Блок подогрева газа

Наибольшие трудности при редуцировании газа возникают из-за образования гидратов, которые в виде твердых кристаллов оседают на стенках трубопроводов в местах установки сужающих устройств, на клапанах регуляторов давления газа, в импульсных линиях контрольно-измерительных приборов (КИП). Наиболее благоприятны для образования гидратов падение температуры и давления, что влечет за собой уменьшение как упругости водяных паров, так и влагоемкости газа, в результате чего происходит образование гид­ратов.

В качестве методов по предотвращению гидратообразования применяют общий или частичный подогрев газа; местный обогрев корпусов регуляторов давления и ввод метанола в коммуникации газопровода.

Наиболее широко применим первый метод, второй — менее аффективен, третий — очень дорогостоящий.

Для общего подогрева газа применяют огневые (ПГА-5, ИГА-10, ПГА-100, ПГА-200 и ПТА-1) и водяные [ПГ-3, ПГ-10, 9ПГ64-2М (ЗМ), ПТПГ-30 и ПТГ-15] подогреватели. Для эксплуатации ПГ-3 и 9ПГ64-2М(ЗМ) необходимы мощные котельные установки, стаци­онарные или передвижные, а также постоянные инженерные ком­муникации по водоснабжению, канализации и электроснабжению.

Поскольку химическая подготовка и очистка воды отсутствует, про­исходит быстрое нарастание накипи на внутренних стенках водо­проводных труб, уменьшающих проходное сечение последних, что приводит к плохому тепло­обмену между горячей водой и газом, к утрате эф­фективности подогрева газа теплообменниками.

Водяные подогреватели ПГ-3 и 9ПГ64-2М (ЗМ) представляют собой теплобменные аппараты кожухотрубного типа (рис. 7).

Огневые подогреватели одинаковы по конструкции (рис. 8), отличаются техническими данными. Основ­ные -элементы этих подогре­вателей: огневая камера (состоит из основания, бо­ковых и торцевых стенок, крышки), змеевик, горелка, байпасная линия, установка термобаллонов, контрольно-запальное устройство, ды­мовая труба, блок автома­тики контрольно-запального устройства и автоматика регулирования (включает в себя отсекатель, фильтр, ре­гулятор давления, регуля­тор температуры, сбросной и электромагнитный клапа­ны, терморегулятор. В керамзито-бетонном основании (рис. 8) огневой камеры находится наклон­ная горелочная щель, служащая стабилизатором горения газа. Подощелевая горелка, расположенная под основанием огневой ка­меры в горелочной щели, представляет собой трубу с огневыми отверстиями по ее образующей. Пламя направляется на боковую радиационную стену, которая, раскалившись, излучает тепло, на­гревающее змеевик.

	Часть змеевика, расположенная в верхней части огневой камеры, нагревается теплом отходящих газов. Краны служат для отключения змеевика подогревателя на летний период или для ремонтных работ. Газ в этом случае, минуя змеевик, проходит по байпасному газопроводу.
Рис. 7. Схема водяного подогревателя газа ПГ-3

Рис. 8. Огневой подогреватель газа ПГА-5. 1— основание огневой камеры: 2 — горелки: 3 — горелочная щель: 4 — контрольно-запальное устрой­ство; 5 — радиационная часть змеевика: 6 — боко­вые стенки подогревателя: 7 — конвективная часть змеевика: 8 — крышка. 9 — дымовая труба: 10 — шибер.

Автоматика регулирования и защиты размещена на сварной раме и закрыта кожухом. В дымовой трубе расположен шибер, с помощью которого можно регулировать тягу в разные периоды года.

Температуру газа на выходе из подогревателя в заданных пределах от 5 до 60° С поддерживают с помощью терморегу­лятора.

Терморегулятор (рис. 9). Термометрическая система его состоит из баллона и сильфона, заполненных жидкостью с большим коэффициентом теплового расширения. Изменение температуры газа на выходе из подогревателя ведет к изменению в термосистеме объема и давления жидкости. При этом сильфон сжимается или разжимается, перемещая шток, который связан с большим и малым фигурными рычагами отсекателя Малый фигурный рычаг поднимает или опускает клапан терморегулятора.

Если температура газа выше заданной на выходе из подогре­вателя, жидкость в термосистеме расширяется и сжимает сильфон. Вследствие этого шток, преодолевая усилие пружины, поднимается вверх, освобождая конец большого фигурного рычага. что в свою очередь ведет к освобождению клапана, который садится на седло и закрывает проход топливного газа к горелкам.

Датчик (рис. 10). Предназначен для подачи сигнала на дис­петчерский пункт линейно-производственного управления (ДП ЛПУ) или в дом оператора (ДО) в случае погасания пламени запальника подогревателя газа.

Рис. 10. Датчик. / — мембранная головка: 2 — мембрана: 3 — шток: 4 — коробка: 5 — микропереключатель: 6 — рычаг: 7 — пружина: 8 — штуцер: НЗ — нормально закрыто. HP — нормально открыто.
Рис. 9. Терморегулятор. 1— клапан: 2 — шток: 3 — сильфон: 4— баллон: 5 — отсекатель.

При горении запальника мембрана находится в нижнем поло­жении и удерживает контакт микропереключателя в разомкнутом состоянии. При погасании запаль­ника электромагнитный клапан за­крывает подачу газа на газопро­воде запальника. При этом дав­ление газа в газопроводе запаль­ника и в датчике падает. Мемб­рана под действием пружины пе­ремешается вверх. Контакты микропереключателя замыкаются и на ДП ЛПУ или в ДО подается сигнал «Авария».

