Copyright оао цкб бибком & ооо Aгентство KнигаCервис удк 621. 64
 Скачать 2.47 Mb.
|
|
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» 111 вания будет протекать в обратном направлении. Настраивают регулятор на необходимое давление газа с помощью специальных грузов 3, причем с увеличением их массы выходное давление газа возрастает. Астатические регуляторы после возмущения приводят регулируемое давление к заданному значению независимо от величины нагрузки и положения регулирующего клапана. Равновесие системы возможно только при заданном значении регулируемого параметра, при этом регулирующий клапан может занимать любое положение. Астатические регуляторы часто заменяют пропорцио- нальными. В пропорциональных (статических) регуляторах в отличие от астатических подмембранная полость отделена от коллектора сальником и соединяется с ним импульсной трубкой, те. узлы обратной связи расположены вне объекта. Вместо грузов на мембрану действует сила сжатия пружины 2 (рис. 33, б. Если в астатическом регуляторе малейшее изменение выходного давления газа может привести к перемещению регулирующего клапана из одного крайнего положения в другое, тов статическом полное перемещение клапана из одного крайнего положения в другое происходит только при соответствующем сжатии пружины. Как астатические, таки пропорциональные регуляторы при работах сочень узкими пределами пропорциональности обладают свойствами систем, работающих по принципу «открыто–закрыто», те. при незначительном изменении параметра газа перемещение клапана происходит мгновенно. Чтобы устранить это явление, устанавливают специальные дроссели в штуцере, соединяющем рабочую полость мембранного устройства с газопроводом или свечой. Установка дросселей позволяет уменьшить скорость перемещения клапанов и добиться более устойчивой работы регулятора. По способу воздействия на регулирующий клапан различают регуляторы прямого и непрямого действия. В регуляторах прямого действия регулирующий клапан находится под действием регулирующего параметра прямо или через зависимые параметры и при изменении величины регулируемого параметра приводится в действие усилием, возникающим в чувствительном элементе регулятора, достаточным для перестановки регулирующего клапана без постороннего источника энергии. В регуляторах непрямого действия чувствительный элемент воздействует на регулирующий клапан посторонним источником энергии (сжатым воздухом, водой или электрическим током). При изменении величины регулирующего параметра усилие, возникающее в чувствительном элементе регулятора, приводит Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» в действие вспомогательное устройство, открывающее доступ энергии от постороннего источника в механизм, перемещающий регулирующий клапан. Регуляторы давления прямого действия менее чувствительны, чем регуляторы непрямого действия. Относительно простая конструкция и высокая надежность регуляторов давления прямого действия обусловили их широкое применение вгазовом хозяйстве. Дроссельные устройства. Дроссельные устройства (рис. 34) регуляторов давления – клапаны различных конструкций. В регуляторах давления газа применяют односедельные и двухседель- ные клапаны. На односедельные клапаны (см. риса, б) действует одностороннее усилие, равное произведению площади отверстия седла на разность давлений с обеих сторон клапана. Наличие усилия только с одной стороны затрудняет процесс регулирования и одновременно увеличивает влияние изменения давления до регулятора на выходное давление. Вместе стем эти клапаны обеспечивают надежное отключение газа при отсутствии его отбора, что обусловило их широкое применение в конструкциях регуляторов, используемых в ГРП. Двухседельные клапаны (см. рис. 34, г, дне обеспечивают герметичного закрытия. Это объясняется неравномерностью износа седел, сложностью притирки затвора одновременно к двум седлам, а также тем, что при температурных колебаниях неодинаково изменяются размеры затвора и седла. а б в г д P 1 P 2 P 1 P 2 P 1 P 2 P 1 P 2 P 1 P 2 Рис. 34. Дроссельные устройства регуляторов давления газа: а – клапан жесткий односедель- ный; б – клапан мягкий одно- седельный в – клапан цилиндрический с окном для прохода газа г – клапан жесткий двух- седельный неразрезной сна- правляющими перьями д – клапан мягкий двухседельный Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» От размера клапана и величины его хода зависит пропускная способность регулятора. Поэтому регуляторы подбирают в зависимости от максимально возможного потребления газа, а также по размеру клапана и величине его хода. Регуляторы, устанавливаемые в ГРП, должны работать в диапазоне нагрузок от 0 (на тупик) до максимума. Пропускная способность регулятора зависит от отношения давлений дои после регулятора, плотности газа и конечного давления. В инструкциях и справочниках имеются