Une plaque à orifice de restriction est un composant simple mais crucial dans les systèmes industriels de contrôle des fluides. Elle est principalement utilisée pour contrôler le débit des fluides, réduire la pression des fluides ou réaliser une distribution quantitative des fluides.
Avec des avantages tels que le faible coût, la structure compacte et la facilité d'entretien, elle est largement appliquée dans de nombreux domaines industriels, notamment le pétrole, le génie chimique, l'énergie électrique, la métallurgie et le traitement de l'eau.
Une plaque à orifice de restriction est un dispositif d'étranglement installé dans un système de tuyauterie, généralement composé d'une plaque métallique avec un trou traversant de taille spécifique. Sa structure de base est la plaque à orifice elle-même. La forme, la taille de la plaque à orifice et sa méthode de connexion avec la tuyauterie sont conçues en fonction des conditions de travail spécifiques et des caractéristiques du fluide.
Pour une plaque à orifice avec un diamètre de trou spécifique, lorsqu'il existe une certaine différence de pression à travers la plaque à orifice, le débit du fluide traversant la plaque à orifice augmente à mesure que la différence de pression augmente. Cependant, lorsque la différence de pression dépasse une valeur spécifique (c'est-à-dire la différence de pression critique) et que la vitesse d'écoulement atteint la vitesse du son, le débit à travers la plaque à orifice n'augmentera plus avec l'augmentation de la différence de pression. C'est sur ce principe que la plaque à orifice de restriction limite le débit du fluide et réduit la pression.
- Structure simple: La plaque à orifice de restriction a une structure relativement simple, composée de quelques composants seulement. Son processus de fabrication est simple et le coût est faible.
- Installation et maintenance faciles: Sa méthode d'installation est simple. Qu'il s'agisse d'une connexion par bride ou d'une connexion soudée, la construction est pratique. Pendant la maintenance, en cas de problèmes, le remplacement ou la réparation est relativement facile, sans avoir besoin d'outils et de technologies complexes.
- Large gamme d'applications: Elle peut être appliquée à divers fluides (liquides, gaz, vapeur, etc.) et à différentes plages de pression et de température de fonctionnement, et peut fonctionner dans divers scénarios industriels.
- Pas de pièces mobiles: Contrairement aux vannes, la plaque à orifice de restriction n'a pas de pièces mobiles. Par conséquent, il n'y a pas de problèmes de défaillance causés par l'usure des composants, le grippage, etc. Elle a une grande fiabilité et une longue durée de vie.
- Plage de réglage du débit limitée: Le diamètre du trou de la plaque à orifice de restriction est fixe. Une fois conçue et fabriquée, la plage de débit qu'elle peut contrôler est fondamentalement déterminée. Elle ne peut pas effectuer un réglage continu du débit comme une vanne de régulation, elle a donc une faible adaptabilité aux conditions de travail avec de grandes variations de débit.
- Perte de pression importante: En raison de l'effet d'étranglement généré lorsque le fluide traverse la plaque à orifice de restriction, une certaine perte de pression se produira. Dans certains systèmes sensibles à la perte de pression, cela peut augmenter la consommation d'énergie.
- Sensibilité aux propriétés du fluide: Lorsque les propriétés du fluide (telles que la viscosité, la densité, etc.) changent, l'effet de restriction du débit de la plaque à orifice de restriction sera affecté dans une certaine mesure, ce qui peut entraîner un écart du débit par rapport à la valeur attendue.
- Facile à bloquer: Pour les fluides contenant de nombreuses particules solides et impuretés, le trou traversant de la plaque à orifice de restriction est facilement bloqué, ce qui affecte son fonctionnement normal et nécessite un nettoyage et une maintenance fréquents.
Les principales fonctions d'une plaque à orifice de restriction sont de limiter le débit et de réduire la pression, elle peut donc être utilisée dans les occasions suivantes :
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Occasions de réduction de la pression des matériaux de procédé
Lorsque les matériaux de procédé s'écoulent d'une zone à haute pression vers une zone à basse pression, la plaque à orifice de restriction peut contrôler la chute de pression. En installant la plaque à orifice de restriction, la pression du matériau peut être réduite étape par étape pour répondre aux exigences de pression de fonctionnement. La plaque à orifice de restriction est relativement simple, fiable et peu coûteuse, elle présente donc plus d'avantages que certains dispositifs de réduction de pression complexes dans de telles occasions.
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Occasions de protection des vannes
Lorsqu'une forte chute de pression est requise entre l'amont et l'aval de la vanne dans la tuyauterie, le fluide provoquera une forte érosion de la vanne. Si l'étranglement à travers la plaque à orifice ne génère pas de phase gazeuse, la connexion de la plaque à orifice en série à l'amont de la vanne peut réduire efficacement l'impact du fluide sur la vanne.
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Occasions de circulation continue à faible débit
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Tuyauterie de rinçage de la pompe: Dans les équipements chimiques, certaines pièces telles que la garniture mécanique de la pompe nécessitent un fluide de rinçage continu pour éviter les fuites de fluide et les dommages aux joints. La plaque à orifice de restriction peut assurer l'alimentation stable en fluide de rinçage à faible débit. Après avoir installé la plaque à orifice de restriction, une quantité appropriée de fluide de rinçage peut être fournie, ce qui garantit non seulement l'effet de refroidissement et de rinçage du joint, mais n'a pas non plus d'impact négatif sur le fonctionnement de la pompe.
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Tuyauterie de dérivation de la pompe de secours à chaud: Dans un système avec une pompe de secours, un certain débit de dérivation est requis pour maintenir la pompe de secours dans un état de veille à chaud. La plaque à orifice de restriction peut contrôler ce débit de dérivation pour garantir que la pompe de secours peut être mise en service à tout moment.
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Tuyau d'échantillonnage analytique: Lors de l'analyse de la composition du fluide de procédé, le tuyau d'échantillonnage analytique nécessite un débit d'échantillon faible et continu. La plaque à orifice de restriction peut contrôler avec précision le débit d'échantillon.
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Occasions de réduction de pression et de bruit ou de réduction de l'usure
Dans le système d'évent, la chute de pression soudaine peut produire un bruit énorme. En installant la plaque à orifice de restriction, la pression du fluide peut être réduite étape par étape, ce qui peut réduire efficacement le bruit et l'usure.
Les normes relatives aux plaques à orifice de restriction peuvent être consultées : HG/T 20570.15 Réglage des plaques à orifice de restriction de la tuyauterie, GB/T 2624.2-2006 Mesure du débit des fluides dans les conduites fermées à l'aide de dispositifs de pression différentielle installés dans des conduites à section transversale circulaire - Partie 2 : Plaques à orifice, et ISO 5167.
Les plaques à orifice de restriction et les plaques à orifice d'étranglement présentent certaines similitudes de structure, car les deux contrôlent le fluide en modifiant la section transversale d'écoulement. Cependant, leurs objectifs de conception sont différents : les plaques à orifice de restriction se concentrent principalement sur la limitation du débit et la réduction de la pression, tandis que les plaques à orifice d'étranglement sont davantage utilisées pour la mesure du débit, en calculant le débit du fluide en mesurant la différence de pression à travers la plaque à orifice.
De plus, en termes de conception structurelle et d'exigences de précision, les plaques à orifice d'étranglement sont généralement plus exigeantes que les plaques à orifice de restriction pour garantir la précision de la mesure.
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