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

На рис. 9.5 показано устройство одного .из регулято­ ров давления с командным прибором (схема которого была дана на рис. 9.3,6). В данном случае представлен универсальный регулятор давления РДУК-2 конструкции инж. Казанцева с командным прибором КН-2-00 его же конструкции.

Особенностью конструкции этих регуляторов является вынесение вниз мембранной коробки регулятора, что де­ лает легко доступными для осмотра и ремонта клапан 3 гг седло РД. Для этого, не снимая корпуса довольно гро­ моздкого РД, достаточно вынуть установленную сверху коробку фильтра 2.

Командный прибор 1, представляющий совершенно

160

самостоятельный аппарат, компактно примыкает сбоку к корпусу РД. Установочная пружина 4 пилота (рис. 9.5, в), служащая для настройки регулятора на заданное давление «после себя», также расположена снизу, что делает легко доступным осмотр и клапана, и седла пило­ та. Имеющаяся сверху пружина 5 служит только для смягчения движения клапана при его перемещении под действием изгибающейся вверх или вниз мембраны пилота.

Регуляторы давления РДУК-2 изготавливаются трех типоразмеров: РДУК-2-50; РДУК-2-100 и РДУК-2-200- соответственно диаметрам условных проходов (50, 100, 200 мм). Основные габаритные размеры этих регуляторов приведены в табл. 9.2.

По сравнению с габаритами и весом регуляторов дав­ ления других, более старых, конструкций регуляторы РДУК-2 отличаются сокращением веса и соответственно размеров почти в 2 раза.

Характеристика всех трех типоразмеров этих регуля­ торов приведена в табл. 9.3.

Приведенные в таблице данные о Ѵт соответствуют следующим табличным параметрам: плотность газа (Ро) т =0,73 кг/нм3; абсолютное давление за регулятором (/?г)т =Ю 1 кПа (1,01 кгс/см2); перепад давления в регу­ ляторе (А р)г — 100 кПа (1 кгс/см2).

При других параметрах пропускная способность регу­ ляторов может быть меньше или больше паспортной (табличной). Расчетная пропускная способность выбран­ ного клапана в этом случае подсчитывается (в нм3/ч) по формуле (9.1) пли (9.2).

При рассмотрении табл. 9.3 видно, что сменой клапа­ на (и седла) у регуляторов РДУК-2-100 и РДУК-2-200 можно почти в 2 раза изменить их пропускную способ­ ность. Желаемые пределы регулируемого давления «пос­ ле себя» устанавливаются выбором командного прибора КН-2-00чили КВ-2-00 (низкого или высокого давления).

Таблица 9.3

Паспортные (табличные) данные универсального регулятора РДУК-2

Пилот КВ-2-00 может обеспечить работу РД с конечным средним или высоким давлением. Для этого его устано­ вочная пружина изготавливается из проволоки диамет­ ром 5 либо 6 мм.

Давление газа на входе для РДУК-2-100 и РДУК-2- 200 допускается 1200 кПа (12 кгс/см2), а для РДУК-2-50—

Пропускная способность трех типоразмеров регулято­ ров РДУК-2 весьма широкого диапазона — от сотен-до 12 тыс. нм3/ч газа; они могут быть установлены на лю­ бое задаваемое давление газа «после себя» в интервале от 0,5 (50 мм вод. ст.) до 600 кПа (6 кгс/см2) с подбо­ ром соответствующего типа пилота и его установочной пружины. Поэтому они действительно являются универ­ сальными регуляторами и получили в настоящее время

162

преимущественное распространение в системах завод­ ского газоснабжения.

Регуляторы с командным прибором обеспечивают вполне достаточную для промышленных предприятий устойчивость давления у потребителей. Отклонение дав­ ления «после себя» от установленного уровня, как пока­ зывает практика, обычно не превышает ±5% при работе регулятора в нормальном режиме.

Нормальным режимом, в частности для регуляторов РДУК-2, является: нижний предел нагрузки — 10% максимальной паспортной пропускной способности и верхний — 80—85%• При нагрузке вне указанных преде­ лов регуляторы не обеспечивают заводской гарантии, но, как показала практика, работают все еще достаточно устойчиво. Это следует учитывать при подборе типораз­ мера и количества регуляторов для установки на газо­ регулирующих пунктах.

■Выше указывалось, что при очень больших расходах газа приходится ставить пневматические или гидравли­ ческие регуляторы непрямого действия.

