6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Из чего состоит регулятор давления газа

Газорегуляторные пункты и оборудование

10.1. Технологические схемы ГРП и ГРУ
10.1. Назначение и принцип действия регуляторов давления

Регуляторы давления предназначены для снижения давления газа и поддержания его на заданном уровне и являются связующим звеном между сетями высокого, среднего и низкого давления. Регуляторы давления устанавливают на распределительных газопроводах в газорегуляторных пунктах, на газораспределительных и газгольдерных станциях, а также у коммунально-бытовых и промышленных потребителей и перед отдельными газопотребляющими установками. По принципу действия различают регуляторы прямого и непрямого действия. В регуляторах прямого действия изменение конечного (выходного) давления создает усилие, необходимое для осуществления регулирования его величины (рис. 10.1). Основными элементами этого регулятора являются корпус 1, клапан 8 и рабочая мембрана 5. Под действием груза 3 и собственного веса мембрана вместе с клапаном опускается вниз и образует отверстие для прохода газа, в результате чего после регулятора (клапана) постепенно повышается давление. Это давление по соединительной трубке 6 передается в подмембранное пространство 2 и оказывает на мембрану действие, обратное действию веса груза и клапана. Мембрана с клапаном опускается до тех пор, пока после

Рис. 10.1. Схема регулятора давления прямого действия:

1 – корпус регулятора; 2 –подмембранное пространство; 3 – груз;

4 – дыхательное отверстие; 5 – мембрана (рабочая); 6 –соединительная трубка;

7 – мембрана малая (диафрагма); 8 – клапан

регулятора не создастся давление, способное уравновесить заданную нагрузку. При дальнейшем повышении давления за регулятором давление газа начинает преодолевать нагрузку, мембрана поднимается вверх и уменьшает величину открытия клапана. При понижении давления за регулятором, наоборот, мембрана с клапаном начинает опускаться вниз, за счет чего увеличивается проходное отверстие, а вместе с тем увеличивается расход газа и повышается давление. Таким образом, изменение выходного давления передается на мембрану, которая, опускаясь или поднимаясь, больше или меньше открывает проходное отверстие клапана и регулирует выходное давление. Практически давление после регулятора остается постоянным независимо от расхода газа. Колебание регулируемого давления не должно превышать 10% номинальной величины независимо от расхода газа.

У регуляторов непрямого действия изменение конечного (выходного) давления непосредственно не создает усилий для осуществления процесса регулирования. Оно лишь приводит в действие распределительный механизм (командный прибор) для включения источника энергии, при помощи которого осуществляется регулирующее действие. Источником энергии служит газ высокого давления (пневматические регуляторы), масло или иная жидкость (гидравлические регуляторы) и т.п. Регуляторы прямого действия по сравнению с регуляторами непрямого действия отличаются чувствительностью.

Это объясняется тем, что перемещение клапана при изменении расхода начинается только после того, как создается усилие (разность давления на мембрану и веса груза), достаточное для преодоления сил трения во всех подвижных узлах. В результате регулирование происходит небольшими толчками. У регуляторов непрямого действия силы трения преодолеваются за счет постороннего источника энергии и не требуют значительного изменения усилий на мембрану.

Несмотря на лучшую характеристику регуляторов непрямого действия, в городском газовом хозяйстве большое распространение получили также регуляторы прямого действия, обладающие простотой конструкции, небольшой стоимостью и удобством в эксплуатации. Регуляторы различают по типу и конструкции дроссельных органов.

Дроссельными органами регуляторов называют устройства, при помощи которых регулируется количество протекающего через них газа. Изменение количества подающего газа производят дросселированием, т. е. уменьшением или увеличением отверстия, через которое протекает газ. Дроссельные органы регуляторов представляют собой отверстия, которые прикрываются заслонками или разного рода клапанами. При изменении положения заслонки или клапана изменяется проходное отверстие дросселя и соответственно этому меняется количество протекающего газа. Размер отверстия дросселя при полном открытии должен обеспечивать пропуск расчетного количества газа. Количество протекающего через дроссель газа в зависимости от степени открытия проходного отверстия является основной характеристикой дроссельного органа. В качестве дросселей в регуляторах наибольшее распространение получили дроссельные регуляторы (рис. 10.2). Поворотные заслонки, несмотря на простоту конструкции, широкого распространения не получили и применяются главным образом на газопроводах низкого давления больших диаметров при малых перепадах. Основным недостатком заслонок является негерметичность закрытия при отсутствии расхода. Кроме того, поворотные заслонки не пригодны для регулирования малых расходов в связи с тем, что не обладают способностью регулировать проходные сечения малых размеров. Поэтому непосредственно на городских сетях поворотные заслонки не устанавливают.