таблицы пропускной способности регуляторов при перепаде давления 0,01 МПа. Для определения пропускной способности регуляторов при других параметрах необходимо делать пересчет. Мембраны. С помощью мембран энергия давления газа переводится в механическую энергию движения, передающуюся через систему рычагов на клапан. Выбор конструкции мембран зависит от назначения регуляторов давления. В астатических регуляторах постоянство рабочей поверхности мембраны достигается приданием ей поршневой формы и применением ограничителей изгиба гофра. Наибольшее применение в конструкциях регуляторов нашли кольцевые мембраны (рис. 35). Их использование облегчило замену мембран вовремя ремонтных работ и позволило унифицировать основные измерительные устройства различных видов регуляторов. Движение мембранного устройства вверх и вниз происходит за счет деформации плоского гофра, образованного опорным диском 1. Если мембрана находится в крайнем нижнем положении, то активная площадь мембраны (F max ) – вся ее поверхность. Если мембрана перемещается в крайнее верхнее положение, то ее активная площадь уменьшается до площади диска (F min ) – с уменьшением диаметра диска разность между максимальной и минимальной активной площадью будет увеличиваться. Следовательно, для подъема кольцевых мембран необходимо постепенное нарастание давления, компенсирующее уменьшение активной площади мембраны. Если мембрана в процессе работы подвергается попеременному давлению с обеих сторон, ставят два диска – сверху и снизу. Рис. 35. Кольцевая мембрана: а – с одним диском б – с двумя дисками 1 – диск 2 – гофра 1 2 а б Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» У регуляторов низкого выходного давления одностороннее давление газа на мембрану уравновешивается пружинами или грузами. У регуляторов высокого или среднего выходного давления газ подводится к обеим сторонам мембраны, разгружая ее от односторонних усилий. Регуляторы подразделяют на пилотные и беспилотные. Пилотные регуляторы (РСД, РДУК и РДВ) имеют управляющее устройство в виде небольшого регулятора, который называется пилотом. Беспилотные регуляторы (РД, РДК и РДГ) не имеют управляющего устройства и отличаются от пилотных габаритами и пропускной способностью. Рассмотрим наиболее распространенные регуляторы давления прямого действия. Регуляторы РД-32М и РД-50М. Эти регуляторы беспилотные, прямого действия, различаются по условному проходу 32 и 50 мм и обеспечивают подачу газа соответственно доим 3ч. Корпус регулятора РД-32М присоединяют к газопроводу накидными гайками 5 (рис. 36). По импульсной трубке 10 редуцируемый газ подается в подмембранное пространство регулятора и оказывает давление на эластичную мембрану 1. Сверху на мембрану оказывает противодавление пружина 2. Если расход газа увеличится, то его давление за регулятором понизится, соответственно уменьшится и давление газа в подмембранном пространстве регулятора, равновесие мембраны нарушится иона под действием пружины 2 переместится вниз. Вследствие перемещения мембраны вниз рычажный механизм 11 отодвинет поршень 9 от клапана 8. Расстояние между клапаном и поршнем увеличится, это приведет к увеличению расхода газа и восстановлению конечного давления. Если расход газа за регулятором уменьшится, то выходное давление повысится и процесс регулирования произойдет в обратном направлении. Сменные клапаны 8 позволяют изменять пропускную способность регуляторов. Настраивают регуляторы на заданный режим давления с помощью регулируемой пружины 2, гайки 3 и регулировочного винта В часы минимального газопотребления выходное давление газа может повыситься и вызвать разрыв мембраны регулятора. Предохраняет мембрану от разрыва специальное устройство, предохранительный клапан 12, встроенный в центральную часть мембраны. Клапан 12 обеспечивает сброс газа из подмембранного пространства в атмосферу. Комбинированные регуляторы. Отечественная промышленность выпускает четыре разновидности таких регуляторов. Это РДНК-400, РДГД-20, РДСК-50, РГД-80. Указанные регуляторы получили такое название потому, что в корпусе регулятора вмонтированы сбросной и запорный клапаны. На рисунках 37–40 показаны схемы комбинированных регуляторов ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Регулятор РДНК-400 рис. 37) – регулятор давления газа с низким выходным давлением, комбинированный. Завод-изготовитель поставляет регулятор, настроенный на выходное давление 2 кПа, с соответствующей настройкой сбросного клапана и отключающего устройства. Выходное давление регулируют вращением винта 7. При вращении походу часовой стрелки выходное давление увеличивается, а против – уменьшается. Сбросной клапан настраивают вращением гайки 2, которая ослабляет или сжимает пружину. Регулятор РДГД-20 рис. 38). Регулятор давления газа домовой РДГД-20, предназначенный для снижения давления природного газа со среднего