Основные технические данные регуляторов давления

Параметры	Марка регулятора
	РД-50	РД-80	РД-100
Условный диаметр, мм …………………………….. Давление, кгс/см2 условное…………………………………………. рабочее…………………………………………... Пропускная способность регулятора (при pвх = 50 кгс/см2), м3/ч…………………………………………. Допустимая неравномерность регулятора, кгс/см2… Диапазон настройки выходного давления, кгс/см2…	50 64 55 28 000 0,3 1,5-20	80 64 55 76 000 0,3 1,5-20	100 64 55 100 000 0,3 1,5-20

Рис. 8.29. Схема установки регулятора типа РД.

Регуляторы типа РД монтируются мембранным приводом вверх (рис. 8.29) между двумя отключающими кранами или задвижками 1. Расстояние между регулятором и входным краном должно быть не менее пяти диаметров, а между регулятором и выходным краном — не менее десяти диаметров трубы.

Давление задания регулятора 6 поддерживается редуктором 3. Газ к редуктору подводится от входного трубопровода. Давление после редуктора контролируется манометром 4, который установлен на крышке мембранного привода. Выходное давление после регулятора контролируется манометром 5, установленным на импульсном трубопроводе. Газ поступает в редуктор, предварительно пройдя осушитель 2. Регулятор типа РД работает бесперебойно в течение 3—6 месяцев без наблюдения и ухода.

Регулятор РДО-1, конструкция которого разработана СКВ Газприбор-автоматика, предназначен для автоматического регулирования давления газа и автоматической отсечки газа на входе в регулятор в случае повышения регулируемого давления сверх допустимого.

В схемах двухступенчатого редуцирования при малых колебаниях расхода на ГРС устанавливаются постоянные дроссели. На второй ступени редуцирования могут быть установлены дроссельные камеры, конструкции которых разработал ВНИИГаз. Дроссельные камеры облегчают работу регулирующих клапанов первой ступени и значительно снижают уровень шума на ГРС.

Температурный режим газораспределительных станций

Газораспределительные станции, как известно, предназначены для приема газа высокого давления из магистральных газопроводов, снижения и поддержания давления на заданном уровне.

Снижение давления газа на ГРС приводит к значительному охлаждению газа, особенно при больших перепадах давления.

Охлаждение газа является причиной образования гидратов и обмерзания регулирующих клапанов, запорной арматуры, контрольно-измерительных приборов и трубопроводов. Гидратообразование и обмерзание коммуникаций значительно усложняют условия эксплуатации ГРС, приводят к перебоям в снабжении газом потребителей, нарушают нормальную работу контрольно-измерительных приборов и исключают возможность полной их автоматизации.

При проектировании и эксплуатации ГРС для выявления условий гидратообразования и обмерзания оборудования необходимо знать температуру газа после регулирующего клапана. Рассмотрим изменение температуры газа при дросселировании его на регулирующем клапане.

На основании первого начала термодинамики имеем:

(8.124)

где δq* — количество тепла внешнего теплообмена (δq* = 0 пренебрегаем вследствие малости поверхности теплообмена); δq**—-количество тепла внутреннего теплообмена; di — изменение энтальпии газа

С_р — теплоемкость газа при постоянном давлении; D_i — коэффициент Джоуля — Томсона; v — удельный объем газа; р — давление газа; t — температура газа.

Удельная потенциальная работа vdp идет на повышение кинетической энергии газа и на преодоление сил трения в регулирующем клапане.

Если считать, что работа, переданная телам внешней системы и затраченная на изменение положения газа по высоте, равна нулю, будем иметь:

где w — линейная скорость газа; δl** — работа, затраченная на преодоление сил трения.

Имеем условие:

После преобразования уравнения первого начала с учетом приведенных соотношений получим

Теплоемкость газа и коэффициент Джоуля — Томсона зависят от давления и температуры.

Для упрощения решения задачи эти величины примем постоянными и равными средним значениям для рассматриваемого процесса.

Как следует из дифференциального уравнения, температура газа зависит от перепада давления, коэффициента Джоуля — Томсона и изменения линейной скорости газа.

Изменение температуры на элементарном участке процесса

После интегрирования от состояния t₁р₂ и w₁ до состояния t₂, р₂ и w₂ получим температуру газа после регулирующего клапана:

(8.125)

При малых изменениях линейной скорости газа влиянием скорости по сравнению с эффектом дросселирования можно пренебречь:

(8.126)

Рассмотрим конкретный пример. Определить температуру газа (метана) на выходе из газораспределительной станции, если температура газа до регулирующего клапана была t₁ = 0° С, абсолютное давление р₁ = 4·10⁶ Н/м², абсолютное давление после клапана р₂ = 10⁶ Н/м², линейная скорость газа до клапана w₁ = 30 м/с.

Для метана средняя величина теплоемкости при постоянном давлении может быть принята равной С_р = 2300 Дж/(кг·°С). Коэффициент Джоуля — Томсона D_i = 4·10^{-6 о}С / (Н/м²).

Если диаметры трубопроводов до и после регулирующего клапана равны между собой, то можно считать, что скорость газа после клапана приближенно равна:

Температура газа после регулирующего клапана

Из приведенного расчета следует, что температура газа в рассмотренном случае снижается главным образом под влиянием эффекта Джоуля — Томсона.