Руководство по выбору инженерных систем защиты компрессоров
Применимый к: Компрессорные станции природного газа / Газопроводные сети / Компрессоры химических заводов / Заводы СПГ / Установки FCC
Введение
Для инженеров проектных институтов, инженеров проектов EPC, менеджеров по закупкам оборудования для завода и инженеров OEM-производителей компрессоров антипомпажные клапаны являются жизненно важным компонентом управления в системах центробежных компрессоров. Эти клапаны быстро реагируют, когда компрессор приближается к условиям помпажа, открывая обходной путь для снижения перепада давления и защиты компрессора от повреждения.
В этой статье рассматриваются принципы работы антипомпажных клапанов, рассматривается их применение в различных компрессорных системах и сравниваются 10 ведущих мировых производителей антипомпажных клапанов. Особое внимание уделяется техническим преимуществам и вариантам применения антипомпажных клапанов THINKTANK. Мы также предоставляем рекомендации по выбору и приглашаем заинтересованных инженеров заполнить нашу контактную форму для получения подробной технической поддержки.
Разница между антипомпажным регулирующим клапаном и обычным регулирующим клапаном?
Эти клапаны в основном одинаковы, главное отличие в том, что антипомпажные клапаны имеют быстрое время открытия, поэтому можно избежать помпажа.
| Особенность | Клапан противопомпажный | Клапан общего управления |
| Цель | Специально защищает компрессоры от перенапряжения | Общий контроль расхода, давления или температуры |
| скорость реакции | Очень быстрый (обычно <1 секунды при полном открытии) | Стандарт (1–4 сек или более, не всегда аварийный) |
| Характеристики открытия | Часто происходит отказ, требуется быстрый полный ход | Модулирующее управление, обычно более медленное |
| Диапазон CV | Очень широкий диапазон Cv для сброса давления и продувки | Размеры, обеспечивающие стабильное управление при заданном значении |
| Дизайн отделки | Может включать многоступенчатую отделку, снижение шума, контроль кавитации. | Может включать отделку, но оптимизированную для регулирования, а не для облегчения |
| Тип привода | Высокопрочный, с пружинным возвратом, пневматический или электрогидравлический | Пневматический, электрический или гидравлический (меньше внимания уделяется скорости) |
| интеграцию | Тесная интеграция с антипомпажным контроллером (например, CCC, Triconex) | Интеграция с DCS/PLC для управления технологическим контуром |
| критичность | Критично для безопасности — отказ может привести к повреждению компрессора | Обычно критический для процесса, но менее катастрофический риск |
| общие приложения | Компрессоры в СПГ, ВРУ, НПЗ, газопроводах | Технологические установки, резервуары, трубопроводы, паровые/коммунальные службы |
| Типы клапанов | Быстродействующие шаровые краны, осевые краны, Т-образные шаровые краны | Шаровой, V-образный, поворотный, бабочка и т. д. |
Принцип работы и применение антипомпажных клапанов
Принцип работы антипомпажных клапанов
Центробежные компрессоры, работающие в условиях низкого расхода, склонны к пульсации, явлению, когда давление нагнетания превышает давление на входе, вызывая обратный поток и нестабильность потока. Это приводит к сильной вибрации, повышенным температурам и даже повреждению подшипников или рабочих колес.
Антипомпажный клапан (ASV), также известный как антипомпажный регулирующий клапан, обычно устанавливается в обводной линии, соединяющей нагнетание и всасывание компрессора. Во время нормальной работы клапан остается закрытым. При обнаружении условий помпажа ASV быстро открывается, чтобы направить часть газа высокого давления обратно на впуск, сбрасывая перепад давления, стабилизируя поток и предотвращая помпажи.
Антипомпажный клапан управляется антипомпажным контроллером, который отслеживает рабочую точку компрессора в режиме реального времени. При превышении пороговых значений клапан срабатывает практически мгновенно, чтобы предотвратить повреждение.
Применение антипомпажных клапанов
Станции повышения давления природного газа
Компрессоры в магистральных трубопроводах повышают давление газа. Антипомпажные клапаны размещаются на выходе каждого центробежного компрессора для предотвращения помпажа при падении нагрузки или переходах клапанов. Например, на одной заправочной станции ASV надежно открывается, чтобы перепустить избыток газа на вход, защищая систему наддува.
