Клапаны WG для высоконапорного компрессора CO₂: более 8 000 часов без отказов

Рабочие параметры и зафиксированный результат
Компрессор	Компрессор CO₂ 6MD32(3)-195/220; клапаны пятой ступени.
Газовая среда	Диоксид углерода (CO₂).
Давление и температура	Высоконапорный режим; численные значения давления и температуры не опубликованы.
Частота вращения	В опубликованном примере не указана.
Исходное состояние или механизм отказа	Короткие периоды работы клапанов и высокое энергопотребление компрессора.
Решение RONDER	Клапаны WG с пластинами 30Cr13; расчёт динамики, рабочие чертежи и их проверка.
Зафиксированный результат	После модернизации — более 8 000 часов непрерывной работы без отказов.

На химическом предприятии в провинции Шаньдун, Китай, компрессор CO₂ модели 6MD32(3)-195/220 имел короткие периоды работы клапанов и высокое энергопотребление. RONDER выполнила модернизацию клапанов с учётом высоконапорного режима машины. Для пятой ступени выбрали клапаны WG с пластинами 30Cr13, выполнили динамический расчёт, разработку и проверку рабочих чертежей. После модернизации клапаны непрерывно работали без отказов более 8 000 часов.

В этом материале показано, как в конструкции пятой ступени согласовали пропускную способность и ударные нагрузки на пластину.

Задача модернизации: надёжность и пропускная способность

Заказчик хотел улучшить работу существующих клапанов. Проект был направлен на повышение пропускной способности и снижение силы удара пластины, чтобы увеличить рабочий период и уменьшить потери в клапане.

В многоступенчатом компрессоре CO₂ конфигурация клапана зависит от ступени; этот материал посвящён пятой ступени.

Что проверяют при проектировании высоконапорного клапана?

В центре этой разработки находятся пропускная способность и движение пластины.

Проходное сечение и проточная часть. Эффективная площадь прохода клапана зависит от геометрии каналов, подъёма и коэффициента расхода. При оценке пропускной способности проверяют ограничивающие участки потока и влияние формы каналов на сопротивление.

Открытие, закрытие и удары пластины. Клапан автоматически открывается и закрывается под действием перепада давления. Динамический анализ позволяет проверить моменты открытия и закрытия, флаттер и скорость удара; запаздывание закрытия может снизить производительность и увеличить скорость удара.

Подъём и подбор пружин. Увеличение подъёма может расширить проход в клапанном зазоре и одновременно повысить скорость удара пластины. Подъём, конфигурацию пружин и параметры подвижных элементов определяют совместно для конкретных рабочих условий.

Факторы проверки пропускной способности, движения пластины и согласования параметров высоконапорного клапана CO₂

Факторы проверки проточной части и движения пластины.

Выбор и модернизация клапана WG

1. Выбор типа клапана и материала пластины по условиям пятой ступени

Для проекта с диоксидом углерода и высоким давлением выбрали клапан WG с высокой пропускной способностью и меньшей силой удара пластины. В конструкции клапана пятой ступени применили пластины 30Cr13.

2. Динамический расчёт клапана

После выбора типа клапана RONDER выполнила динамический расчёт и согласовала решение с условиями работы машины. Расчёт использовали для оценки движения пластины в рабочем цикле и определения конструктивных параметров.

3. Разработка и проверка рабочих чертежей

После динамического расчёта разработали и проверили рабочие чертежи, чтобы реализовать выбранный тип клапана и параметры в конструкции.

При модернизации действующей машины в проверку чертежей также включают установочные интерфейсы, сопряжения деталей и уплотнение. Предоставьте доступные размеры и чертежи, которыми можно поделиться.

Выбор типа и материала клапана WG для пятой ступени, динамический расчёт, проверка чертежей и результат эксплуатации

Процесс модернизации клапана WG и результат эксплуатации.

Результат эксплуатации

После модернизации клапаны непрерывно работали без отказов более 8 000 часов.

Подход к подбору для других условий можно сопоставить с материалами о модернизации клапанов WD для компрессора CO₂ и клапанах WP для низконапорных компрессоров хлорметана.

Отправить запрос на модернизацию клапана

Для оценки клапанов высоконапорного компрессора CO₂ направьте модель, рабочие условия и основную проблему на sales@ronder-valve.com, по возможности приложив:

модель компрессора, ступень клапана и положение на всасывании или нагнетании;
состав газа, давление и температуру всасывания и нагнетания этой ступени, частоту вращения и изменение нагрузки;
тип действующего клапана, наработку, причину замены и фотографии повреждённых деталей, которыми можно поделиться;
установочные размеры или чертежи клапана и задачу комплектации нового или модернизации действующего оборудования.

Укажите, является ли давление абсолютным или избыточным. Для первичного технического обсуждения направьте модель, ступень и краткое описание проблемы.

Дополнительные материалы

Claudio Vaglini. Compressor Valves. EFRC Training Workshop, 2015; разделы Valve Dynamics, Valve Efficiency и Valve Reliability.

Связанная продукция

Клапаны WG