3.7. Подбор оборудования грп
Выбор и поверочный расчет газового оборудования производится для одного из ГРП с наибольшим расходом газа. В результате расчета подбирается регулятор давления, газовый фильтр, узел учета расхода газа, предохранительно-сбросной клапан, предохранительно-сбросной клапан, принимается диаметр обводного канала.
При выборе оборудования учитывается: рабочее давление газа, к которому подключается объект; состав газа, его плотность; потери давления от места подключения до ввода в ГРП, температура эксплуатации оборудования ГРП.
В курсовом проекте для потребителей газа низкого давления возможно предусмотреть установку газорегуляторных пунктов шкафного типа ГРПШ. Подбор и расчет оборудования ГРПШ осуществляется в соответствии с техническими характеристиками. Технические характеристики газорегуляторного пункта ГРПШ-400 приведены в приложении 10 .
Выбор регулятора давления. При определении пропускной способности регулятора определяется располагаемое давление перед регулятором и после него с учетом потерь давления в арматуре, фильтре, узле учета, и предохранительно запорном клапане.
Пропускная способность регулятора определяется по паспортным и справочным данным [6, 15]. Пропускная способность регулятора может определяться по формуле
(30)
где V – расход газа, м3/ч, при t=0 °С Ратм=0,1033 МПа;
f – площадь седла клапана, см2;
a – коэффициент расхода, определяется экспериментально, для регуляторов РДУК, РДБК определяется по таблице 2;
Р1 – абсолютное входное давление газа, МПа;
j – коэффициент, зависит от показателя адиабаты К и от соотношения Р2/Р1, определяется по рисунку 1, где Р2 – абсолютное выходное давление после регулятора, МПа;
r0 – плотность газа при при t=0 °С Ратм=0,1033 МПа.
Таблица 2
Расчетные характеристики регуляторов рдук и рдбк
-
Регулятор
Диаметр седла, мм
Расчетная площадь, см2
Коэффициент расхода, a
РДБК -25
21
2,67
0,66
РДБК-50, РДУК-50
35
8,5
0,6
РДБК-100, РДУК-100
50
13,5
0,6
РДБК-100, РДУК-100
70
32,3
0,5
РДУК-200
105
68,5
0,49
РДУК-200
140
136,0
0,4
Рисунок 5 - График определения коэффициента j в зависимости от Р2/Р1 при К=1,32
Регуляторы давления должны обеспечивать надежную работу в широких диапазонах расхода. Поэтому при подборе регулятора давления необходимо, чтобы коэффициент загрузки (Кз) при максимальном расходе был не более 80 %, при минимальном расходе не менее 10%.
при
максимальном расходе,
при
минимальном расходе
Коэффициент загрузки при максимальном расходе определяется по формуле
(31)
где Vmax – максимальная пропускная способность ГРП, м3/ч, превышающая расчетную нагрузку ГРП на 20%,
V – действительная пропускная способность регулятора при заданных входном и выходном давлениях, м3/ч, определенная по формуле 30.
Коэффициент загрузки при минимальном расходе определяется аналогично.
В паспортных данных регулятора приведена величина расхода газа при значениях входного, выходного давления и плотности газа, которые могут отличаются от расчетных. В таком случае действительная пропускная способность регулятора может быть определена по методике [1, стр.150], [3, стр. 24], [6, стр. 258] либо по формуле
(32)
где Vт – табличная пропускная способность регулятора давления, (приводится в справочнике), м3/ч;
r, r т – плотность газа действительная и при табличных значениях, кг/м3;
j – коэффициент, зависящий от соотношения Р2/Р1, определяется по рисунку 1, где Р2 – действительное абсолютное выходное давление после регулятора, МПа;
j т – коэффициент, зависящий Р2 т /Р1 т, определяется по рисунку 1, где Р2 т – абсолютное выходное давление после регулятора по паспортным данным, МПа;
Р1, Р1т – абсолютное давление газа перед регулятором, МПа, соответственно действительное абсолютное и при табличных условиях.
Выбор фильтра. Пропускная способность фильтра определяется исходя из максимального допустимого перепада давления на его кассете, которое отражается в паспорте на фильтр. Рекомендуются следующие максимальные значения допустимого падения давления на кассете фильтра: сетчатого, висцинового –5000 Па; волосяного – 10000 Па.
Если пропускная способность фильтра при расчетном входном давлении и заданной плотности газа отличается от табличных значений, тогда для пересчета применяется следующая формула
(32)
где Vт – пропускная способность фильтра по табличным данным, м3/ч;
DРт, Р1т, rт –перепад давления, Па, давление газа на входе в фильтр, Па, плотность газа при табличных условиях, кг/м3 (по паспортным данным);
DР, Р– расчетный перепад давления, давление газа на входе, при рабочих условиях, Па.
Выбор предохранительного сбросного клапана (ПСК).
Предназначены для сброса излишков газа в атмосферу при повышении давления. По конструктивному исполнению различают пружинные, гидравлические, пружинно-мембранные клапаны.
Начало срабатывания Р=1,15 Р2max
где Р2max – максимальное рабочее давление на выходе из ГРП,
Если перед регулятором давления установлено предохранительно запорное устройство, тогда количество газа, подлежащее сбросу, составляет
V – пропускная расчетная способность регулятора давления равная максимальной пропускной способности ГРП, м3/ч;
VПСК – количество сбрасываемого газа, м3/ч, может быть определено расчетом в соответствии с «Правилами безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» или с ГОСТ 12.2.085-82, или с достаточной для инженерных расчетов точностью по формуле 30.
Выбор предохранительного запорного клапана.
Выбор предохранительного запорного клапана определяется исходя из параметров газа, проходящего через регулятор давления (максимального давления на входе в регулятор, выходного давления газа из регулятора), а также диаметра входного патрубка в регулятор.
Предохранительный запорный клапан выбирается по паспортным и справочным данным [6, 15]. Верхний предел срабатывания клапана
