КЛ-ГАЗОПОСТ-4К-2009-63-Л-печ

швидкість переміщення клапанів і домогтися більше стабільної роботи регулятора.

7.2. Дросельні пристрої, мембрани

Дросельні пристрої (рис. 1.35) регуляторів тиску - клапани різних конструкцій. У регуляторах тиску газу застосовують односідельні і двосідельні клапани.

Рис. 1.35 - Дросельні пристрої регуляторів тиску газу:

а- клапан твердий односідельний; б- кланам м'який односідельний; в - клапан циліндричний

звікном для проходу газу; г - клапан твердий двосідельний нерозрізний з напрямним пір'ям;

д- клапан м'який двосідельний

На односідельні клапани (рис. 1.35 а, б) діє однобічне зусилля, рівне добутку площі отвору сідла на різницю тисків по обидва боки клапана. Наявність зусилля тільки з однієї сторони ускладнює процес регулювання і одночасно збільшує вплив зміни тиску до регулятора на вихідний тиск. Разом з тим ці клапани забезпечують надійне відключення газу при відсутності його відбору, що обумовило їхнє широке застосування в конструкціях регуляторів, використовуваних у ГРП.

Двосідельні клапани (рис. 1.35, г, д) не забезпечують герметичного закриття. Це пояснюється нерівномірністю зношування сідел, складністю

91

притирання затвора одночасно до двох сідел, а також тим, що при температурних коливаннях неоднаково змінюються розміри затвора і сідла.

Від розміру клапана і величини його ходу залежить пропускна здатність регулятора. Тому регулятори підбирають залежно від максимально можливого споживання газу, а також по розмірі клапана і величині його ходу.

Регулятори, установлювані в ГРП, повинні працювати в діапазоні навантажень від 0 ("на тупик") до максимуму.

Пропускна здатність регулятора залежить від відношення тисків до та після регулятора, густини газу і кінцевого тиску. В інструкціях і довідниках є таблиці пропускної здатності регуляторів при перепаді тиску 0,01 МПа. Для визначення пропускної здатності регуляторів при інших параметрах необхідно робити перерахунки.

Мембрани

За допомогою мембран енергія тиску газу переводиться в механічну енергію руху, що передається через систему важелів на клапан. Вибір конструкції мембран залежить від призначення регуляторів тиску. В астатичних регуляторах сталість робочої поверхні мембрани досягається доданням їй поршневої форми й застосуванням обмежників вигину гофра.

Найбільше застосування в конструкціях регуляторів знайшли кільцеві мембрани (рис. 1.36). Їхнє використання полегшило заміну мембран під час ремонтних робіт і дозволило уніфікувати основні вимірювальні пристрої різних регуляторів. Рух мембранного пристрою нагору й униз відбувається за рахунок деформації плоского гофра, утвореного опорним диском 1. Якщо мембрана перебуває в крайнім нижнім положенні, то активна площа мембрани (Frnax) -

вся її поверхня. Якщо мембрана переміщається в крайнє верхнє положення, то її активна площа зменшується до площі диска (Fmіn). Зі зменшенням діаметра диска різниця між максимальною й мінімальною активною площею буде збільшуватися. Отже, для підйому кільцевих мембран необхідно поступове наростання тиску, що компенсує зменшення активної площі мембрани. Якщо

92

мембрана в процесі роботи піддається змінному тиску по обидва боки, ставлять два диски - зверху й знизу.

У регуляторів низького вихідного тиску однобічний тиск газу на мембрану врівноважується пружинами або вантажами. У регуляторів високого або середнього вихідного тиску газ підводиться до обох сторін мембрани,

розвантажуючи її від однобічних зусиль.

Рис. 1.36 - Кільцева мембрана: а - з одним диском; б - з двома дисками; 1 - диск; 2 - гофра

7.3. Обладнання і принцип роботи регуляторів тиску газу

Регулятори прямої дії підрозділяють на пілотні й безпілотні. Пілотні регулятори (РСД, РДУК і РДВ) мають керуючий пристрій у вигляді невеликого регулятора, що називається пілотом. Безпілотні регулятори (РД РДК і РДГ) не мають керуючого пристрою й відрізняються від пилотных габаритами й пропускною здатністю. Розглянемо найпоширеніші регулятори тиску прямої дії.

