книги из ГПНТБ / Гордюхин, А. И. Эксплуатация и ремонт газовых сетей

в зимнее время он может замерзнуть и разорвать стояк. Но если даже разрыва и не произойдет, то размораживание (отогрев) стояка для удаления конденсата связано с большими трудностя­ ми. Из-за этого в газопроводе может скопиться большое количе­ ство конденсата и прекратится нормальный проход газа. Для предотвращения замерзания конденсата устраивается второй стояк (газовый), назначение которого состоит в том, чтобы про­ тиводавлением газа не давать возможности конденсату подни­ маться по конденсационному стояку к поверхности. Для этого у поверхности земли оба стояка соединяют между собой.

Конструктивное исполнение конденсатосборников высокого давления может быть самым разнообразным. У одних, например, стояки могут быть рядом (параллельно), у других — один в другом (труба в трубе) и т. п. Один из таких конденсатосборни­ ков показан на рис. 22.

3 — кожух (газовый стояк); / — контактная пластина; 5 — ковер; 6 — кран; 7 — отверстие; 8 — электрод заземления.

40

Откачку конденсата из таких конденсатосборников произво­ дят следующим образом. Открывают кран на конденсационном

(уравнительному) стояку прекращается и конденсат выдавли­ вается на поверхность.

*

Компенсаторы

Компенсаторы, устанавливаемые на газопроводах, должны изготовляться по нормалям. Они могут быть гибкими из бесшов­ ных труб и линзовыми. Компенсаторы устанавливают на открыто прокладываемых газопроводах и в местах установки чугунных задвижек после них по ходу газа.

При проектировании и строительстве газопроводов стремят­ ся как можно полнее использовать естественную гибкость труб — самокомпенсацию. Это делается для того, чтобы коли­ чество специально устанавливаемых компенсаторов было мини­ мальным.

Рис. 23. Компенсатор двухлинзовый.

J — полулинза; 2 —рубашка; 3 — патрубок; 4— кронштейн; 5 — тяга; é — гайка; 7 — фланец.

Линзовые компенсаторы (рис. 23) применяют на газопро­ водах с давлением до 6 кгс/см2. Они состоят из последователь­ но включенных в трубопровод линз — волн из стали толщиной 3—5 мм. В зависимости от размера, толщины и внутреннего давления одна волна может деформироваться (удлиняться или укорачиваться) на 5—10 мм. Включение в один компенсатор

41

более 4—6 волн нецелесообразно, так как это приводит к изги­ бу компенсатора относительно оси. На практике наиболее час­ то применяют компенсаторы в 2—3 линзы. К крайним линзам приваривают два отрезка трубы с фланцами для присоедине­ ния к газопроводу. К фланцам приваривают четыре кронштей­ на, с помощью которых компенсатор стягивают болтами для создания зазора при смене арматуры или прокладок.

Для уменьшения потерь давления внутрь компенсатора вставлен кусок трубы (патрубок), диаметр которого соответ­ ствует диаметру основного газопровода. Патрубок приваривают с одной стороны, чтобы не препятствовать подвижности линз.

Для лучшей работы компенсатор при установке целесообраз­ но подвергать предварительной растяжке или сжатию в зависи­ мости от температуры и условий работы газопровода. После монтажа стяжные болты компенсатора обязательно ' должны быть отпущены.

Рис. 24. Установка крапа в мел­ ком колодце на гнутых отводах.

/ — колодец; 2 — крышка; 3 — кран; 4 — гнутый отвод.

Гибкие компенсаторы из цельнотянутых труб бывают П-об- разные и лирообразные. Основным недостатком таких компен­ саторов являются большие габаритные размеры. Это ограничи­ вает их применение на трубопроводах больших диаметров. В практике газоснабжения гнутые компенсаторы получили приме­ нение при установке кранов и задвижек в мелких колодцах (рис. 24).

Контрольные проводники

Контрольные проводники или пункты, устанавливаемые на газопроводах, служат для электрических измерений. Они пред­ ставляют собой изолированные стальные стержни, приваренные

ктрубе и выведенные на поверхность. Верхняя часть контроль-

'ного проводника выводится под ковер. Под ковер также выво­ дится заземлительный электрод сравнения. Наибольшее распро­ странение получили стальные электроды сравнения (рис. 25, а).

Электрод должен заглубляться на ту же глубину, что и газо-

• ' провод, но не касаться его.

Следует, однако, отметить, что стационарными стальными электродами сравнения можно пользоваться не боясь допустить

42

большой ошибки только в первые месяцы после постройки газо­ провода. В дальнейшем применяются переносные электроды, которые забиваются в грунт рядом с контрольным проводником. Дело в том, что стальной электрод в грунте быстро покрывает-

ся ржавчиной и плохо проводит ток, поэтому результаты изме* рений не соответствуют фактическому состоянию газопровода. Чтобы устранить этот недостаток и исключить ошибки при из­ мерениях, в настоящее время начинают пользоваться стацио­ нарными медносульфатными электродами сравнения (рис. 25, б). Контрольные пункты с такими электродами сравнения устанав­ ливают через 500 м.

