиновые задвижки. Затвор выполнен в форме клина, который входит в два наклонных седла в корпусе. Бывают цельностальными, двухдисковыми (составными) и упругими. Двухдисковый клин компенсирует возможные перекосы при установке, снижает риск заклинивания и обеспечивает лучшую герметичность. Упругий клин обладает некоторой податливостью, улучшающей притирку к седлам. Клиновые задвижки – наиболее распространённый тип для тепловых пунктов на диаметрах от Ду50 и выше.
- Шиберные (ножевые) задвижки. Используют плоский затвор, перемещающийся перпендикулярно потоку. Чаще применяются для систем с вязкими или содержащими взвеси средами, но в чистом виде для чистого теплоносителя в ИТП используются реже из-за более низкой герметичности по сравнению с клиновыми.
- Параллельные (заслоночные) задвижки. Имеют два параллельных диска, которые при закрытии прижимаются к седлам специальным клиновым устройством. Обладают меньшим износом, но и более сложной конструкцией.
- Ручное управление (маховик). Применяется на задвижках малых и средних диаметров (до Ду150), а также на всех диаметрах для редко используемой арматуры (отсечной, ремонтной). Недостаток – большое время срабатывания и необходимость физического доступа.
- Электрический привод (ЭП). Устанавливается на задвижки, которые необходимо часто открывать/закрывать или которые интегрированы в систему автоматического регулирования и диспетчеризации (АСУ ТП). ЭП обеспечивает дистанционное управление, возможность позиционирования и сигнализацию состояния «открыто/закрыто». Для тепловых пунктов выбирают приводы с защитой IP54 и выше.
- Визуальный осмотр на отсутствие наружных повреждений и течей.
- Контроль плавности хода шпинделя.
- Проверку состояния фланцевых соединений.
- Для ЭП – проверку работы концевых выключателей, состояния зубчатой передачи, смазки.
Критерии выбора задвижек для ИТП/ЦТП
Подбор задвижки осуществляется на основе технических параметров системы и условий эксплуатации.
| Параметр | Описание и типовые значения для тепловых пунктов |
|---|---|
| Условный диаметр (Ду, DN) | Должен соответствовать диаметру трубопровода. Типовой ряд: 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200 мм. |
| Условное давление (Ру, PN) | Максимальное избыточное давление при температуре 20°C. Для систем теплоснабжения: PN16, PN25. Для магистральных вводов может требоваться PN40. |
| Рабочая среда и температура | Вода сетевая, умягченная вода, пар. Температура: для закрытых систем – до 120°C, для открытых – до 95°C, на вводах от магистрали – до 150°C. |
| Материал корпуса | Сталь 25Л, 30Л, ВЧШГ (для давлений до PN25). Чугун Sphäro GGG-40. Для агрессивных сред – нержавеющая сталь. |
| Тип присоединения | Фланцевое (ГОСТ, DIN), межфланцевое, муфтовое (для малых диаметров). В тепловых пунктах преобладает фланцевое соединение. |
| Тип управления | Ручное (маховик), электрический привод (АС, МЭО), реже – пневмопривод. Выбор зависит от частоты использования и требований к автоматизации. |
| Климатическое исполнение | Для установки в отапливаемых помещениях ИТП – УХЛ, для неотапливаемых или на улице – дополнительные требования к морозостойкости и материалу. |
Материалы уплотнений и требования к герметичности
Герметичность задвижки определяется качеством притирки затвора к седлам и состоянием сальникового уплотнения. Сёдла часто наплавляются коррозионно-стойкими сплавами (стellite) или выполняются из латуни/бронзы для улучшения характеристик. Уплотнительные поверхности затвора также могут иметь наплавку.
Сальниковое уплотнение шпинделя традиционно выполняется из терморасширенного графита, реже – из Асбестового шнура (Графитовый сальник предпочтительнее из-за химической инертности и стойкости к высоким температурам). Современные модели оснащаются сильфонным уплотнением, обеспечивающим абсолютную герметичность по отношению к внешней среде, что критично важно для ответственных узлов.
Класс герметичности по ГОСТ 9544-2016 (или ISO 5208) для запорной арматуры тепловых пунктов должен быть не ниже класса «А» (полная непроницаемость).