Газопроводы
Включая системы транспортировки природного газа, водорода, азота и т. д. Промежуточные компрессоры могут столкнуться с условиями низкого расхода во время остановок ниже по потоку или падения спроса. ASV быстро сбрасывают давление, чтобы предотвратить скачок.
Компрессорные системы для химических заводов
Используется в таких установках, как крекинг-установки этилена или синтез аммиака, где компрессоры работают в сложных, меняющихся условиях. ASV помогают каждой установке поддерживать стабильность даже во время переходов. Например, на крупном интегрированном нефтеперерабатывающем заводе как компрессоры рециркуляции водорода, так и охладители пропилена используют ASV, чтобы избежать скачков при переключении нагрузки.
Заводы по сжижению природного газа
На объектах СПГ имеется несколько мощных центробежных компрессоров, которые обеспечивают сжижение и охлаждение. Из-за криогенной природы СПГ (до -162 °C) и больших размеров компрессоров любой помпаж может иметь катастрофические последствия. Поэтому каждый компрессорный контур оснащен специально разработанными ASV для криогенного обслуживания. Основные требования: материал должен выдерживать -162 °C, а клапан должен полностью открываться за ≤1 секунду. Международные производители, такие как IMI CCI и Mokveld, доказали свою эффективность в таких условиях, часто с сертификацией SIL3.
Установки FCC на нефтеперерабатывающих заводах
Установки каталитического крекинга флюида используют большие компрессоры (главные воздуходувки) для питания регенераторов. Когда потребность в воздухе падает (например, аварийное отключение), может быстро произойти всплеск. ASV в этой установке обеспечивают немедленное облегчение за счет рециркуляции избыточного воздуха для предотвращения повреждений от вибрации. Компрессоры сухого и влажного газа FCC также требуют защиты ASV.
Воздухоразделительные установки (ВРУ)
Главные воздушные компрессоры и азотные рециркуляционные компрессоры в ASU также оснащены ASV. Стабильный поток воздуха имеет решающее значение для последующих процессов. Если поток падает слишком низко, всплеск влияет на такие операции, как дистилляция. ASV быстро выпускают или рециркулируют газ, чтобы компрессоры работали безопасно. В одном крупном проекте ASU азотные компрессоры используют ASV, которые автоматически открываются при падении спроса, чтобы обойти газ, предотвращая всплеск.
Теперь мы знаем, что ASV незаменимы в критических компрессорных системах. Из-за различных требований в разных отраслях (высокое давление, высокая температура, криогенные условия, коррозионные газы) каждый производитель предлагает определенные преимущества конструкции. В следующем разделе сравниваются 10 всемирно признанных марок антипомпажных клапанов и их основные характеристики.
Сравнение 10 крупнейших мировых производителей антипомпажных клапанов
На мировом рынке промышленных клапанов несколько известных производителей поставляют высокопроизводительные антипомпажные клапаны. Мы выбрали для сравнения десять ведущих международных брендов, включая Emerson, Flowserve, IMI CCI, SAMSON, Baker Hughes (GE), Mokveld, Metso (Neles), Cameron, Japan KOSO и британскую Severn. Каждый из этих брендов имеет свои собственные технические преимущества, предлагая различные типы антипомпажных клапанов, такие как прямоточные регулирующие клапаны, осевые регулирующие клапаны и поворотные шаровые краны. Они немного отличаются по скорости открытия, методу управления, применимым рабочим условиям, времени выполнения и сертификации. В таблице ниже обобщены основные параметры этих брендов:
| Производитель | Ссылка на страницу продукта |
| Эмерсон (Фишер) | Компрессорные антипомпажные регулирующие клапаны |
| KOSO Kent Introl – Великобритания/Япония | Антипомпажные клапаны |
| ИМИ ТПП | Антипомпажный клапан рециркуляции компрессора DRAG® |
| Кэмерон (Schlumberger) – США | Клапаны Продукты |
| САМСОН – Германия | Антипомпажные клапаны (типы 3595 и 3599) |
| Моквелд | Высоконадежные быстродействующие антипомпажные регулирующие клапаны |
| Baker Hughes (Масонейлан/Беккер) | Противопомпажные клапаны Becker™ |
| Flowserve (Валтек) | Линейный циркуляционный компрессорный антипомпажный клапан |
| Метсо (Нелес) | Шаровой кран Neles™ с верхним разъемом, серия T5 |
| Северн (Великобритания) | Антипомпажный привод |
* Ранжирование в произвольном порядке.