Регулятори РД-32М и РД-50М. Ці регулятори безпілотні, прямої дії, розрізняються по умовному проході 32 і 50 мм і забезпечують подачу газу відповідно до 200 і 750 м³/год. Корпус регулятора РД-32М приєднують до газопроводу накидними гайками 5 (рис. 1.37). По імпульсній трубці 10 редукуємий газ подається в підмембранний простір регулятора і натискає на еластичну мембрану 1. Зверху на мембрану робить протитиск пружина 2, Якщо витрата газу збільшиться, то його тиск за регулятором понизиться, відповідно зменшиться й тиск газу в підмембранному просторі регулятора, рівновага мембрани порушиться, і вона, під дією пружини 2, переміститься вниз. Внаслідок переміщення мембрани вниз важільний механізм 11 відсуне поршень 9 від клапана 8. Відстань між клапаном і поршнем збільшиться, це приведе до збільшення витрати газу і відновленню кінцевого тиску. Якщо витрата газу за

93

регулятором зменшиться, то вихідний тиск підвищиться, і процес регулювання відбудеться у зворотному напрямку. Змінні клапани 8 дозволяють змінювати пропускну здатність регуляторів. Налагоджують регулятори на заданий режим тиску - за допомогою регульованої пружини 2, гайки 3 і регулювальних гвинтів 4.

Рис. 1.37 - Регулятор тиску РД-32М:

1 - мембрана; 2 - регульована пружина; 3, 5 - гайки; 4 - регулювальний гвинт; 6 - пробка; 7- ніпель; 8, 12 - клапани; 9- поршень; 10 - імпульсна трубка кінцевого тиску; 11 - важільний

механізм

В години мінімального газоспоживання вихідний тиск газу може підвищитися і викликати розрив мембрани регулятора. Охороняє мембрану від розриву спеціальний пристрій, запобіжний клапан 12, вбудований у центральну частину мембрани. Клапан 12 забезпечує скидання газу з підмембранного простору в атмосферу.

Комбіновані регулятори. Це - РДНК-400, РДГД-20. РДСК-50, РГД-80.

Зазначені регулятори одержали таку назву тому, що в корпусі регулятора вмонтовані скидний і запірний клапани.

Регулятор РДНК-400 - регулятор тиску газу з низьким вихідним тиском, комбінований.

94

Вхід газу

Рис. 1.38 - Регулятор тиску газу РДНК-400:

1 – імпульсна трубка; 6, 20, 21, 27, 33 – пружини; 4,18 - мембрана; 7 – натискна гайка; 8 - склянка; 9 – мембранна камера; 10 - хомут; 11 - корпус; 12 – робочий клапан; 13 - сідло;

Т – вихідний патрубок; 15 - фіксатор; 19 – вимикаючий пристрій; 22, 23 – регулювальні гайки; 25 - пробка; 26, 31 – штоки; 28 - клапан відсічний; 29 - трійник; 32 – важільний механізм; 41 - виконавчий механізм; Н – вхідний патрубок

Завод-виготовлювач поставляє регулятор, настроєний на вихідний тиск 2 кПа, з відповідним настроюванням скидного клапана і пристрою, що відключає. Вихідний тиск регулюють обертанням гвинта (рис. 1.38). При обертанні по ходу годинної стрілки вихідний тиск збільшується, а проти - зменшується. Скидний клапан налаштовують обертанням гайки, що послабляє або стискає пружину.

Регулятор РДСК-50. У регуляторі тиску газу з вихідним середнім тиском, комбінованому РДСК-50, скомпоновані незалежно працюючий регулятор тиску, автоматичний пристрій, що відключає, скидний клапан, фільтр для відділення пилу (рис. 1.39).

Завод-виготовлювач поставляє регулятор, настроєний на вихідний тиск 0,05 МПа, з відповідним настроюванням скидного клапана і пристрою, що відключає. При настроюванні вихідного тиску регулятора, а також спрацьовування скидного клапана і пристрою, що відключає, використають змінні пружини, що входять у комплект поставки.

95

Вихідний тиск налаштовують обертанням напрямної. При обертанні по ходу годинникової стрілки, вихідний тиск збільшується, а проти - зменшується. Тиск спрацьовування скидного клапана регулюють обертанням гайки.