Рис. 10.2. Дроссельные органы регуляторов:

поворотная заслонка (а);односедельный клапан (б);двухседельный клапан (в)

Клапанырегуляторов бывают односедельные и двухседельные. В двухседельных клапанах газ проходит двумя потоками (через два отверстия), поэтому пропускная способность их при прочих равных условиях значительно больше односедельных. Вместе с тем эти клапаны в основном не обеспечивают герметичности закрытия при отсутствии газоразбора, что является существенным их недостатком. Протечка газа в закрытом положении для двухседельных клапанов допускается не более 0,1 % номинального расхода, а для односедельных клапанов не допускается вообще. В связи с этим установка регуляторов с двухседельными клапанами на городских сетях нежелательна, а на тупиковых газопроводах, подающих газ бытовым потребителям, недопустима.

188.64.169.166 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Назначение, устройство, классификация регуляторов давления газа

Управление гидравлическим режимом работы системы газораспределения осуществляется с помощью регуляторов давления*. Регулятор давления газа (далее РД) — это устройство для редуцирования (понижения) давления газа и поддержания выходного давления в заданных пределах вне зависимости от изменения входного давления и расхода газа, что достигается автоматическим изменением степени открытия регулирующего органа регулятора, вследствие чего также автоматически изменяется гидравлическое сопротивление проходящему потоку газа. РД представляет собой совокупность следующих компонентов:

Д — датчик, который осуществляет непрерывный мониторинг текущего значения регулируемой величины и подает сигнал к регулирующему устройству;

З — задатчик, который вырабатывает сигнал заданного значения регулируемой величины (требуемого выходного давления) и также передает его на регулирующее устройство;

Р — регулирующее устройство, которое осуществляет алгебраическое суммирование текущего и заданного значений регулируемой величины, и подает командный сигнал к исполнительному механизму.

ИМ — исполнительный механизм, который преобразует командный сигнал в регулирующее воздействие, и в соответствующее перемещение регулирующего органа за счет энергии рабочей среды.

* Редкое исключение составляют случаи повышения давления «после себя», которое осуществляется с помощью специальных компрессоров — газовых бустеров

На практике в РД в качестве датчика выступает контролируемое давление или т.н. «импульс», задатчиком является пружина или пневмозадатчик (пилот), а регулирующим устройством выступает мембрана или эластичный затвор. Исполнительный механизм представляет собой части корпуса регулятора с мембраной (эластичным затвором) в качестве разделителя сред и регулирующий орган. Составные элементы регуляторов с пружинным и пневматическим задатчиком показаны на рис.4.1

Рис. 4.1: Pвх — входное давление; Pвых — выходное давление; Д — датчик; З — задатчик; РУ — регулирующее устройство; ИМ — исполнительный механизм; РО — регулирующий орган; Pупр. — управляющее давление

В связи с тем, что регулятор давления газа предназначен для поддержания постоянного давления в заданной точке газовой сети, то всегда необходимо рассматривать систему автоматического регулирования в целом — «регулятор и объект регулирования (газовая сеть)».

Правильный подбор регулятора давления должен обеспечить устойчивость системы «регулятор — газовая сеть», т. е. способность ее возвращаться к первоначальному состоянию после прекращения возмущения.

В зависимости от поддерживаемого давления (расположения контролируемой точки в газопроводе ) РД разделяют на регуляторы «до себя» и «после себя». В ГРП (ГРУ) применяют только регуляторы «после себя».

Исходя из положенного в основу работы закона регулирования, регуляторы давления бывают астатические (отрабатывающие интегральный закон регулирования), статические (отрабатывающие пропорциональный закон регулирования) и изодромные (отрабатывающие пропорциональноинтегральный закон регулирования).

В статических РД величина изменения регулирующего отверстия прямо пропорциональна изменению расхода газа в сети и обратно пропорциональна изменению выходного давления. Примером статических РД являются регуляторы с пружинным задатчиком выходного давления.

РД с интегральным законом регулирования в случае изменения расхода газа создает колебательный режим, обусловленный самим процессом регулирования. При изменении расхода газа разность между первоначальным и заданным значениями выходного давления увеличивается до тех пор, пока количество газа, проходящее через регулятор, меньше нового расхода и достигает своего максимума, когда эти значения сравняются. В этот момент скорость открытия регулирующего отверстия максимальна. Но на этом регулирующий орган не останавливается, а продолжает открывать отверстие, пропуская газа больше, чем требуется, и выходное давление, соответственно, тоже повышается. В результате этого получается ряд колебаний около некоего среднего значения, при котором постоянный режим (как в случае статического регулятора) никогда не будет достигнут.

Представителями астатических регуляторов являются РД с пневматическим задатчиком выходного давления, а характерным примером такого процесса можно считать незатухающие автоколебания (т. н. «качку») некоторых типов пилотных РД в определенных переходных режимах работы.