43

Необходимо иметь в виду, что при измерениях потенциалов с помощью стального и медносульфатного электродов сравне­ ния потенциал будет разный. Если со стальным электродом вольтметр покажет потенциал, равный 0, то с медносульфатным электродом показание вольтметра будет 0,57 в.

При электрических измерениях прибор подключается к конт­ рольному проводнику и заземлительному электроду и таким образом определяется потенциал газопровода, относительно земли.

Конструктивное исполнение ¡контрольных пунктов может быть самым разнообразным. При отсутствии на действующих газопро­ водах специальных контрольных пунктов для электрических измерений могут быть использованы конденсатосборники, обна­

для Электрических измерений был показан на рис. 19. Расстоя­ ние между точками замеров потенциалов газопровода должно быть 200—300 м.

Регуляторы давления

Регуляторы давления являются связующим звеном между сетью высокого (среднего) и низкого давления или высокого и среднего давления. Они предназначены для снижения давления газа и поддержания его на заданном уровне. По принципу дей­ ствия различают регуляторы прямого и непрямого действия.

В регуляторах прямого действия изменение конечного (вы­ ходного) давления создает усилие, необходимое для осущест­ вления регулирования его величины (рис. 26). Основными эле­ ментами этого регулятора является корпус 1, клапан 7 и рабо­ чая мембрана 4. Под действием массы груза 2 и собственной

Рис. 26. Схема регулятора давления прямого действия.

J — корпус регулятора; 2 — груз; 3— дыха­ тельное отверстие; 4 — мембрана (рабо­ чая); 5 — соединительная трубка; 6под­ мембранное пространство; 7 — клапан; 8 — малая мембрана (диафрагма).

массы мембрана вместе с клапаном опускается вниз и образует отверстие для прохода газа, в результате чего после регулято­ ра (клапана) постепенно повышается давление. Это давление по ¿оединительной трубке 5 передается в подмембранное про-

44

странство 6 и оказывает на мембрану действие, обратное дейст­ вию груза и клапана. Мембрана с клапаном опускается до тех пор, пока после регулятора не создастся давление, способное уравновесить заданную нагрузку. При дальнейшем повышении давления за регулятором давление газа начинает преодолевать нагрузку, мембрана поднимается и уменьшает величину откры­ тия клапана. При понижении давления за регулятором, наобо­ рот, мембрана с клапаном начинает опускаться вниз, за счет чего увеличивается проходное отверстие, а вместе с тем увели­ чивается расход газа и повышается давление. Таким образом, изменение выходного давления передается на мембрану, кото­ рая, опускаясь или поднимаясь, больше или меньше открывает проходное отверстие клапана и регулирует выходное давление. Практически давление после регулятора остается постоянным независимо от расхода газа. Колебания регулируемого давления не должны превышать 10% номинальной величины независимо от расхода газа.

У регуляторов непрямого действия изменение конечного (вы­ ходного) давления непосредственно не создает усилий для осу­ ществления процесса регулирования. Оно лишь приводит в дей­ ствие распределительный механизм (командный прибор) для включения источника энергии, при помощи которого осущест­ вляется регулирующее действие. Источником энергии могут служить воздух,или газ высокого давления (пневматические регуляторы), масло или иная жидкость (гидравлические регу­ ляторы) и т. п,-

Регуляторы прямого действия по сравнению с регуляторами непрямого действия отличаются меньшей чувствительностью. Это объясняется тем, что перемещение клапана при изменении расхода начинается только после того, как создается усилие (разность давления на мембрану и действия груза), достаточ­ ное для преодоления сил трения во всех подвижных узлах.

Врезультате регулирование происходит небольшими толчками.

Урегуляторов непрямого действия силы трения преодолеваются за счет постороннего источника энергии и не требуют значи­ тельного изменения усилий на мембрану.

Несмотря на лучшую характеристику регуляторов непрямого действия, в городском газовом хозяйстве большое распростра­ нение получили также регуляторы прямого действия, простые

по конструкции, недорогие и удобные в эксплуатации.

нагрузкой, создаваемой давлением газа. Конструкция отдель­ ных типов регуляторов позволяет производить замену одного вида нагрузки другим. Различают регуляторы также по типу и конструкции дроссельных органов, которыми называют устрой­ ства, при помощи которых регулируется количество протекаю­ щего через них газа. Изменение количества производят дроссе-

45

лированием, т. е. уменьшением или увеличением отверстия, че­ рез которое протекает газ.

Дроссельные органы регуляторов представляют собой отвер­ стия, которые прикрываются заслонками или разного рода кла­ панами. При изменении положения заслонки или клапана изме­ няется 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 ор­

гана.

В качестве дросселей в регуляторах наибольшее распрост­ ранение получили клапаны (рис. 27). Поворотные заслонки, не­ смотря на простоту конструкции, широкого распространения не получили и применяются главным образом на газопроводах низ­ кого давления больших диаметров при малых перепадах. Ос-

Рис. 27. Дроссельные органы регуляторов.

