Sedak

В результате анализа данных таблицы Б.1 можно определить время достижения давления срабатывания ПСК по выражению:

t = 0,15 Pн (Б.6)

P t

Таким образом, можно сделать вывод, что срабатывание ПСК в ГРПБ будет происходить в любом случае, при допущении неизменного расхода через регулятор давления, за время, зависящее от режима газопотребления.

Для того чтобы объективно оценить вероятность срабатывания ПСК необходимо рассматривать объект управления (газовую сеть) совместно с работой регулятора давления ГРП.

2. Исследование динамики работы газовой сети

Исследование динамики газовой сети проводится на основе ее структурной схемы, приведенной на рис. Б.1. Результатом исследования является определение переходного процесса в сети и времени регулирования на основе известных передаточных функций объекта управления и регулятора с оптимально настроенными параметрами.

Рис. Б.1 – Структурная схема газовой сети:

Рзад – давление задания регулятора; Рн – номинальное давление сети (выходное давление ГРП); U(t) – управляющее воздействие; ε(t) – рассогласование между заданием регулятора и выходным давлением ГРП; Wp(р), Wo(р) – передаточные функции регулятора и объекта, соответственно

Для газовой сети с ПИ-регулятором можно записать эквивалентную передаточную функцию:

Подставляя в уравнение (Б.7) передаточные функции регулятора и объекта (сети) после преобразования, получим:

211

Для того, чтобы получить дифференциальное уравнение переходного процесса достаточно на вход системы управления подать единичный скачок, который в преобразованиях Лапласа имеет вид:

Значения оптимальных параметров настройки типовых регуляторов для объектов с самовыравниванием приведены в табл. Б.2.

Таблица Б.2 - Значения оптимальных параметров настройки регуляторов

Так как регулятор давления РДГ-50 является ПИ-регулятором, принимаем тип переходного процесса – апериодический с минимальным временем регулирования (по табл. Б.2). Тогда значения оптимальных параметров его настройки будут иметь следующие значения:

212

где kр, kо – коэффициенты передачи (усиления) регулятора и объекта (сети), соответственно; То, Тр – постоянная времени объекта и регулятора, соответственно;

τ – время запаздывания объекта, τ=0,1То Отсюда уравнение (2.10) примет следующий вид:

3) Решим данное уравнение с помощью операционного исчисления. Для этого найдем корни знаменателя, представив его в следующем виде:

р(р2 + 3,13р + 1,46) = 0

Данное уравнение имеет 3 корня:

λ1 = 0; λ2 = -0,575; λ3 = -2,555.

Для получения уравнения переходного процесса в области оригиналов разложим выражение (Б.13) на элементарные дроби и осуществим обратный переход Лапласа.

После разложения выражения (Б.13) на элементарные дроби получим:

где С1, С2, С3 – коэффициенты разложения, определяемые по выражению:

Ci = k'((λλi ))

D i , (Б.15)

Здесь k(λi ) - полином числителя выражения (Б.14) при соответствующих корнях уравнения D(р) = 0; D' (λi ) - производная знаменателя выражения (Б.14)

213

Рис. Б.2- Кривые переходных процессов при регулировании давления в газовой сети: tрег - время регулирования давления газа в сети с регулятором давления типа РДГ-50Н; Т – постоянная времени газовой сети поселка; δрег – статическая ошибка регулирования (±2,5% от нового установившегося состояния регулируемого параметра); h(∞) – новое установившееся значение давление газа в сети после нанесения скачкообразного ступенчатого возмущения

Осуществляя обратный переход, получаем уравнение переходного процесса системы газоснабжения с регулятором давления газа РДГ-50, график

Из построенного графика определяем, что при оптимальных параметрах настройки регулятора время регулирования, определяемое моментом входа процесса в зону статической ошибки (2δ = ± 2,5% от h(∞)) составляет tрег ≈ 3 мин. При этом переходной процесс обладает незначительным перерегулированием (динамической ошибкой).

Сопоставляя значения времени регулирования с данными таблицы Б.1, можно сделать вывод, что регулятор обеспечит нормальную работу исследуемой газовой сети без срабатывания ПСК при отключении нагрузки менее 16,92 %, что составляет 220 м3/ч.

214

*- пропускная способность регуляторов типа В,R,A производства "Francel", "Tartarini" указаны при выходном давлении 2кПа

215

Приложение В2. Схемы установок УГШ с домовыми регуляторами

R

F-R

Схемы установок УГШ с одной линией редуцирования и байпасом

F-R

R

216

Приложение В3. Определение пропускной способности (м3/ч) регуляторов

(объемного расхода газа, приведенного к нормальному состоянию)

Определение пропускной способности (м3/ч) регуляторов (объемного расхода газа, приведенного к нормальному состоянию

Рн=0,10132 Мпа, Тн=2930К и плотность газа ρн=0,72 кг/см2) проводится по приближенным формулам или по графикам пропускной способности.

Пропускная способность (м3/ч) при докритическом соотношении давлений

Пропускная способность (м3/ч) при сверхкритическом соотношении давлений

где Q0,1 - наибольшая пропускная способность регулятора при входном давлении Р1 = 0,1 Мпа; Р1, Р2 - абсолютные значения входного и выходного давлений в кгс/см2.

Пропускная способность фильтра должна определяться исходя из максимального допустимого перепада давления на его кассете, что должно быть отражено в паспорте на фильтр.

Количество ПСК и их пропускная способность выбираются в

где Q - количество газа, подлежащего сбросу ПСК в течение часа, м3/ч (при t = 0 °С и Рбар = 0,10132 МПа);

Qd - расчетная пропускная способность регулятора давления, м3/ч (при t = 0 °С