5.3 Контроль тиску газу на виході грп
Цю функцію виконують запобіжні запірні клапани (ЗЗК) і запобіжні скидні клапани (ЗСК). ЗЗК контролює верхню і нижню межу тиску на виході ГРП, ЗСК - тільки верхню межу тиску. У більшості випадків ЗСК спрацьовує першим. Він випускає надлишок газу в атмосферу і тим самим повертає тиск газу на виході ГРП до необхідного значення. ЗСК попереджує спрацювання ЗЗК при випадковому короткочасному порушенні нормального режиму роботи ГРП.
Якщо ЗСК спрацював, але це не помогло, і тиск газу на виході ГРП продовжує зростати, то це свідчить про серйозні неполадки в роботі ГРП. Тоді за відповідного значення вихідного тиску газу спрацьовує ЗЗК, який перекриває подачу газу споживачу.
На відміну від ЗСК ЗЗК самостійно не може повернутись у робоче положення. Тільки після перевірки технічного стану обладнання та відповідного ремонту оператор повертає ЗЗК у робочий стан. Типові граничні значення вихідного тиску газу становлять: для спрацювання ЗСК – 1,15 • Рвих.ном, для спрацювання ЗСК - 1,25 • Рвих.ном .
Крім того ЗЗК спрацьовує при зниженні тиску газу на виході ГРП нижче допустимого значення.
Запобіжні запірні клапани ПКН і ПКВ (рисунок 10.5) для контролю верхньої та нижньої межі тиску газу на виході ГРП виготовляються з діаметром умовного проходу 50, 80, 100 і 200 мм. Клапан ПКВ відрізняється від клапана ПНК тим, що у нього активна площа мембрани менша за рахунок накладання на неї сталевого кільця.
У відкритому положенні клапан утримується важелем 4. Сам важіль утримується у верхньому положенні за штифт 3 гачком анкерного важеля 2. Ударник 9 за рахунок штифта 10 впирається в коромисло 11 і утримується у вертикальному ложенні. Імпульс кінцевого тиску газу через штуцер 1 подається в надмембранний простір клапана і створює протитиск на мембрану 12.
1 - штуцер, 2 - анкерний важіль, 3 - штифт, 4 - важіль, 5 - гайка, 6 - ковпак, 7 - пружина, 8 - кришка, 9 -ударник, 10 - штифт, 11- коромисла, 12 - мембрана
Рисунок 10.5 - Запобіжні клапани ПКН (ПКВ)
Переміщення мембрани догори обмежує пружина 7. Якщо тиск газу підвищиться понад норму, то мембрана підніметься догори і відповідно переміститься догори гайка 5. Внаслідок цього лівий кінець коромисла підніметься догори, а правий опуститься і вийде із зачеплення з штифтом 10. Ударник звільниться із зачеплення, впаде і вдарить по кінцю анкерного важеля 2, внаслідок чого важіль вийде із зачеплення з штифтом 3, і клапан перекриє прохід газу. Якщо тиск газу знизиться нижче допустимої норми, то тиск газу в підмембранному просторі клапана стане меншим, ніж зусилля, що створюється пружиною 7, яка опирається на виступ штока мембрани 12. Внаслідок цього мембрана і шток з гайкою 5 перемістяться вниз, переміщуючи кінець коромисла 11 вниз. Правий кінець коромисла підніметься, вийде з зачеплення з штифтом 10 і спричинить падіння ударника 9.
5.4 Регулятори тисків рдук 2, рд32м і рд-50м
Основною функцією газорегуляторного пункту є зниження тиску газу і автоматичне підтримання його на заданому рівні. Цю функцію виконують регулятори тиску різних типів.
На стаціонарних ГРП найбільшого поширення набули універсальні регулятори тиску типу РДУК2.
Основні технічні характеристики цих регуляторів такі:
максимальний тиск газу на вході Рвх мах = 1,2 МПа;
тиск на виході залежить від типу керуючого приладу:
при використанні КН2 Рвих= 0,005- 0,06 МПа;
при використанні КВ2 Рвих = 0,05- 0,6 МПа.
Основні складові елементи регулятора тиску: регулювальний клапан з мембранним приводом - виконавчий орган, регулятор керування - пілот, дроселі та імпульсні трубки.
Принципова схема регулятора тиску типу РДУК2 наведена на рисунку 10.6. На схемі позначено: 1 - виконавчий механізм; 2 - пілот; 3 - клапан регулювального органу; 4 - мембрана регулювального органу; 5, 9, 11, 12, 13 - імпульсні трубки; 6 - клапан пілота; 7 - пружина завдання; 8 - мембрана пілота; 10 - дросель постійного перерізу.
Рисунок 10.6 - Принципова схема регулятора тиску типу РДУК 2
Регулятори типу РДУК2 відносяться до регуляторів тиску непрямої дії пілотного типу. Зрівноваження зусилля від тиску газу на мембрану здійснюється тиском, який встановлюється допоміжним пристроєм, що називається керуючим приладом або пілотом.
