Технологическое оборудование газорегуляторных пунктов

В состав технологического оборудования ГРП входят элементы, подробно представленные ниже.

Регуляторы давления, автоматически понижающие или поддерживающие постоянным давление газа независимо от его расхода. Регуляторы РД-32М и РД-50М прямого действия различаются размером условного прохода, которые равны соответственно 32 и 50 мм. РД-50 М выпускаются для начального давления до 0,3 МПа, а РД-32 (25, 20) — до 0,3 и 1 МПа. Эти регуляторы в зависимости от установленных пружин могут поддерживать конечное давление в пределах от 2,5 до 5 кПа.

На рис. 3.2 показана схема регулятора РД-50М, состоящего из корпуса 1 и крестовины 4, соединяющихся с помощью нажимной шайбы 3. По импульсной трубке газ подается в подмембранное пространство регулятора и оказывает воздействие на эластичную мембрану 5, на которую сверху оказывает противодавление пружина 2. Если потребление газа увеличится, то давление в подмембранном пространстве упадет, равновесие мембраны нарушится и она под действием пружины 2 переместится вниз. Мембрана, перемещая вниз рычажный механизм 6, отводит поршень от клапана, расход газа увеличивается и давление поднимается до требуемого. В случае уменьшения расхода газа давление в подмембранном пространстве повысится и процесс регулирования произойдет в обратной последовательности.

Схема регулятора РД-50М

Рис. 3.2. Схема регулятора РД-50М:

7 — корпус; 2— пружина; 3— нажимная шайба; 4— крестовина; 5— мембрана; б — система рычагов; 7— предохранительное устройство

Так как закрытый клапан не полностью герметичен, выходное давление при отсутствии расхода газа будет повышаться и мембрана регулятора поднимется, преодолевая усилие пружины. При этом клапан предохранительного устройства 7 откроется и за счет сброса определенного количества газа в атмосферу дальнейший рост давления в сети за регулятором прекратится.

Регуляторы типа РСД прямого действия, разработанные на базе регуляторов РД-32М и РД-50М и различающиеся размером условного прохода (32 и 50 мм), обеспечивают снижение давления газа с 0,3 до 0,01—0,11 МПа.

Регулятор типа РСД, принципиальная схема которого представлена на рис. 3.3, работает следующим образом. По импульсной трубке через штуцер в подмембранное пространство регулятора поступает газ с конечным давлением и стремится переместить мембрану вверх. Мембрана сжимает пружину, которая упирается в шайбу, а вверху — в диск, закрепленный на штоке. Шток связывает мембрану с нажимной шайбой, установленной на верхнем торце пружины. Предварительно сжатая пружина удерживает мембрану в верхнем положении, когда золотник закрывает седло клапана.

Схема регулятора типа РСД

Рис. 3.3. Схема регулятора типа РСД:

/ — мембрана регулятора; 2 — игла вентиля; 3, 11 — заглушка; 4 — дроссель;

  • 5 — сбросное отверстие; 6— малая пружина пилота (регулятора управления);
  • 7, 23— клапаны; 8— мембрана пилота; 9— большая пружина пилота; 10— рукоятка;
  • 12, 25— прокладки; 13— нажимная гайка; 14— пружина; 15, 26— шайбы; 16— шток;

/7— диск; 18— импульсная трубка газа с начальным давлением; 19— сухарь;

  • 20— накидная гайка; 21 — золотник; 22 — уплотнение; 24— тройник; 27— импульсная трубка газа с конечным давлением; 28— толкатель; 29— опора; 30— рычаг;
  • 31 штуцер

По импульсной трубке газ с начальным давлением подается на регулятор. После понижения давления до заданного значения газ поступает через дроссель в надмембранное пространство, стремясь переместить мембрану вниз. Давления на мембрану сверху и снизу выравниваются, и клапан устанавливается на определенном расстоянии от седла.

Если потребление газа увеличится, то давление в импульсной трубке и подмембранном пространстве уменьшится, мембрана переместится вниз и через рычажную передачу клапан переместится влево, увеличив проход газа, что приведет к воестановлению давления газа на выходе из регулятора. Если потребление газа уменьшится, процесс регулирования осуществится в обратном направлении. Регулятор давления газа РДБК-1 состоит из клапана регулирующего 3, регулятора управления (пилота) высокого давления КВ-2 1, регулятора управления низкого давления (пилота) КН-2 2, дросселя регулирующего 4 и мембраны 5.