НЕТ 1. Эмерсон (Фишер)
Компания Fisher предлагает противопомпажные клапаны шарового типа с многоступенчатыми малошумными затворами и цифровыми позиционерами FIELDVUE. Противопомпажные регулирующие клапаны Fisher™ обеспечивают превосходный динамический отклик и надежность для таких приложений, как трубопроводы СПГ, нефтепереработки, химии и природного газа, особенно там, где требуется точный контроль и интеграция с системами DeltaV/DCS. Вы можете загрузить антипомпажный клапан Fisher брошюра здесь.
NO.2 KOSO Kent Introl – Великобритания/Япония
Этот бренд поставляет управляемые клеткой или угловые клапаны со специальными быстрооткрывающимися затворами. Частый выбор для OEM-компрессорных блоков и химических заводов, где водород высокого давления или токсичный газ требуют жесткого контроля и надежности.
№ 3 IMI CCI
Компания IMI CCI, известная своей многоступенчатой технологией затвора DRAG®, поставляет быстродействующие клапаны высокого давления для тяжелых условий эксплуатации. Идеально подходит для сжатия водорода, рециркуляции высокого давления и нефтеперерабатывающих заводов с жесткими границами по перенапряжению.
№4 Кэмерон (Schlumberger) – США
Cameron поставляет шаровые и дроссельные клапаны большого диаметра, интегрированные в комплексные пакеты защиты компрессоров. Надежно используется в системах сбора нефти и газа и терминалах СПГ, особенно там, где требуются готовые системы защиты от перенапряжения.
№ 5 САМСОН – Германия
Клапаны управления осевым потоком SAMSON поддерживают быстрое открытие и модульное приведение в действие. Предпочтительны для приложений с большим потоком, таких как этиленовые заводы, холодные контуры СПГ и воздухоразделительные установки, требующие сертифицированного SIL3 реагирования в криогенных условиях.
№ 6 Моквелд
Mokveld специализируется на осевых антипомпажных клапанах для насосных станций трубопроводов, морских платформ и крупных компрессоров. Их клапаны обеспечивают высокую надежность, полнопроходные пути потока и чрезвычайно быстрое открытие (<2 сек) даже в условиях глубокой криогенности.
№7 Baker Hughes (Masoneilan/Becker)
Конструкция четвертьоборотного клапана T-Ball компании Becker обеспечивает быстрый отклик, высокий Cv и минимальное засорение. Популярно на станциях компрессоров природного газа и в условиях запыленного газа, где быстрое закрытие и нулевая утечка имеют решающее значение.
№ 8 Flowserve (Валтек)
Проходные и угловые антипомпажные клапаны Flowserve широко применяются на нефтехимических заводах. Известные своими пневматическими приводами с высоким тяговым усилием и цифровым позиционером Logix, они обеспечивают быструю и точную модуляцию потока при высоком ΔP.
№ 9 Метсо (Нелес)
Neles предлагает Q-Ball и регулирующие клапаны с верхним входом, которые отличаются компактностью и эффективностью. Подходит для рециркуляционного газа НПЗ и компрессорных систем на салазках с ограничениями по пространству и динамическими профилями нагрузки.
№ 10 Северн – Великобритания
Severn фокусируется на изготовленных по индивидуальному заказу клапанах и глушителях для приложений с высокой вибрацией, таких как FPSO, компрессоры BOG и линии СПГ. Их клапаны созданы для чрезвычайной надежности, с проверенными рекомендациями на оффшорных и подводных рынках.
