Кейс инженерного центра АЗ АТОМ: проектирование регуляторов давления газа с шумоглушением
Введение
В инженерный центр АЗ АТОМ поступил запрос подобрать и спроектировать регуляторы давления природного газа для условий:
расход газа — до 83 000 нм³/ч,
входное давление — 17,6…46,6 кгс/см²,
выходное давление — 10 кгс/см²,
рабочая среда — природный газ,
климатическое исполнение — ХЛ4 (северные условия)
Сложность задачи. Основные инженерные вызовы:
большой перепад давления, создающий условия для формирования в области седла диска Маха и сверхзвукового потока;
высокий уровень акустического загрязнения, требовавший расчётов по международному стандарту IEC 60534-8-3;
необходимость в установке регулятора-монитора для резервирования;
повышенные требования к материалам и герметичности (IV класс по ГОСТ 9544-2015).
Решение
Специалисты АЗ АТОМ предложили решение на базе регуляторов АТOM-TITAN700-KU DN150/200 PN63 в комплекте с монитором DN150/150.Корпус изготовлен из стали 20, герметичность соответствует IV классу по ГОСТ. Главная инженерная доработка — проектирование двухступенчатого шумоглушения.
Методики расчёта шума
Для оценки акустических нагрузок инженеры АЗ АТОМ применили две методики:
Методики расчёта шума методики расчёта шума международный стандарт IEC 60534-8-4:2015 “Industrial-process control valves — Part 8-4: Noise considerations — Prediction of noise generated by aerodynamic flow through control valves” («Промышленные регулирующие клапаны. Часть 8-4. Вопросы, связанные с шумом. Прогнозирование шума, создаваемого аэродинамическим потоком через регулирующие клапаны»).
Эта методика использует базовые параметры: диаметр клапана, входное и выходное давление, перепад давления, свойства рабочей среды. Она позволяет рассчитать средний ожидаемый уровень шума и широко применяется в мировой практике.
Broadband Noise Source Model (BNSM) “Broadband Noise Source Model for prediction of aerodynamic noise in control valves” («Широкополосная модель источников шума для прогнозирования аэродинамического шума в регулирующих клапанах»).
Методика апробирована численным моделировании потока (CFD) на цифровом двойнике изделия. Она учитывает вихри, зоны турбулентности, появление сверхзвукового течения и диска Маха. Такой подход позволяет дать детальную спектральную оценку картину зон генерации и распространения шума и позволяет проектировать эффективные шумоглушители.
Разница методик (простое объяснение)
IEC 60534-8-4 считает шум по общим условиям: размер клапана, давления и свойства газа → даёт усреднённый прогноз.
BNSM показывает, что происходит «внутри» клапана: как ведёт себя поток, где появляются вихри и какие частоты шума возникают → даёт точный прогноз именно для конкретной конструкции.
В АЗ АТОМ мы используем обе методики:
IEC — для соответствия международным стандартам и подтверждения расчётов заказчику.
BNSM — для инженерной точности и разработки решений по шумоглушению.
Оба расчёта показали совпадающий результат: без шумоглушителей уровень шума мог превышать 120 дБ, что недопустимо для эксплуатации согласно действующим санитарным нормам.
Конструктивные решения
Для снижения шума были реализованы следующие инженерные решения:
утолщение стенок корпуса регулятора — снижение шума на 4 дБА;
первая ступень шумоглушения — перфорированные вставки, разбивающие струю потока на множественные микроструи— снижение шума на 10 дБА;
вторая ступень шумоглушения — кондиционер потока, «очищающий» остаточные акустические колебания – предотвращение распространения шума вниз по потоку;
применение материалов седла и уплотнений с повышенной износостойкостью для работы в условиях больших DN.
Комментарий технического директора
«Мы сразу обратили внимание на перепад давления: с 46 бар на входе до 10 бар на выходе. Высокая степень редуцирования в сочетании с высоким значением массового расхода среды влечет за собой генерацию акустического шума большой мощности. Это акустически опасный режим.
Мы провели оценку по стандарту IEC 60534 и подтвердили её расчётами BNSM.Оба метода показали одинаковый результат: формируется диск Маха и уровень шума на основной гармонике составляет выше 105 дБА.
Решение — двухступенчатое шумоглушение. Первая ступень превращает сплошную струю газа в множество мелких, снижая ударное воздействие. Вторая ступень стабилизирует поток и предотвращает распространение шума по трубопроводу.
В итоге уровень шума удалось снизить до нормативных значений, а конструкция сохранила прочность и надёжность. Это пример того, что мы проектируем решения под конкретный режим работы, а не используем универсальные подходы.»
Результат
Подобраны и изготовлены регуляторы АТОМ-TITAN 700-KU DN150/200 PN63 с монитором.
Реализовано двухступенчатое шумоглушение.
Проведены расчёты по двум методикам с подтверждением эффективности.
Срок изготовления — 120 рабочих дней.
Оборудование адаптировано к условиям Крайнего Севера.
Заключение
Этот кейс показал, что инженерный центр АЗ АТОМ решает задачи не только подбора оборудования, но и сложных акустических расчётов, подтверждённых международными стандартами.
У вас есть нестандартная задача? Заполните опросный лист с вашим техническим специалистом и мы подберём решение под ваши условия.
АЗ АТОМ предлагает полный спектр услуг
— от концепции до завершения проекта и дальнейшего сопровождения
Партнёрство с АЗ АТОМ гарантирует, что регулятор будет отрабатывать регулировку давления в точном диапазоне.
Мы предлагаем консультационные услуги и помощь в подборе оборудования, соответствующего техническим требованиям вашей системы.
Свяжитесь с нашей коммерческой службой для получения предложения, которое поможет вам оценить бюджет и принять правильное решение для вашего бизнеса.
Оставьте заявку на звонок
наши специалисты свяжутся с Вами в ближайшее время
Используя этот веб-сайт, вы соглашаетесь на сохранение файлов cookie на вашем устройстве для улучшения навигации по сайту,
анализа использования сайта и содействия нашим маркетинговым усилиям. Ознакомьтесь с нашей
Политикой конфиденциальности для получения дополнительной информации.
