Consideraciones de instalación de la válvula de verificación para maximizar
Rendimiento del proceso
Las válvulas de verificación son críticas en la prevención del flujo de retorno. Protegen bombas y compresores en un sistema de proceso y evitan que los pozos húmedos se inundan. La selección e instalación de la válvula de retención adecuada evitará el desgaste prematuro de la válvula y un apagado no programado. Las claves para el rendimiento de la válvula de retención exitosa son la selección de válvulas, el tamaño, la instalación de la tubería y el costo de propiedad. El tiempo dedicado a evaluar estas consideraciones clave maximizará el rendimiento operativo de la válvula de retención.
Evaluación antes de la selección de válvulas
El diseño del sistema de bombeo debe evaluarse antes de seleccionar una válvula de retención. Primero, considere si el diseño del sistema de la bomba tiene posibles problemas de aumento. Si los problemas de sobretensión son una preocupación, entonces un fabricante de válvulas debe realizar una investigación de aumento. La investigación de sobretensión puede determinar si una válvula de control de la bomba es más adecuada para la aplicación que una válvula de verificación.
Consideraciones de la válvula de verificación clave
Estilo de válvula:Seleccionar la válvula de retención de estilo apropiada comienza con la comprensión de los medios de proceso. El tipo de medios, ya sea limpio, abrasivo, corrosivo o en la suspensión, determina qué estilo de válvula de verificación debe seleccionarse. Para un servicio limpio, los estilos de válvula de control, como el disco de inclinación, la puerta doble y el silencio son más comunes para la baja pérdida de cabeza, la tubería grande o los requisitos de cierre rápido. Aunque el aleta de goma y las válvulas de retención de swing se pueden usar en un servicio limpio, generalmente se usan en el servicio de aguas residuales. Estas válvulas son más adecuadas para aplicaciones abrasivas/corrosivas/sucias y reversión de flujo rápido. Las válvulas de retención de balanceo se usan comúnmente para aplicaciones de descarga de bomba debido a opciones de control que acomodan condiciones variables de flujo hacia adelante e inversa.
Tamaño de la válvula:El tamaño correcto de la válvula es importante para el rendimiento de la válvula y puede o no ser el mismo que el tamaño de la tubería. Para el mejor rendimiento de la válvula, los cálculos de tamaño para condiciones de flujo mínimo, normal y máximo son necesarias para optimizar la vida útil de la válvula y minimizar el mantenimiento de la válvula. El Estándar de la American Water Works Association (AWWA C508) para las válvulas de retención de swing afirma: "Las válvulas pueden estar sujetas a un desgaste excesivo si no hay un flujo insuficiente para abrir la válvula".
Las válvulas de aleta de goma generalmente tienen un tamaño completamente cerrado o completamente abierto con un flujo suficiente. Por el contrario, las válvulas de retención de swing de vías fluviales a toda velocidad generalmente no tienen un tamaño para el abierto completo, pero tienen el tamaño de la pérdida de cabeza más baja aceptable según el diseño. Si la válvula es demasiado grande y normalmente funciona casi cerrada, la conexión del disco se puede usar. El desgaste prematuro puede ocurrir en la conexión del disco a través de la vibración, la oscilación y la fuerza hasta que la conexión de metal se muele y ya no permita que el disco se asiente correctamente en el cuerpo de la válvula.
Estudio de caso 1
En una instalación, una válvula de verificación de swing era de gran tamaño porque planeaban un crecimiento futuro. La baja velocidad de flujo de la válvula dio como resultado que la válvula solo estuviera abierta 17 grados. El disco casi vertical se sometió a un flujo de agua de alta velocidad cerca de la parte superior del disco y el agua giratoria de baja velocidad en la parte inferior del disco. Las fuerzas dinámicas desequilibradas en el disco hicieron que el disco se tambalee y usara las piezas de conexión. El pasador y las conexiones se desgastaron y el orificio central en el disco estaba desgastado, sin permitir que el disco se cierre correctamente. Con el tiempo, el disco se soltó y no se cerró.
Instalación de la válvula:La instalación de la válvula en la tubería es una consideración crítica para el éxito de la válvula de retención. La recomendación de la Sociedad de Estandarización de Fabricantes de la industria de la válvula y los accesorios (MSS SP - 92) es instalar una válvula de retención en un mínimo de 10 diámetros de tubería de tubería recta en el lado aguas abajo desde los accesorios, accesorios, aumentos o bombas y cinco diámetros de tubería desde los codo a los codo para garantizar el flujo de laminares con un turbulencia mínima a un movimiento de discusión minimización y un uso de las prematuras. Sin embargo, muchas instalaciones con huellas más pequeñas han logrado un rendimiento aceptable en los sistemas con la válvula de retención instalado cinco longitudes de diámetro de tubería de tubería recta desde el lado aguas abajo de las camisetas, accesorios, incrementos o bombas y tres diámetros de tubería de los codos, como se muestra en la ilustración a continuación. Consulte al fabricante de válvulas para detectar distancias de tubería de diseño menos que la recomendación de MSS.
Aunque MSS SP-92 recomienda 10 longitudes de diámetro de la tubería para la instalación de la válvula de retención aguas abajo de las bombas, muchas instalaciones logran un rendimiento aceptable con cinco longitudes de diámetro de la tubería de las bombas, después de verificar con el fabricante de la válvula.