Сравнение 10 крупнейших мировых производителей антипомпажных клапанов
| Производитель | Тип клапана/конструкция | Скорость открытия (полное открытие) | Типичные области применения | Все сертификаты |
| Эмерсон (Фишер) | Шаровой клапан, многоступенчатый, малошумный | ≤ 1 сек (с усилителем) | СПГ, переработка, газопроводы | CE, PED, ATEX, SIL3 |
| ИМИ ТПП | Шаровой клапан, DRAG® многоступенчатый, для тяжелых условий эксплуатации | <1 секунд | Водород, переработка, нефтеперерабатывающие заводы | CE, SIL3, API |
| САМСОН (с Ринго) | Клапан осевого потока, модульная конструкция | ≤ 1 сек (аварийный), 2 сек (нормальный) | Этилен, СПГ, разделение воздуха | CE, PED, ATEX, SIL |
| Моквелд | Осевой поток, полнопроходной, низкий ΔP | <2 секунд | Компрессоры трубопроводные, криогенный газ | CE, PED, SIL3 |
| Baker Hughes (Масонейлан / Беккер) | Четвертьоборотный Т-образный шаровой кран | <2 секунд | Автозаправочные станции, пыльный или сернистый газ | API 6D, ISO, CE, SIL3, NACE |
| Flowserve (Валтек) | Проходной/угловой клапан, высокий Cv | ~ 1 сек. | Нефтехимия, высокий контроль ΔP | PED, ISO9001, ASME |
| Метсо (Нелес) | Q-Ball, поворотный регулирующий клапан с верхним доступом | ~ 1 сек. | Рециркуляционный газ НПЗ, компактные салазки | Сертификация PED, ATEX, SIL, FE |
| KOSO Кент Введение | Угловой клапан с направляющей клеткой, быстрооткрывающийся затвор | ~ 1 сек. | Химические, водородные, OEM-компрессоры | ISO9001, CE, SIL, Японский закон о газе |
| Кэмерон (Шлюмберже) | Большие шаровые/баттерфляйные клапаны, интегрированные системы | 1–2 с | Сбор нефти и газа, СПГ | API 6A/6D, ISO 15848, CE |
| Северн | Изготовленные по индивидуальному заказу клапаны с глушителем | Пользовательский (возможно < 1 сек.) | FPSO, LNG BOG, оффшор | PED, API 6D, UKCA |
Противопомпажные клапаны THINKTANK: технические особенности и преимущества продукта
THINKTANK (часть тайваньской STONE Valve Group) — это растущий бренд промышленных регулирующих клапанов, предлагающий высокопроизводительные и экономически эффективные решения для клиентов по всему миру. Для антипомпажных приложений THINKTANK объединяет передовые международные технологии с собственными НИОКР для поставки линейки продуктов, которая сочетает в себе быстрый отклик, широкий диапазон Cv и высокую надежность — подходит для систем транспортировки газа, нефтехимии и разделения воздуха.
Основные характеристики и преимущества
а. Сверхбыстрое время отклика
THINKTANK использует пневматические поршневые приводы большого диаметра в сочетании с высокопроизводительными электромагнитными клапанами и воздушными резервуарами для обеспечения аварийного полного открытия. в течение 0.5 ~ 1 секунды (регулируется в зависимости от размера/хода). Его позиционеры клапанов поддерживают высокоскоростную подачу/выпуск воздуха, обеспечивает полный цикл открытия/закрытия в течение 2 секунд при нормальной модуляции — сопоставимо с ведущими международными брендами и полностью соответствует требованиям к скорости систем контроля перенапряжения.
b. Широкий диапазон CV
Благодаря оптимизации внутренних путей потока и многоступенчатым вариантам затвора антипомпажные клапаны THINKTANK охватывают широкий спектр Cv — от нескольких десятков до более 10,000 50. Доступны продуманные конструкции от DN2 (600″) до DN24 (XNUMX″) и более.
- Для систем с высоким расходом доступны высокопроизводительные поворотные дисковые затворы или эксцентриковые поворотные шаровые краны.
- Для сценариев с высоким ΔP и низким расходом специализированные многоступенчатые редукционные клапаны обеспечивают стабильное управление на нижнем конце и эффективное снятие перенапряжения. Такая гибкость позволяет инженерам выбирать клапаны, которые работают в идеальных диапазонах управления при различных условиях нагрузки.
c. Совместимость систем управления
THINKTANK отдает приоритет бесшовной интеграции с системами управления компрессорами. Его антипомпажные клапаны стандартно поставляются с интеллектуальными цифровыми позиционерами (опционально HART, Profibus, Foundation Fieldbus) и принимают стандартные сигналы 4–20 мА. Они совместимы с распространенными антипомпажными контроллерами (CCC, Triconex, Yokogawa и т. д.). Для опасных сред доступны искробезопасные и взрывозащищенные версии, сертифицированные по ATEX/IECEx. Поддерживаются резервные соленоиды и опции обратной связи по положению для надежного сопряжения DCS/SIS.
d. Возможность настройки
THINKTANK следует философии «спроектировано-подогнать». Будь то специальные материалы корпуса (316L, криогенная нержавеющая сталь, Hastelloy), специальные концевые соединения (ANSI, DIN, большие фланцы, стыковая сварка) или нестандартные приводы (например, гидравлический усилитель, сверхвысокая тяга), все конфигурации являются гибкими.