Управление задвижками: ручное и автоматическое
В тепловых пунктах применяются задвижки с различными типами управления.
| Тип управления | Преимущества | Недостатки | Область применения в тепловом пункте |
|---|---|---|---|
| Ручное (маховик) | Низкая стоимость, энергонезависимость, простота конструкции. | Большие усилия и время на управление, необходимость прямого доступа. | Общая отсечная арматура на вводах, байпасах, обвязке теплообменников. |
| Электрический привод (ЭП) | Дистанционное и автоматическое управление, высокая скорость срабатывания, интеграция в АСУ. | Высокая стоимость, необходимость электропитания, более сложное обслуживание. | Задвижки на контурах регулирования, смесительных узлах, где требуется частое переключение. |
| Редукторный механизм | Снижение управляющего усилия, возможность фиксации промежуточного положения. | Увеличенные габариты и масса, стоимость выше, чем у простого маховика. | Задвижки больших диаметров (от Ду150), где ручное управление затруднено, но не требуется частая автоматизация. |
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Монтаж задвижек осуществляется на прямых участках трубопровода, обеспечивая соосность фланцев без приложения усилий для компенсации перекоса. Обязательна установка опор до и после задвижки для предотвращения нагрузки на корпус от веса трубопровода. Направление потока, как правило, не регламентировано для полнопроходных задвижек, но рекомендуется соблюдать указание на корпусе.
Эксплуатация требует периодического контроля за состоянием сальникового уплотнения и подтяжки при необходимости. Задвижка, находящаяся в одном положении длительное время, должна периодически (не реже 1 раза в квартал) переключаться для предотвращения «прикипания» клина к седлам. При возникновении течи по сальнику производится подтяжка нажимной втулки или перепаковка сальника.
Техническое обслуживание включает в себя:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается задвижка от шарового крана в тепловом пункте?
Задвижка – арматура с поступательным движением затвора, предназначенная в первую очередь для работы в положении «полностью открыто» или «полностью закрыто». Регулирование ею не рекомендуется из-за высокого износа и вибрации. Шаровой кран имеет поворотный затвор и может использоваться как для отсечки, так и для регулирования (специальные модели). Шаровой кран более компактен, имеет меньшее гидравлическое сопротивление и обеспечивает быстрое перекрытие. Однако для больших диаметров (свыше Ду150) и высоких температур/давлений задвижки часто остаются более надежным и экономичным решением.
Какую задвижку выбрать: стальную или из ВЧШГ?
Стальные задвижки (например, 30с41нж) обладают более высокой прочностью, пластичностью и стойкостью к гидроударам. Они рекомендуются для ответственных участков с высокими параметрами (температура свыше 150°C, давление PN25 и выше), а также для установки на наружных сетях или в неотапливаемых помещениях. Задвижки из ВЧШГ (30ч39р, 30ч6бр) имеют лучшую коррозионную стойкость в сравнении с обычным чугуном, меньший вес и стоимость. Они оптимальны для внутренних сетей тепловых пунктов при рабочих параметрах до 150°C и давлении до PN25.
Почему задвижку нельзя использовать для регулирования расхода?
При частичном открытии задвижки поток теплоносителя создаёт турбулентные завихрения, вызывающие вибрацию и кавитацию. Это приводит к интенсивному износу затвора и седел, эрозии поверхностей, потере герметичности и, в конечном итоге, к выходу арматуры из строя. Для регулирования расхода в тепловых пунктах применяются специальные регулирующие клапаны с профилированными плунжерами и соответствующей характеристикой управления.
Как часто нужно обслуживать задвижку с электроприводом?
Периодичность ТО регламентируется производителем, но в среднем составляет 1 раз в 6-12 месяцев. Проверяется: работоспособность двигателя, состояние зубчатой передачи и смазки, точность срабатывания концевых и моментных выключателей, герметичность уплотнений шпинделя, целостность кожуха и степень защиты IP. Перед началом отопительного сезона обязательна контрольная операция «открыть-закрыть».
Что делать, если задвижка не перекрывает поток полностью?
Причинами могут быть: попадание механических частиц под затвор, износ или повреждение уплотнительных поверхностей седел/клина, деформация штока. Необходимо попытаться несколько раз полностью открыть и закрыть задвижку для срезания возможного загрязнения. Если это не помогает, требуется демонтаж и ревизия арматуры с притиркой или заменой уплотнительных поверхностей. Эксплуатация негерметичной задвижки недопустима.
Заключение
Правильный выбор, монтаж и обслуживание задвижек в тепловых пунктах напрямую влияет на надёжность, ремонтопригодность и эффективность системы теплоснабжения в целом. Ключевыми факторами являются соответствие параметрам среды, корректный подбор материала и типа затвора, а также обоснованное решение по типу управления. Регулярное техническое обслуживание и соблюдение правил эксплуатации позволяют обеспечить многолетний безотказный ресурс запорной арматуры, минимизируя риски аварийных ситуаций и простоев.