Блок редуцирования

Предназначен для снижения высокого входного давления газа Р_вх = 12 - 75 кгс/см² до низкого выходного Р_вых = 3 - 12 кгс/см² и автоматического поддержания заданного давления на выходе из узла редуцирования, а также для защиты газопровода потребителя от недопустимого повышения давления.

Блок редуцирования состоит из двух линий (ниток) редуцирования: рабочей и резервной. Обе линии имеют одинаковое обору­дование: последовательно установленные входной пневмоприводной запорный кран, резервный регулятор давления газа, рабочий ре­гулятор и выходной запорный кран с ручным или пневматическим (пневмоприводом) приводом. При повышении давления газа на выходе из блока редуцирования в работу включается резервный регулятор.

В качестве регуляторов давления газа применяют РД-64. РДУ, РДO-1. РДЭ-100, РГСД, РДП. Регуляторы типа РДО-1. РДЭ-100, РГСД и РДП являются агрегатами новой модификации (подробнее см. раздел «Новые разработки»).

Регуляторы давления газа типа РД-64 (рис. 16). На ГРС с расходом газа от 25000 м /ч и более применяют регуляторы давления РД-50-64. РД-80-64, РД-100-64, являющиеся статическими, прямого действия, работающими без использования постороннего источника энергии, Все перечисленные типоразмеры регуляторов РД-64 оди­наковой конструкции. Основными элементами их являются регули­рующий орган и мембранно-исполнительный механизм.

Регулятор состоит из литого стального корпуса с верхним и нижним седлами. Дросселирование осуществляется тарельчатым плунжером (затвором), который изменяет открытие верхнего седла при перемещении штока, соединенного с жесткими дисками мемб­раны. Подвижная система перемещается в направляющей втулке и цилиндре нижнего седла.

Для создания и поддержания давления в надмембранной камере регуляторов РД-50-64. РД-80-64 и РД-100-64, соответствующего выходному давлению, используется двухступенчатый редуктор-за-датчик ВР-1. который питается газом от входного газопровода. Настройку на давление от 1, 5 до 10 кгс/см2 осуществляют с помощью редуктора ДР-2, на давление от 12 до 16 кгс/см2 — редуктора ВР-1; контроль за настройкой регулятора — по манометру при открытом кране. Затвор (тарельчатый плунжер) имеет отверстие для разгрузки его от давления газа при любом положении. Импульс выходного давления подводится в подмембранную по­лость регулятора по стальной трубке Dy — 15 мм и отверстию. Точку отбора импульса на газопроводе располагают не менее чем в 2, 5 м после выхода из запорного устройства.

Рис. 16. Регулятор высокого давления прямого действия типа РД - 64. 1— затвор; 2 — корпус; 3 - мембранный привод: 4 — мано­метр: 5 — двухступенчатый редуктор-задатчик; 6 — шток; 7 — седло.

Регулирующий орган имеет два седла, закрепленных в корпусе регулятора, и золотник. Мембранно-исполнительный механизм со­стоит из мембранного узла, содержащего мембрану, зажатую между двумя дисками, на которых закреплен шток золотника. Для уплот­нения штока и клапана применяют резиновые кольца (табл. 4).

Процесс регулирования давления протекает следующим образом: в надмембранной камере редуктора создается постоянное давление, равное регулируемому на выходе из регулятора. Если давление на выходе из регулятора меньше заданного, то сила, действующая на мембрану сверху, превышает таковую снизу.

Узел чувствительного элемента, связанный с мембраной, пере­мещаясь вниз, увеличивает проходное сечение регулятора. В ре­зультате количество протекающего газа возрастает, а давление на выходе из регулятора восстанавливается до заданного. Если же выходное давление превышает заданное, чувствительный элемент, перемещаясь вверх, уменьшает проходное сечение регулятора, вос­станавливая таким образом давление на выходе из регулятора до заданного.

Подвижная система регулятора уравновешена, что достигается воздействием давления газа со стороны входа на золотник как сверху, через верхнее седло, так и снизу, на стенки пологого стакана золотника.

Редуктор типа ВР-1 (рис. 17). Состоит из двух регуляторов, обеспечивающих две ступени редуцирования. Давление газа после первой ступени регулируется в пределах 12—16. после второй — 2, 8—4, 5 кгс/см². Допустимое давление на входе в редуктор до 150 кгс/см².

Оба регулятора, за исключением различия в жесткости задающей пружины, совершенно одинаковые. Каждый из них имеет индиви­дуальное предохранительное сбросное устройство, срабатывание ко­торого может настраиваться в широких пределах.