Газ високого або середнього тиску із надклапанної камери надходить у регулятор керування 2. Далі газ проходить через клапан 6, рухається по трубці 9, проходить через дросель 10 і надходить у газопровід споживача після регулятора.
Клапан 6, дросель 10, трубки 5, 9 і 11 -це підсилювальний пристрій дросельного типу.
Газ надходить у пілот із вхідним тиском газу Рвх, після клапана 6 одержує тиск завдання Рх, а після дроселя постійного перерізу 10 тиск газу дорівнює вихідному тиску Рвих . Тиском газу Рх регулюється робота виконавчого механізму.
Залежно від положення клапана 6 керуючий тиск Рх буде змінюватись від значення Рвих (клапан 6 закритий) до максимального значення Рх тах (клапан 6 повністю відкритий).
Таким чином, імпульс зміни вихідного тиску газу сприймається керуючим приладом регулятора, підсилюється дросельним пристроєм, трансформується в керуючий тиск газу Рх і передається по трубці 12 під мембрану виконавчого механізму, яка переміщає регулювальний клапан.
Приклад спрацювання регулятора тиску: вихідний тиск газу Рвих збільшився, клапан 5 пілота прикривається, керуючий тиск Рх зменшується, мембранний привод 4 опускається, регулювальний клапан 3 прикривається. Внаслідок цього вихідний тиск Рвих зменшується, повертаючись до заданого
значення. Над мембраною регулювального клапана за допомогою трубки 13 завжди підтримується вихідний тиск.
Виконавчий механізм регулятора тиску типу РДУК2 складається із чавунного литого корпусу, розділеного на дві камери. У верхню камеру газ входить, із нижньої виходить. У перегородці передбачений отвір - сідло. Сідло перекривається клапаном. Продуктивність регулятора залежить від розміру отвору (сідла) і перепаду тиску на ньому. Мінімально необхідний перепад тиску для роботи регуляторів РДУК2 становить 30 кПа.
У шафових ГРП старого покоління широко використовуються регулятори тиску РД-32М і РД-50М, корпуси яких розраховані на вхідний тиск 1,6 МПа. Вони забезпечують із достатнім ступенем точності постійний тиск "після себе" при зміні витрати і вхідного тиску. У центр мембрани регулятора РД-32М і у корпус регулятора РД-50М вмонтований запобіжний клапан, який після закриття основного клапана забезпечує скидання надлишку газу в атмосферу. Скидний клапан за відсутності витрати газу захищає мережу споживачів від неприпустимого підвищення тиску через можливі витоки газу.
Регулятори виконані у вигляді з'єднаних накидними гайками мембранної камери і чавунної хрестовини з сідлом і плунжером. Мембранна камера складається із чавунного корпусу і кришки 4 з колонкою, між якими поміщена робоча мембрана 5. На диск мембрани опирається регулювальна пружина 1, ступінь стиснення якої змінюється за допомогою регулювальної гайки 2 при обертанні гвинта. На кінці штока знаходиться клапан 8, який перекриває сідло. Газ до сідла підводиться прямо або збоку по одному з каналів хрестовини, яка за допомогою накидної гайки (при заглушеному пробкою другому каналі) приєднана до корпусу. Імпульс вихідного тиску за регулятором по трубопроводу передається у підмембранну порожнину мембранної камери.
При будь-якому усталеному режимі роботи регулятора його рухомі елементи знаходяться у рівновазі. Зусилля від вхідного тиску на клапан, зменшене важільною передачею 9, і зусилля пружини 1 зрівноважуються у кожному положенні певним тиском газу під мембраною. Якщо витрата газу або вхідний тиск змінюються, рівновага рухової системи порушується. Під дією більшого за величиною зусилля мембрана 5 через важільну передачу 9 пересуває клапан в інше рівноважне положення, що відповідає новим значенням витрати або вхідного тиску. У випадку припинення витрати газу тиск газу після регулятора зростає, піднімає мембрану догори до повного закриття регулювального клапана.
При можливих пропусках газу зі сторони високого тиску за відсутності витрати газу вихідний тиск буде зростати і мембрана регулятора РД-32М підніметься ще вище, долаючи зусилля малої пружини. У регуляторах
РД-50М зусилля від тиску газу на малу мембрану скидного клапана долає зусилля малої пружини і у результаті скидання частини газу через отвір в атмосферу подальше зростання тиску за регулятором припиняється. Будова регуляторів тиску газу типів РД-50М і РДУК2 зображена на рисунку 10.7.
б)
1 — пружина; 2 —регулювальна гайка; 3 - пробка; 4 - кришка;
5 — мембрана; 6 - клапан; 7 - заглушка; 8 — шток; 9 — важіль;
10 - пілотний пристрій; 11 - імпульсна трубка
Рисунок 10.7 - Регулятори тиску газу (а - РД-50М; б - РДУК 2)