Вимикаючий пристрій налаштовують, знижуючи вихідний тиск стиском або ослабленням пружини, обертаючи напрямну, а також підвищуючи вихідний тиск стиском або ослабленням пружини, обертаючи напрямну.

Пуск регулятора після усунення несправностей, що викликали спрацьовування пристрою, що відключає, виконують вивертанням пробки, у результаті чого клапан переміщається вниз доти, поки шток під дією пружини переміститься вліво і западе за виступ штока клапана, утримуючи його в такий спосіб у відкритому положенні. Після цього пробку ввертають до упору.

Регулятори РДГ (РДГ80Н, 80В)

Призначення регулятора. Регулятор призначений для редукування високого або середнього тиску газу і автоматичної підтримки вихідного тиску на заданому рівні незалежно від змін витрати газу і вхідного тиску; автоматичного відключення подачі газу при аварійному підвищенні і зниженні вихідного тиску понад припустимі задані значення.

Регулятор може встановлюватися на газорегуляторних пунктах (ГРП) і у вузлах редукування газорегуляторних установок (ГРУ) промислових і комунально-побутових об'єктів.

Регулятор працює в такий спосіб:

Газ вхідного тиску надходить через фільтр до стабілізатора 1, потім до регулятора керування 18 (РДГ-80Н). Від регулятора керування (РДГ-80Н) або від стабілізатора (РДГ-80В) газ через регульований дросель 10 надходить у підмембранну порожнину; надмембранна порожнина виконавчого пристрою пов'язана з імпульсною трубкою 15 з виходом регулятора. Через дросель 9 підмембранна порожнина виконавчого пристрою пов'язана з газопроводом за регулятором. Тиск у підмембранній порожнині виконавчого пристрою при роботі завжди буде більше вихідного тиску. Надмембранна порожнина виконавчого пристрою є під впливом вихідного тиску. Регулятор керування (РДГ-80Н) або стабілізатор (РДГ-80У) підтримує за собою постійний тиск, тому тиск у підмембранній порожнині також буде постійним (у сталому режимі).

Будь-які відхилення вихідного тиску від заданого викликають зміни тиску в надмембранній порожнині виконавчого пристрою, що приводить до

97

переміщення великого 5 і малого 7 клапанів у новий рівноважний стан, що відповідає новим значенням вхідного тиску і витрати, при цьому відновлюється вихідний тиск.

Рис. 1.40 – Регулятор тиску РДГ80Н:

1-стабілізатор; 2-механізм контролю; 3-корпус виконавчого пристрою; 4-клапан відсічний; 5,7-клапан великий і малий регулюючі; 6-пружини великого і малого регулювальних клапанів; 8-сідло велике; 9,10-дроселі регульовані; 11-мембрана виконавчого пристрою; 12-шток виконавчого пристрою; 13-шумогаситель; 14-фільтр; 15-трубка імпульсна вихідного газопроводу; 16-пружина відсічного клапана; 17-шток механізму контролю; 18-регулятор керування

При відсутності витрати газу обидва клапани 5, 7 закриті, що визначається дією пружин 6, відсутністю керуючого перепаду тиску в надмембранній і підмембранній порожнинах виконавчого пристрою і дією вхідного тиску.

При наявності мінімального споживання газу утворюється керуючий перепад тиску в надмембранній і підмембранній порожнинах виконавчого пристрою, у результаті чого мембрана 11 з жорстко з'єднаним з нею штоком 12, на кінці якого закріплений малий клапан 7, прийде в рух і відкриє прохід газу, через щілину, що утворилася, між ущільненням малого клапана і малим сідлом, що безпосередньо встановлений у великому клапані. При цьому великий клапан під дією пружини і вхідного тиску притиснутий до великого сідла і тому витрата газу визначається прохідним перетином малого клапана.

При подальшому збільшенні витрати газу під дією керуючого перепаду тиску в зазначених вище порожнинах виконавчого пристрою мембрана прийде в подальший рух і шток своїм виступом почне відкривати великий клапан і

98

збільшить прохід газу через додаткову щілину, між ущільненням великого клапана і більшим сідлом. Одночасно при цьому зменшується прохідний перетин малого клапана і при повністю відкритому великому клапані, малий клапан буде закритий.