Регулятор работает следующим образом. При ввертывании ре­гулировочного винта усилие пружины передается на мембрану, которая нажимает на толкатель, открывая газу проход в надмембранную полость регулирующего устройства. Если давление за регулирующим органом меньше заданного, то мембрана регулиру­ющего устройства вместе со штоком и золотником опустится вниз, открывая путь газу. Если же оно больше заданного, оно устройством передается в подмембранную полость. Мембрана регулирующего устройства поднимается вместе со штоком и золотником, прикрывая проходное сечение регулирующего устройства.

При работе редуктора типа ВР-1 в качестве задатчика регулятора давления типа РД-64 его предохранительное сбросное устройство желательно настраивать на постоянный сброс газа, достигая тем самым качественного регулирования газа на выходе из ГРС. Для сброса газа при этом необходимо предусмотреть сбросную свечу. Контроль за настройкой регулятора ведется по манометру.

Рис. 17. Воздушный редуктор типа ВР-1.

1 — пружина: 2 — клапан; 3 — толкатель: 4 — шайба: 5 — мембрана: 6 — нажимной диск: 7 — регулировочный винт; 8 — регулирующая пружина: 9 — крышка редуктора: 10 — предо­хранительный клапан.

Предохранительный клапан редуктора (рис 18). Соединен с полостью первой ступени редуцирования. В случае превышения выходного давления в полости первой ступени над заданным, золотник отходит от седла и газ сбрасывается в атмо­сферу.

Газ, поступающий к редуктору-задатчику по стальной цельнотянутой трубке, должен быть очищен от механических примесей и осушен от влаги. Для чего в схеме обвязки должен быть предусмотрен фильтр (обычно висциновый) и вымораживатель.

Двухступенчатый редуктор типа ДР-2. Является статическим регулятором прямого действия и предназначен для снижения давления с 10—320 кгс/см² до 0, 1—3 или 3—10. Редуктор работает при температуре окружающего воздуха от 0 до 50° С и температуре регулируемой среды от 5 до 50° С.

Регулятор ДР-2 состоит из двух последовательно скомпонованных на одном кронштейне редукторов: высокого давления — РДВ-1 (первая ступень регулирования) и низкого давления РНД-1 (вторая ступень регулирования). Каждый из них в свою очередь является регулятором прямого действия и может использоваться самостоя­тельно. Входным давлением для РНД-1 является выходное давление РВД-1. Давление газа после РВД-1 в пределах 1, 5-10 кгс/см², после РНД-1 — 0, 1-1, 5.

Рис. 18. Клапан предохранительный.

1— корпус: 2 — седло клапана. 3 — золотник с уплотнительной подушкой: 4 — пружина: 5 —пробка.

Пропускная способность редукторов (по воздуху), м³/ч: ДР-2 — не менее 10 (при р_ВЫХ = 10 кгс/см², давление после первой ступени б, после второй — I кгс/см²); РВД-1 — не менее 16 (при р_ВХ — 10 и р_вых= 3, 5 кгс/см²); РНД-1 — не менее 10 (при р_ВХ = 6 и р_ВЫХ = 1 кгс/см²).

Регулятор давления газа типа РД-64 монтируют вертикально (мембранным приводом вверх) между двумя отключающими кранами или задвижками на горизонтальном газопроводе в месте, доступном для осмотра (рис. 19). Направление потока газа должно совпадать с направлением стрелки на корпусе.

Обвязка регулятора выполняется стальными цельнотянутыми трубками с толщиной стенки не менее 3 мм, вентилями и соеди­нительными фитингами, рассчитанными на рабочее давление 55 кгс/см².

Рис. 19. Схема установки и обвязки регулятора типа РД-64.

1— отбор газа высокого давления: 2 — фильтр очистки и сушки газа: 3 —вентиль 1/4": 4 — отключающий кран: 5 — опоры: 6 — манометр 0 - 60 кгс/см²; 7 — редуктор-задатчик; 5 — регулятор РД-64; 9 — манометр (0 - 16 кгс/см²; 10 — вентиль 1/2"; 11 — отбор регулируе­мого давления.

Участок трубопровода, предназначенный для монтажа регуля­тора типа РД-64, должен иметь диаметр условного прохода не менее D_y регулятора; длина прямых участков трубопроводов до и после регулятора — не менее 1 м (рис. 19); расстояние от пола помещения редуцирования до нижней образующей регулятора — не менее 0, 3 м.

Наблюдение за регулируемым давлением ведут по показаниям манометра, установленного на линии подвода этого давления не­посредственно у регулятора. Для обслуживания регуляторов типа РД-64 в здании редуцирования должна быть предусмотрена ме­таллическая площадка с лестницами и перилами, а для монтажа и демонтажа регулятора — кран-балка грузоподъемностью 0, 5—1 т.

Регуляторы РДУ каждого типоразмера имеют три основных узла (унифицированные для всех типоразмеров): исполнительное устрой­ство, усилитель и редуктор перепада (рис. 21).