а — поворотная заслонка; б — односедельный клапан; в — двухседель­ ный клапан, К — открытие клапана; Рп — количество протекающего газа

46

новиым недостатком заслонок является негерметичность закры­ тия 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 из-за опасности повы- • шения давления за регуляторами в ночное время, когда резко сокращается расход газа бытовыми потребителями.

Клапаны регуляторов бывают одпоседельные и двухседель­ ные. 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 большинстве своем не обеспечива­ ют герметичности закрытия при отсутствии газоразбора, что яв­ ляется существенным недостатком их. Правилами протечки га­ за в закрытом положении для двухседельных клапанов допус­ кается не более 0,1% номинального расхода, а для односедель­ ных клапанов не допускается вообще. В связи с этим установ­ ка регуляторов с двухседельными клапанами на городских се­ тях нежелательна, а на пунктах, подающих газ в тупиковую сеть для бытовых потребителей, вообще недопустима.

Регуляторные пункты и установки

Регуляторы давления обычно устанавливают в комплекте с другим оборудованием, о котором будет сказано ниже. Если они сооружаются на распределительных сетях городов и других на­ селенных пунктов, а также на территории промышленных, ком­ мунальных и других предприятий и размещаются в специаль­ ных 'помещениях, то такие устройства называют газорегулятор­ ными пунктами. В тех случаях, когда оборудование для регулирования давления размещается непосредственно в поме­ щениях, где расположены газопотребляющие агрегаты (цехи, котельные и т. п.), такие устройства называют газорегуляторны­ ми установками.

Регуляторные пункты и установки помимо регуляторов дав­ ления включают в свой состав следующее оборудование (рис. 28) : фильтр, предохранительный запорный клапан, запорную арматуру (задвижки или краны), обходной газопровод (бай­ пас) и контрольно-измерительные приборы. Кроме того, регу­ ляторные пункты и установки оборудуются предохранительно­ сбросными устройствами (гидрозатворами, сбросными клапа­ нами).

Технологическая схема размещения и действия оборудова­ ния регуляторных пунктов не зависит от начального и конечно­ го давления газа в газопроводах и заключается в следующем.

47

гулятор, где происходит дросселирование давления до заданно­ го уровня. Это давление поддерживается одинаковым вне зави­ симости от количества протекающего газа.

Рис. 28. Схема размещения оборудования регуляторного пункта.

/—задвижка; 2 — фильтр; 3 -- предохранительный запорный кла­ пан; 4 — регулятор давления с пилотом; 5 — обходной газопровод (байпас); б — газовый счетчик.

Предохранительный запорный клапан, который обычно уста­ навливается перед регулятором, имеет назначение прекращать проход газа в сеть низкого давления при повышении давления сверх заданного (при неисправности регулятора). Чтобы предот­ вратить закрытие клапана и выключение регулятора при ненебольшом пропуске газа и повышении давления, включается в работу сбросное приспособление — пружинный клапан или гид­ розатвор.

Величину давления газа до и после регулятора измеряют показывающими и регистрирующими манометрами, обычно раз­

фрагмами с дифференциальными манометрами или ротационны­ ми счетчиками. Чаще всего такие приборы устанавливаются в регуляторных пунктах промышленных и коммунальных пред­ приятий.

Регулятор давления вместе с перечисленным оборудованием имеет обходной газопровод (байпас), по которому подается газ в случае выключения оборудования. При этом регулирование давления производится вручную, с помощью задвижек на бай­ пасе.

Чаще всего ГРП служат для питания газом сетей низкого давления отдельных районов или поселков и их называют рай­ онными. Если регуляторный пункт служит для снижения вы­ сокого давления на среднее для городских газопроводов, то та­ кой пункт называют головным (ГГРП). Для снабжения газом

48

отдельных домов, а также небольших коммунальных и промыш­ ленных потребителей часто регуляторы с оборудованием разме­ щают в специальных шкафах (рис. 29). Такие регуляторные пункты получили название шкафных (ШРП).

Рис. 29. Шкафной регуляторный пункт.

ö — внешний вид; б — схема оборудования. 1 — фильтр; 2— предохранительный запорный клапан; 3 — регулятор давления; 4 — пружинный сбросной клапан; 5 — запорное устройство.

Различают регуляторные пункты одноступенчатые и двух­ ступенчатые, а также одинарные, сдвоенные и строенные. В од­ ноступенчатых пунктах давление снижается один раз, например с высокого на среднее или со среднего на низкое. В двухступен­ чатых дважды: с высокого па среднее и со среднего на низкое. Двухступенчатое снижение практикуется, в целях безопасности,

ных или строенных — по два или три однотипных, параллель­ но работающих регулятора. Обычно к параллельной установке нескольких регуляторов прибегают в тех случаях, когда пропу­ скная способность одного регулятора недостаточна. Следует,