При зменшенні витрати газу великий клапан під дією пружини і керуючого перепаду, що відходить у зворотну сторону під дією зміненого тиску в порожнинах виконавчого пристрою штока з виступами зменшить прохідний перетин великого клапана і надалі перекриє велике сідло, попередньо при цьому відкриється малий клапан і регулятор почне працювати в режимі малих навантажень.

При подальшому зменшенні витрати газу малий клапан під дією пружини і керуючого перепаду тиску в порожнинах виконавчого пристрою, разом з мембраною прийде в подальший рух у зворотну сторону і зменшить прохід газу, а при відсутності витрати газу малий клапан перекриє мале сідло.

У випадку аварійних підвищень або знижень вихідного тиску мембрана механізму контролю 2 переміщається вліво або вправо, шток відсічного клапана 4 виходить із зіткнення зі штоком 17 механізму контролю, відсічний клапан під дією пружини 16 перекриває хід газу в регулятор.

Порядок роботи регулятора РДГ - 80

Перед регулятором установлюється технічний манометр МТП-100-ВУ- 25х2,5 ТУ 25-02181071-78 для виміру величини вхідного тиску. На вихідному газопроводі поруч із місцем урізання імпульсної трубки встановлюється мановакумметр двотрубний МВ-2-58,8 (600) ГОСТ 9933-75 при роботі на низькому тиску або технічний манометр МТП-100/1-ВУ-10х2,5 ТУ 25- 02181071-78 при роботі на високому тиску газу.

Пуск у роботу регулятора (РДГ-80-Н) здійснюється регулятором управління, при цьому закручуючи регулювальний гвинт ми підвищуємо тиск, а відкручуючи - знижуємо.

Пуск у роботу регулятора (РДГ-80-В) здійснюється стабілізатором, при цьому також закручуючи регулювальний гвинт ми підвищуємо тиск, а відкручуючи - знижуємо.

З появою автоколивань у роботі регулятора вони усуваються регулюванням дроселів. Після регулювання дроселів регулятор повинен

99

працювати без автоколивань на даному вхідному тиску при зміні витрати і вхідного тиску. Перед пуском регулятора в роботу необхідно звести автоматичний пристрій, що відключає. Якщо буде потреба перенастроювання верхньої і нижньої межі тиску спрацьовування відсічного клапана робиться відповідно (великою і малою регулювальними гайками, при цьому, закручуючи регулювальну гайку, ми підвищуємо тисків спрацьовування, а відкручуючи - знижуємо.

Регулятори конструкції Казанцева (РДУК) з пілотом керування КН (КВ)

Призначення, обладнання і принцип дії. Регулятор тиску універсальний конструкції Казанцева (рис. 1.41) є регулятором непрямої дії, що працює автоматично, без застосування стороннього джерела енергії, що використає енергію дроселюючого потоку газу.

Для одержання вихідного тиску в межах 0,005-0,6 кгс/см² застосовують пілот КН-2-00, а в межах 0,6-6,0 кгс/см² - пілот КВ-2-00. РДУК2 підтримує після себе постійний тиск із достатньою точністю при зміні витрати газу споживачем або при зміні вхідного тиску перед ним.

Конструктивно він складається з виконавчого вузла, дроселюючого основний потік газу, і пілота, що служить командним вузлом, що являє собою регулятор з дуже малою витратою газу.

У виконавчому вузлі (рис. 1.41, а), що має фланцевий корпус вентильного типу з умовним діаметром 100 і 200 мм, сідло - змінне (кріпиться на різьбленні), а з умовним діаметром 50 - постійне. Зверху корпус закритий знімною кришкою, під якою перебуває фільтр для очищення газу, що надходить у пілот. Мембранна камера прикріплена до нижньої частини корпуса, усередині якої перебуває мембранний привід. У центральне гніздо тарілки мембранного приводу впирається штовхальник, а в нього шток, що змушують плунжер переміщатися вертикально. На верхній кінець штока, що рухається в напрямній втулці, надягнений плунжер з м'яким гумовим ущільненням.

Пілот (рис. 1.41, б) управляє подачею сигналу командного тиску під мембранний привід виконавчого вузла (камера А), підтримуючи заданий тиск після регулятора. Кришка мембранної камери пілота має два різьбових отвори. До одного з них підведений імпульсний трубопровід з контрольованим тиском у системі регулювання, а другий отвір закритий пробкою. Знизу мембранний привід обтиснутий фланцем, у який ввернуто регулювальну склянку, що

100