Читать еще:  Изучаем комнатный термостат для газового котла Baxi

Изодромный регулятор (с упругой обратной связью) при отклонении регулируемого давления сначала переместит регулирующий орган на величину, пропорциональную величине отклонения, но если при этом давление не придет к заданному значению, то регулирующий орган будет перемещаться до тех пор, пока давление не достигнет заданного значения. Подобный регулятор сочетает в себе точность интегрального и быстродействие пропорционального регулирования. Представителями изодромных РД являются т. н. «прямоточные» регуляторы.

Данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Для получения информации об условиях сотрудничества, пожалуйста, обращайтесь к сотрудникам ГК «Газовик».

Бесплатная телефонная линия: 8-200-2000-230

© 2007–2019 ООО «Газ-Сервис». Все права защищены.
Использование материалов сайта без разрешения владельца запрещено и будет преследоваться по закону.

Газовые регуляторы давления: виды, устройство, принцип работы

Газовая трубопроводная инфраструктура включает в себя широкий набор регулирующих устройств. Большинство из них ориентируется на обеспечение безопасной работы системы и возможность контроля отдельных эксплуатационных параметров. Одним из важнейших устройств данного типа является регулятор газового давления, работающий в автоматическом режиме.

Принцип действия устройства

Рабочий процесс осуществляется за счет функций двух частей газовой арматуры – исполняющей механики и непосредственно регулятора. Первая часть выступает в качестве чувствительного элемента, благодаря которому такие устройства в принципе могут считаться автоматическими. Исполнительные органы газового регулятора давления в постоянном режиме сравнивают текущие показатели обслуживаемой среды и нормативные эксплуатационные значения, которые были изначально заложены оператором на конкретный рабочий сеанс. Далее при обнаружении расхождения в показателях этот же механизм генерирует сигнал для регулирующей системы, которая корректирует величину давления, понижая или повышая ее. Причем способ влияния на рабочие показатели может быть разным – это зависит от энергетической среды питания. Например, может использоваться потенциал того же газа или заряд от внешнего источника – гидравлического, теплового, электрического и т. д.

Существуют и модели, в которых реализуется прямой принцип регуляции. То есть чувствительный или исполнительный механизм отвечает и за сравнение целевых показателей системы, и за их коррекцию. К таким устройствам, в частности, относятся пружинные газовые регуляторы давления. Принцип работы такой арматуры заключается в управлении диафрагмой, механически воздействующей на состояние обслуживаемой системы. Обычно такие модели применяются в газораспределительных сетях, которые требуют быстрого и прямого механизма контроля.

Конструкция арматуры

К основным элементам регуляторов этого типа относятся затворы, которые применяются в разных видах. Например, данная арматура может быть клапанной, диафрагменной, шланговой и дисковой. Существуют в некотором роде комбинированные регуляторы газового давления, в конструкции которых используются седельные и клапанные затворы. К преимуществам таких устройств специалисты относят высокую герметичность системы уплотнения. Для трубопроводов с высокой пропускной способностью используют двухседельные затворы, у которых площадь проходного сечения больше, чем у других регуляторов. На крупных станциях также получили распространение заслоночные затворы. Они срабатывают в два этапа и требуют использования внешних источников энергии, но зато отличаются надежностью при контроле больших объемов газового расхода.

В качестве чувствительного органа применяют мембраны. Некоторые системы предполагают их использование и как приводных устройств. Сама мембрана может быть гофрированной или плоской, но в обоих случаях жесткость и способность выдерживать различные нагрузки варьируется в широких диапазонах.

В соответствии с техническими нормативами, устройство газовых регуляторов давления с запорными и контролирующими элементами должно соответствовать следующим требованиям:

  • Нечувствительная зона работы в своем значении не должна превышать 2,5% относительно уровня максимального выходного давления.
  • Зона пропорциональности в случае с баллонными и комбинированными регуляторами также не должна быть выше 20% относительно верхнего предела давления на выходе.
  • В условиях резких перепадов давления в контуре время технического перехода регулирования не должно быть выше 1 мин.

Разновидности технического исполнения

Регуляторы для газовых сред классифицируются по нескольким технико-конструкционным признакам. В частности, разделение касается количества ступеней редуцирования (понижения), сложности механического исполнения и способа забора импульса выходного давления.

Что касается первого признака, то существуют одно- и двухступенчатые модели, которые отличаются по расходным характеристикам. К примеру, газовый регулятор давления для дома с показателем расхода не более 25 м 3 /ч с большей вероятностью будет иметь две ступени редуцирования. Данная схема работы отличается более высокой стабильностью контроля и многоуровневой безопасностью, реализуемой за счет вспомогательных компонентов. В системах с повышенным расходом газа чаще используют одноступенчатые устройства.