Исполнительное устройство (рис. 22). Является конеч­ным звеном системы автоматического регулирования. При переме­щении затвора изменяется проходное сечение устройства, а следо­вательно, количество проходящего газа. Это обеспечивает поддер­жание выходного давления на заданном значении при колебании газопотребления. Перемещение затвора происходит за счет изме­нения управляющего давления, поступающего на привод исполни­тельного устройства от усилителя.

Для обеспечения герметичности исполнительного устройства к седлу винта крепится капролоновая прокладка. Затвор выполнен в виде тонкостенной трубы и связан с мембранным приводом с помощью диска и двух шайб. В исходном положении затвор прижат к седлу возвратной пружиной. В полость А привода через отверстие Б подается выходное давление, а в полость В через отверстие Г — управляющее давление (от усилителя). Отверстие Д во фланце корпуса служит для подачи входного давления к редуктору.

Усилитель (рис. 23). Непрерывно измеряет выходное давление, сравнивает его с заданным при настройке, и в случае отклонения от заданного изменяет управляющее давление. Для питания уси­лителя используется энергия входного давления.

Мембранно-пружинный механизм усилителя включает в себя две эластичные мембраны, жестко связанные с помощью муфты, стакана, втулки и двух дисков, а также пружину сжатия. Натяги­вается она за счет вращения регулировочного винта.

Рис. 21. Схема регулятора давления газа типа РДУ.

1— затвор; 2 — седло клапана: 3. 4 — мембраны: 5 — пружина: 6 — клапан: 7 — сбросное седло: 8 — возвратная пружина

Клапанное устройство состоит из подающего седла, выполненного в виде отверстия во втулке, клапана двойного действия с пружиной и сбросного седла, зажатого между муфтой и втулкой. Через от­верстие А во втулке давление питания (от редуктора) подается на усилитель, а через отверстие Б в корпусе — управляющее давле­ние — на привод исполнительного устройства. В контрольную ка­меру В через отверстие Г поступает регулируемое давление из выходного трубопровода.

Рис. 22. Исполнительное устройство регулятора давления газа РДУ.

1 — корпус: 2 — затвор: 3 — возвратная пружина; 4 — мембранный привод: 5 — диск: 6. 7 — шайбы: 8 — седло: 9 — крышка. 10 — винт: 11 - капролоновая прокладка. 12 — ребра крышки: 13 — кожух.

Редуктор перепада давления (рис. 24). Предназначен для снижения высокого входного давления и поддержания посто­янного перепада между давлением питания усилителя и выходным давлением.

Газ с входным давлением через отверстие А поступает в полость Б. проходит через зазор, образуемый клапаном и седлом, редуци­руется и идет на питание усилителя. Величина давления питания усилителя зависит от усилия сжатия пружины и превышает выходное давление, которое подается в полость В редуктора (примерно на 2—3 кгс/см²).

Принцип действия регулятора РДУ следующий. Газ высокого давления (55 кгс/см²) из подводящего газопровода поступает в полость А исполнительного устройства, проходит через зазор, об­разуемый затвором и седлом, и редуцируется. Выходное давление устанавливается за счет настройки усилителя. Отклонение выходного давления в результате изменения газопотребления или входного давления воспринимается чувствительным элементом усилителя (мембраной). С помощью клапана усилителя преобразуется в пнев­матический сигнал, поступающий в полость 5 привода исполни­тельного устройства.

Автоматическое поддержание выходного давления в заданных пределах осуществляется следующим образом: повышение его вы­зывает перемещение подвижной системы усилителя, состоящей из двух жестко связанных мембран, вверх за счет нарушения равно­весия действующих на нее сил: усилия пружины, с одной стороны, и выходного давления — с другой. При этом сбросное седло отходит

от клапана, что приводит к стравливанию некоторого количества газа из полости В усилителя и полости 6 привода исполнительного устройства. Управляющее давление понизится и затвор под дейст­вием возвратной пружины пойдет на закрытие. Расход газа через регулятор уменьшается до восстановления выходного давления в заданных пределах. При уменьшении выходного давлении регулятор работает в обратном порядке.

Рис. 24. Редуктор перепада регу­лятора РДУ: 1- корпус; 2 - пружина; 3- седло: 4 - крышки: 5 - клапан.
Рис. 23. Усилитель регулятора давления РДУ. 1-верхняя крышка: 2 - пружина: 3 - колпачок: 4 - регулировочный винт: 5. 10 - диски: 6 - муфта: 7 - клапан двойного действия; 8 - сбросное седло. 9 - втулка: 11 - нижняя крышка: 12 - эластичная мембрана: 13. 17 - стаканы; 14 - пружина: 15 - корпус: 16 - втулка.