Электромагнитный клапан (рис. 11). Перекрывает пода­чу топливного газа к горелке в случае погасания пламени запаль­ника, фиксируя три положения:

1) закрытое, когда газ через клапан не проходит;

2) промежуточное, когда газ через клапан запальника проходит;

3) рабочее, когда газ через клапан поступает и на запальник, и на горелку.

Рис. 11. Клапан электромагнитный.

1. 14 — штоки: 2 — кнопка: 3. 16 — пружины: 4 — кожух. 5 — якорь; 6 — электромагнит: 7 — обмотка электромагнита; 8 — основание: 9 — прижимное кольцо: 10 — корпус: 11 — мембрана: 12. 15 — клапаны (12 — верхний. 15 — нижний): 13 — отверстие. 17 — пробка

До начала работы подогревателя электромагнитный клапан за­крыт. Чтобы включить запальник, необходимо нажать на пусковую кнопку. В этом случае подвижная система штоков и клапанов переместятся вниз. Клапан займет нижнее положение, а верхний сядет на седло. При этом топливный газ будет поступать через отверстие к запальнику, но не к горелке. В течение 1 мин пламя запальника нагреет спай термопары, в ней возникнет электродви­жущая сила (ЭДС), образующая в электромагните магнитное поле, которое притягивает якорь к торцам электромагнита до тех пор, пока на запальнике будет гореть газ.

Под действием нижней пружины подвижная система из штоков. клапанов и кнопки поднимется вверх. При этом верхний клапан отойдет от своего седла на 2.5 мм и откроет доступ топливному газу к горелке. Нижний клапан не дойдет до своего седла на 2, 5 мм, и газ будет продолжать поступать к запальнику.

При погасании пламени на запальнике якорь под действием усилии пружины 16 вместе со всей подвижной системой поднимается вверх Клапан сядет на седло и прекратит поступление газа к горелке и к запальнику.

Термопара. Выполнена из двух сплавов: хромеля (никель + хром) и копеля (никель + медь) — и представляет собой хромелевую трубку, в которую вставлен копелевый стержень. Принцип работы термопары заключается в том, что при ее нагревании тепловая энергия преобразуется в электрическую.

Подача топливного газа в подогреватели осуществляется после блок» редуцирования. Топливный газ высокого или среднего дав­ления (6 или 3 кгс/см²) редуцируют до низкого (500 мм вод. ст) в регуляторах давления газа РД-32, РД-50М, которые устанав­ливают у каждого подогревателя или в отдельной газорегуляторной установке (ГРУ). Эти установки монтируют в помещениях редуци­рования или в котельной. ГРУ снабжает газом низкого давления не только газопотребляюшие установки ГРС (котлы, подогреватели), но и газовые водонагревательные и отопительные аппараты ДО (водонагреватели, 4-конфорочные плиты, газовые холодильники и пр.).

Регуляторы давления газа. Регуляторы типа РД-32М (рис. 12) в зависимости от расчетного расхода газа и назначения могут поставляться с различными диаметрами седел и пружинами для настройки выходного давления.

Рис.12 - Регулятор РД-32М

Регулятор РД-32М состоит из двух основных узлов: мембранной камеры и чугунной крестовины, соединенных с помощью накидной гайки. При монтаже крестовину устанавливают непосредственно на газопроводе и крепят к нему накидными гайками, имеющимися на ниппелях 6 входного и вы­ходного патрубков. В крестовине есть гнездо для установки сменного седла 7, к которому газ входного давления подводится прямо по его оси или сбоку по одному из каналов крестовины при заглушенном пробкой 8 другом канале.

От контролируемой точки импульс выходного давления газа после регулятора по трубопроводу 9 передается в подмембранную полость мембранной камеры. К корпусу болтами крепится крышка мембранной камеры; эта крышка имеет в верхней части колонку, в которой расположена регулировочная пружина 2. Между крышкой и фланцами корпуса зажата эластичная мембрана /, на жесткий металлический диск которой и опирается регулировочная пружина. Степень сжатия пружины изменяют с помощью нажимной гайки 3, которая перемещается вертикально при вращении винта 4. Под мембраной находится рычажный механизм 10, преобразующий вер­тикальное передвижение мембраны с диском в горизонтальное, а также перемещение штока и плунжера 5. Если мембрана припод­нята, то шток сдвинут вправо и плунжер, прижимаясь к седлу, перекрывает проход газа. Если мембрана движется вниз, она ото­двигает плунжер от седла, увеличивая расход газа.

Вращение винта 4 по часовой стрелке позволяет поднять на­жимную гайку 3, уменьшить как сжатие пружины 2, так и соот­ветственно выходное давление. При вращении винта против часовой стрелки выходное давление повышается. Для того чтобы избежать чрезмерного и внезапного возрастания давления в подмембранной полости, которое может привести к разрыву мембраны, в регулятор вмонтировано предохранительное сбросное устройство 11. Оно рас­положено в центральной части мембраны и включает в себя восемь отверстий 12 диаметром 3.5 мм, просверленных в мембране и прилегающей к ней шайбе. Срабатывание сбросного клапана до­стигается за счет поджатия малой пружины 13 в пределах давления 300—400 мм вод. ст. Если давление в подмембранной полости окажется больше давления настройки, то мембрана несколько при­поднимется и через открывшиеся отверстия часть газа сбрасывается в надмембранную полость и колонку, из которой газ через прива­ренный к ней штуцер поступает в сбросной трубопровод.