В плане сложности конструкции выделяют простые и комбинированные регуляторы, которые можно разделить и по набору функций. В первом случае выполняется только задача понижения давления, а во втором – предусматриваются также возможности для шумоподавления в трубопроводе, предохранения клапана и фильтрации. По системе импульсного забора можно разделить газовые регуляторы давления с непосредственным контролем показателей на выходе, и устройства с внешним подключением чувствительных элементов. Главная проблема использования второго принципа забора заключается в обязательном соблюдении условия поддержания стабильности потока на исследуемом контуре, иначе данные будут некорректными.

Бытовые и коммерческие регуляторы давления в газопроводах

Конструкционное, функциональное и эргономическое исполнение запорной арматуры в итоге сводится к требованиям конкретной сферы применения. Акцент делается на непосредственных рабочих параметрах, среди которых выходное давление, диапазоны замеров, объемы расхода и др. Так, газовые регуляторы давления для бытовых сетей, как правило, характеризуются низкой пропускной способностью и скромным спектром возможностей для настройки. С другой стороны, в такой арматуре делается ориентировка на безопасность и удобство эксплуатации. На практике бытовые регуляторы используются в системах газоснабжения котлов, плит, горелок и прочей домашней техники.

Промышленное и коммерческое применение накладывает более высокие требования на средства контроля газовых сред. Устройства этого типа отличаются расширенными диапазонами показателей выходного и входного давлений, точностью настроек, более высокой пропускной способностью и наличием дополнительных функций. Подобные модели используются газовыми службами, контролирующими снабжение объектов социального назначения, общепита, промышленности, инженерного хозяйства и т. д. Уже отмечалось, что существуют разные регуляторы с точки зрения сложности конструкционного исполнения. Но это не значит, что в промышленном секторе, например, применяются только лишь многофункциональные комбинированные устройства. Простейшие средства управления могут быть полезными на предприятиях благодаря высокой надежности и ремонтопригодности.

Газовый редуктор с регулятором давления

Редуктор представляет собой автономное устройство, предназначенное для контроля давления газовой смеси на выходе из какой-либо емкости или трубопровода. Основная классификация в данном случае предполагает разделение регулирующих узлов по принципу действия. В частности, различаются обратные и прямые устройства. Редуктор с обратным действием работает на понижение давления по мере выхода газа. Конструкция таких устройств включает клапаны, камеры для буферного содержания смеси, регулировочный винт и фурнитурные приспособления. Прямое действие означает, что регулятор будет работать на повышение давления при выпуске газа.

Также различают модели редукторов по типу обслуживаемого газа, количеству ступеней редуцирования и месту использования. Например, существуют регуляторы давления газа для баллонов, трубопроводных сетей и рамп (горелок). В случае с баллонами тип газа определит и способ подключения устройства. Практически все модели редукторов, кроме ацетиленовых, соединяются с баллонами посредством накидных гаек. Устройства, работающие с ацетиленом, обычно фиксируются к емкости хомутами с упорным винтом. Предусматриваются и внешние отличия между редукторами – это может быть маркировка по цвету и указанием информации о рабочей смеси.

Статические и астатические регуляторы

В статических системах характер регуляции нестабилен в местах прямого механического сопряжения с рабочей средой и запорной арматурой. В целях повышения устойчивости такого регулятора вводится дополнительная обратная связь, выравнивающая значения давления. Причем надо отметить, что фактическая величина давления в данном случае будет отличаться от нормативной до момента, пока не восстановится номинальная нагрузка на чувствительный элемент.

Традиционное исполнение статического регулятора давления газа предусматривает наличие собственного стабилизирующего устройства в виде пружины – для сравнения, в других версиях используется компенсирующий груз. В процессе рабочего момента сила, которую развивает пружина, должна соответствовать степени ее же деформации. Наибольшая степень сжатия обретается в ситуациях, когда мембрана полностью закрывает регулирующий канал.

Астатические регуляторы при любых нагрузках самостоятельно приводят показатель давления к нужной величине. Также восстанавливается и положение органа регуляции. Впрочем, у исполнительной механики, как правило, не бывает четкой позиции – в разные моменты регуляции он может находиться в любой позиции. Астатические регулирующие устройства чаще используют в сетях с высокой способностью к самовыравниванию рабочих показателей.

Изодромный регулятор газа

Если статическую систему контроля давления можно охарактеризовать как модель с жесткой обратной связью, то изодромные устройства взаимодействуют с упругими элементами восстановления характеристик. Изначально в момент фиксации отклонения от заданной величины регулятор займет позицию, которая соответствует значению, пропорциональному показателю отхождения от нормы. Если же давление не нормализуется, газовая арматура будет смещаться в сторону компенсации до тех пор, пока показатели не придут в норму.