Регулятор давления имеет фланцевый корпус вентильного типа. К нижней части корпуса крепится мембранный привод. В центральное гнездо тарелки упирается толкатель, а в него — шток, передающий вертикальное перемещение тарелки мембраны 5 клапану. Шток перемещается во втулках направляющей колонки корпуса. Сверху корпус закрыт крышкой. В верхней и нижней крышках регулирующего клапана установлены регулируемые дроссели, предназначенные для настройки (без автоколебаний) работы регулятора.

Регулятор управления (пилот) КВ-2 предназначен для поддержания постоянного давления на входе в регулятор управления КН-2, который является командным прибором и вырабатывает управляющее давление в подмембранной полости регулирующего клапана с целью поддержания постоянного давления за регулятором.

Регулятор давления газа РДБК1-50Н работает следующим образом. Газ поступает через регулятор управления (КВ-2) 1 к регулятору управления (КН-2) 2. От регулятора управления 2 газ через регулируемый дроссель 4 поступает в подмембранную полость, а через импульсную трубку — в надмембранную полость регулирующего клапана 3. Через дроссель 4 подмембранная полость регулирующего клапана связана с газопроводом за регулятором.

Давление в подмембранной полости регулирующего клапана при работе всегда больше выходного давления. Надмем- бранная полость регулирующего клапана находится под воздействием выходного давления. Регулятор управления поддерживает на выходе постоянное давление, поэтому давление в подмембранной полости также будет постоянным (в установившемся режиме).

Отклонения выходного давления от заданного вызывают изменения давления в надмембранной полости регулирующего клапана, что приводит к перемещению клапана в равновесное состояние, соответствующее новым значениям входного давления и расхода газа.

Институтом ГипроНИИГАЗ в 1990-е гг. разработан ряд регуляторов нового поколения: РДГБ-6, РДГК-10, РДГД-20, РДНК-100, РДСК-50, РДНК-400Ж. Регулируемой средой в них является природный газ. Регуляторы РДГД-20, РДГК-50 и РДНК-400Ж имеют встроенное автоматическое отключение и сбросное устройство.

Предохранительные запорные клапаны, прекращающие подачу газа при повышении или понижении его давления после регулятора сверх заданных значений, что может привести к аварийной ситуации. Например, при повышении давления газа возможны отрыв пламени у горелок газоиспользующего оборудования и появление в рабочем объеме газовоздушной смеси, а при значительном понижении давления газа возможен проскок пламени в горелку или его погасание, из-за чего может образоваться взрывоопасная газовоздушная смесь в топках и газоходах агрегатов.

Для предотвращения недопустимого изменения давления газа в ГРП (ГРУ) устанавливают предохранительные запорные клапаны (ПЗК) и предохранительные сбросные клапаны (ПСК).

Если по условиям производства перерыв в подаче газа недопустим, то вместо ПЗК должна быть предусмотрена сигнализация оповещения обслуживающего персонала.

Устройство предохранительного запорного клапана низкого (ПКН) и высокого (ПКВ) давлений показано на рис. 3.4. Клапан работает следующим образом. Если контролируемое давление газа возрастает выше заданного верхнего предела, установленного большой пружиной 9, то мембрана 13, преодолевая усилие пружины, поднимается вверх и поворачивает коромысло 12, наружный конец которого выходит из зацепления с упором молотка 2. Вследствие этого молоток падает и ударяет по свободному концу анкерного рычага 4, который освобождает рычаг 5, укрепленный на валу, и клапан 7 под действием собственного веса и веса груза рычага 5 опускается на седло корпуса 6 и перекрывает проход газа.

Устройство предохранительного запорного клапана типа ПКН (ПКВ)

Рис. 3.4. Устройство предохранительного запорного клапана типа ПКН (ПКВ):

/ — пробка; 2 — молоток; 3 — крышка; 4 — анкерный рычаг; 5— рычаг; 6 — корпус;

7— клапан; 8— направляющая стойка; 9 — большая пружина; 10— малая пружина;

// — шток; /2—коромысло; 13— мембрана; 14— переходный фланец; /5 —тарелка;

16— поворотный вал; 17— вилка

Если контролируемое давление газа упадет ниже заданного нижнего предела, установленного малой пружиной 10, мембрана 13 под действием этой пружины пойдет вниз и опустит внутренний конец коромысла 12. При этом нагруженный конец коромысла выйдет из зацепления с упором молотка, который упадет и закроет клапан, перекрывая проход газа.