На рис. 9.6 изображена принципиальная схема одного из таких

04-МСС. Регулирующее его устройство состоит из четырех элемен­ тов: импульсного прибора /, воспринимающего основной импульс регулирования (изменение давления газа в газопроводе после РД), самого регулирующего клапана IV, командного прибора III, управ­ ляющего изменением положения исполнительного органа (регулиру­ ющего клан на), и изодромиэго прибора обратной связи И, предна­ значенного для устранения так называемой перерегулировки («ка­ чания» регулируемого давления).

Принцип работы этого устройства следующий. Командная среда (газ или воздух) под давлением 200—1000 кПа (2—10 кгс/см2) по­ ступает через впускное сопло 14 в командный прибор III и, пройдя дроссель 13 и камеру 12, сбрасывается в атмосферу через выходное сопло 16 и через калиброванное сопло 11.

Сам командный прибор разделен на две полости концентрически установленными в нем двумя сильфонами 18 (гармоииковой мем­ браной, представляющей собою гофрированные, сделанные из мяг­ кого металла упругие стаканы). Через нижнюю (внутреннюю) по­ лость командное давление (импульс изменения давления в команд­ ном приборе) передается по трубке 19 в мембранную камепу основ­ ного регулятора, являющегося исполнительным органом. Изменение этого командного давления происходит в зависимости от степени открытия сбросного сопла 11 и впускного сопла 14.

Сбросное сопло прикрывается дроссельной заслонкой 10, кото­ рая связана с механизмом полой спиральной пружины /, являю­ щейся тем импульсным прибором I, который воспринимает измене-

163

пне давления газа в газопроводе после РД. При повышении давле­ ния в этом газопроводе (например, вследствие уменьшения потреб­ ления газа) пружина / немного раскручивается, стрелка 2 (она же является п стрелкой прибора, регистрирующего изменение давления после РД) отклоняет заслонку 10, увеличивая сброс командного газа в атмосферу.

Рис. 9.6. Принципиальная схема пневматического регулятора давления непрямого действия типа 04-МСТМ-410.

Так как проходное сечение дросселя 13 в несколько раз меньше сеченид сопла 11, то давление в полости 12 уменьшается, сильфоны 18 расправляются вверх и клапан 17 под действием пружины 15 при­ крывает входное сопло 14. При этом увеличивается сброс газа в атмосферу через сопло 16. Командное давление уменьшается, усилие на мембрану 21 сверху ослабляется, и под действием пружины 20 регулирующий клапан 22 частично прикрывается, уменьшая поступ­ ление газа к потребителям.

Однако при этом может происходить перерегулировка (когда клапан чрезмерно прикрывает проход газа), вследствие которой

164

образуется непрерывное и довольно сильное «качание> давления газа у потребителей. Для устранения этого регулятор и снабжается упругой обратной связью в виде изодромного устройства //. Этот элемент регулирующей системы состоит из двух пар сильфонов' 4, концентрически вставленных друг в друга. Между ними налита вяз­ кая жидкость (толуол). Полости, наполненные толуолом, соединены друг с другом, и на соединительной трубке 5 имеется игольчатый вентиль 6 для подрегулировки. Оба внутренних сильфона 8 жестко связаны со штоком 7 и с заслонкой 10.

При повышении давления после РД вследствие работы команд­ ного прибора, как мы знаем, уменьшается командное давление, и регулировочный клапан прикрывается. Уменьшение командного дав­ ления передается в левую, сильфонную камеру 9. Так как теперь здесь давление будет меньше, чем в правой сильфонной камере, то правые сильфоны под давлением пружины 3 сожмутся и передвинутшток 7 влево, одновременно выдавливая часть толуола в левую, камеру. Заслонка 10, работая как рычаг около упругой точки опоры, несколько прикроет сбросное сопло 11, повышая этим давление в верхней полости 12 командного прибора. Тем самым оказывается обратное, корректирующее, действие на работу командного прибора, что предотвращает плн во всяком случае уменьшает перерегули­ ровку.

По мере того как толуол, перетекая из правой сильфонной ка­ меры в левую, восстанавливает первоначальное положение сильфо­ на 8, заслонка 10 отодвигается от сопла.

■Все это сложное на схеме регулирующее устройство в действи­ тельности весьма малогабаритно и вписывается в корпус одного стандартного дискового самопишущего прибора (диаметр корпуса менее 380 мм). Стрелка его 2 управляет дроссельной заслонкой 10, одновременно вычерчивая .на диаграмме кривую изменения давления после РД.

Такие регуляторы непрямого действия изготавлива­ ются разных типов для установки на линиях с высоким давлением и могут применяться на ГРС или в системах газоснабжения промышленных предприятий, производя­ щих или расходующих в час сотни тысяч нормальных кубических метров газа.

Фильтры. Устанавливаемые на заводском ГРП фильт­ ры предназначены для дополнительной очистки посту­ пающего, с ГРС газа от механических примесей. Наи­ более часто используются фильтры волосяные с диамет­ ром штуцеров от 80 до 300 мм. Кроме того, имеются еще и сетчатые фильтры, предназначенные для малых расхо­ дов газа и давления (до 300 кПа, или 3 кгс/см2, с расхо­ дом газа до 1000 нм3/ч).

Конструкция одного из сетчатых фильтров (типа ФГ-32) показана на рис. 9.7. Изготавливаются они для газопроводов диаметром 32, 40 и 50 мм и крепятся на

165

резьбе. Улавливание механических примесей осуществля­ ется надетой на обойму 1 латунной сеткой с живым се­ чением 25—30%-. Обойма легко вынимается при отвинчи­ вании крышки 2. Прочность сетки рассчитана на 5 кПа (500 мм вод. ст.). Большего перепадаѵдавления в сетча­ тых фильтрах во время их эксплуатации допускать нельзя.

При чистом состоянии сетчатого ф.ильтра сопротивле­ ние его не должно быть более 2,5—3 кПа (250—300 мм вод. ст.).

Чтобы судить о степени загрязнения фильтра и о не­ обходимости очистки сетки, следует замерять перепад давления в фильтре. Для этой цели ставятся жидкостные U-образные или пружинные манометры.

Разновидностью сетчатого фильтра является так на­ зываемый фильтр-ревизия (рис. 9.8). Эти фильтры пред­

1 66

назначены для установки в ГРП на газопроводах низко­ го давления в комплекте с газовыми ротационными счет­

рочные паспортные данные о его размере и весе приведе­ ны в табл. 9.4.

Рис. 9.9. Фильтр с волосяной набивкой (волосяной фильтр).

Как видно из табл. 9.4, фильтры больших размеров весят более 100 кг, и поэтому снятие их для ревизии за­ труднительно. Круглая кассета а состоит из двух сеток,

167

между которыми набит конский волос. Кассета с загряз­ ненной сеткой легко вынимается и заменяется чистой. На период замены сеток подача газа переводится на байпас.

Фипотры By =ö2 ', 90,50 ; 8 0 ; /00 У н м ф

Ф и п ь т р ы B y = /5 0 ; 2 0 0 ; ЗОО V, н м ^ /ч

Рис. 9.10. График значений сопротивления чистых фильтров Паспортные характеристики (Д р,|,)т= /(К, Д.).

168

■фильтров во время их эксплуатации не должно превы­ шать этой 'величины. После установки чистой сетки оно должно быть 5—6 кПа (500—600 мм вод. ст.), слишком малый перепад давления в чистом фильтре указывает на его 'несоответствие расходу газа. Это экономически неоп­ равданно.

Характеристики волосяных и сетчатых фильтров, сня­ тые экспериментально в заводских условиях, приведены на рис. 9.10. На графике приводятся потери давления в

(1 кгс/см2). Иногда паспортные характеристики фильт­ ров даются при других параметрах газа.

В действительности плотность газа и давление в газопроводе после фильтра могут быть совсем иными, чем в паспортных характеристиках. Для определения сопротивления этих фильтров А в действительных — расчетных — условиях надо пользоваться формулой (9.1), которая в данном случае будет иметь следующий вид:

Индекс «т» в этой формуле означает паспортные значе­ ния плотности и давления после фильтра .и часового расхода газа, а без индекса — действительные, расчет­ ные значения. Давление измеряется в абсолютных кило­ паскалях (или кгс/см2). Часовой расход газа приведен, к нормальным условиям.

При подборе фильтра расчетный перепад давления, определяемый по формуле (9.3), не должен превышать 0,5—0,6 максимально допустимого по механической проч­ ности. Для волосяных фильтров он составит 5—6 кПа (500—-600 мм вод. ст.) и для сетчатых — 2,5—3 кПа (250—300 мм вод. ст.). Практически на ГРП часто ста­ вят два параллельных волосяных фильтра.

Выбирать фильтры завышенных іразмеров не следует из соображений экономических.

Помимо фильтров ФГ, показанных на рис. 9.9, суще­

169