Читать еще:  Газовый котел rinnai показать кнопку ств

С точки зрения характера эксплуатации изодромный регулятор можно назвать средним устройством между астатическими и статическими моделями. Но в любом случае отмечается высокая степень независимости данной регулирующей механики. Существует и разновидность изодромной арматуры с предварением. Данное устройство отличается тем, что скорость смещения исполнительного органа изначально превышает темпы изменения давления. То есть техника работает на опережение, экономя время на восстановление параметра. В то же время регуляторы с предварением затрачивают больше энергии от внешнего источника.

Теперь можно перейти к рассмотрению конкретных моделей газовых регуляторов давления. Обзор лучших представителей сегмента представлен ниже.

Производители регуляторов

Устройства для управления и контроля потоками газовых смесей в России широко представляют как отечественные, так и зарубежные изготовители. В частности, завод «Газаппарат» предлагает высокоточные регуляторы серии РДНК, которые стабильно поддерживают рабочие показатели в системе независимо от активности потребления газа. Еще один производитель качественных устройств для регуляции давления в газопроводах – предприятие «Метран», которое занимается разработкой контрольно-измерительных систем совместно с крупной зарубежной компанией Emerson. Данная продукция используется в промышленности и в бытовой сфере. Например, газовые службы задействуют в управляемых хозяйствах системы серии 1098-EGR, которые отличаются быстрым откликом, точностью настроек параметров и высокой производительностью. Базовые модификации вполне годятся для линий подачи газового топлива к сетевым и локальным точкам забора. Комплексно подходит к задачам контроля топливно-газового расхода предприятие «ГасТех». Специалисты предприятия разрабатывают индивидуальные решения для обслуживания газовых установок разного типа независимо от их сопряженности с другим оборудованием.

Эксплуатация регулятора

На корпусе устройства предусматривается несколько соединительных отверстий разного диаметра. Конфигурацию системы подключения следует подбирать исходя из конкретных условий эксплуатации. Наиболее распространенными считаются форматы каналов в диапазоне размеров от 0,25 до 1 дюйма. К таким соединениям подходят основные фитинги и переходники, подключаемые посредством вращающихся шайб.

Убедившись в возможностях введения регулятора в конкретную систему, можно приступать к непосредственной установке. Она выполняется по следующей инструкции:

  • Включить клапан в рабочие контуры, проверив наличие газа. Закрыть клапан полностью и убрать заглушку для защиты отсекающего клапана при наличии такового.
  • Плавно оттянуть рукоятку взвода. Ход должен быть небольшим – порядка 10 мм.
  • Взвести вторую ступень, но постепенно, чтобы не было скачкообразной подачи газа. Если есть возможность, можно оставить небольшую утечку через отсекающий клапан.
  • Заглушка отсекающего клапана ставится обратно.
  • Медленно закрыть выходной клапан, предварительно устранив технологические утечки.

В процессе установки можно выполнить базовые настройки газового регулятора давления по нескольким параметрам: подаче, положению отсекателя, максимальной величине давления и т. д. Как правило, конкретные значения берутся или из проектных данных, или из паспорта производителя устройства. Рекомендуется производить настройки с отклонениями не более 10% от установленных в документации. Для управления рабочим давлением используют торцовочный ключ. Поворачивая им наконечник заглушки, можно повышать или понижать указанную величину.

Заключение

Применение контрольно-управляющей и, в частности, регулирующей арматуры при эксплуатации газового оборудования является крайне важной мерой не только с точки зрения выполнения технологических задач, но и как условие обеспечения безопасности. На крупных предприятиях, станциях и комплексах с гидравлическим режимом обслуживания газораспределительных сетей регулирующие устройства устанавливаются на нескольких точках, автоматически контролируя процессы передвижения рабочих смесей.

В чем же заключается необходимость использования газовой арматуры на практике? Понижение и повышение давления влияет на состояние оборудования и трубопроводных сетей, что особенно важно с учетом взрывоопасности газовых сред как таковых. Также регуляция требуется как условие для соблюдения установленных объемов распределения смесей по разным каналам внутри одной системы. Управление в этом смысле означает контроль интенсивности перемещения газа в соответствии с заданными потребностями и условиями эксплуатации.

Конечно, не только для нужд промышленности используются регуляторы давления в оборудовании, обслуживающем газовые смеси. И компактные горелки, и котлы с бойлерами на данном виде топлива также требуют подключения средств контроля. Другое дело, что встречаются разные схемы и конфигурации управления потоками газа. Поэтому существует множество разновидностей редукторов и регуляторов, конструкции которых ориентированы на потребности того или иного пользователя.

Устройство и принцип работы регулятора давления

Регулятор давления газа или редукционный клапан предназначен для снижения давления в линии отводимой от основной и поддержании этого давления на постоянном уровне.

Регуляторы давления используют для поддержания давления, необходимого для работы пневматического, газового или другого оборудования.