Предохранительные запорные клапаны (ПЗК) типа КПН (рис. 3.5) бывают двух исполнений: низкого давления (КПН) и высокого (КПВ).

Корпус Жданного типа клапана фланцевый, вертикальный. При подаче газа седло 10 с резиновым уплотнителем 11. Шток клапана перемещается вертикально к направляющей 12, которая состоит из шайбы 4, стакана 2, двух втулок 3 и тарелок 6. Прижатие клапана к седлу осуществляется пружиной 5. Перепускной клапан 7 служит для выравнивания давления до клапана 10 и после него. При подъеме штока клапана 10 на небольшую высоту (1,5—2 мм) перепускной клапан открывается, давление в обеих полостях корпуса выравнивается, что позволяет далее открыть клапан 10 полностью без большого усилия. Шток клапана 10 зацеплен штифтом с вилкой 1. Для фиксации штифта служит винт 15. На головке 14 клапана расположен командный прибор 13.

Устройство предохранительного запорного клапана КПН-200 (КПВ-200)

Рис. 3.5. Устройство предохранительного запорного клапана КПН-200 (КПВ-200):

/ - вилка; 2— стакан; 3 — втулка; 4 — шайба; 5 — пружина; 6 - тарелка;

  • 7— перепускной клапан; 8— седло; 9— корпус; 10— клапан; // — резиновое уплотнение; 12— направляющая; 13- командный прибор; 14 - головка клапана;
  • 15 винт

Согласно Правилам безопасности в газовом хозяйстве, верхний предел срабатывания ПЗК не должен превышать максимальное рабочее давление газа после регулятора более чем на 25%.

Настройка ПЗК на срабатывание зависит от того, в какую газораспределительную сеть ГРП обеспечивает подачу газа — в тупиковую или кольцевую.

При тупиковой системе разводки газопроводов включение и отключение части потребителей может вызвать кратковременное, но значительное понижение или повышение давления газа в контролируемой точке даже при исправном регуляторе. Во избежание срабатывания ПЗК в случае повышения давления и отключения всех потребителей в обычном (не аварийном) режиме клапан настраивают на давление, несколько большее того, на которое настроено предохранительное сбросное устройство (ПСУ). Это устройство, сбрасывая небольшие объемы газа в атмосферу, не позволяет подниматься давлению в контролируемой точке до значения срабатывания ПЗК. При неисправном регуляторе сброс через ПСУ окажется недостаточным, давление в контролируемой точке повысится, ПЗК сработает и перекроет подачу газа потребителям.

Кольцевая система газопровода запитывается газом от нескольких ГРП. Неисправность одного из регуляторов и связанное с этим увеличение давления вызовет уменьшение подачи газа в кольцевую сеть газопровода регуляторами других ГРП. В этом случае недопустим сброс в атмосферу газа через ПСУ в ГРП с неисправным регулятором, так как он может продолжаться длительное время, снижая давление газа в газопроводе, что невыгодно экономически и вредит экологии.

Поэтому в кольцевых системах ПЗК настраивают на давление срабатывания меньшее, чем давление начального открытия ПСУ. При этом ПСУ предохраняет кольцевую систему газопроводов от повышения в ней давления сверх допустимого в случае, когда в ГРП сработал ПЗК, но из-за негерметичности затвора давление в системе увеличивается.

Предохранительные сбросные клапаны устанавливают для предотвращения повышения давления газа выше допустимого после регулятора давления эти устройства сбрасывают избыточный объем газа в атмосферу.

Согласно Правилам безопасности в газовом хозяйстве, предохранительные сбросные клапаны, в том числе встроенные в регулятор давления, должны обеспечивать сброс газа при превышении максимального рабочего давления после регулятора не более чем на 15 %.

По конструктивному устройству клапаны разделяют на пружинные, мембранные и жидкостные.

Пружинные предохранительные сбросные клапаны снабжаются устройством для принудительного открытия и контрольной продувки с целью предотвращения прикипания, примерзания или прилипания плунжера к седлу, а также для удаления твердых частиц, попавших между уплотнительными поверхностями.

