Tryckregulator , gastrycksreducerare - ett slags kontrollventiler , en automatiskt fungerande autonom enhet som tjänar till att upprätthålla ett konstant gastryck i rörledningen . När trycket regleras reduceras det initiala högtrycket till det slutliga lågtrycket. Detta uppnås genom att automatiskt ändra graden av öppning av regulatorns strypkropp, vilket resulterar i att det hydrauliska motståndet mot det passerande gasflödet automatiskt ändras .
Beroende på det upprätthållna trycket (platsen för den kontrollerade punkten i gasledningen) är tryckregulatorer uppdelade i regulatorer "före sig själva" och "efter sig själva". Vid hydraulisk frakturering används endast regulatorer "efter sig själva". Enligt funktionsprincipen är regulatorer uppdelade i direktflöde och kombinerade.
Den automatiska tryckregulatorn består av ett ställdon och ett reglerorgan. Huvuddelen av ställdonet är ett känsligt element som jämför signalerna för börvärdet och det aktuella värdet på det reglerade trycket. Ställdonet omvandlar kommandosignalen till en kontrollåtgärd och till motsvarande rörelse av den rörliga delen av regleringsorganet på grund av energin från arbetsmediet (detta kan vara energin hos gasen som passerar genom regulatorn, eller energin hos medium från en extern källa - elektrisk, tryckluft, hydraulisk).
Om växlingskraften som utvecklas av det känsliga elementet i regulatorn är tillräckligt stor, utför den själv funktionerna för att kontrollera regleringsorganet. Sådana regulatorer kallas direktverkande regulatorer . Dessa inkluderar regulatorer med en tryckmätare i form av en fjäder, så kallade fjäderregulatorer . Dessutom kan arbetsmediets energi fungera som ett inställningsvärde för utloppstrycket. Enheten som skickar en kommandosignal till ställdonet i form av ett styrtryck kallas i detta fall en "pilot", och själva regulatorn kallas en pilot .
Baserat på lagen om reglering som ligger till grund för arbetet är tryckregulatorer statiska, statiska och isodromiska.
I gasdistributionssystem är de två första typerna av regulatorer mest använda.
I astatiska regulatorer verkar en konstant kraft från lasten 2 på det känsliga elementet (membranet) . Den aktiva (motstående) kraften är den kraft som membranet uppfattar från utloppstrycket P 2 . Med en ökning av gasutvinningen från nätverk 4 kommer trycket P 2 att minska , kraftbalansen kommer att störas, membranet kommer att gå ner och regleringsorganet öppnas.
Sådana regulatorer, efter att ha blivit störda, bringar det reglerade trycket till det inställda värdet, oavsett storleken på belastningen och regleringsorganets position. Systemets jämvikt kan endast ske vid ett givet värde av det reglerade trycket, och regleringskroppen kan inta vilken position som helst. Sådana regulatorer bör användas på nät med hög självnivellering, till exempel i lågtrycksgasnät med tillräckligt stor kapacitet.
Glapp, friktion i lederna kan göra att regleringen blir instabil. För att stabilisera processen införs hård feedback i styrenheten. Sådana kontroller kallas statiska. Vid statisk styrning skiljer sig alltid jämviktsvärdet för det kontrollerade trycket från det inställda värdet och först vid märklast blir ärvärdet lika med det nominella värdet och kännetecknas av ojämnheter (kontrollerat tryck).
I regulatorn ersätts lasten av en fjäder - en stabiliseringsanordning. Kraften som utvecklas av fjädern är proportionell mot dess deformation. När membranet är i sitt översta läge (reglerkroppen är stängd) får fjädern det högsta kompressionsförhållandet och P 2 - det maximala. Med kontrollen helt öppen reduceras värdet på P 2 till ett minimum. Den statiska karaktäristiken för regulatorerna är vald att vara platt så att ojämnheten i regulatorn blir liten och regleringsprocessen dämpas.
En isodrom regulator (med elastisk återkoppling), när det kontrollerade trycket P2 avviker, kommer först att förflytta reglerkroppen med en mängd som är proportionell mot avvikelsevärdet, men om trycket P2 inte når det inställda värdet, kommer reglerkroppen att röra sig tills trycket P2 når inställt värde.
Utformningen av gastrycksregulatorer måste uppfylla följande krav:
Huvudelementen i de reglerande (strypande) kropparna är grindar. De kan vara enkelsittande, dubbelsittande och diafragma ( kontrollventiler ), slang ( klämventiler ), ventil ( rörledningsventiler ) och spjäll ( spjällventiler ).
I stadsgasförsörjningssystem används främst regulatorer med en- och tvåsitsventiler, mer sällan med spjäll- och slangventiler.
Enkelsittande och dubbelsittande ventiler kan tillverkas både med en styv tätning (metall till metall) och med en elastisk (packningar av olje- och bensinbeständigt gummi , läder , fluoroplast , etc.). Sådana ventiler består av ett säte och en ventil. Fördelen med ensitsventiler är att de enkelt ger en tät tätning. Ventilerna hos ensittande grindar är dock obalanserade, eftersom de påverkas av skillnaden mellan inlopps- och utloppstrycken.
Dubbelsätesventiler under samma förhållanden har en betydligt högre genomströmning på grund av den större totala ytan av sätenas flödessektion. Dessa ventiler är avlastade, men i frånvaro av gasflöde ger de inte täthet, vilket förklaras av svårigheten att landa slutaren samtidigt på två plan. Dubbelsittande regulatorer används oftare i regulatorer med konstant strömkälla.
Slutarportar används vanligtvis vid hydraulisk spräckning med höga gasflöden (till exempel termiska kraftverk ) och används som ett tillsynsorgan för indirekt verkande regulatorer med en extern energikälla.
I gastrycksregulatorer installerade i hydraulisk sprickbildning används membran (platta och korrugerade) främst som ett känsligt element och samtidigt som en drivning .
Det platta membranet är en rund platt platta gjord av ett elastiskt material. Membranet kläms fast mellan flänsarna på det övre och undre membranhöljet. Den centrala delen av membranet kläms på båda sidor mellan två runda metallskivor (crimp). Hårddiskar ökar permutationskraften och minskar ojämnheten i regleringen.
Dessutom skiljer sig tryckregulatorer i följande designfunktioner:
Tryckregulatorer med stora flödesegenskaper har som regel ett reduktionssteg. För att helt eliminera effekten av fluktuationer i inloppstryck och gasflöde på regulatorns stabilitet används en tvåstegs tryckreduktion i regulatorn. Ett liknande schema används i husregulatorer , med flödesegenskaper upp till 25 m3 / h, avsedda för individuell användning av konsumenten.
Regulatorer av enkel design utför uteslutande funktionen att sänka gastrycket och hålla det på en viss förutbestämd nivå. Utformningen av kombinerade tryckregulatorer kan innefatta en säkerhetsavstängnings- och säkerhetsventil, ett filterelement samt en ljuddämpare.
I regulatorer som använder funktionen för pneumatisk styrning av utloppstrycket, kan dess intag utföras både direkt vid regulatorns utlopp och genom extern anslutning av en impuls. Huvudvillkoret för korrekt anslutning av impulsen är platsen för dess intagspunkt i zonen med stabilt flöde i frånvaro av turbulens och tryckstötar.
RD, designad för gasförsörjningssystem, är designade för att fungera med ångfasen.
Regulatorer kan klassificeras enligt följande huvudegenskaper:
Enligt deras syfte kan regulatorer delas in i regulatorer för hushållsbruk och regulatorer för kommersiella (industriella) ändamål.
Det funktionella syftet med regulatorn bestäms främst av egenskaperna för att ställa in inlopps- och utloppstryckområdena, gasflöde och några andra egenskaper, vilket i sin tur bestämmer alternativen för dess design.
Regulatorer för hushållsbruk har som regel en liten kapacitet och inställningar för lågt, mer sällan medium utloppstryck, vilket säkerställer säker användning av gas i hemmet, utformad för att försörja gasspisar, varmvattenpannor, brännare och annan hushållsgas -använda utrustning.
Regulatorer för kommersiellt och industriellt bruk har ett brett utbud av inlopps- och utloppstryck, stor flödeskapacitet och är konstruerade för användning inom catering, socialtjänst, lantbruk, industri, byggnation m.m.
När det gäller inställningarna för regulatorernas inlopps- och utloppstryck kommer en sådan uppdelning att delas in i tre kategorier: "hög - medium", "medel - låg", "hög - låg" [1]
Detta beror på det faktum att, för det första, valet av de nödvändiga tryckparametrarna i rörledningen över hela längden från lagringstanken till den gasanvändande utrustningen bestäms baserat på många specifika parametrar för det system som designas, inklusive den totala produktivitet, antal och volym av lagringstankar, typ av gasanvändande utrustning, avstånd från den till tanken, driftstemperaturförhållanden och många andra. För det andra tillverkas traditionellt ett brett utbud av utrustning för gasol i USA och andra länder med hjälp av den sk. "Engelska måttsystemet" på grundval av egna standarder som tillämpas på denna utrustning, och omvandlingen till det metriska systemet med enheter i det engelska måttsystemet leder till uppkomsten av decimalbråkvärden som går utöver de indikatorer som fastställts av ryska regleringsdokument. För det tredje strävar utländska tillverkare efter enande och universalisering av sin utrustning. Detta resulterar i att vissa regulatormodeller har inlopps- och utloppstryckinställningar som faller in i helt olika kategorier samtidigt.
När det gäller designen kan RD klassificeras enligt följande:
Enkla RD:er har ett reduktionssteg, kombinerade RD :er har två steg: 1:a och 2:a, eller huvudkontrollern plus "regulator-monitor". De kan också ha en inbyggd säkerhetsventil, säkerhetsavstängningsventil eller båda.
Stegreduktion ger större tillförlitlighet tillsammans med ökad processnoggrannhet och stabilitet, och mindre beroende av inloppstryck och flödeshastighetstoppar. Användningen av inbyggd slam-shut och PSK ger regulatorn ytterligare nivåer av skydd mot inträngning av ökat utloppstryck till konsumenten. Användningen av en kontroll "regulator-monitor" som en del av RD gör det möjligt att säkerställa oavbruten gastillförsel i händelse av ett fel på huvudregulatorn. I en direktverkande RD fungerar justeringsfjädern som ett börvärde, i en indirekt verkande RD är det ett pneumatiskt ställdon, sk. pilot.
Direktverkande fjäderregulatorer är enkla i designen och reagerar snabbt på förändringar i gasflödet, men de har en relativt liten flödeskapacitet och arbetar inom smala utloppstryckgränser på grund av deras avstämningsfjäderområden.
Pilotregulatorer, tvärtom, har en stor kapacitet (upp till flera tiotusentals kubikmeter per timme) och ett brett utbud av inställningar, men samtidigt är hastigheten på den transienta processen mycket lägre än vårens. RDs.
Tvåstegs styrsystem
Även om enstegssystem används i många fall, är det ibland nödvändigt att installera ett tvåstegssystem. I det här fallet är en högtrycksregulator installerad på tanken och lågtrycksregulatorer installeras direkt på konsumenten. Det är viktigt att notera att trycket i system med enstegsreglering upprätthålls med en noggrannhet på 1 kPa. Tvåstegssystem, å andra sidan, ökar regleringsnoggrannheten till 0,25 kPa, vilket uppfyller kraven på nya högeffektiva gasförbrukande anordningar som kräver exakt tryckreglering för korrekt tändning och stabil drift. För att underlätta identifieringen av typen av RD i förhållande till installationsplatsen i ett visst kontrollsystem, utöver standardproduktkoden, använder vissa tillverkare en speciell färgkodning.
För att välja lämplig styrenhetsstorlek är det nödvändigt att bestämma installationens totala belastning, som beräknas genom att lägga till prestanda för alla enheter som ingår i installationen. Dessa parametrar kan hämtas från RD:s passdata eller från tillverkarens tekniska dokumentation.
Korta egenskaper hos grupper av regulatorer
LPG-tryckregulatorer kan delas in i sex huvudgrupper:
RD av det första steget av reduktion utför en tryckreduktion från ett högt intervall till ett genomsnittligt och installeras i gasförsörjningssystem direkt efter gasoltankarna. Många modeller av förstastegsregulatorer är inte utrustade med säkerhetsanordningar, eftersom funktionen för skydd mot övertryck i nätverket implementeras i nästa steg av reduktion.
Andrastegsregulatorer är installerade i gasförsörjningssystem för att utjämna påverkan av fluktuationer i temperaturen på gasolångor och inloppstryck, minska från medeltryck till lågt tryck, och på så sätt säkerställa ett stabilt utloppstryck som kommer in i konsumentens gasanvändande utrustning. Till skillnad från första steget RD är de mestadels utrustade med en säkerhetsventil (PSK) som släpper ut det ökade utloppsgastrycket till atmosfären, och en säkerhetsavstängningsventil (SVK) som stänger av gastillförseln i fall av nödtrycksökning vid utloppet.
Tvåstegs tryckregulatorer kombinerar egenskaperna hos RD för det första och andra steget och är utformade för att minska det höga trycket i gasolångfasen som tas från tankenheter, samt automatiskt bibehålla lågt tryck inom de specificerade gränserna, oavsett inlopp tryckfluktuationer, förändringar i gasflöde och temperatur. Två steg ger stabilare utloppstryck än enstegsregulatorer. Tvåstegs RD:er är också utrustade med inbyggda övertrycksskyddssystem.
Gruppen av industriella regulatorer kännetecknas av ett brett utbud av inlopps- och utloppstryckinställningar, samt en stor genomströmning. Designmässigt kan industriella regulatorer antingen vara enkla eller kombinerade, beroende på vilken specifika uppgift som löses.