Например, редукционные клапаны устанавливаются на баллоны с газом и позволяют настроить необходимое давление в линии отводимой к потребителю. Редукционные клапаны, установленные на баллонах часто называют редукторами давления, так как они редуцируют или снижают давление в отводимой линии (reduction — сокращение, уменьшение, снижение).

Устройство регулятора давления

Принципиальная схема регулятора давления показана на рисунке.

В корпусе клапана установлена пружина 1, поджатие который регулируется винтом 2. Пружина через мембрану 3 и толкатель 4 воздействует на седельный клапан 7, на который в противоположном направлении воздействует пружина 8.

Давление на выходе зависит от величины зазора между клапаном 7 и седлом 5, кроме того оно воздействующие на мембрану 3 через канал 6.

Представленный клапан имеет два канала входной и выходной, поэтому его называют двухлинейным.

Регулятор давления с фильтром

Это устройство совмещает в себе редукционный клапан и фильтр, который очищает сжатый воздух от примесей, частиц грязи, пыли. Подробнее об устройстве и принципе действия такого регулятора (РДФ) можно узнать здесь https://izpk.ru/reduktor-rdf-3-1-rdf-3-2.

Как работает регулятор давления?

В исходом состоянии газ поступает на вход клапана, протекает в зазоре между седлом и клапаном и поступает на выход. Величина зазора определяется степенью поджатия пружины, которое изменяется с помощью регулировочного винта. Получается, что давление на выходе зависит от давления на входе и величины зазора между клапаном 7 и седлом 5.

В случае, если давление на выходе вырастет, то под его воздействием мембрана переместится и сожмет пружину, которая, в свою очередь, переместит клапан 7, проходное сечение уменьшится. Потери давления на нем возрастут, что вызовет падение давление в отводимой линии до величины настройки.

Если давление на выходе регулятора упадет ниже установленной величины, давление с которым газ воздействует на мембрану уменьшится, в результате снизится поджатие пружины 1. Клапан 7 переместится и увеличит проходное сечение. Потери на нем снизятся, что вызовет рост давления в отводимой линии до величины настройки.

Как регулятор поддерживает давление на постоянном уровне

Получается, что величина давления в отводимой линии поддерживается на постоянном уровне, за счет изменения величины потерь на регуляторе. Регулятор настраивается с помощью регулировочного винта, который изменяет поджатие пружины 1, управляющее воздействие на клапан через мембрану оказывает давление газа из отводимой линии.

Давление на выходе регулятора определяется как разность между давлением на входе и величиной потерь давления на клапане.

Трехлинейный регулятор давления

Регулятор имеющий помимо входного и выходного каналов еще и дополнительный — для сброса воздуха при критическом повышении давления называют трехлинейным.

Конструкция этого регулятора отличается от конструкции двухлинейного наличием отверстия в мембране, которое открывается в случае если давление превысит критическую величину. В обычных условиях регулятор работает также как и двухлиненый.

Если давление на выходе возрастает до значения, достаточного чтобы переместить мембрану в крайнее верхнее положение и открыть канал сброса. Газ через этот канал отправляется в атмосферу. Давление в отводимой линии снижается до тех, пока усилия пружины не будет достаточно чтобы закрыть канал сброса.

Так как сброс избыточного давления осуществляется в атмосферу, трехлинейные регуляторы представленной конструкции используют для регулирования давления воздуха.

Таким образом, принцип действия регулятора давления газа, схож в принципом действия гидравлического редукционного клапана, показанном на видео.

Астатические и статические регуляторы давления газовых сетей — виды регуляторов, устройство, сравнительная характеристика, расчет пропускной способности, методика подбора.

Управление гидравлическим режимом работы системы газоснабжения осуществляют с помощью регуляторов давления, которые автоматически поддерживают постоянное давление в точке отбора импульса независимо от интенсивности потребления газа. При регулировании давления происходит снижение начального, более высокого давления, на конечное (более низкое).

Автоматический регулятор давления состоит из регулирующего и реагирующего устройств. Основной частью реагирующего устройства является чувствительный элемент (мембрана), а основной частью регулирующего устройства — регулирующий орган (у регуляторов давления дроссельный орган). Чувствительный элемент и регулирующий орган соединяются между собой исполнительной связью. На рис. 7.1 показаны схемы регулятора давления и условно газовая сеть, которая является объектом регулирования. Давление до регулятора обозначено через р1 давление после регулятора — через р2. Регулятор типа «после себя», поэтому давление р2 является регулируемым параметром.