Objetivo de diseño:El objetivo de la planificación del diseño es minimizar la huella de la instalación sin comprometer el rendimiento del equipo. El equipo durará más bajo el flujo laminar y sin cambios repentinos en la velocidad del flujo. Los cambios repentinos en la velocidad del flujo ocurren durante un apagado repentino de la bomba cuando el flujo se invierte y se detiene mediante el cierre de la válvula de retención. Esta parada repentina en el flujo de fluido o el cambio de velocidad de flujo reduce instantáneamente la presión por debajo de la presión del vapor y puede causar una separación momentánea de la columna. El vacío creado por la separación de la columna une las dos columnas violentamente. Cuando las columnas se unen, crea una onda de choque de alta presión, también conocida como martillo de agua. El martillo de agua crea un fuerte sonido que es perjudicial y el aumento de presión que lo acompaña podría ser destructivo si no se trata.
AWWA C508 establece: "Las condiciones de martillo de agua, pulsación hidráulica y ruido de operación excesivo son resultados del diseño del sistema en lugar del diseño de válvulas y están más allá del alcance de este estándar y requieren consideraciones especiales de diseño y construcción".
Características de flujo:A continuación se muestran análisis de dinámica de fluidos computacionales (CFD) de una válvula de verificación cerca de un aumento. Los remolinos se formaron en la parte inferior del aumento y crearon flujo turbulento a través de la válvula de retención. Mover la válvula de retención del aumento eliminó los remolinos y creó un flujo más laminar a través de la válvula de retención, como se muestra en la segunda imagen CFD.
Las fuerzas dinámicas desequilibradas en el disco de la válvula de retención provocaron que el disco se tambalee y desgaste.
Mover la válvula de retención más lejos de la disminución del aumento de la turbulencia y permitió que el flujo se volviera más laminar.
Aumento:Otra forma de garantizar un flujo más laminar es limitar el tamaño del aumento entre la bomba y la válvula de retención para que no sea mayor que dos tamaños de tubería. Por ejemplo, si la descarga de la bomba es de 12 pulgadas. Sería aceptable usar un aumento de un aumento de 14 o 16 pulgadas. Verifique el tamaño de la válvula, pero cualquier mayor sería demasiado extremo.
Estudio de caso 2:
En otra instalación, debido a la huella extremadamente compacta de la instalación, la válvula de retención se instaló inmediatamente después de la bomba y el incremento con poca distancia de longitud de la tubería entre la válvula de retención y la bomba. La descarga de la bomba de alta velocidad centró un chorro de agua directamente en las conexiones de disco de la válvula de retención y PIN, desgastando prematuramente los componentes de la válvula y causando asientos inadecuados del disco.
Costo de propiedad:Al seleccionar la válvula de retención adecuada, es importante considerar el costo de propiedad. El costo de propiedad incluye el costo inicial, el costo operativo y el costo de mantenimiento. Una válvula de retención económica puede terminar costando menos en el inicio, pero puede costar más a largo plazo con mantenimiento y tiempo de inactividad no programado que una válvula que es mejor adecuada para la aplicación. La válvula más adecuada funcionará mejor, requerirá menos mantenimiento y proporciona longevidad del sistema.
Experiencia de campo
Asuntos:Las válvulas de retención a menudo son causadas por instalaciones demasiado cercanas a las bombas y los incrementadores. Además, existe una tendencia en la planificación del diseño de tuberías de descarga de gran tamaño para una futura expansión que luego requiere reductores extremos para que se ajusten al tamaño de la bomba. Ambos problemas crean un flujo turbulento que puede usar las conexiones de disco y PIN y causar falla prematura de la válvula.
Diseño de la estación de bomba con válvula de retención silenciosa instaló cinco longitudes de diámetro de la tubería desde la descarga de la bomba.
Soluciones:Idealmente, la distancia de la tubería entre la bomba y la válvula de retención debe calcularse durante la fase de diseño del proyecto. Para las instalaciones existentes, una solución es mover la válvula de retención más lejos de la bomba para lograr un flujo más laminar, preferiblemente cinco diámetros de tubería. Si hay limitaciones de espacio y mover la válvula no es una opción, considere otro estilo de válvula de retención. Otra solución es verificar que la válvula de retención tiene el tamaño adecuado para las condiciones del proceso y, si es posible, evite utilizar aumentos extremos.
Claves para el rendimiento de la válvula de verificación exitoso:El papel de la válvula de retención es evitar que el backflow dañe las bombas en el sistema de proceso. Las válvulas de verificación juegan un papel vital en la operación exitosa de una instalación. Al diseñar un sistema de bombeo, es beneficioso solicitar una investigación de aumento del fabricante de la válvula para determinar si las condiciones del proceso requieren una válvula de verificación o una válvula de control de la bomba. Si se requiere una válvula de retención, se debe considerar la selección de la válvula, el tamaño, la instalación y el costo de propiedad antes de especificar la válvula. Estas consideraciones clave extenderán la vida útil de la válvula de retención, garantizarán la protección adecuada del equipo de proceso y evitarán un apagado no planificado.