- Для криогенных условий эксплуатации специальные системы отделки и уплотнения, рассчитанные на температуру -196°C, обеспечивают долговременную герметичность.
- Для токсичных сред высокого давления двойные системы уплотнения и опции контроля утечек сальника повышают безопасность и соответствие экологическим нормам. Такая настройка обеспечивает оптимальную конструкцию клапана для условий эксплуатации каждого клиента.
e. Сертифицировано по международным стандартам
Антипомпажные клапаны THINKTANK соответствуют всем мировым сертификатам:
- CE/PED (Директива ЕС по оборудованию, работающему под давлением)
- Сертификация функциональной безопасности SIL3 (для приложений контура безопасности)
- Система качества ISO 9001:2015
- Дополнительное соответствие стандартам API, ANSI, DIN
- Опции NACE MR0175 для эксплуатации в условиях сероводорода/коррозионных сред. Они гарантируют покупателям уверенность в качестве и надежности решений THINKTANK.
е. Быстрая доставка и полный сервис
В отличие от многих мировых брендов с увеличенными сроками поставки, THINKTANK поддерживает доставку в течение 10–12 недель для стандартных антипомпажных клапанов. Для срочных проектов возможны ускоренные сборки. Благодаря наличию компонентов на складе и местным возможностям сборки/тестирования THINKTANK обеспечивает быстрое производство и контроль качества. Опытная техническая команда предлагает поддержку от ранней стадии спецификации до ввода в эксплуатацию на месте, помогая EPC и конечным пользователям сократить задержки проекта и пробелы в коммуникации.
Проверенные примеры
- Кейс 1: В крупном проекте по разделению воздуха в Китае компания THINKTANK поставила 16-дюймовый шаровой антипомпажный клапан класса 600 для азотного компрессора. Он успешно заменил импортный бренд и продемонстрировал надежную работу при температуре -50°C и больших колебаниях расхода.
- Кейс 2: В проекте модернизации газового завода на Ближнем Востоке компания THINKTANK поставила 20-дюймовые высокоскоростные шаровые краны с электрогидравлическими приводами для двух бустерных компрессоров. Время открытия было проверено и составило 0.8 секунды, что получило одобрение клиента.
- Кейс 3: При реконструкции гидрокрекинговой установки на НПЗ компания THINKTANK заменила устаревшие одноступенчатые антипомпажные клапаны на современные многоступенчатые затворы, решив прежние проблемы нестабильности и частых помпажных явлений. Работа компрессора теперь стала более плавной и надежной.
Исследование антипомпажной системы турбокомпрессора (из KOSO)
1. Типовая система байпаса компрессора против помпажа, показана альтернативная система вентиляции против помпажа
2. Система противопомпажного регулирования, изолированная от управления технологическим процессом
3. Система антипомпажного управления, интегрированная с управлением технологическим процессом
Заключение
Антипомпажные клапаны — это не просто компоненты управления, это первая линия обороны от дорогостоящих отказов компрессоров. В этой статье представлены 10 ведущих мировых производителей, формирующих отрасль антипомпажных клапанов, с описанием их технических преимуществ, типов клапанов, сертификации и опыта применения в таких отраслях, как СПГ, нефтепереработка, разделение воздуха и транспортировка газа.
Хотя эти бренды лидируют на мировом рынке, важно признать, что производительность, оперативность и долгосрочная поддержка важны так же, как и репутация бренда, особенно для подрядчиков по проектированию, закупкам и строительству, инженеров-проектировщиков и операторов предприятий, работающих в условиях жестких сроков и бюджетов.
THINKTANK, возможно, пока не входит в десятку лучших мировых брендов антипомпажных клапанов. Но мы ваш самый экономически выгодный партнер, обеспечивая международное качество и производительность без компромиссов. Благодаря быстрой доставке, широкому охвату Cv, безопасной конструкции с сертификатом SIL3, сертификации CE, PED, ATEX и настройке на инженерном уровне, клапаны THINKTANK уже зарекомендовали себя в сложных компрессорных системах по всей Азии и на Ближнем Востоке.
Для инженеров и руководителей проектов, ищущих надежные, гибкие решения с полной технической поддержкой и гибкой интеграцией —THINKTANK — выбор, которому вы можете доверять.
👉 Запросите поддержку по выбору размера клапана или техническую документацию прямо сейчас