Читать еще:  Микроволновая печь чистить лимоном

Рис. 7.1. Схема регулятора давления

1 — регулирующий (дроссельный) орган; 2 — мембранно-грузовой привод; 3 — импульсная трубка; 4 — объект регулирования — газовая сеть

Рис. 7.2. График астатического .регулирования при отсутствии самовыравнивания

Если процесс регулирования представляет собой периодический незатухающий процесс, то регуляторы, работающие по этому принципу, называются астатическими. Эти регуляторы после возмущения приводят регулируемое давление к заданному значению независимо от величины нагрузки и положения регулирующего органа. Таким образом, равновесие системы при астатическом регулировании может наступить только при заданном значении регулируемого параметра, причем регулирующий орган может занимать любое положение. Если объект обладает свойством самовыравнивания, то процесс регулирования будет затухающим, а регулирование устойчивым.

Под самовыравниванием понимают такое свойство объекта, при котором после нарушения равновесия объект способен сам восстановить равновесие между притоком и стоком, но при другом значении регулируемого параметра. В качестве объекта, обладающего самовыравниванием, можно привести газовые сети низкого давления. Действительно, если увеличить отбор газа из этих сетей (включить новых потребителей), то давление газа уменьшится, вследствие чего сток сократится, а равновесие установится только при другом, более низком давлении газа.

Зона нечувствительности, люфты, трение в сочленениях и другие конструктивные недостатки регуляторов могут привести к тому, что колебательный процесс регулирования станет расходящимся, а регулирование— неустойчивым. Для стабилизации процесса (т. е. превращения его в затухающий) в регулятор вводят стабилизирующие устройства, в частности жесткую обратную связь. Такое регулирование называют статическим.

Регуляторы этого типа характеризуются тем, что значение регулируемого давления при равновесии системы зависит не только от задания (настройки регулятора), но и от нагрузки или от положения регулирующего органа. Каждому значению регулируемого параметра соответствует одно определенное положение регулирующего органа. При статическом регулировании равновесное значение регулируемого давления всегда отличается от заданной величины, и только при номинальной нагруз ке фактическое давление становится равным номинальному значению. Таким образом, статические регуляторы характеризуются неравномерностью, под которой понимают величину изменения регулируемого параметра, необходимую для перестановки регулирующего органа из одного крайнего положения в другое.

Рис. 7.3. Статический регулятор давления

1—регулирующий (дроссельный) орган; 2 — мембранно-пружннный привод; 3 — импульсная трубка; 4 — объект регулирования — газовая сеть

Рис. 7.4. График статического регулирования при отсутствии самовыравнивания

а — график регулирования; б — статическая ха. рактеристика регулятора

Регуляторы давления бывают прямого и непрямого действия, а также промежуточного типа. У регуляторов прямого действия регулирующий орган (клапан) перемещается усилием, возникающим в его чувствительном элементе (мембране) без использования энергии от постороннего источника. У таких регуляторов силовой элемент привода является одновременно и чувствительным элементом. Регуляторы прямого действия не имеют усилителей. Они просты по конструкции, надежны в работе и нашли широкое применение в системах газоснабжения.

У регуляторов непрямого действия усилие, возникающее в чувствительном элементе, приводит в действие управляющий элемент, который открывает доступ энергии постороннего источника (сжатого воздуха, газа и др.) в сервомотор, а последний развивает усилие, необходимое для перемещения регулирующего органа. Регуляторы этого типа всегда содержат один или несколько усилителей.

Регуляторы промежуточного типа имеют усилители, но для перестановки регулирующего органа используют энергию регулируемой среды. Если давление газа регулируется после регулятора, то регулятор называется «после себя»; если регулируется давление до регулятора, то регулятор называется «до себя». Для регулирования давления газа в городских системах газоснабжения применяют регуляторы «после себя».

Обычно при расчете пропускной способности регулирующего клапана проводят аналогию между движением газа через него и истечением из отверстия. Эта аналогия весьма приближенная по следующим причинам. Во-первых, многие клапаны выпускают с площадью прохода в седле, равной площади присоединительного патрубка. Во-вторых, при истечений из отверстия газ попадает в неограниченный объем, а при движении — через регулирующий дроссельный орган в трубопровод. В связи с этим в результате стабилизации потока давление в трубопроводе возрастет. Наконец, несмотря на то, что основной перепад давления, а следовательно, и основное гидравлическое сопротивление регулятора приходятся на регулирующий орган, определенная часть давления теряется в корпусе и при полностью открытом клапане может составлять значительную долю общего перепада давления.

Указанные отклонения действительного движения газа через дроссельный орган от истечения из отверстия компенсируются экспериментальным коэффициентом, вводимым в расчетную зависимость. В этом случае точность расчета будет зависеть от того, насколько удачно выбран метод корректировки расчета, основанный на эксперименте. Вместе с тем расчет регулирующего клапана по формуле истечения позволяет исходя из теоретических соображений приближенно определить коэффициент, учитывающий расширение газа.

