Регулирование давления газа

Для поддержания давления на заданном уровне на ГРС устанавливаются автоматические регуляторы. По способу действия они делятся на регуляторы прямого и непрямого действия.

Регуляторы состоят из регулирующего клапана, чувствительного и управляющего элементов.

На ГРС широко применяются пневматические изодромные регуляторы 04-МСТМ-410 и пропорциональные регуляторы типа РД в комплекте с мембранными регулирующими клапанами.

Регуляторы типа РД просты по конструкции, надежны в работе, устойчивы против внутреннего обмерзания и засорения сопла. Пропорциональный закон регулирования в приборе достигается за счет пропорционального перемещения заслонки относительно сопла.

Схема регулятора представлена на рис. 8.26. Работа регулятора основана на использовании деформации одновитковой пружины, которая при раскручивании воздействует на пневматическую систему. Манометрическая пружина 3 является чувствительным элементом измерительного устройства. В регуляторе имеется также механизм ручного задатчика 4 и механизм пневматического преобразования.

Рис. 8.26. Пневматический регулятор давления типа РД.

1 — дроссель; 2 — подвижный упор; 3— манометрическая пружина; 4 — задатчик;

5 — заслонка; 6 — сопло; 7 — ось; 8 — плата.

Работа регулятора протекает следующим образом. Увеличение или уменьшение регулируемого давления вызывает перемещение вправо или влево свободного конца манометрической пружины, что приводит к перемещению заслонки 5 относительно сопла 6. При этом заслонка поворачивается вокруг передвижной оси 7 и прижимается к соплу при помощи пружины. К соплу 6 подводится сухой очищенный воздух или газ с давлением 1,2— 1,4кгс/см² после редуктора (редуктор и фильтр поставляются комплектно с регулятором). Расход воздуха (газа) на один регулятор составляет примерно 0,5—0,7 м³/ч). Давление воздуха (газа), поступающего к регулирующему клапану, увеличивается при закрытии заслонки и уменьшается при открытии ее. Задатчиком 4 устанавливается то давление, которое должен поддерживать регулятор.

Диапазон регулирования (пропорциональности) устанавливается путем изменения положения оси 7 в прорези платы 8, на которой также закрепляется сопло. При перемещении оси вверх чувстви­тельность регулятора повышается, при дви­жении оси вниз — чувствительность уменьшается (предел пропорциональности увели­чивается). Для регуляторов типа РД предел пропорциональности составляет 3—5%. Давление воздуха (газа) перед соплом и выходное давление контролируются двумя манометрами. Поскольку регулятор выпускается бесшкальным, то для удобства его настройки на ГРС обычно устанавливают вблизи регулятора манометр, по которому контролируют величину регулируемого давления. Регулятор может быть построен как на прямое, так и на обратное действие. На рис. 8.26 изображена принципиальная схема регулятора, работающего на режиме прямого действия (повышение давления газа вызывает увеличение давления после регулятора). Перестройка регулятора достигается за счет перестановки на правую сторону сопла, передвижной оси и пружины. В этом случае увеличение давления газа до регулятора вызовет уменьшение давления после регулятора.

На ГРС регулятор устанавливают в помещениях с положительной температурой. При наличии хорошо осушенного газа можно устанавливать регуляторы при отрицательной температуре окружающей среды.

Рис.8.27. Стальной регулирующий клапан с мембранным приводом.

В качестве исполнительных механизмов в комплекте пневматических регуляторов на ГРС применяют регулирующие клапаны с мембранным приводом (рис. 8.27). При изменении сечения проходного отверстия клапана изменяются величина гидравлического сопротивления и давление на выходе клапана. Перестановка клапана из одного положения в другое достигается за счет действия командного газа на мембрану. При увеличении давления газа, действующего на мембрану сверху, пружина мембранного привода сжимается, и шток регулирующего клапана опускается. При уменьшении давления газа шток регулирующего клапана поднимается. Полное перемещение штока регулирующего клапана из одного крайнего положения в другое происходит при изменении давления в надмембранном пространстве от 0,15 до 0,95 кгс/см² с отклонением ±0,05 кгс/см². Регулирующие клапаны изготовляют двух типов: ВО — воздух открывает, при подаче воздуха в мембранно-исполнительный механизм (МИМ) регулирующий клапан открывается; ВЗ — воздух закрывает, при подаче командного воздуха в МИМ регулирующий клапан закрывается. На ГРС применяют регулирующие клапаны типа К, 25с48нж и 25с50нж, а также клапаны типа ПРК и У КС, используемые в основном в схемах автоматического управления ГРС.

Мембранный привод регулирующего клапана состоит из верхней 11 и нижней 12 крышек, между которыми плотно зажимается болтами резиновая мембрана. Под мембраной расположен металлический диск 10, связанный со штоком 8 и прижимаемый к мембране при помощи пружины 9. Регулировка натяжения пружины производится при помощи втулки 7, ввернутой в корпус исполнительного механизма. Усилие от резьбовой втулки на регулировочную пружину 9 передается через подшипник 14 и опорное кольцо 13. Шток привода и шток регулирующего клапана соединены между собой резьбовой втулкой 5. Корпус исполнительного механизма крепится к верхней крышке 20 корпуса регулирующего клапана посредством болтов 4. Верхняя 20 и нижняя 22 крышки регулирующего клапана крепятся к корпусу 1 болтами 23 и 3. В верхней крышке имеется сальниковое устройство, состоящее из грундбуксы 16, втулки 18, накидной гайки 15 и сальника 17. Сальниковое устройство обеспечивает герметичность регулирующего клапана и снижает трение при пере­мещении штока. Внутрь сальника при помощи лубрикатора 19 периодически подается смазка для предупреждения высыхания сальниковой набивки. В ниж­ней крышке 22 имеется сливное отверстие с пробкой 24. Для наблюдения за положением клапана на штоке укреплен указатель 6. В корпусе регулирующего клапана установлены седла 2 и золотники 21.

Регулирующие клапаны выбирают в зависимости от давления и расхода газа. При расчете производительности клапанов определяется коэффициент производительности С при полном открытии клапана.

Для определения коэффициента С необходимо иметь следующие данные:

1. максимальную и минимальную часовую производительность;

2. плотность газа при стандартных условиях;

3. давления перед клапаном и после него.

Коэффициент С вычисляется по формулам:

где p₁ и р₂ — давления до клапана и после него в кгс/см²; Q — максимальный объемный расход газа при нормальных условиях в м³/ч; ρ — плотность газа при стандартных условиях (t = 20° Сир = 760 мм рт. ст.); Z — коэффициент сжимаемости; t — температура газа перед клапаном в °С.

Таблица 8.5