ПСК подразделяются на полноподъемные, которые открываются при повышении давления полностью резко и резко закрываются при понижении давления; и малоподъемные, у которых открытие затвора происходит постепенно, пропорционально увеличению давления в контролируемой точке газопровода.

На рис. 3.6 показано устройство клапана предохранительного специального полноподъемного пружинного с рычагом для контрольной продувки, устанавливаемого на газопроводах среднего и высокого давления. Входной патрубок такого клапана соединен с контролируемым участком газопровода после регулятора давления. В корпусе клапана установлен плунжер 7, прижимаемый к седлу пружиной 2, усилие которой регулируется перемещением опорной шайбы 3 при вращении в резьбе винта 4.

Устройство предохранительного сбросного клапана СППК4Р-50-16

Рис. 3.6. Устройство предохранительного сбросного клапана СППК4Р-50-16:

  • 1 плунжер; 2 — пружина;
  • 3 опорная шайба; 4 — винт;
  • 5 - рычаг для принудительного открытия и контрольной продувки

При возрастании давления во входном патрубке выше заданного плунжер поднимается, при этом давление газа действует на всю его торцовую поверхность, которая больше центральной части, и возросшее давление отжимает плунжер вверх. Кроме того, скошенная внутрь поверхность кромки плунжера отклоняет вниз поток газа, вытекающего из седла. При таком отклонении потока создается реактивная сила, которая суммируется с увеличенным давлением на плунжер. Равновесие между усилием пружины и давлением газа на плунжер нарушается, и плунжер рывком поднимается в крайнее верхнее положение. Когда давление газа в трубопроводе становится меньше усилия сжатия пружины, плунжер садится на седло, герметично перекрывая поток газа.

На рис. 3.7 представлено устройство пружинного сбросного клапана мембранного типа прямого действия; его устанавливают на газопроводы низкого и среднего давления. Чугунный корпус 1 такого клапана выполнен в виде усеченного конуса с фланцем, седлом и двумя отверстиями. Седло перекрывается клапаном 9с резиновым уплотнением. Пружина 6зажата между тарелками 3 мембраны 8 и регулировочным винтом 5. При его вращении нижняя тарелка мембраны перемещается, изменяя усилие пружины, определяющей настройку клапана на давление в заданных пределах.

Устройство сбросного клапана пружинного ПСК-50

Рис. 3.7. Устройство сбросного клапана пружинного ПСК-50:

/ - корпус; 2 — направляющие;

  • 3 тарелка; 4 — чашка;
  • 5— регулировочный винт;
  • 6 пружина; 7 - крышка;
  • 8— мембрана; 9— клапан

Газ из сети через входной патрубок корпуса поступает в надмембранную полость. При установившемся режиме контролируемое давление газа в установленных пределах уравновешивается пружиной и клапан герметично закрыт. Когда давление газа в сети превысит предел настройки, мембрана, преодолевая усилие пружины, опустится вместе с клапаном, открывая при этом выход газу в атмосферу через выходной патрубок. Сброс газа будет происходить до снижения давления в сети ниже заданного, после чего под действием пружины клапан закроется.

Газовые фильтры предназначены для очистки газа от смолистых веществ, пыли, ржавчины и других твердых частиц. Качественная очистка газа позволяет повысить герметичность запорных устройств и соответственно увеличить межремонтное время их эксплуатации за счет уменьшения износа уплотняющих поверхностей. При этом также уменьшается износ и повышается точность работы расходомеров (счетчиков и измерительных диафрагм), особенно чувствительных к эрозии. Правильный выбор фильтров и их квалифицированная эксплуатация являются важнейшими факторами обеспечения надежного и безопасного функционирования системы газоснабжения.

Наиболее важной частью газового фильтра является фильтрующий материал, который должен быть химически инертен к газу, обеспечивать требуемую степень его очистки, не разрушаться под воздействием рабочей среды и в процессе периодических очисток.

По используемому фильтрующему материалу серийно выпускаемые фильтры подразделяются на сетчатые и волосяные. В сетчатых фильтрах фильтрующим материалом является плетеная металлическая сетка, а в волосяных — кассеты, набитые капроновой нитью (или прессованным конским волосом) и пропитанные висциновым маслом.

Для обеспечения достаточной степени очистки газа от твердых частиц скорость газового потока лимитируется и характеризуется максимально допустимым перепадом давлений на сетке или кассете фильтра.