При малых перепадах давления на регуляторах пренебрегают сжимаемостью газа. Если р/p1>0,08, то ошибка не будет превышать 2,5%. При p/p1>0,08 следует учитывать сжимаемость газа, где р — перепад давлений на регуляторе, a p1—давление газа до регулятора.

Определим пропускную способность регулятора с помощью коэффициента гидравлического сопротивления по известной формуле

где W — скорость движения газа в присоединительном патрубке; р — плотность газа.

Устройства автоматического регулирования и контроля давления газа в котельной.

Для устойчивого регулирования работы отопитель­ных котлов необходимо обеспечить заданное рабочее давление газа. Это осуществляется газорегуляторной установкой (ГРУ) котельной, в которой давление пос­тупающего газа редуцируется до рабочего давления газогорелочных устройств.

Оборудование ГРУ располагается похо­ду движения газа в такой последовательности: глав­ная запорная задвижка на воде в котельную, фильтр , предохранительный малогабаритный клапан типа ПКВ-100, универсальный регулятор давления ти­па РДУК-2-100 (системы Ф.Ф. Казанцева), задвиж­ка или кран на выходе из ГРУ, ротационный га­зовый счетчик типа, пружинный сбросной клапан типа ПСК-50 на линии сброса газа в про­дувочную свечу.

Для возможности работы в обход главного регуля­тора давления монтируется байпасная линия ГРУ 2, на которой располагаются запорный кран и регулирую­щая запорная задвижка с выдвижным шпинделем. Для изменения давления газа на входе и выходе из ГРУ устанавливаются манометры типа. Такой же манометр устанавливается на бай­пасе.

ГРУ снабжена продувочными линиями, которые не­обходимы для освобождения от газа и продувки обо­рудования установки при производстве ремонтных и профилактических работ. Попутно в ГРУ выводится продувочная линия газопровода котельной.

Малогабаритные запорные клапаны ПКН (низкого давления) и ПКВ (высокого давления) предназначены для отключения подачи газа при повышении или пони­жении давления газа после регулятора РДУК сверх— допустимого. Рабочий импульс по давлению газа по­дается под мембрану головки клапана. Отбор импульса осуществляется за регулятором РДУК.

Клапан ПСК устанавливается после РДУК и пред­назначен для сброса в атмосферу через сбросной га­зопровод избыточного давления газа при кратковременных повышениях давления за регулятором. Его настройку во избежание частых срабатываний предо­хранительного клапана от случайного кратковременно­го повышения давления газа производят на давле­ние, меньшее на 10% верхнего предела настройки ПКВ. Клапан ПСК работает только с ПКВ. При реду­цировании входного давления газа до низкого давле­ния 1000-2000 Па предохранительный клапан ПКН оснащается гидрозатвором, который заполняется ве­ретенным маслом. В этом случае гидрозатвор должен срабатывать от кратковременного повышения давле­ния раньше, чем ПКН.

Регуляторы давления газа. Основным элементом газорегуляторной установки является регулятор дав­ления универсальной, предназначенный для понижения давления газа на входе (0,3-0,6 МПа) до необходимого рабочего давления: 0,06-0,3 МПа (среднее давление) или 1 — 5 КПа (низкое давление). Настройка на требуемое вы­ходное давление осуществляется приставками управ­ления (пилотами) соответственно высокого КВ—2 и низкого КН-2 давления.

Регулятор давления РДУК-2-100 состоит из ре­гулирующего клапана и регулятора управления КН—2, связанного импульсными линиями с газо­проводом после регулятора и с подмембранным прост ранством регулирующего клапана. Через фильтр газ под входным давлением по импульсной трубке пос­тупает на клапан пилота и затем по импульсной трубке в мембранную камеру регулирующего кла­пана. Импульсная трубка имеет дроссель, через ко­торый в газопровод после регулятора сбрасывается избыток газа. Регулируемое давление газа подводит­ся импульсными трубками в надмембранное пространство камер регулятора и пилота.

Подъемная сила мембраны создается разностью давлений газа в под и над мембранной полостях ка­меры. Величина перепада регулируется с помощью пружины пилота. При уменьшении расхода газа давле­ние в газопроводе за регулятором повысится, мем­брана регулятора и клапан пилота, преодолевая усилие пружины, начнут опускаться. Давление под мембра­ной при этом снизится, и основной клапан будет за­крываться, пока проходное сечение его седла не ста­нет достаточным для восстановления первоначального давления газа на выходе.

Многолетний опыт эксплуатации регуляторов РДУК показывает, что их конструкция удовлетворяет предъ­являемым требованиям. Однако эти регуляторы имеют некоторые недостатки: запаздывание в регулировании при быстрых изменениях расходов газа; вероятность возникновения незатухающих колебаний (качки); кон­струкция элемента настройки не всегда позволяет производить быструю наладку регулятора.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector