книги из ГПНТБ / Варанкин, Ю. В. Газовое хозяйство заводов учеб. пособие

Рис. 9.1. Схема заводского ГРП с подачей на него газа среднего или высокого давления:

регистрирующий манометр; / / — указывающий манометр; / / / — расходомер; I V — регистрирующий термометр.

На рис. .9.1 дана одна из распространенных схем ГРП, питающего заводскую газовую сеть через два параллель­ ных универсальных регулятора давления РДУК-2. По­ ступающий на ГРП газ среднего или высокого давления подвергается очистке в волосяном фильтре 1 и затем проходит через измерительную шайбу 2, при помощи которой замеряется общийрасход газа, подаваемого через ГРП.

К фильтру присоединен дифманометр, замеряющий перепад давления в нем и позволяющий наблюдать за загрязнением, фильтра. В момент смены сетки в фильтре или устранения в нем каких-либо неисправностей газ потребителям направляется по обводной линии. Перед диафрагмой ставятся приборы, регистрирующие давле­ ние и температуру, для внесения поправок в показания расходомеров.

По данной схеме (и это бывает очень часто) до по­ ступления газа на редуцирование часть его отбирается к потребителям газа среднего или высокого давления, например на отопительную котельную. Учитывая боль­ шой расход газа на отопительные цели, предохранитель­ ные устройства, так же как и регуляторы давления ото­ пительного газа (в случае, если это требуется), устанав­ ливаются непосредственно в котельной.

Далее газопровод разветвляется на две линии соот­ ветственно числу установленных на данном ГРП регуля­ торов давления 4.

На данной схеме обе линии совершенно самостоя­ тельны, и на каждой из них перед регулятором давления (РД) установлен предохранительный запорный клапан (ПЗК) 3. Назначение этих клапанов нам известно. Им­ пульс — давление после РД — подается к обоим ПЗК от общей линии.

Регуляторы давления могут иметь различную про­ пускную способность. Ниже будет показан порядок их подбора. Желательно только, чтобы тип их был одина­ ков.

Импульсом для автоматической работы РД является изменение давления после него, замеряемое практически в той же точке, откуда берется импульс на предохрани­ тельные запорные клапаны. В изображенном на схеме регуляторе давления импульс передается не непосредст­ венно на РД, а на его командный прибор (пилот) 5, ко-

151

торыі'і пневматически управляет с помощью диафрагмы 6 изменением положения штока и клапана РД.

Назначение мелких газопроводов, указанных на схе­ ме, составляющих как бы обвязку РД и ПЗК, будет рас­ смотрено далее, при изучении конструкции этих элемен­ тов.

На тот случай, если потребуется пропустить газ к по­ требителю, минуя РД (например, при ремонте регулято­ ров), имеется байпасная линия, па которой установлены два запорных органа. Один из них является регулировоч­ ным, а другой при работе байпаса полностью открыва­ ется. На время подачи газа через байпас заданное для потребителей давление газа поддерживается вручную по установленному здесь манометру.

Для сброса избытка газа в линии после РД в атмо­ сферу в моменты чрезмерного повышения давления вследствие несоответствия количества газа, подаваемого регулятором давления, и расхода его потребителями установлен предохранительный сбросной клапан (ПСК) 7. Он сбрасывает в атмосферу избыток газа в то корот­ кое время, пока сам РД автоматически не приведет при­ ход газа в соответствие с его расходом или пока не за­ хлопнется ПЗІ\.

Предохранительные запорные клапаны (иногда обхо­ дятся установкой одного такого клапана на общей линии ГРП после измерительной шайбы) прекращают поступ­ ление газа через ГРП к потребителям только в тех слу­ чаях, когда работа ПСК и РД недостаточна. Поэтому они регулируются на большее давление в газопроводе низкого давления, чем РД и ПСК.

На линии входа газа в ГРП и выхода из него уста­ навливаются продувочные краны 8, через которые перед пуском ГРП в работу осуществляется продувка соответ­ ствующих участков газопровода, расположенных в поме­ щении ГРП.

Ранее указывалось, что порядок расположения ос­ новных элементов ГРП не зависит от вида газа, его дав­ ления и количества, пропускаемого через него газа. От этого зависит лишь выбор самих элементов оборудова­ ния, о чем будет сказано далее. Единственным элемен­ том, положение которого зависит от давления, с каким газ подается на ГРП и от него отводится, являются приборы для замера расхода газа.

152

та_________ _, , . 1000

Рис. 9.2. Расположение оборудования на заводском ГРП.

На рис: 9.2 видна байпасная линия 5, по которой возможно в случае необходимости производить питание потребителей газом, минуя регулятор давления. По схе­ ме можно составить представление и о размерах поме­ щения ГРП, и о расположении в нем элементов оборудо­ вания и основных контрольно-измерительных приборов 7.

§ 9.2. Основные элементы оборудования заводских ГРП

Регуляторы давления (регулирующие клапаны). Назначение регуляторов давления — снижение давления газа до заданного уровня у потребителей и поддержание его постоянным, независимо от колебаний расхода газа и давления перед регулятором.

Регуляторы давления, устанавливаемые на промыш­ ленных предприятиях, делятся на две группы: с команд­ ным прибором (рис. 9.3,6) и без него (рис. 9.3, а). Ре-

импульс

Рис. 9.3. Схемы заводских регуляторов давления.

гуляторы обеих этих групп являются регуляторами пря­ мого действия; кроме этих регуляторов, существуют еще так называемые регуляторы непрямого действия, боль­ шой пропускной способности. Они устанавливаются на ГРС и иногда на очень крупных ГРП. Принцип их рабо­ ты и устройство будут описаны ниже.

155

Врегуляторах без командного прибора (рис. 9.3, а) импульс (изменение давления в газопроводе после РД) передается непосредственно на диафрагму 1, с которой жестко связан шток 2 клапана РД.

Врегуляторах с командным прибором (рис. 9.3, б) командный импульс передается на диафрагму клапана от командного прибора (пилота) 8. Первичный же им­ пульс (изменение давления газа у потребителей) переда­ ется по трубке 5 на диафрагму 6 этого пилота. Клапан

ивсе движущиеся детали пилота обладают малой мас­

сой, во много раз меньшей, чем масса рабочих органов самого РД, малоинерционны и поэтому весьма чувстви­ тельны к любому, даже.незначительному, изменению давления в газопроводе после РД.

Принцип работы РД о пилотом таков: через команд­ ный прибор 8 непрерывно протекает некоторое количе­ ство газа, поступающего в него по трубке 10 через фильтр 12 с высокой стороны перед РД. Пройдя через седло клапана пилота, газ сбрасывается в газопровод после РД по трубкам 2 и 4. Благодаря непрерывности протока газа через пилот увеличивается его безынерционность, как бы постоянная готовность к приему сигна­ ла, а следовательно, и чувствительность.

В некоторых конструкциях РД газ или даже чистый воздух в необходимом количестве подается в командный прибор от независимого источника (компрессора, возду­ ходувки). Это обеспечивает большее постоянство их па­ раметров.

Диафрагма 6 жестко связана со штоком клапана 7, который в большей или меньшей степени прикрывает не­ прерывный проход газа через седло.

В зависимости от степени открытия клапана 7 пилота в точке а давление протекающего газа то уменьшается, то увеличивается, оставаясь всегда больше, чем давление сброса в газопровод. Это и служит командным импуль­ сом, передаваемым на основную диафрагму 13, жестко связанную со штоком регулирующего клапана И.

Чтобы обеспечить свободу движения этой диафрагмы РД, верхняя часть мембранной коробки регулятора так­ же соединена с газопроводом после РД демпферной трубкой 14.

Для смягчения толчков при передаче изменений дав­ ления из точки а под диафрагму 13 на импульсной труб­

156

РД) передается на диафрагму 4, жестко связанную с си­ стемой рычагов, управляющих положением клапана 2. Установка РД на требуемое давление после РД произво­ дится ігатяжением установочной пружины 5 при помощи винта 6. В полости под диафрагмой 4 установлен малень­ кий предохранительный сбросной клапан 3.

Пропускная способность РД зависит от диаметра сменного седла и клапана 2, вида газа (т. е. его удель­ ного веса) и от давления газа перед РД, точнее, от пере­ пада давления перед и за РД и в какой-то степени от то­ го, прямо под клапан или сбоку поступает газ в регуля­ тор.

В табл. 9.1 приведена в качестве примера паспортная характеристика одного .из типов РД.

При рассмотрении этой таблицы следует обратить. внимание на то, что, подбирая соответствующее сечение

158

сменного седла клапана, можно при одном и том же на­ чальном давлении р\ и практически неизменном давле­ нии р2 довольно значительно менять пропускную способ­ ность РД. Так, например, при pj = 100 кПа, заменив седло с диаметром 20 мм на седло с диаметром 25 мм, можно увеличить пропуск газа с 295 до 480 нм3/ч.

Регулятор РД-32М той же конструкции, но имеет меньшие габариты; максимальная его пропускная спо­ собность при 'начальном давлении до 300 кПа не превы­ шает 100 нм3/'Ч.

Обратим внимание также на то, что приведенные табличные (паспортные) данные действительны только для тех параметров и вида газа, при которых проводи­ лись заводские опыты по снятию этих характеристик. Следовательно, для нахождения .в каждом конкретном случае пропускной способности РД в табличные данные необходимо вносить поправки на плотность газа, началь­ ное и конечное давление. Кроме того, надо .иметь в виду, что в паспортных таблицах приводятся значения макси­ мально возможного пропуска газа. Номинальная про­ пускная способность РД обычно составляет около 0,8 максимальной.

Для нахождения так называемой расчетной пропуск­ ной способности выбранного к установке РД с достаточ­ ной точностью можно пользоваться следующей общей расчетной формулой:

где индекс «т» означает паспортные данные о пропускной способности, перепаде давления в РД (А р = р і— р2), удельном весе или плотности р0 и давлении р2 после РД, а без индекса — те же значения в конкретных расчетных условиях. Значения давления перед и за РД подставля­ ются в формулу абсолютные в килопаскалях (или кгс/см2) .

для докритических значении отношения — , т. е. когда

оно меньше двух (— < 2 ).

Рч

Очень часто это отношение превосходит критическое

159