Максимально допустимый перепад давлений на сетчатых фильтрах не должен превышать 5,0 кПа, на волосяных — 10,0 кПа, а до начала эксплуатации или после очистки и промывки фильтра этот перепад должен составлять соответственно 2,0—2,5 кПа и 4,0—5,0 кПа.

В конструкциях фильтров предусмотрены штуцеры для присоединения приборов, с помощью которых определяется падение давления на фильтрующем элементе.

Фильтры можно разделить на следующие типы:

0 по направлению движения газа через фильтрующий элемент — прямоточные и поворотные;

О по конструктивному исполнению — линейные и условные;

0 по материалу корпуса и методу его изготовления — чугунные (или алюминиевые) литые и стальные сварные.

Сетчатые фильтры, особенно двухслойные, отличаются повышенной тонкостью и интенсивностью очистки. В процессе эксплуатации по мере засорения сетки тонкость фильтрования повышается, но одновременно уменьшается пропускная способность фильтра.

В сетчатом фильтре типа ФС (рис. 3.8) в качестве фильтрующего элемента используют однослойную плетеную металлическую сетку заводского изготовления, которой придают форму цилиндра и припаивают к вставленному внутрь этого цилиндра каркасу.

В корпусе 1 фильтра расположена обойма, состоящая из проволочного каркаса (кассеты) 2 и обтягивающей его мелкоячеистой сетки 3. Обойма прижимается к выступам корпуса пробкой 4. Газ из входного патрубка фильтра поступает внутрь обоймы, на сетке которой задерживаются и частично ссыпаются вниз твердые частицы. Пройдя через сетку, очищенный газ попадает в выходной патрубок фильтра и из него направляется к основному оборудованию.

Сетчатый фильтр типа ФС

Рис. 3.8. Сетчатый фильтр типа ФС:

  • 1 - корпус; 2 - кассета;
  • 3 сетка; 4 — пробка;
  • 5 штуцеры

Для очистки фильтра при закрытых запорных устройствах до и после него вывертывают пробку, из корпуса вынимают обойму и сетку тщательно промывают. Штуцеры 5 служат для подключения дифманометра. Фильтры такой конструкции изготовляют и со стальным сварным корпусом (тип ФСС).

Волосяные фильтры типа ФГ (рис. 3.9) имеют чугунный корпус 8, внутри которого находится кассета 5. Перед кассетой (по ходу газа) установлен отбойный лист (стальная пластина) 7, предотвращающий ее повреждение крупными твердыми частицами. Торцовые части кассеты затянуты проволочными сетками, пространство между которыми набивается капроновой нитью (или прессованным конским волосом), пропитанной висциновым маслом. Очистка газа осуществляется через набивку, которая должна быть однородной, без комков и жгутов. За кассетой расположена решетка 4 (перфорированная металлическая пластина), предохраняющая заднюю стенку фильтра от разрыва и уноса фильтрующего материала при превышении допустимого перепада давлений. Сверху корпус фильтра перекрыт крышкой 1, закрепляемой болтами. Штуцеры 2служат для подключения дифманометра при измерении перепада давлений.

Волосяной фильтр типа ФГ

Рис. 3.9. Волосяной фильтр типа ФГ:

  • 1 крышка; 2 — штуцеры; 3 — фильтрующий элемент; 4 - решетка; 5 - кассета;
  • 6 фланец; 7 — отбойный лист; 8 - корпус

Для очистки фильтра при закрытых запорных устройствах до и после него снимают крышку, вынимают кассету, а с фланца 6 снимают заглушку. Накопившиеся твердые частицы встряхивают, кассету промывают в бензоле, ксилоле и других растворителях.

Корпусы волосяных фильтров могут изготавляться из стали в сварном исполнении.

Фильтрующая способность волосяных фильтров в процессе эксплуатации снижается вследствие того, что частицы фильтрующего материала уносятся потоком газа и при периодической очистке встряхиванием.

Кроме перечисленного технологического оборудования в состав ГРП входят:

О контрольно-измерительные приборы (КИП), которые фиксируют: давление газа до регулятора и после него, а также на обводном газопроводе (манометр), перепад давлений на фильтре, позволяющий судить о степени его загрязненности (дифма- нометр), расход газа (расходомер); температуру газа перед расходомером (термометр);

0 импульсные трубопроводы, служащие для присоединения регулятора давления, предохранительного запорного клапана, предохранительного сбросного устройства и контрольно-измерительных приборов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >