книги из ГПНТБ / Чепель В.М. Сжигание газов в топках котлов и печей и обслуживание газового хозяйства предприятий

автоматически регулируют давление протекающего через них газа и поддерживают после регулятора давление газа постоянным

(рис. 40), применяемый на давлении газа при входе до 3 атпм\ регулируемое давление на выходе до 40—200 мм. вод. ст.

Рис. 40. Регулятор давления прямого действия с односе­ дельным клапаном:

Основной частью регулятора является мембрана, делящая ре­ гулятор на две части, — нижнюю, где находится клапанное устройство, регулирующее приток газа, и верхнюю, в которой помещается груз, лежащий на мембране в ее центре. Мембрана представляет собой металлическую круглую коробку в виде чаши, соединенную с кожаной круговой манжетой, которая своей наружной частью прикреплена к неподвижной обечайке, закре­ пленной во фланце, соединяющем нижнюю и верхнюю половины корпуса регулятора.

Под действием веса груза мембрана прогибается вниз и через шарнирное соединение, которым она связана с клапаном регуля­

90 Глава I V

тора, открывает его, давая проход газу в регулятор, в объеме кото­ рого газ распшряется и понижает свое давление до заданного. При уменьшении расхода газа после регулятора (например, при умень­ шении подачи газа в горелки), давление газа под мембраной будет увеличиваться и заставит ее вместе с грузом подниматься вверх. При этом будет прикрываться регулируемое клапаном отверстие, через которое газ поступает в регулятор, чем и будет достигнуто поддержание давления газа на заданном уровне.

Отсюда следует, что величина давления газа после регулятора будет зависеть от веса груза, находящегося на мембране: ч е м б о л ь ш е б у д е т в е с г р у з а , т е м б о л ь ш е д а в л е ­ н и е г а з а б у д е т п о д д е р ж и в а т ь с я п о с л е р е ­ г у л я т о р а и н а о б о р о т . Груз добавляется в регулятор или снимается с мембраны через верхнюю его крышку, которая во время работы регулятора должна быть положена на паронитовую промасленную прокладку и плотно закрыта. Это необхо­ димо для того, чтобы мембрана регулятора поднималась и опуска­ лась плавно, отчего зависит его исправная работа. Плавность достигается тем, что воздух, находящийся над мембраной, может выходить из регулятора при движении мембраны вверх и входить

отверстие диаметром 2—3 мм, находящееся в крышке регулятора. Над этим отверстием устанавливается «дыхательная» трубка, выводимая в атмосферу. Кожаная манжета мембраны делается из тонкой (1,2—1,5 мм) кожи хлебной козлины или опойка вы­ сокого качества. Для того чтобы манжета была эластичной, быстро не изнашивалась и не пропускала газ, она должна быть хорошо прожирована в смазке, состоящей из смеси касторового масла с вазелиновым. Кроме кожи, манжеты регуляторов изготавли­ ваются из специальной прорезпнеииой ткани и резин, не разъ­ едаемых газами (они прожировки не требуют). У некоторых ре­ гуляторов мембраны бывают снабжены специальным предохра­ нительным клапаном для пропуска газа через мембрану в случае, если давление газа под ней повысится настолько, что будет угро­ жать ее целости. Отвод газа из регулятора в атмосферу в та­ ком случае или в случае разрыва мембраны в верхней части регу­ лятора над калиброванным отверстием происходит через «дыха­

тельную трубку».

«Дыхательная трубка» имеет размеры 3/8, 1li и УГ'прн диаметре входных патрубков регулятора соответственно в 50, 100, 300 мм и более. Если же мембрана регулятора имеет в себе специальный предохранительный клапан, пропускающий через нее газ в слу­ чаях повышения его давления под мембраной выше допустимого, то диаметры «дыхательных» трубок для указанных выше размеров регуляторов должны быть соответственно г1ъ, 3U и 1". Дыхатель­

ные трубки выводятся в атмосферу коротким путем, по возмож­ ности без лишних изгибов и в соответствии с требованиями, пред­ усмотренными для вывода продувочных .свечей, о чем будет сказано ниже. Пропускная способность регуляторов типа, ука­ занного па рис. 40, при диаметре входного патрубка от 80 до 300 мм составляет от 150 до 3500 нм3 газа в час.

В работе указанного регулятора могут быть следующие непо­ ладки.

1. Разрыв мембраны регулятора. В этом случае газ из под­ мембранного пространства прорвется выше, отчего давление по обе стороны мембраны выравняется, и мембрана под действием собственного веса и веса груза опустится и откроет регуляторный клапан полностью. При этом давление газа на выходе резко возрастет и может стать таким же, как на входе в регулятор.

2.Заедание штока и рычагов регулятора приводит к неплот­ ному закрытию клапана, отчего при уменьшении расхода газа давление его на выходе может повыситься до недопустимой вели­ чины.

3.Клапан регулятора неплотно прилегает к седлу вследствие его износа, образования раковин, царапин на клапане или седле, попадания под клапан пыли, ржавчины и т. п. В этом случае при малых расходах газа давление его на выходе из регулятора повы­ шается выше допустимого. При остановке регулятора неплот­ ность клапана и заДвижки перед ним приведет к разрыву мем­ браны регулятора, так как давление под ней будет возрастать. Поэтому на время остановки станции, особенно на короткие перерывы, задвижку за регулятором и продувочную свечу сле­ дует оставлять открытыми, если мембрана регулятора не имеет

своего предохранительного клапана или сразу за регулятором не установлен предохранительный гидрозатвор.

Для устранения указанных выше неполадок в работе регуля­ тора ои должен быть немедленно остановлен, а работа PG пере­ ведена на байпас.

Кроме регуляторов прямого действия, в которых, как мы ви­ дели, регулируемое давление действует прямо на мембрану и уравновешивает вес груза (у некоторых регуляторов — давление пружины), имеются регуляторы непрямого действия (рис. 41). В таких регуляторах изменение регулируемого давления газа, вызванное изменением его расхода, передается на мембрану регу­ лятора через прибор управления, называемый командным прибо­ ром, или пилотом.

Пилотные регуляторы применяются для понижения давления газа с высокого на среднее или со среднего па пониженное среднее (0,1—1 ати). Большим достоинством этих регуляторов является легкость изменения регулируемого давления газа после регуля­ тора. Для этого изменяют натяжение пружины мебраны пилота 9

Рис. 41, Пилотный регулятор РДС:

при помощи вращения его регулирующего винта 10. При вращении его по часовой стрелке пружина пилота сжимается, регулируемое давление станет больше, и, наоборот, при вращении винта в обрат­ ную сторону пружина разжимается и регулируемое давление уменьшится. Когда регулятор не работает, пружина пилота должна быть полностью ослаблена.

Основная мембрана регулятора 2, связанная с клапаном 1, ре­ гулирующим проход газа через регулятор, изготавливается из нескольких слоев кожи или прорезиненной материи, склеенных

уплотнения из газостойкой резины и плотности клапана при закрытии.

Работа регулятора происходит.следующим образом: при умень­ шении расхода газа потребителями давление его после регулятора повысится и благодаря импульсной трубке 11 повысится под мембраиой пилота и заставит ее подняться вверх, сжав пружину пи­ лота. Золотник 7, находящийся ниже мембраны пилота и связан­ ный с нею, действием своей пружины тоже переместится вверх и при помощи перепускной трубки 12 и трубки начального давле­ ния 14 соединит пространство над мембраной с входным патрубком регулятора, где газ находится под первоначальным давлением. Давление газа на мембрану 2 сверху станет увеличиваться и за­ ставит ее опускаться и уменьшать открытие связанного с нею регулирующего клапана i, что и вызовет сокращение количества гаэа, проходящего через регулятор. Наоборот, при увеличении расхода газа потребителями давление газа за регулятором начнет падать и благодаря импульсной трубке вызовет падение давления и под мембраной пилота, отчего последняя под действием своей пружины опустится и.передвинет золотник вниз. При этом золот­ ник закроет доступ газа начального давления по трубке и откроет расположенное над ним отверстие, соединив этим надмембранную полость регулятора через перепускную трубку 12 и трубку сброса 13 с пространством после клапана регулятора, где давление газа понизилось.

Следовательно, давление газа над мембраной тоже уменьшится, и мембрана под действием газа, поступающего в надмембранную - полость через отверстие 6, начнет, подниматься и этим откроет больше клапан регулятора, что увеличит подачу газа через него.

Для того чтобы давление газа после регулятора при резком изменении расхода газа изменялось плавно и детали регулятора работали спокойно, без рывков, шток мембраны, соединяющий ее с изогнутым рычагом клапана, снабжен разгрузочной мембра­ ной 5, воспринимающей толчки изменяющегося давления газа. Кроме того, протекание газа к основной мембране и от нее проис­ ходит с торможением вследствие того, что отверстие под мембраной

и отверстие в перепускной трубке над мембраной являются ка­ либрованными.

Унекоторых регуляторов величина калиброванного отверстия

вперепускной трубке может регулироваться при помощи спе­ циального игольчатого клапана, чем и достигается необходимая плавность работы регулятора.

Указанный на рис. 41 регулятор типа РДС (регулятор давле­ ния стационарный) может устанавливаться для снижения давле­ ния газа с высокого (до 12 сипм) иа среднее и низкое давление газа, в зависимости от размеров пружин и мембраны пилота, которые могут заменяться. Пропускная способность пилотных

регуляторов при диаметрах их входных патрубков от 150 до 300 мм и в зависимости от перепада давления составляет от 2000 до 20 000 нм* газа в час.

В работе пилотных регуляторов могут быть следующие не­ поладки.

1.Разрыв основной мембраны регулятора. В этом случае давление газа в подмембранной и надмембранной полостях срав­ няется, мембрана опустится, клапан закроется и прекратит по­ дачу газа. Следовательно, давление за регулятором упадет до нуля.

2.Разрыв мембраны пилота. В таком случае мембрана пилота

изолотник опустятся и вход газа из трубки 14 в падмембранную полость основной мембраны будет закрыт. Давление газа в над­ мембранной полостн благодаря ее соединению через трубки 12 и 13 с расходной стороной регулятора п о н и з и т с я , мембрана регу­ лятора поднимется и может полностью открыть клапан, и давле­ ние за регулятором поднимется выше допустимого.

3.Поломка пружины пилота. В этом случае мембрану пилота

изолотника выжмет давлением газа вверх. Давление в надмем­ бранной полости о с н о в н о й мембраны резко возрастет, она опу­ стится, закроет регулирующий клапан, и подача газа прекратится.

4.Засорение калиброванного отверстия в трубке 12. В этом случае, если надмембранная полость будет неплотной, то давле­ ние в ней понизится, мембрана под действием давления газа снизу поднимется вверх и откроет регулирующий клапан, отчего да­ вление за регулятором может сильно повыситься. Если же иадмембранная полость будет абсолютно плотной и давление в ней будет держаться постоянным, то мембрана и регуляторный кла­ пан задержатся в одном положении, в результате чего давление за регулятором, в зависимости от расхода газа, может и подняться

ипонизиться до недопустимой величины.

5.Засорение калиброванного отверстия 6. В этом случае, если подмембранная полость будет неплотна, давление в ней понизится, мембрана опустится и клапан закроет проход для газа; давление за регулятором упадет до нуля. Если же подмембранное прост-

ранство окажется плотным, мембрана и клапан задержатся в од­ ном положении, отчего регулируемое давление газа может, в за­ висимости от расхода газа, подняться или упасть до недопустимых пределов.

6.Заедание в системе рычажной передачи регулирующего клапана. В таком случае клапан может плотно не закрываться и при малом расходе газа или остановке регулятора давление за ним повысится до недопустимых размеров.

7.Износ мягкого уплотнения регулирующего клапана. Кла­ пан не будет плотио прилегать и начнет пропускать газ, отчего давление газа за регулятором может недопустимо повыситься.

При наличии перечисленных выше неисправностей в работе

регулятора он должен быть немедленно остановлен на ремонт,

аработа PC должна производиться по байпасной линии.

Вустановках с небольшим расходом газа для снижения его давления с высокого или среднего на поиижеиное среднее или низкое применяются регуляторы типа РД конструкции института «Мосподземпроект» и их измененная конструкция института «Ленгипроинжпроект» (рис. 42), в которой внутренний импульсный

штуцер заменен наружным, что повысило устойчивость работы регулятора и его пропускную способность.

Литой корпус регулятора состоит из двух частей: основания и крышки, между которыми закреплена мембрана 3 из протести­ рованного полотна.

Сверху на мембрану действует пружина 4, нажатие которой регулируется винтом 8, перемещающимся по резьбе внутри ста­ кана крышки регулятора. Нижняя часть мембраны при помощи коленчатого рычага 5 связана со штоком 6 тарелки 7 регулирую­ щего клапана, имеющего устройство, подобное вентилю. Тарелка клапана имеет прокладку из газостойкой резины, которой и прижимается к седлу клапана, выполненному из нержавеющей стали, обеспечивая при закрытии необходимую плотность. Газ высокого давления поступает в регулирующий клапан регулятора снизу и, проходя через узкое отверстие между седлом и тарелкой клапана, дросселируется,, т- е. «мнется», а затем, расширяясь, снижает свое давление. Такое же давление благодаря импульсной трубке 2 создается и под мембраной, уравновешивая давление пружины. При увеличении расхода газа давление его за регуля­ тором, а значит и под мембраной начнет снижаться, в результате чего мембрана под действием пружины опустится и через рычаг оттянет тарелку клапана от седла 1, увеличивая этим подачу газа.

Наоборот, при уменьшении расхода газа на горелки давление его после регулятора и под мембраной повысится, и мембрана, сжимая пружину, начнет подниматься, прикроет клапан и умень­ шит поступление газа. Таким образом, давление газа за регуля­ тором будет зависеть от степени нажатия пружины на мембрану,

осуществляемого при помощи винта. Чем больше будет это нажа­ тие, тем большее давление газа потребуется для поднятия мем­ браны, больше станет давление газа за регулятором. Виит пру­ жины регулятора закрывается пробкой, ввертываемой на резьбе, которая при необходимости пломбируется.

Регуляторы РД изготавливаются 4 типоразмеров. Наиболь­ ший из них РД-50 с наружным импульсным штуцером имеет максимальную пропускную способность до 400 нм3/час. Пропуск-

Рпс. 42. Регулятор давления типа РД-50 с наружным импульсным штуце­ ром:

1 — седло клапана; 2 — наружный импульсный штуцер; з — мембрана; i — пружина мембраны; S — коленчатый рычаг; в — шток; 7 — регулирующий клапан; S.— регули­ рующий винт; 9 — канал к дыхательной трубке; 10 — штифт, на месте внутренней им­ пульсной трубки.

ная способность регуляторов РД зависит от величины проход­ ных отверстий в седлах регулирующих клапанов, изготавливае­ мых для регуляторов РД-50 с диаметром 13, 19 и 25 мм. Диаметр подводящего газопровода регуляторов РД-50 равен 2".

Для установок с небольшим расходом газа до 100—200 м я/час, работа которых желательна на среднем давлении газа, институ­ том «Ленгипроинжпроект» разработана конструкция пилотного регулятора среднего давления РСД-50 на базе основных узлов ре­ гуляторов РД-50, позволяющая использовать эти регуляторы для снижения давления [газа с 3 до 0,1—0,8 ати. В регуляторе

газа.

При уменьшении расхода газа происходит наоборот: давление газа под мембраной повышается, и она, поднимаясь, прикры­ вает клапан, уменьшая подачу газа; при этом избыток газа над мембраной сбрасывается через дроссельный клапан 9 в газопро­ вод конечного давления. Величина конечного давления газа за регулятором будет тем больше, чем больше будет сжата пру­ жина . пилота.

П р е д о х р а н и т е л ь н ы е у с т р о й с т в а

Предохранительные устройства PC состоят из выхлопного гидрозатвора, две конструкции которого представлены на рис. 44, и предохранительного запорного клапана (рис. 45).

Рис. 44. Схемы предохранительных гидравлических затворов:

а — водяной гидрозатвор: б — ртутный гидрозатвор:

1— штуцер входа газа; г — штуцер выхода газа; з —уровни жидкости; 4 — водоукавательное стекло.

При повышении давления газа за регулятором, которое может быть вызвано неисправностью регулятора (разрыв мембраны, выход из строя пилота, засорение импульсных трубок и йр.), выхлопной гидрозатвор выпускает избыток газа в атмосферу, и, если давление газа будет повышаться, предохранительный запорный клапан должен прекратить совсем доступ газа в регу­ лятор.

Выхлопные гидрозатворы бывают различных конструкций и могут заливаться водой, глицерином и ртутью. Представленный