до низкого, имеет встроенный отсечный клапан, работает при температуре окружающего воздуха от 30 до 50 °С. Рис. 36. Регулятор давления РД-32М: 1 – мембрана 2 – регулируемая пружина 3, 5 – гайки 4 – регулировочный винт 6 – пробка 7 – ниппель 8 – клапан 9 – поршень 10 – импульсная трубка конечного давления 11 – рычажный механизм 12 – предохранительный клапан 1 Сброс 2 3 4 12 11 10 5 8 9 7 6 5 Газ Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Рис. 3 7. Регулятор давления газа Р Д Н К -4 00 : 1 – клапан сбросной гайки пружина настройки сбросного клапана мембрана рабочая штуцер пружина настройки выходного давления винт регулировочный камерам ем бранная пружины клапан рабочий трубки импульсные сопло стакан крышка клапан отсечной фильтр корпус механизм рычажный д газа ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Рис. 38. Регулятор давления газа РДГД-20: 1 – штуцер газопровода подводящего 2 – плунжер ПЗК; 3, 5 – седла 4 – плунжер клапан предохранительно-сбросной; 7, 11, 23, 26, 27, 33 – пружины 8 – штуцер 9 – гайка 10 – шайба 12 – стакан 13 – мембрана разгрузочная 14, 22 – мембраны 15, 30, 32 – штоки 16, 19 – трубки импульсные 17 – головка восприятия статического напора 18 – штуцер газопровода низкого давления 20 – толкатель 21 – коробка 24, 25 – гайки регулировочные 28 – втулка 29 – упор 31 – пробка корпус регулятора 35 – сетка фильтрующая А – полость подмембранная; Б – полость входная В – полость надмембранная 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 В 33 34 35 1 D =2 0 2 3 Б А 4 у у 3 2 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Техническая характеристика регулятора РДНК-400 Максимальное входное давление, МПа ..................................... Диапазон настройки выходного давления, кПа ........................ Пропускная способность при входном давлении 0,6 МПа, м 3 /ч, не менее ................................................................ Неравномерность регулирования, %, не более .......................... Диапазон настройки давления начала срабатывания сбросного клапана, кПа ............................................................... Диапазон настройки давления срабатывания отключающего устройства, кПа: при понижении выходного давления ...................................... при повышении выходного давления ..................................... Условный проход входного и выходного патрубков, мм ........... Максимальная пропускная способность – 86 м 3 /ч. При снижении входного давления до 50 кПа она составляет не менее 20 м 3 /ч. Пропускная способность сбросного клапана не менее 0,12 м 3 /ч при давлении 3,5 кПа; диапазон его настройки на начало срабатывания кПа. Отсечный клапан настраивают на срабатывание при снижении выходного давления до 0,7–1,1 кПа или повышении его до 4–5 кПа. Регулятор настраивают на выходное давление вращением по резьбе шайбы 10 см. рис. 38), которой регулируют сжатие пружины. Для настройки предохранительного сбросного клапана вращением гайки 9 изменяют сжатие пружины 7. Отсечный клапан при повышении давления настраивают изменением сжатия пружины при помощи регулировочной гайки 25; при снижении давления – изменением сжатия пружины регулировочной гайкой. Открывают отсечный клапан вручную перемещением штока 32. Регулятор следует монтировать стаканом 12 вверх размещают регулятор на вводе в здание, лестничной клетке и др. Регулятор РДСК-50 рис. 39). В регуляторе давления газа с выходным средним давлением, комбинированном РДСК-50, скомпонованы независимо работающие регулятор давления, автоматическое отключающее устройство, сбросной клапан и фильтр для отделения пыли. Завод-изготовитель поставляет регулятор, настроенный на выходное давление 0,05 МПа, с соответствующей настройкой сбросного клапана и отключающего устройства. При настройке выходного давления регулятора, а также срабатывания сбросного клапана и отключающего устройства используют сменные пружины, входящие в комплект поставки ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Рис. 39. Регулятор давления газа РДСК-50: 1 – клапан отсечной 2 – седло клапана 3 – корпус 4, 20 – мембрана 5 – крышка гайка 7 – штуцер 8, 12, 21, 22, 25, 30 – пружины 9, 23, 24 – направляющие 10 – стакан 11, 15, 26, 28 – штоки 13 – клапан сбросной 14 – мембрана разгрузочная седло рабочего клапана 17 – клапан рабочий 18, 29 – трубки импульсные 19 – толкатель 27 – пробка 31 – корпус регулятора 32 – сетка Выходное давление настраивают вращением направляющей 9. При вращении походу часовой стрелки выходное давление увеличивается, а против – уменьшается. Давление срабатывания сбросного клапана регулируют вращением гайки 6. Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Отключающее устройство настраивают, понижая выходное давление сжатием или ослаблением пружины 21, вращая направляющую, а также повышая выходное давление сжатием или ослаблением пружины 22, вращая направляющую Пуск регулятора после устранения неисправностей, вызвавших срабатывание отключающего устройства, выполняют вывертыванием пробки 27, в результате чего клапан перемещается вниз до тех пор, пока шток 26 под действием пружины 25 переместится влево и западет за выступ штока клапана 1, удерживая его таким образом в открытом положении. После этого пробку 27 ввертывают до упора. Техническая характеристика регулятора РДСК-50 Максимальное входное давление, МПа .................................. Пределы настройки выходного давления, МПа ..................... Пропускная способность при входном давлении 0,3 МПа, м 3 /ч, не менее ............................................................. Колебание выходного давления без перенастройки регулятора при изменении расхода газа и колебаний входного давления на ± 25 %, МПа, не более .......................... Верхний предел настройки давления начала срабатывания сбросного клапана, МПа ................................. Верхний и нижний пределы настройки давления срабатывания автоматического отключающего устройства, МПа: при повышении выходного давления .................................. при понижении выходного давления ................................... 0 < Условный проход, мм: входного патрубка .................................................................. выходного патрубка ............................................................... Регулятор устанавливают на горизонтальном участке газопровода стаканом вверх. Регулятор РДГ-80 рис. 40). Разрабатывается и осваивается производство базовых образцов параметрического ряда комбинированных регуляторов для районных ГРП на условные проходы 50, 80, 100, 150 мм, которые лишены недостатков, присущих другим регуляторам. Каждый тип регуляторов предназначен для редуцирования высокого или среднего давления газа на среднее или низкое, автоматическое поддержание выходного давления на заданном уровне независимо от изменения расхода и входного давления, а также Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Рис. 4 0. Регулятор Р Д Г- 80 : 1 – регулятор управления стабилизатор давления входной кран рабочий большой клапан пружина рабочий малый клапан импульсный газопровод поворотная ось отсечного клапана поворотный рычаг механизм контроля отсечного устройства дроссель регулируемый шум ог ас и те ль 14 – перепускной вентиль з А ∅ 80 М ан ом ет р 8 В и д А ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» для автоматического отключения подачи газа при аварийных повышении и понижении выходного давления сверх допустимых заданных значений. Область применения их – ГРП и узлы редуцирования ГРУ промышленных, коммунальных и бытовых объектов. Регуляторы этого типа непрямого действия. В состав регулятора входят исполнительное устройство, стабилизатор 2, регулятор управления (пилот) Регулятор давления газа РДГ-80 обеспечивает устойчивое и достаточно точное регулирование (неравномерность регулирования не превышает ±5 % давления газа во всем диапазоне расходов) давления газа от минимального до максимального, тем самым повышая надежность работы систем газоснабжения. Это достигается тем, что регулирующий клапан исполнительного устройства выполнен в виде двух подпружиненных клапанов 5 и 7 разных диаметров, обеспечивающих устойчивость регулирования во всем диапазоне расходов, а в регуляторе управления (пилоте) рабочий клапан расположен на двуплечем рычаге, противоположный конец которого подпружинен, задающее усилие на рычаг накладывается между опорой рычага и пружиной. Так обеспечиваются герметичность рабочего клапана и точность регулирования пропорционально соотношению плеч рычага. Исполнительное устройство состоит из корпуса, внутри которого установлено большое седло. Мембранный привод включает мембрану жестко соединенного с ней штока, на конце которого закреплен малый клапан 7, между выступом штока и малым клапаном свободно расположен большой клапан 5, одновременно на штоке закреплено седло малого клапана. Оба клапана подпру- жинены. Шток перемещается во втулках направляющей колонки корпуса. Под седлом расположен шумогаситель 13, выполненный в виде патрубка с щелевыми отверстиями. Стабилизатор предназначен для поддержания постоянного давления на входе в регулятор управления (пилот, те. для исключения влияния колебаний входного давления на работу регулятора в целом. Стабилизатор выполнен в виде регулятора прямого действия и включает в себя корпус, узел мембраны с пружинной нагрузкой, рабочий клапан, который расположен на двуплечем рычаге, противоположный конец которого подпружинен. При такой конструкции удалось достигнуть герметичности рабочего клапана регулятора управления и стабилизировать выходное давление. Регулятор управления (пилот) изменяет управляющее давление в надмембранной полости исполнительного устройства с целью |